减肥减肥!被忽视的肠道细菌在肥胖对身体脂肪代谢的影响中起着关键作用

【字体: 时间:2024年04月16日 来源:Nutrients

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  综述探讨了肥胖中肠道微生物群失调及其对白色和棕色脂肪组织代谢的影响之间的复杂相互作用,重点关注对线粒体的直接和间接影响,强调了通过以微生物群为重点的策略治疗肥胖的潜在途径。

  

在最近发表在《Nutrients》杂志上的一篇综述中,研究人员探讨了肥胖患者肠道微生物群失调如何通过直接和间接影响白色(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)内的线粒体来影响脂肪组织(AT)代谢。

截至2016年,肥胖影响了全球13%的人口,已达到流行病水平,对发达国家和发展中国家都构成了挑战。预计到2039年,欧洲将有超过30%的成年人肥胖,在美国甚至更多。这种情况是由遗传、生活方式和环境因素的复杂相互作用引起的,导致AT中能量储存过多。这种储存超过了组织的氧合能力,导致炎症,胰岛素抵抗,增加心脏代谢和癌症的风险。尽管研究广泛,但细胞和线粒体代谢在肥胖中的作用,特别是肠道微生物群对AT的影响,还需要更清晰的认识。确定肠道微生物群如何影响AT线粒体可能为新型肥胖治疗奠定基础,强调了进一步研究的必要性。

白色脂肪细胞的中心有一个大液滴,在细胞的一端压缩着细胞核和线粒体。棕色脂肪细胞有多个小脂滴和更多的线粒体,分布在脂滴之间。米色脂肪细胞具有中间特性。冷暴露和β-肾上腺素能激活决定WAT的褐变。棕色和米色线粒体都参与非寒颤产热。

活跃的内分泌器官

AT已经超越了传统的仅仅作为能量储存和绝缘体的观点,现在被认为是一个活跃的内分泌器官,在代谢调节中起着重要作用。这种转变归因于它分泌瘦素和脂联素等激素,以及被称为脂肪因子的各种细胞因子,这标志着它对新陈代谢的深远影响。在该组织内,脂肪细胞和其他类型的细胞,如前脂肪细胞和免疫细胞,形成了一个复杂的细胞环境,其多方面的功能。

WAT和BAT功能多样

AT分为用于能量储存的WAT和用于产热能量消耗的BAT,在代谢健康中起着至关重要的作用。WAT的大细胞储存脂肪,有助于机械保护和代谢调节,而BAT的较小的富含脂质的细胞通过非寒颤产热产生热量,为治疗代谢紊乱提供了潜力。

AT的代谢和内分泌作用

异位脂肪沉积和ATs的激活突出了它们在健康和疾病中作用的复杂性。虽然异位脂肪与代谢并发症有关,但WAT中的“褐变”过程(其中细胞具有蝙蝠样特征)为代谢性疾病的治疗提供了前景。WAT的内分泌功能进一步阐明了其在能量和代谢稳态中的作用,其中瘦素和脂联素等脂肪因子起着关键作用。BAT通过非寒战产热对能量消耗的贡献代表了代谢健康的一个基本方面,区分了WAT和BAT对身体能量平衡和代谢调节的独特贡献。

线粒体在AT中的功能

线粒体在WAT和BAT的能量代谢中都起着关键作用,通过营养氧化驱动三磷酸腺苷(ATP)的产生并调节脂质代谢。在WAT中,它们支持脂质合成和分解,影响脂肪细胞分化和代谢健康。由于脂肪因子和脂肪酸氧化的调节受损,WAT中的功能失调线粒体与代谢性疾病有关。相反,BAT线粒体通过解偶联蛋白-1 (UCP-1)促进非寒颤产热,显示其在能量消耗中的重要作用。BAT与WAT的线粒体功能不同,强调了它们在代谢调节中的重要性,以及在肥胖和相关疾病的治疗靶点方面的潜力。

线粒体功能障碍与肥胖:密切相关

肥胖对AT,特别是WAT和BAT中线粒体代谢的影响,强调了其病理生理学的一个关键方面。线粒体功能障碍,以生物能量改变和脂糖代谢受损为特征,在加剧肥胖相关代谢并发症中起重要作用。研究表明,肥胖患者线粒体发生显著改变,包括线粒体蛋白表达减少、线粒体脱氧核糖核酸(mtDNA)拷贝数减少、氧化磷酸化复合物活性降低。这些变化不仅导致能量利用和储存效率低下,而且还促进脂肪细胞肥大的转变,进一步促进炎症和胰岛素抵抗。在WAT中,线粒体功能受损会影响脂肪酸氧化和脂肪细胞分化,而在BAT中,它会损害产热效率,潜在地将其代谢转变为类似于WAT的表型。线粒体功能障碍与肥胖之间的联系凸显了迫切需要旨在恢复线粒体健康的治疗策略,为肥胖管理及其相关代谢紊乱的减少提供了一条有希望的途径。

肠道菌群在肥胖和AT线粒体功能中的作用

肠道微生物群和AT线粒体之间的相互作用显著影响肥胖管理和代谢健康。多样化的肠道生态系统在代谢过程中发挥着重要作用,通过产生短链脂肪酸(SCFAs)等微生物代谢物影响脂质和葡萄糖代谢。这些代谢物影响ATs的线粒体功能,改变脂肪酸氧化和脂肪细胞分化,这是肥胖进展的关键。以肠道微生物组成失衡为特征的生态失调与肥胖相关的代谢障碍有关,这表明调节肠道微生物群可以为改善线粒体功能和对抗肥胖提供治疗途径。这突出了继续探索肠道微生物群- AT线粒体轴的必要性,以开发针对肥胖及其相关代谢紊乱的靶向干预措施。

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