重點整理
■腸道菌相受飲食影響速度比想像中快，幾天內就會改變。
■腸道菌可能會影響卡路里吸收與脂肪囤積的能力、影響血糖濃度的平衡，也會改變人體對產生飢餓與飽食感的激素的反應。
■腸道菌相與胰島素抗性、肥胖及其他代謝症候群相關，而人工甘味劑可藉由影響腸道菌導致肥胖。
■有專家推論其實是胰島素阻抗造成肥胖，而非倒過來。肥胖只是會加重胰島素阻抗的嚴重程度，進入惡性循環。
■自然產、餵食母乳的嬰兒與剖腹產、餵食嬰兒配方奶的嬰兒相較，日後肥胖風險較低。
★遺傳分析發現，腸內微生物組成的變化，會造成肥胖及其他代謝疾病！？
在我們體內與體表的微生物幾乎是人體細胞總數的10倍，對我們的日常機能影響很大。大部份的微生物在腸道內幫忙抵抗其他害菌，並協助消化。科學家研究這些微生物真正的角色與功能時，發現它們左右人體健康的能力比過去認為的還大，甚至可能大過人體的基因。
美國艾茉利大學的葛維茲（Andrew Gewirtz）領導的團隊，將研究重心放在一個似乎會影響腸內微生物的宿主基因。他們在小鼠體內發現一個關鍵基因，一旦缺失便會改變微生物相，進而引發胰島素抗性、肥胖及其他代謝症候群。葛維茲和同事培養基因缺失而無法製造TLR5(與免疫反應有關）的小鼠來進行研究，想知道該基因如何改變腸道內的微生物相以及代謝健康，並嘗試了解這些變化的先後關係。葛維茲說：「肥胖、胰島素抗性及第二型糖尿病會一起出現，但何者先發生仍無法確定。」葛維茲團隊發表於2010《科學》期刊線上版的文章提到，缺少TLR5基因的小鼠在飲食受控制之下仍出現胰島素抗性[註一]，這暗示胰島素抗性可能導致肥胖。當這些小鼠被允許隨意進食，牠們的食量會比其他小鼠多10%，等牠們20週大時，BMI便比其他小鼠高20%。許多科學家和公共衛生官員把代謝症候群的增加，歸咎於這個時代的食物豐富且易於取得、久坐不動的生活習慣以及遺傳因素，但前述的小鼠實驗顯示，答案可能沒那麼簡單。葛維茲說：「過度攝食的傾向或許是由更生理性的變化所引起。」葛維茲和其他人推測，與腸道微生物相變化有關的發炎現象或許是原因之一：【發炎時，腸道微生物的特性會改變，某些情形下能使腸道中的食物釋出更多熱量。但葛維茲說：「我們不知道何者先發生，是發炎現象改變了微生物，或顛倒過來。」】
★代糖改變腸道菌相導致葡萄糖不耐和肥胖，經由抗生素殺死腸道菌後情況可回復。
2014年以色列的科學團隊發現食用人工甘味劑的小鼠，會導致肥胖並罹患肥胖相關的代謝疾病(例如糖尿病)。該研究指出，人工甘味劑會增加腸道中比較能夠把食物能量轉變成脂肪的菌種。實驗中，10天大的小鼠每日餵食阿斯巴甜、蔗糖素或糖精，另一批小鼠則餵食摻了一、兩種天然糖（葡萄糖或蔗糖）的水。11個星期後，餵食糖水的小鼠沒有出現異常，而餵食人工甘味劑的小鼠則血糖過高，這代表小鼠無法有效吸收血液中的葡萄糖。這種「葡萄糖耐受不良」會造成許多健康問題，包括糖尿病以及增加罹患肝臟與心臟疾病的風險。但這是可逆的：小鼠若以廣效抗生素治療，在殺死所有腸道細菌後，不僅微生物群系會回復原狀，血糖濃度也能受到控制。研究人員也發現，因人工甘味劑而壯大的微生物族群，與其他研究發現的先天肥胖小鼠腸道裡特別旺盛的微生物族群是相同的。這雖然不是探討人工甘味劑與肥胖的第一個動物研究，卻是找出可能原因的第一個研究：人工甘味劑似乎會影響並改變腸道微生物相。
★細菌型態肥胖者腸道以「厚壁菌門」較多；體態正常(或採低脂、低糖飲食)者腸道以「擬桿菌門」較多。
