主要内容

饮食和运动对肠道完整性和菌群多样性的影响

       很少有证据证明肠道微生物，饮食和运动之间的关系。本研究试图通过特定生物标志物调查肠道中的组织病理学改变（炎症，肠道完整性和肠道微生物生态学）来探索宿主饮食和运动，行为之间的共生关系。

       本研究的目的是检测久坐和运动动物在正常和高脂饮食中的肠道完整性和肠道微生物生态。

假设：

（1）运动可以减少高脂喂养动物的肠道炎症; 

（2）运动可以促进抗致肥胖的微生物群。

实验内容

分组

分组：

（1）瘦久坐组（LS）; （2）肥胖久坐组（OS）; （3）瘦运动组（LX）; （4）肥胖运动组（OX）。

结果

1.运动影响体重和进食

LX组中的动物体重最低，然后是LS；OS组体重最高，OX体重是浮动的。运动组的运动量都相似，LX组每天食物摄入最多，肥胖运动组热量的消耗大于肥胖久坐组，并且体脂百分比较低，总脂肪量较少，体重减轻。

有趣的是，我们还注意到我们的9只OX小鼠中有4只非常瘦，平均29克（与LX组相似，都有大量运动）。这种结果似乎解释了部分高脂肪饮食的人可以通过运动可以保持更健康的体重，而其他人则没有效果。

2.高脂肪饮食改变肠道形态

久坐瘦小鼠十二指肠绒毛正常，久坐胖小鼠绒毛的高度与久坐瘦小鼠（~300μm高）相同，而宽度是久坐瘦小鼠的两倍，这可能是淋巴和浆细胞中的炎性细胞增加以及脂肪细胞增加。

运动组小鼠绒毛在组织学都是正常的，具有开放的管腔。形成良好，但比久坐组的更厚，这主要是由于血管扩张引起的。并且肥胖运动组的小鼠与肥胖久坐组的小鼠相比不存在浆囊样和淋巴细胞浸润。

运动对十二指肠形态学的影响。

肥胖久坐不动的动物绒毛扩大（黑色箭头）：炎症细胞，浆囊样和淋巴样细胞增多（红色箭头）; 和脂肪细胞的浸润（黄色箭头）。运动似乎可以防止绒毛变宽。肥胖的运动绒毛含有更宽的管腔（星号），没有脂肪细胞浸润。LS（A），OS（B），LX（C），OX（D）。

3.影响远端小肠结构完整性（occludin和E-cadherin）

与LS相比，OS组中的久坐动物Occludin表达上调。与OS对应物相比，LS组中E-钙粘蛋白表达上调。运动小鼠(LX和LS)中的Occludin表达是相似的。有趣的是，与LX，LS和OS组相比，OX动物的occludin表达减少。

这些结果最初看起来令人困惑，因为预计是运动组的表达最高，而不是肥胖的久坐组。然而，具有较低occludin表达的组中较高的E-钙粘蛋白表达支持了屏障功能是动态的概念，并且其功能的调节可能不依赖于蛋白质表达而是其他因素如质膜通道和转运蛋白。

4.运动减少近端和远端肠道的肠道炎症

LS中相比，OS动物的十二指肠（图A）和回肠（图B）中的久坐动物-COX-2表达增加，表明高脂肪饮食增加了肠道炎症，这与H＆E染色一致。

运动动物（LX和OX）COX-2表达与LS组相似。此外，静坐组中OX组比OS组COX-2表达的更少。

运动对十二指肠COX-2表达的影响。

十二指肠图A和回肠图B切片治疗12周后，LS（A），OS（B），LX（C），OX（D），用抗COX-2抗体染色。使用Vectastain Elite ABC试剂盒（原始放大倍数×400）显现结合。显示了来自6只小鼠/治疗组的一个代表性部分。

5.运动影响肠道微生物群

Roseburia intestinalis，Allobaculum spp，Enterorhabdus spp和Blautia spp是所有组中观察到的主要细菌。Allobaculum spp和梭菌在运动组中得到丰富。

6.改变血液成分

与OS相比，LS的IL-6和胰岛素水平较低；与久坐组相比，运动组表现出较低的生长素释放肽水平；与OS组相比，OX的IL-6较低，但比LS组的值更高，并且彼此之间没有显着差异;PYY和PP在LX组中最高，其次是OX组；LX组胰岛素值最低，OS组最高，LS和OX相似且彼此没有差异，但显着低于OS；与久坐不动相比，两个运动组的胰岛淀粉样蛋白值均较高。与LX相比，OX的胰岛淀粉样多肽浓度更高。

结论

（1）高脂饮食改变肠道形态，特别是十二指肠; 

（2）运动在高脂肪饮食的情况下保护十二指肠形态; 

（3）高脂饮食、运动减少增加肠道炎症; 

（4）运动表现出独立于饮食的独特微生物组; 

（5）运动降低血液中IL-6，胰岛素和生长素释放肽的水平，增加饱腹感相关激素的水平。

       肠道微生物群在导致基于炎症的慢性疾病中起重要作用,研究结果表明了运动对肠道完整性和宿主微生物组具有重大影响。