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氢气降血脂与肠道菌群

中南大学湘雅医学院学者研究发现,氢气能对高脂饮食导致的小鼠脂代谢紊乱有改善作用,这种作用和肠道菌群改善相关。该研究论文2020年1月发表在《实验生物医学》杂志上。
 

肥胖也是病,属慢性代谢疾病,胖人体内存在慢性炎症反应。但是人们对肥胖的病理生理学过程细节不那么清楚,这是对这种疾病研究必要性的基本原因。
 

肠道菌群被认为是人体内第二基因组,对身体健康具有特殊重要的作用,具有功能意义的菌群类型包括拟杆菌、真杆菌、双歧杆菌、消化性链球菌、梭杆菌、瘤胃球菌、梭菌和乳杆菌等。其中拟杆菌,双歧杆菌,乳酸杆菌和瘤胃球菌属和肥胖关系比较密切。肥胖大鼠菌群特点是高比例厚壁菌/拟杆菌,有学者把肥胖大鼠肠菌把移植给无菌小鼠,发现小鼠呈现肥胖表型。这说明肠道菌群在肥胖发生中发挥重要作用。
 

乙醛酸循环是原核细胞和植物细胞的重要能量代谢通路。脂肪酸经过β-氧化分解为乙酰CoA,在柠檬酸合成酶的作用下乙酰CoA与草酰乙酸缩合为柠檬酸,再经乌头酸酶催化形成异柠檬酸。异柠檬酸裂解酶将异柠檬酸分解为琥珀酸和乙醛酸。在苹果酸合酶催化下,乙醛酸与乙酰CoA结合生成苹果酸。苹果酸脱氢重新形成草酰乙酸,可以再与乙酰CoA缩合为柠檬酸,于是构成一个循环。乙醛酸循环也存在许多条件致病菌体内。致病菌把乙醛酸循环产生的柠檬酸用于合成糖和蛋白等生物分子,给自身生长分裂提供物质能量基础。
 

氢气是一种新发现的生物抗氧化剂,具有抗炎症和抗细胞凋亡效应。2007年日本学者发现氢气吸入2%对大鼠脑缺血具有改善作用,氢气具有选择性中和羟基自由基的作用。研究发现,氧化应激是代谢综合征的典型表型,长时间饮用氢水能缓解二型糖尿病肥胖小鼠肝脏氧化应激,也能降低血浆脂蛋白和血糖水平,这说明氢气能改善代谢综合征相关的脂肪和糖代谢。人体试验也表明,饮用氢水对人类代谢综合征血脂紊乱指标也有改善效应。但是氢气对代谢综合征改善作用的分子机理仍然不完全清楚,尤其是对代谢相关的肠道菌群紊乱的作用不清楚。最新研究从这些方面开展研究,使用高脂饮食诱导代谢紊乱动物慢性,腹腔注射饱和氢气生理盐水,从动物体重、典型代谢指标和肠道菌群等角度,探讨氢气对代谢紊乱纠正的分子机理。
 

研究结果发现,高脂饮食动物血浆总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白都显著升高,高密度脂蛋白水平下降,这符合代谢综合征的特点。肠道脂肪酸代谢相关基因,如载脂蛋白ApoE、脂肪酸合成酶FAS、肠道脂肪酸结合蛋白I-FAPB、乙酰CoA羧基酶、过氧物酶体增殖物激活受体PPARc和硬脂酰CoA 去饱和酶SCD1等表达均显著增加。粪便中拟杆菌、双歧杆菌和乳酸菌数量明显减少,阴沟肠杆菌数量增加。粪便内异柠檬酸裂解酶活性也显著提高。氢水改善后,上述指标发生了逆转。研究结果说明,氢气能通过抑制肠道菌乙醛酸循环,提高肠道结构完整性和改善脂代谢紊乱。
 

氢水是通过腹腔注射给予,如何对肠道内细菌产生效应?当然氢气能通过肠道粘膜扩散到肠道内对细菌产生影响。肠道内氢气的浓度是比较高的,这种效应会不会受到干扰。生物学研究属于实验科学,证据第一,解释其次,只要现象客观存在,解释可以多样,只要合理符合逻辑就是好文章。从氢气研究角度,如果给动物持续饮用氢水或许能得到不同的结果。

 

氢气降血脂与肠道菌群
 

图氢水对动物体重的影响
 

氢气降血脂与肠道菌群
 

图.氢气通过抑制ApoE, I-FAPB, FAS,和PPARc等基因表达,改善高脂饮食导致的代谢紊乱。
 

Saturated hydrogen improves lipid metabolism disorders and

dysbacteriosis induced by a high-fat diet
 

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