美國聖路易華盛頓大學的醫師高登（Jeffery Gordon）指出，細菌與肥胖的關係並非偶然。他說90%以上的腸道細菌主要來自「擬桿菌門」與「厚壁菌門」這兩類細菌。與正常小鼠相比，先天肥胖小鼠（這些小鼠無法製造抑制食慾的瘦身素）少了一半的「擬桿菌門」細菌，但多了一半的「厚壁菌門」細菌。當他們把肥胖小鼠的「厚壁菌門」細菌移植到正常體重的小鼠後，這些正常小鼠也變胖了。高登說，造成這種反應的原因有兩個：【第一是從胖鼠移植的厚壁菌門細菌會製造更多酵素，幫助小鼠從食物中取得更多能量；第二是這些細菌也會操弄正常小鼠的基因，讓牠們囤積更多脂肪，而非分解脂肪來提供能量。】
高登發現，肥胖的人在透過低脂或低糖飲食而成功減重之後，其腸道「擬桿菌門」細菌對「厚壁菌門」細菌的比率也會增加。史丹佛大學微生物學家瑞爾曼（David Relman）說，這項發現意味著人體的腸道細菌，可能不僅會影響卡路里吸收與能量囤積的能力，也會影響瘦身素等改變飲食行為的激素平衡，使人在某些狀況下吃得過多。有人體實驗分析了381位男女的數據後發現，食用人工甘味劑的人比較容易過重，而且也比較可能出現葡萄糖耐受不良的情形。為避免過重的人本來就比較喜歡食用人工甘味劑這種可能，該研究進一步在一小群平常不食用人工甘味劑、纖瘦且健康的受試者身上檢驗其相關性。結果發現，在連續五天食用美國食品及藥物管理局（FDA）建議的蔗糖素上限劑量後，七人當中有四人的腸道微生物產生很大的變化，也出現對葡萄糖反應下降的現象。而其餘三位葡萄糖耐受正常的受試者，其腸道微生物沒有改變。雖然不是每個人都會受到人工甘味劑的影響，但這項發現值得進一步研究。
★腸道細菌隨「食」改變，素食和葷食造成腸道細菌大不同，改變速度超乎想像！
微生物學家很早就知道不同飲食會促成不同的腸道菌落，而最新研究顯示，我們的飲食如果劇烈改變，體內的菌落也會在幾天內就發生明顯變化。研究人員把受試者按飲食型態分為兩組：一組以動物性產品為主食，例如肉類、蛋類和乳酪；另一組則以蔬食為主。受試者的腸道微生物群系（microbiome）幾乎馬上反應。舉例來說，動物性飲食會抑制能分解植物澱粉的微生物數量，同時增加耐膽汁細菌的數量（膽汁有助於脂肪分解）。
該研究的共同作者大衛（Lawrence David）指出，掠食者的飲食種類是否豐富多樣，取決於當時可得的食物來源，而微生物群系的適應能力則可確保人類吸收最多的營養。大衛和同事把他們的發現發表在《自然》期刊中。然而微生物並非全然有益。動物性飲食的受試者，體內的沃茲沃斯氏嗜膽菌（ Bilophila wadsworthia ）顯著增加，這種細菌會在小鼠身上引發結腸炎。大衛也警告，【我們不能因此就急著提倡要改變成何種特定飲食，單就這項研究結果無法幫助我們評判哪些飲食比較健康。】
★纖瘦者腸道菌叢較多樣化，肥胖者則否。
新證據指出，【腸道菌種會改變人體儲存脂肪的方式、影響血糖濃度的平衡，也會改變人體對產生飢餓與飽食感的激素的反應。】根據肥胖或纖瘦雙胞胎的研究發現：纖瘦者的腸道環境就像物種豐富的雨林一般，而肥胖者的腸道則沒那麼多樣化。另外。高度加工食品會降低人體腸道微生物的多樣化。
★腸道菌與肥胖因果關係
為證明腸道菌相差異與肥胖的因果關係，高登及同事利用所謂的擬人化小鼠[註二]，進行一系列的實驗，發表在2013年9月的《科學》期刊。首先，他們把基因完全相同的幼鼠養在無菌的環境，以確保腸道內完全沒有任何細菌。之後他們從肥胖女子及其雙胞胎纖瘦姊妹（三對異卵雙胞胎與一對同卵雙胞胎）身上取得腸道微生物，注入小鼠的腸道，給小鼠吃等量的相同食物，結果顯示：與接受雙胞胎中纖瘦者的腸道微生物的小鼠相比，接受雙胞胎中肥胖者的腸道微生物的小鼠比較重，體脂肪也比較多。一如所料，胖鼠的腸道微生物種類沒那麼多樣化。
