增重和減肥時你的身體發生哪些變化？

一項23人參加的攝入額外能量人群的數百萬次生物學測量結果顯示：人體內蛋白質、代謝產物和腸道微生物種群會跟隨體重的變化發生波動。相關研究成果於2018年1月17日刊載在《細胞系統》（Cell System）雜誌上。該研究指出，增加和減少體重會導致人體腸道微生物群、與炎症和心臟病相關的生物標誌物發生廣泛的變化。

這篇文章的研究人員對平均每天額外攝入880卡路里能量的人群進行了一個月的追蹤研究，報道了他們的「個人組學」，其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學和微生物組學。

這篇文章的共同作者，斯坦福大學遺傳學家邁克爾 斯奈德（Michael Snyder）的研究小組在這幾個時間點採集了受試者的血液和糞便標本：攝取額外能量之前的30天、之後的30天、體重恢復至起始體重時、攝取額外能量後60天和攝取額外能量後3個月。在所有23位受試者中，13位受試者表現出對胰島素抵抗，另外10位受試者表現出對胰島素敏感。研究人員比較了兩組人群的各種數據的基線特徵發現：兩組人群在代謝、基因轉錄和蛋白質水平以及體內微生物種群中表現出巨大差異。

雖然所有受試者平均只增加了6磅的體重，研究人員還是在受試者體內發現：與脂肪代謝、炎症反應和擴張型心肌病相關的分子發生了巨大的改變。在這種情況下，人體的心臟供血不足，從而導致心力衰竭。研究小組還發現受試者體重增加後腸道菌群前後差異明顯。研究人員觀察到受試者的許多變化在胰島素抵抗的個體中並不明顯。例如，一種腸道細菌Akkermansia muciniphila被認為有助於預防受試者在體重增加後對胰島素的抵抗作用，結果這種細菌只出現在胰島素敏感的受試者體內。

位於西雅圖的生物醫學非營利組織系統生物學研究所首席戰略官萊諾伊·胡德（Leroy Hood）評論說：「這是一篇里程碑式的論文。」萊諾伊·胡德同時還兼任普羅維登斯聖約瑟夫健康醫療集團高級副總裁和首席科學家。他本人並未參與這項研究，但之前曾經長期領導基於「組學」的科研項目來追蹤人們健康狀況。他說：「科學家使用這種類型的數據來研究疾病的各個方面，這將成為醫學領域的一種革命性方法。這是首次將這個領域前途無量的未來完整清晰地呈現在大眾面前。」

在這項研究中，科學家監測受試者的組學特徵，這是因為受試者在常規飲食中增加了額外的零食和飲料。邁克爾 斯奈德接受《科學家》（The Scientist）雜誌採訪時說：「非常幸運的是在這項研究中我們有23位受試者在長達一個月的時間裡每天平均額外攝入多達880卡路里的能量。如果受試者是男性，這個能量值是1 000卡；如果受試者是女性，這個能量值是750卡。」

斯奈德說：「對胰島素抵抗的人群和對胰島素敏感的人群對體重增加存在明顯的分子水平上的差異，我們認為這反映了他們體內潛在的生物化學水平上的差異。」

大部分的變化在體重減輕後又恢復到基礎水平，但是一些與葉酸代謝相關的分子卻保持著較高的分子水平。雖然研究人員看到了受試者對體重增加或減少所產生的一些普遍反應，但是斯奈德說：「你仍然是看起來比其他人更像你自己。」這意味著我們固有的生化特徵是相當穩定的，不會通過體重的增加或減少發生改變。

加拿大安大略省漢密爾頓市麥克馬斯特大學微生物生態學家詹妮弗·斯特恩斯(Jennifer Stearns)評價說,這項工作的真正價值在於向研究共同體開放了研究數據，大部分數據都可以供其他人使用。儘管沒有參加這項新項目的研究，斯特恩斯補充說：「在這項研究中，我們希望看到微生物如何影響體重的增加。很難判斷哪種微生物對體重增加起到了關鍵作用。」這種縱向分析有助於確認微生物是否有助於增加體重或對體重增加產生反應。」

胡德參與的兩項臨床試驗已經在使用收集到的阿爾茨海默氏症患者數據來測試不同的治療方法並評估其療效，但就最終將這些分析結果大規模地納入臨床領域而言，「對我們所有人來說主要的困難是做完所有這些檢測其花費極其昂貴。「他說到。對於胡德的工作來說，根據這個線索來獲取個性化數據其預算超過了每人每年5000美元。

這項工作的另外一個挑戰是我們能夠以醫生理解和接受的方式來解釋這些數據。胡德說：「我認為臨床上的確對這些實驗持懷疑態度，但是未來這些實驗數據將成為核心因素，每個人都會根據他們的基因、生活方式和環境暴露來觀察他們自己是什麼樣的人。

作者：艾比 奧麗娜（Abby Olena）

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