小肠中也有参与脂肪消化和吸收的微生物

之前的一些对小鼠和人类的研究表明，高脂肪饮食在短期内可以改变肠道菌群的组成及其代谢功能，从而导致代谢紊乱的发生。然而，这些研究主要集中在粪便菌群的研究上，了解的主要是大肠中的菌群；但是，人们对小肠内的微生物群落是否会影响脂质代谢和吸收却知之甚少。

最近，来自美国芝加哥大学的研究团队发表在《Cell Host & Microbe》杂志上的一项研究发现，小肠内的微生物群落也参与了小鼠的膳食脂肪的消化和吸收。

研究人员发现，在为期4周的研究期间，无菌小鼠即使饲喂高脂肪的饮食，它们也无法消化或吸收，因此它们的体重并不会增加，不会引起肥胖；相反，它们粪便中的脂质水平明显升高。

胆囊收缩素和分泌素是由小肠上皮细胞在摄食过程中所释放的激素。无菌小鼠中胆囊收缩素和分泌素调节的肠内分泌信号受损，这可能是无菌小鼠可以抵抗高脂饮食引起的肥胖的部分原因。

除了脂质消化的改变，无菌小鼠也表现出小肠黏膜刷状缘游离油酸的膜转运降低。研究还发现，无菌小鼠可以抵抗高脂饮食引起的肥胖的另一种可能的原因是空肠中参与脂肪氧化的某些基因表达上调。与正常小鼠相比，这可以防止被吸收的脂肪整合到乳糜微粒中并被运送到外周。这些数据表明，由于肠道中脂肪消化和吸收的受损以及脂肪氧化作用的增加，无菌小鼠对高脂饮食引起的肥胖产生了抵抗力。

为了更好地阐明饮食与微生物之间相互作用的机制，研究人员随后研究了高脂饮食诱导的肠道菌群变化在脂质吸收中的作用。健康的但是肠道定殖有常见非致病微生物的正常小鼠接受高脂肪饮食，体重迅速增加。高脂饮食也会迅速增加小鼠小肠中某些微生物的丰度，包括梭菌科和消化链球菌科的细菌，梭菌科的某些细菌成员可以影响脂肪的吸收；高脂肪饮食也会降低小肠中双歧杆菌科和拟杆菌科细菌的丰度，而这些细菌通常与身体消瘦有关。除此之外，将高脂饮食诱导的小鼠空肠微生物移植到无菌小鼠中，无菌小鼠很快就获得了吸收脂质的能力。

为了探究一些特定的细菌菌株是否会影响脂质的吸收途径，研究人员在体外和体内评估了其中的双酶梭菌影响脂质吸收的能力。体外研究发现，在低脂的条件下，双酶梭菌可能通过细菌产生的分子或生物活性化合物增加油酸的摄取和酯化酶二酰基甘油o-酰基转移酶的表达，这是一种参与甘油三酯合成和存储的酶。来自双酶梭菌的条件培养基在体内也可以增加低脂肪饮食喂养的小鼠空肠中的二酰基甘油o-酰基转移酶mRNA的表达水平。

与双酶梭菌类似，在低脂肪饮食的条件下，鼠李糖乳杆菌可以增加十二指肠酰基辅酶A:二脂酰甘油酰基转移酶1（Dgat1）以及空肠甘油二酯酰基转酶2（Dgar2）的基因表达和蛋白质水平。双酶梭菌和鼠李糖乳杆菌对脂质消化的过程都没有显著的影响，包括胆囊重量、血浆胆囊收缩素或分泌素的水平都没有发生变化。虽然确切的作用机制还需要进一步的研究，但是这一发现表明了特定细菌菌株及其代谢产生的生物活性分子在甘油三酯再酯化相关的基因表达上的作用，比如甘油二酯酰基转酶2（Dgat2）。

图片来源：Cell Host & Microbe，2018

总之，在高脂饮食的条件下，某些细菌可以在24至48小时内在小肠中迅速增殖以应对高脂肪饮食的摄入，而这些细菌可能促进消化酶的产生和分泌并进入小肠。那些消化酶可分解膳食脂肪，使高热量的食物快速被吸收。同时，微生物也可释放一些生物活性物质，刺激肠吸收细胞包裹和运输脂肪以便于吸收。随着时间的推移，这些微生物的持续存在会导致营养过剩和肥胖。

这项研究首次表明特定的小肠细菌直接参与调节脂类物质的消化和吸收，这可能具有重大的临床意义，特别是对于预防和治疗肥胖和心血管疾病。