高登團隊後來重複這個實驗，但做了點小修改：在為幼鼠注入腸道微生物之後，把牠們養在同一個籠子，結果這兩群小鼠都一樣瘦。研究顯示：【擁有肥胖女子腸道微生物的小鼠，也會從同籠纖瘦小鼠身上獲得部份腸道微生物，這有可能是因為吃了同伴的糞便(吃糞是小鼠常有的行為)。】為進一步證實，研究人員把某些瘦鼠身上蒐集到的54種細菌，植入帶有肥胖腸道微生物環境的小鼠身上，結果發現，原本應該變胖的小鼠也變成健康體重的瘦鼠。但是只植入39 種就無法產生這種效果。高登的理論認為，胖鼠的腸道缺乏某些維持健康體重與正常代謝的微生物。
高登的胖鼠血液與肌肉裡，有比瘦鼠高濃度的支鏈胺基酸與醯基肉鹼（acylcarnitine），這兩種化學物質在肥胖與第二型糖尿病患者身上通常也會升高。
另一種肥胖者可能欠缺的微生物，就是稱為幽門螺旋桿菌（ H. pylori ）的胃菌。美國紐約大學布拉斯（Martin
Blaser）的研究結果指出，【幽門螺旋桿菌會調節刺激飢餓感的飢餓素濃度，因而可以調節食慾。】
★剖腹產、母乳餵養與肥胖
出生方式也會影響將來的肥胖程度。研究顯示，與母乳餵養或自然產的嬰兒相比，配方奶餵養與剖腹產的嬰兒，日後肥胖與糖尿病的風險會比較高。
美國研究發現，【新生兒通過產道時會吞下細菌，這有助於日後乳汁的消化，剖腹產的嬰兒沒經過這道細菌洗禮。配方奶餵養的嬰兒面臨不同的問題：因為缺乏母乳內的物質，所以無法促進益菌生長，也無法限制有害細菌的滋長。】加拿大的研究也指出，在開始吃固體食物之前，配方奶嬰兒的腸道含有母乳嬰兒所未見的細菌。研究人員說，腸道與免疫系統還沒成熟前就出現這些細菌，或許就是造成這些嬰兒比較容易過敏、氣喘、濕疹、乳糜瀉以及肥胖的因素之一。
腸道微生物會影響體重的新觀念，加強了人們對孩童過度使用抗生素的疑慮。研究指出，接受低劑量抗生素的幼鼠，會比沒有施打抗生素的小鼠多增加15%的體脂肪。抗生素也許會消滅部份協助維持健康體重的細菌。讓小鼠同時接受高脂肪飼料與抗生素，小鼠就變胖了。研究人員注意到美國各州使用抗生素的頻率和肥胖的好發率，兩者的地理分佈雷同，抗生素使用最頻繁與最多肥胖者都出現在美國南方某些地區。
★單靠益生菌無法戰勝肥胖
儘管有些證據很有說服力，但還是有專家指出：「微生物群系只是複雜拼圖中的一塊，有時遺傳差異和生活習慣的影響力強過一切。」舉例來說，基因差異也許可以解釋為什麼七位食用蔗糖素的受試者當中，只有四位的腸道細菌出現改變。
雖然現實生活中不太可能單靠腸道益生菌就可以戰勝肥胖，但至少我們知道，除了運動、正確飲食之外，良好的腸道菌也是一個輔助因素。
註一：
在資料來源附上的影片中，影片講者是一名醫生，他從自身的體驗以及數據去推論有可能是先有胰島素阻抗才導致肥胖，而非反過來。講者每天運動3~4小時(令人羨慕的人生)，飲食遵守「飲食金字塔」卻還是有了胰島素阻抗和肥胖。後來藉由改變飲食，去除所有精緻糖和精緻澱粉，在運動量減少的情況下反而瘦了快20公斤。發生時間是2009年，當時的飲食金字塔還沒有對精緻糖和精緻澱粉做限制。2011年後「飲食金字塔」改成「我的餐盤」後才有限制。數據上的推論來源是，美國有三千萬個肥胖患者並沒有胰島素阻抗，而美國有六百萬個非肥胖者有胰島素阻抗。
註二：
擬人化小鼠：探索疾病成因、開發治療方法或臨床用藥等研究工作，常需要將人類細胞移植到實驗動物身上，進行活體試驗。然而，動物的免疫系統會排斥這些移植來的異種細胞，導致研究難以進行或以失敗收場。
實驗小鼠要成為人類疾病的替身，關鍵則是得去除免疫能力，才能完美地「擬人」，這些被大幅削弱免疫功能的小鼠容易接受異種組織移植，是生醫研究的重要工具。
資料來源：
科學人雜誌 - 腸道內的遺傳學(2010/06)
科學人雜誌 - 腸道細菌隨「食」改變(2014/4)
科學人雜誌 - 腸道菌大普查 (2014/7)
科學人雜誌 - 人工甘味劑害你更胖了！(2015/5)
