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贾伟平(左一)、李华婷(右一)与研究生讨论实验。受访者供图
■本报记者 张双虎
最近,电影《热辣滚烫》热映,片中演员贾玲一年瘦身100斤的消息引发广泛讨论。运动科学专家在接受媒体采访时公开表示,该案例是普通人可以复制的。但减重并非易事,它不仅需要顽强的意志和高强度运动,还需要科学的饮食。对此,科学家给出了身体管理新思路,能帮我们健康实现自己的“热辣滚烫”。
中国工程院院士、上海交通大学医学院附属第六人民医院教授贾伟平团队通过随机双盲、交叉设计的抗性淀粉干预临床试验和多组学分析,发现在保持日常体力活动的情况下,受试者每天摄入40克“抗性淀粉”,同时配合平衡膳食,8周后体重平均减轻2.8公斤。相关研究2月27日在线发表于《自然-代谢》,并被选为亮点文章。
抗性淀粉“魔力”初显
“干预效果令人惊喜。”该论文第一作者、上海交通大学医学院附属第六人民医院教授李华婷告诉《中国科学报》,“我们通过多组学分析和动物实验发现,抗性淀粉重塑的肠道菌群发挥着关键作用。”
按分解吸收速度,淀粉可分为快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉3类。其中,抗性淀粉无法在小肠中被消化吸收,但它能在结肠中发酵并影响肠道菌群组成。
抗性淀粉存在于青香蕉、冷却米饭、全谷物、薯类、豆类等食物中。随着现代碾磨和食品精加工工艺的发展,精白米面摄入的增加使人们的抗性淀粉摄入量不断下降。数据显示,中世纪欧洲人群抗性淀粉的平均日摄入量在50克至100克,而现在仅为每天3克至8克。2010年的一项调查发现,中国居民抗性淀粉平均摄入量仅为每天14.9克。
前期研究中,贾伟平团队发现肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝等代谢类疾病会伴随发生肠道菌群变化。
以前人们普遍认为,肥胖会导致人体肠道菌群变化。随着研究的深入,科学家发现肠道菌群紊乱是导致人们肥胖的原因之一。
“肠道菌群紊乱后,慢性炎症增加、胰岛素敏感性变化,肠道菌群及其代谢产物可以通过微生物‘肠-脑轴’这一大脑与胃肠道的双向交流通道引发肥胖。”李华婷解释道,“从某种程度上说,受这些微生物‘驱使’,我们的饮食习惯可能发生变化并导致肥胖。”
该团队此前的研究发现,抗性淀粉干预可显著降低肝内脂肪含量、缓解肝内炎症,是非酒精性脂肪性肝病的治疗新方式。此次发表的研究进一步证实,抗性淀粉能通过重塑肠道菌群缓解肥胖。关键功能菌——青春双歧杆菌在抗性淀粉干预后丰度增加,通过改善肠道屏障作用、降低慢性炎症水平、减少食物中的脂质吸收等机制对抗肥胖。
无数“至暗”换来“眼前一亮”
“这是项‘十年磨一剑’的研究。可以说无数的至暗时刻,换来了现在的‘眼前一亮’。”李华婷说。
2012年,首篇探讨肠道微生物与2型糖尿病的宏基因组关联分析的论文在《自然》发表,引发人们对代谢疾病和肠道菌群关系的关注。当时肠道菌群相关研究刚起步,所有人都摸索着前进,贾伟平团队因此“走了不少弯路”。
此前已有许多抗性淀粉干预的动物实验。为验证其在人体内的效果,2013年7月,贾伟平团队开始招募受试者,进行抗性淀粉与多种代谢相关疾病的系列临床研究。
与动物实验不同,以人为对象的试验难以精准控制与管理。为保证试验效果,研究人员尝试了很多办法,最后决定全程为受试者供应三餐,从而进行饮食管理并保证受试者膳食平衡。试验招募了37个在上海交通大学医学院附属第六人民医院工作或住在附近的人以保证统一供餐。为对受试者饮食进行全程精准管理,研究人员建立微信群,每天督促受试者到研究所领餐。该研究允许参与者有少量额外的食物摄入,如一天一个水果,但要记录在饮食日记上。如果发现有人加餐较多,会及时提醒。
2016年,为验证抗性淀粉重塑的肠道菌群与宿主表型改变的关系,团队设计了一个菌群移植实验——将摄入抗性淀粉受试者的肠道菌群移植到小鼠体内。当时上海没有理想的实验条件,在李华婷的博士后导师、香港大学教授徐爱民的支持下,课题组决定在香港进行该实验,然而远距离运送无法保证粪菌新鲜有效。为此,团队选出10位受试者,邀请他们到香港“自由行”,其间定时采集新鲜粪便进行移植。
“这个实验我印象很深,结果出乎意料的好。”李华婷说,“当时我们预想结果可能有差异,但没想到差异这么显著。接受抗性淀粉干预的小鼠体重、体脂都明显下降,糖耐量、炎症水平都有所改善,这让我们对深入研究抗性淀粉的作用机制充满信心。”
身体管理新思路
除让受试者每天服用40克抗性淀粉外,研究人员还对他们的膳食进行了规范化管理。研究人员根据身高和日常体力活动量计算热量总摄入,以保证受试者每天的总能量摄入在1600卡至1700卡。不同于传统的低碳、断碳或生酮饮食,该研究依据中国居民营养膳食宝塔要求,使受试者每天摄入的能量中碳水化合物占50%~60%、脂肪占25%~30%、蛋白质占15%~20%。
“这种减重方法有效、经济、可持续,符合中国居民饮食习惯。”李华婷说,该研究提出的营养治疗模式,可能不会让人迅速减重,但能使代谢紊乱的患者向健康方向发展。
抗性淀粉大量存在于五谷杂粮中,我们可以从天然食物中摄取。日常饮食中多吃一些富含抗性淀粉的食物,如全谷物、杂豆类等就能为健康带来益处。
李华婷认为,贾玲体重的下降速度超过抗性淀粉饮食带来的下降速度,是因为除膳食管控外,还配有长期高强度的运动。有氧运动与抗阻训练配合,可以增加脂肪消耗并提升肌肉量。
“我们在研究中限制了‘运动’这个变量,要求受试者保持与以往一致的活动量,从而明确饮食干预的作用。”李华婷补充说,“如果要加强减肥效果,可以在保持抗性淀粉饮食的同时,坚持每周3到5次、每次30分钟以上的中低强度运动,并将有氧运动与抗阻训练相结合。这种新生活方式值得长期坚持和推广。”
论文审稿人认为,该研究提供了小鼠和人类的高质量数据,将饮食、微生物组和代谢联系起来,能够引发大家的关注和兴趣,将长期可持续的干预融入日常饮食习惯是肥胖问题的最优解。
“我们的研究为超重肥胖治疗提供了一种有效、经济、可持续的生活干预方式,并为开发基于微生物组的减肥干预措施提供了新思路。”贾伟平说,“粪菌移植在国外已被用于治疗一些难治性消化道疾病,国内也有相关实验。从药物靶点来讲,通过靶向肠道菌群变化的干预方式,包括利用益生菌、益生元进行身体管理和治疗,在肥胖等代谢相关疾病的治疗中有光明前景。”
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s42255-024-00988-y
《中国科学报》 (2024-02-28 第1版 要闻)