都是尼古丁惹的祸?——戒菸後变胖,与肠道菌丛代谢物有关?
2022 1月 17 By binance币安注册不了怎么办 0 comment

吸菸对健康的危害众所皆知,许多吸菸者为了身体健康而尝试戒菸,但戒菸过程却遇到体重发胖的难题,导致许多吸菸者难以成功戒菸。长久以来,科学家们试图了解戒菸导致体重发胖的生理机制。

过往研究发现吸菸会让人没有食慾,是因尼古丁作用在位在下视丘的尼古丁乙醯胆硷的受器,改变人类体内能量供需的平衡。一直以来,科学家相信戒菸後体重增加,是因为戒菸後,体内少了尼古丁抑制食慾。

然而,来自以色列魏兹曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的 Leviel Fluhr 却有不一样的看法[2],他认为抽菸可能也会改变「肠道内的微生物群系」,并且试图从其差异找到戒菸与体重变化的关系。

肠道内的微生物群系

肠道内微生物群系(microbiome)由上兆的微生物组成,包括病毒、细菌、真菌。这些肠道内的小小居民们其实对主人的健康有很深刻的影响。有许多疾病都被证实和肠道内微生物群系有关,包括自体免疫疾病、过敏、癌症等等[1]。这些微生物也会影响食物以及药物在肠道的吸收。

「You are what you eat.」所代表的意义,可能超越字面上的翻译。我们每天摄取的食物、添加物、环境荷尔蒙,都会改变肠道内的微生物群系。而 Fluhr 正是由这个角度,来探讨戒菸之後体重的变化趋势。

戒菸变胖,不单只是缺少尼古丁而已

在 Fluhr 的第一个实验中,他们将老鼠分成四组,分别是不暴露菸害、暴露菸害、接受抗生素但不暴露菸害、接受抗生素且暴露菸害。

暴露菸害是模拟人类的抽菸行为,不暴露菸害当然就是模拟从未抽菸的人。其中两组老鼠还有在实验介入前使用抗生素,使用抗生素是为了控制老鼠肠道内的微生物群系,更精确地来说,是剔除微生物群系中的「细菌」,以此作为对照组,证明「戒菸後体重增加不单是尼古丁消失」造成的。

最终实验发现,比起没有使用抗生素的老鼠,在接受菸害前使用过抗生素的老鼠,暴露後戒断时期体重增加的趋势相对比较低,而且差异非常显着。换句话说,在正常状况下(也就是没有接触抗生素,肠内有菌的状况下),戒菸後的体重增加与肠道内微生物群系有关。

移植「暴露菸害的微生物群系」,有同样效果

在第一个实验确认了戒菸後体重增加并非只是缺少尼古丁,肠道内微生物群系也可能影响体重後,Fluhr 的第二个实验就决定来测试看看,这些微生物群系的影响有多大:他把先前实验老鼠的肠道微生物群系(也就是粪便)移植到原本无菌的老鼠体中。

一组是移植「有暴露过菸害的老鼠肠道内微生物群系」,另一组则移植「未暴露过菸害的老鼠肠道内微生物群系」。移植了先前接触过菸害的老鼠的肠道菌丛後,被移植的老鼠体重增加的幅度,大於移植了未暴露过菸害的老鼠的肠道菌丛。

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微生物菌丛的代谢差异,是戒菸者变胖的主因

上述的实验结果表明了尼古丁在下视丘的抑制食慾讯号,并不是戒菸後体重增加的唯一解释,肠道微生物群系的差异也是原因之一。

Fluhr 为实验结果提供了新的说法。暴露过菸害的微生物菌丛产生了许多不同的代谢产物,部分的代谢产物能帮助个体由摄取的食物中提炼出更多可利用能量。

其中,一种名叫二甲基甘氨酸(Dimethylglycine)的分子,就是这些代谢产物的一员。二甲基甘氨酸是甘氨酸(Glycine)的衍生物。食物中的蛋白质在肠道消化後,分解成各式多肽,进一步再被分解成胺基酸,而甘氨酸就是其中一种胺基酸。菸害会让肠道内促进二甲基甘氨酸生成的酶增加,令二甲基甘氨酸变多。

实验发现,暴露了菸害的老鼠,血清中的二甲基甘氨酸含量比较高。给了二甲基甘氨酸添加剂的老鼠,不论有没有经过抗生素处理,体重都会增加比较多。相反来说,如果剔除了老鼠们的食物中产生二甲基甘氨酸的前驱物质硫酸胆硷(choline sulfate),老鼠暴露菸害後的体重增加就没有那麽显着。

从肠道微生物组成角度,检视吸菸对健康的影响

微生物菌丛在暴露过菸害後产生的代谢产物,除了解释戒菸後体重增加,也可能解释菸害如何造成其他疾病。

甘氨酸,除了是组成蛋白质的其中一种氨基酸,也是一种组成神经传导物质的原料。神经传导物质就是在神经突触间,接替神经脉冲,传递神经讯息的化学物质。当瘾君子拿起香菸、将袅袅烟雾吸入肺叶、进入肺泡、扩散入血流,肠道内的菌丛组成就再也不同。而这些肠道内的变化,改变了甘氨酸以及其衍生物的代谢。甘氨酸多才多艺的特性,让它在肠道内的浓度变化,有如蝴蝶效应般,影响许多不同系统。譬如说,甘氨酸在人体内浓度的多寡,就与糖尿病有关[4],甘氨酸的代谢出现异常也会导致神经性疾病[5]

尽管有许多动物实验提供戒菸後体重增加的生理证据,但真正的议题是:如何从动物模型转到人类临床现象。目前我们只知道戒菸後体重增加的高危险群是女性、低收入、饮食不良、缺乏运动、重度烟瘾者。

逆向思考:运用微生物代谢或可帮助其他疾病

了解菸害的代谢物如何影响戒菸後的体重增加,甚至改变个体的健康後,Fluhr 试着从临床治疗的角度来看这个发现。有没有可能把老鼠的模型实验结果带到临床医学,突破医学瓶颈呢?就戒菸後体重增加的现象来说,只要改变这个微生物丛的变化,这个现象就可能有解!

譬如说,如果做出可以降低甘氨酸前驱物的药物,或是发明可以降低微生物菌丛产生的代谢物的疗法,戒菸後的体重增加可能就不复存在。从另一个角度切入,如果之後的实验,破解出到底是哪些代谢物质重塑了肠内菌丛,并且由香菸中剔除这些物质,也可能是解法之一。

从另外一个完全相反的思维来看,对於急需增加体重的人,这些代谢物质可能是这群人的神药。举例来说,因为被癌症侵袭,而体重直直掉的病人(恶体质),就可能很需要这些代谢物质。

Fluhr 的实验让戒菸後体重增加的现象有新的解释,他把焦点由先前的尼古丁在脑中的作用,转移到肠内的菌丛组成。不仅如此,他的实验更开启了除了体重变化以外,香菸对健康影响的新的讨论方向,并且不落窠臼的从临床角度出发,企盼由老鼠实验,解答戒菸以及体重变化的难题。

延伸阅读:菸烟相报何时了?关於香菸、加热菸和电子烟你该知道的事

参考资料

  1. The gut microbiome​​
  2. 以色列魏兹曼科学研究所
  3. Metabolomics in Prediabetes and Diabetes: A Systematic Review and Meta-analysis
  4. Chapter 21 – Disorder: Glycine encephalopathy
  5. Gut microbiota modulates weight gain in mice after discontinued smoke exposure

 

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