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微生物们又要来抢营养了

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-14  浏览次数:118

你的身体里,从内到外挤满了数万亿计的微生物。这些被统称为微生物组的小家伙们在你的生活中发挥着重大作用。

肠胃里的微生物们 | 正版素材来源:图虫创意

微生物们和你一样,也需要营养,而获取营养的方式就是和你“抢”!

来人啊!微生物和人抢营养啦!

威斯康星大学麦迪逊分校微生物学研究生金·罗马诺(Kym Romano)一直关注一种叫胆碱的重要营养素,它是多种生物功能必需的分子,也是细胞膜的关键成分。

罗马诺参与的一项新研究表明:

1)小鼠体内消耗胆碱的微生物会引发新陈代谢疾病的征象和明显的行为改变;

2)这种影响甚至会遗传下一代,导致后代会有类似焦虑的异常行为。

威斯康星大学微生物学家费德里科·雷伊(Federico Rey)说:“胆碱的微生物代谢还不够被重视。”即使你通过饮食或服用补剂摄入足够的胆碱,微生物也可能会消耗你体内供应的胆碱而影响健康。

雷伊认为,要从这研究中得出具体的健康建议还太早。但最近《细胞宿主》(Cell Host)和《微生物》(Microbe)的发表结果建议医生和研究人员在评估胆碱摄入量时还应考虑微生物组。

鸡蛋、肉类和豆类等食物中都含有胆碱,摄入量太少有可能导致肝脏和心脏疾病。研究者用缺胆碱饮食对实验动物进行建模,并用静脉注射的方式在被试身上诱导出表型,潜在的健康问题就显而易见了。

有研究指出许多人胆碱摄入不足,多达95%的孕妇可能缺乏这种对胎儿大脑发育很关键的营养素。

胆碱的功用——胆碱被视为有助对人类脑部发展和记忆 | pixabay.com

克利夫兰诊所的医生兼研究员斯坦·哈森(Stan Hazen)研究了肠道细菌、胆碱和健康的联系,他说医学界对胆碱的建议摄入量仍存在争议,也不清楚人群中是否真的存在胆碱缺乏症。他在一封电子邮件中说,“据我所知,诊断出胆碱缺乏症的案例很罕见,在美国是接近零。”

哈森说,新的分析结果很重要,因为它非常详细地显示了微生物如何影响宿主的新陈代谢及其后代。

这个“贼”会引发代谢疾病!

微生物与宿主竞争营养素的观点并不新颖。加州大学洛杉矶分校的遗传学家杰克·卢西斯(Jake Lusis)说,“我们已经知道胆碱很重要,而细菌可以降解它,但我们还未证明有多少细菌能促进胆碱的代谢。尽管如此,这是我们第一次能有好的例证说明两者之间的影响关系。”

为了验证,研究人员创建了两个简化的微生物组。这些微生物组与人类肠道中数百种细菌相比,只含有六种细菌。

第一组包括一种能消耗胆碱的细菌

VS

第二组的细菌则经过基因工程改造,无法降解胆碱

研究人员将两组细菌分别引入特殊无菌条件下培育而且缺乏自身微生物组的小鼠体内。这样研究人员便能分清消耗胆碱的细菌对小鼠的作用。

他们给小鼠喂食高脂饮食,在这样的环境下这些动物对胆碱缺乏造成的影响更为敏感。同时研究人员会为小鼠补给额外的胆碱以保证它们有足够的摄入量。

与先前的研究结果一致,含降解胆碱细菌组的小鼠更胖,并且它们的肝脏里积聚了称为脂质的油性分子——这些都是代谢疾病的征兆。

当细菌代谢胆碱时,会产生一种叫三甲胺(TMA)的分子。三甲胺在肝脏被氧化后,会变成三甲胺-N-氧化物或氧化三甲胺(TMAO),一种与人心肾疾病有关的有毒物质。

实际上,研究人员还测量了降解胆碱细菌组的小鼠体内TMAO含量的升高水平,然而新结果表明,除了额外的TMAO之外,胆碱的缺乏也会影响健康。

疾病形成过程——TMA的主要来源是红肉、鸡蛋、乳制品、咸水鱼等高脂食物。TMA被吸收并经由门静脉循环进入肝脏,最终在肝脏内被氧化成TMAO,堵塞血管,引发心血管疾病 | bringyourownlentils.blogspot.com

害我就算了,怎么还会遗传给后代?

接着,研究人员观察孕鼠的变化,这是胆碱发挥重要作用的另一种情况。

含有降解胆碱细菌组的老鼠吃掉幼崽的可能性几乎是另一组的四倍,且父母和后代都有更多梳毛行为,那是一种过度的、焦虑的表现形式。而观察到的另一个焦虑迹象——埋珠行为,这组幼鼠埋的钢珠几乎是另一组的三倍。

注:石珠埋藏行为实验(Marble-burying behavior test)。啮齿动物有埋藏、储藏物品的行为,本实验将此种行为视为一种强迫行为来研究,小鼠单独放置在塑料盒子内(30厘米×30厘米×28厘米),内置25个玻璃珠(直径约1.5厘米)均匀地放置在5厘米深的锯末垫料上,不加饲料和水,以30分钟之内将石珠埋入至少三分之二做为强迫性行为并计数。

“这是我发现的一个令人震惊的结果,没想到居然有那么大的差异!”哈森说。

至于后代会遗传到这些影响,这是可能因为他们自身,或母胎在妊娠期间,胆碱摄入不足所导致。其中,母体的微生物也可能影响着后代的基因表达。

胎儿代谢胆碱时,名叫甲基的分子会直接结合到DNA链上。甲基通常会关闭附近的所有基因,这过程叫“DNA甲基化”,在胎儿发育中是普遍且不可逆的。这是表观遗传学的一个不需改变实际的遗传密码而改变基因表达的例子。

DNA甲基化——在两个中心的胞嘧啶的一个DNA分子被甲基化 | 维基百科

母体的微生物使胆碱缺乏会抑制DNA甲基化,从而改变胎儿的表观遗传甚至其未来行为。

下一步将不仅限于小鼠。“这样的研究提醒我们需要开始关注人类了。”哈森说。

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