乙酸在调控肠道微生物-大脑-胰岛B细胞轴中的作用？

      肥胖、胰岛素抵抗、代谢综合征和肠道菌群的改变存在着密切关系，但是肠道菌群的改变产生这些代谢性影响的分子基础仍然不十分清楚，最新《自然》杂志在线发表一篇研究论文，证明肠道微生物群能通过产生乙酸（醋酸），激活副交感神经系统，促进胰岛素和胃饥饿素的分泌，刺激食欲增加，最终导致肥胖和相关代谢紊乱。研究结果说明，调节肠道菌乙酸产量或副交感神经激活可以作为肥胖治疗的新靶点。

     在早先的一项研究中，耶鲁大学医学教授Gerald I. Shulman博士观察发现，一种短链脂肪酸：乙酸（acetate）刺激了啮齿类动物体内的胰岛素分泌。为了更多地了解乙酸的作用，Shulman和耶鲁大学的研究小组在肥胖啮齿类动物模型中完成了一系列的实验。

      首先，给动物吃高脂饮食3天和4周后，血液粪便都发现醋酸和丁酸水平增加，用动物粪便和葡萄糖脂肪进行体外发酵也发现醋酸水平增加，对粪便进行蒸煮和放射处理杀死细菌就不会产生醋酸。结果说明高脂饮食可以增加肠道细菌产生醋酸的能力。利用葡萄糖钳夹技术证明持续高脂饮食能导致胰岛素抵抗。给动物直接注射醋酸可以诱导出胰岛素抵抗，效应呈现剂量依赖关系，而注射丁酸则不会产生这种效应。4周高脂饮食能诱导动物发生胰岛素抵抗，也能增加动物体重和血浆乙酸水平，使用光谱非吸收性抗生素能反转这种效应。菌群类型研究发现，高脂饮食能对肠道菌群类型产生显著影响。给高脂饮食动物移植正常饮食动物菌群后能改变菌群类型，胰岛素抵抗和血浆乙酸水平也发生了相应改善。切除迷走神经后，高脂饮食产生的上述改变都不会发生，提示细菌产生的乙酸的效应是通过迷走神经介导。乙酰也能促进胰岛素和饥饿素的释放，阻断迷走神经和杀灭细菌也可以逆转这些作用。中枢注射甲硝阿托品也能阻断乙酸的效应，证明迷走神经是通过中枢产生调节效应。
     这个研究的最大特点是充分利用葡萄糖钳夹方法，反复证明肠道细菌来源的乙酸是通过迷走神经刺激大脑然后引起胰岛素释放和饥饿素释放，最终导致动物肥胖和胰岛素抵抗等代谢紊乱。

参考文献：

1.Perry, R.J., et al., Acetate mediates amicrobiome–brain–β-cell axis to promote metabolic syndrome. Nature, 2016. 534(7606): p. 213-217.