你肚子里的虫子会让你膝盖发软

2019-07-09 323细菌肠道益生菌

根据今天发表在JCI Insight上的一项新研究,肠道细菌,即肠道微生物群,可能是困扰肥胖人群的关节炎和关节痛的罪魁祸首。

骨关节炎是肥胖的一种常见副作用,是美国致残的最大原因,影响了3100万人。骨关节炎有时被称为“磨损性”关节炎,长期以来,人们一直认为肥胖人群的骨关节炎只是关节承受过大压力的结果。但是罗切斯特大学医学中心的研究人员提供了第一个证据,证明肠道中的细菌——受饮食控制——可能是骨关节炎的关键驱动力。

科学家们发现,与瘦老鼠相比,肥胖老鼠的肠道中含有更多有害细菌,这导致全身炎症,导致关节迅速退化。虽然一种常见的益生菌前补充剂并没有帮助小鼠减肥,但它完全逆转了其他症状,使肥胖小鼠的肠道和关节与瘦骨嶙峋的小鼠难以区分。

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西式高脂肪饮食让有益菌减少

URMC团队,由肌肉骨骼研究中心(CMSR)骨科副教授Michael Zuscik博士领导,病理学和实验室医学教授Robert Mooney和微生物学和免疫学副教授Steven Gill组成,他们喂食老鼠高脂肪食物,类似于西方的“芝士汉堡和奶昔”饮食。

仅仅12周的高脂肪饮食就使老鼠肥胖和糖尿病,与低脂肪健康饮食的老鼠相比,它们的身体脂肪比例几乎翻了一番。他们的结肠主要由促炎细菌控制,几乎完全缺乏某些有益的益生菌,比如常见的酸奶添加剂双歧杆菌。

小鼠肠道微生物群的变化与全身炎症的迹象一致,包括研究人员用半月板撕裂诱发骨关节炎的膝盖,半月板撕裂是一种常见的运动损伤,已知会导致骨关节炎。与瘦骨嶙峋的老鼠相比,肥胖老鼠的骨关节炎进展得更快,几乎所有的软骨都在撕裂后的12周内消失。

Zuscik说:“软骨既是一种缓冲,也是一种润滑剂,支持关节的无摩擦运动。”“当你失去它的时候,它是骨头对骨头,岩石对岩石。这是这条线的末端,你必须替换整个关节。防止这种情况发生是我们,作为骨关节炎研究人员,努力做的事情——保持软骨。”

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你既能吃蛋糕又能保护关节吗?

令人惊讶的是,肥胖对肠道细菌、炎症和骨关节炎的影响完全被阻止了,当肥胖小鼠的高脂肪饮食中添加了一种常见的益生菌前体,称为低果糖。食用低果糖补充剂的肥胖小鼠的膝关节软骨与瘦骨嶙峋的小鼠没有明显区别。

益生菌,如低果糖,不能被啮齿动物或人类消化,但它们是某些类型的有益肠道细菌,如双歧杆菌的受欢迎的治疗。这些细菌的菌落吞噬并生长,占领了肥胖老鼠的肠道,排挤掉了像促炎细菌这样的有害生物。这进而降低了全身炎症,减缓了患骨关节炎的小鼠膝盖软骨的破坏。低果糖甚至能降低肥胖小鼠的糖尿病发病率,但有一件事膳食补充剂没有改变:体重。 摄入低果糖的肥胖老鼠仍然肥胖,它们的关节承受着同样的负荷,但它们的关节更健康。仅仅减少炎症就足以保护关节软骨免于退化,这支持了炎症而非生物力学力量驱动骨关节炎和关节退化的观点。 Mooney说:“这进一步证实了骨关节炎是肥胖的另一种继发性并发症的观点,就像糖尿病、心脏病和中风一样,它们都有炎症作为病因的一部分。”“也许,它们都有一个相似的根,而微生物群可能就是那个共同的根。”

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转化:人类研究

虽然小鼠和人类的微生物群落有相似之处,但保护小鼠不受肥胖相关骨关节炎影响的细菌可能与帮助人类的细菌不同。Zuscik、Mooney和Gill的目标是与军队和退伍军人微生物组的研究人员合作:美国退伍军人事务部的研究和教育联盟,将这项研究转移到人类身上。 研究小组希望将患有与肥胖有关的骨关节炎的退伍军人与没有患骨关节炎的退伍军人进行比较,以进一步确定肠道微生物与关节健康之间的关系。他们还希望测试塑造肠道微生物群的益生元或益生元补充剂对患有骨关节炎的兽医的作用是否与对小鼠的作用类似。

这项研究为开发针对微生物群的疗法,并真正治疗这种疾病奠定了基础。

引用

University of Rochester Medical Center. "The bugs in your gut could make you weak in the knees: A prebiotic may alter the obese microbiome and protect against osteoarthritis." ScienceDaily. ScienceDaily, 19 April 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180419100135.htm.

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