腸道減肥手術，小腸減肥手術
chanong
[全球技術]
文：Brett Stetka 譯：朱吉
對于特蕾莎來說，她的第一道炒雞蛋菜是一次非凡的實驗。 41 歲的特蕾莎是斯坦福大學醫(yī)學中心的護理協(xié)調員。手術后幾天我沒有胃口，只按照醫(yī)生的指示吃流食。但當她的食欲恢復時，她與食物的關系似乎發(fā)生了根本性的變化。
這就迫使人們思考，減肥手術難道只是改變了胃嗎？是否有可能重置腸道和大腦之間的連接？
腸道與肥胖�！董h(huán)球科學》提供
1、減肥、縮胃
蛋盤是特蕾莎四個星期以來吃的第一頓固體食物。她對雞蛋的簡單、蓬松和柔軟感到驚訝。她沒想到這頓飯竟然如此滿足。我對甜食和咸食的渴望消失了。薯片和甜點曾經(jīng)是她最喜歡的食物，但現(xiàn)在對她不再有吸引力了。她又恢復了吃飯的欲望，但這是她一生中第一次感覺“吃得對”如此容易。
特蕾莎接受了袖狀胃切除術，這是一種重塑胃和腸道以促進減肥的減肥手術。但2012年的手術不僅幫助特蕾莎減肥，更令她驚訝的是，它從根本上改變了她對食物的渴望。
特蕾莎從小就一直在與體重作斗爭。隨后，她接受了多年的激素治療，試圖懷孕，但治療和懷孕本身都加劇了她的體重問題。 “不知不覺中，我的體重達到了270 磅。我嘗試了一切，不同的飲食，大量的運動，但我就是瘦不下來�！碧乩偕貞浀�。由于體重過重而困難。 “當我走路時，我跟不上我的兒子，”她說。
飲食和肥胖。光明攝影/視覺中國
袖狀胃切除術可以將胃的大小從足球大小縮小到香蕉大小，縮小到原來大小的約15%。一年后，經(jīng)過10 多個月的少食并保持健康，特蕾莎減掉了150 磅（68 公斤）。 “我已經(jīng)很瘦了，手術真正改變的是我的飲食方式，”她說。
自20 世紀60 年代首次引入該技術以來，醫(yī)生一直將減肥手術視為一種機械矯正。原因很簡單。這是因為胃變得更小，無法容納或處理盡可能多的食物�；颊呖梢暂p松吃飽、少吃，仍然成功減肥。
這只是部分正確�？茖W家現(xiàn)在知道事情沒那么簡單。特蕾莎的體重減輕可能是由于她的腸道和大腦之間的溝通發(fā)生了巨大的變化。手術間接創(chuàng)造了新的神經(jīng)連接，改變了她對食物的想法和欲望。
腸道微生物群可以影響肥胖。胃繞道手術會導致胃腸道微生物群發(fā)生永久性變化。提供《環(huán)球科學》
最近的科學研究表明，腸道和大腦之間存在著復雜的對話。機械力、激素、膽汁，甚至腸道中的微生物都與復雜的神經(jīng)回路相互作用。腸腦相互作用控制著我們的食欲、新陳代謝和新陳代謝。體重�？茖W家發(fā)現(xiàn)，減肥手術會影響并可能改變整個系統(tǒng)。通過分析這種變化，研究人員正在發(fā)現(xiàn)腸道和大腦之間復雜的相互作用如何塑造我們的飲食**慣、食物渴望以及我們在禁食期間對卡路里的瘋狂追求。我開始明白這個決定是什么。這個方向的研究還可以發(fā)現(xiàn)新的減肥目標，例如微生物或大腦本身，從而使危險的外科手術變得過時。
2. 腸道與大腦的對話
我們都直接了解腸-腦相互作用的生理效應。當我談戀愛的時候緊張的時候，還沒來得及說話，我的胃就會抽搐，肚子咕咕叫。這些癥狀是大腦通過激素和神經(jīng)信號向胃腸道發(fā)送命令的結果。
體重疼痛。光明攝影/視覺中國
然后腸道向大腦發(fā)送信號。事實上，腸神經(jīng)遍布整個腹部，俗稱“第二大腦”。該神經(jīng)網(wǎng)絡負責管理食物的消化并控制其在長約10 米的胃腸道中的進展。腸神經(jīng)通過迷走神經(jīng)直接與大腦溝通，迷走神經(jīng)將大腦與幾個主要器官連接起來。
食欲由兩條主要的腸-腦通路調節(jié)。這兩條通路都涉及大腦中心的一個稱為下丘腦的結構。大腦的這個小區(qū)域是激素產生的中心，并監(jiān)控無數(shù)的生理過程。第一條途徑在禁食期間被激活。胃分泌一種叫做生長素釋放肽的激素，刺激下丘腦的弓狀核。然后弓狀核釋放神經(jīng)肽Y，這是一種神經(jīng)遞質，刺激大腦外皺襞（大腦皮層）的食欲中樞，驅使我們尋找食物。當大腦預計要吃東西時，它會通過迷走神經(jīng)向胃發(fā)送信號，準備消化。梅奧診所胃腸病學家和肥胖專家安德烈斯·阿科斯塔·卡德納斯說：“當我們看到食物、聞到食物并想到食物時，就會發(fā)生這個過程。大腦正在準備吃東西。”
第二條腸腦通路抑制食欲。當我們吃東西時，我們的脂肪組織、胰腺和胃腸道會分泌其他激素，如瘦素和胰島素。這些激素中的每一種在消化和新陳代謝中都發(fā)揮著多種作用。它們一起向下丘腦的其他區(qū)域發(fā)出“你已經(jīng)吃飽了”的信號。因此，大腦告訴我們停止進食。
你想吃東西，你感覺飽了，這個循環(huán)繼續(xù)下去。但饑餓通路也與其他大腦區(qū)域相互作用，例如與情緒有關的杏仁核，以及大腦的記憶中心海馬體。這就是為什么直覺（我們用英語寫為“直覺”）是由情感驅動的，而“安慰食物”則通過提醒我們童年故鄉(xiāng)的氣味來撫慰我們。因為它讓我想起。不是為了餡。更高層次的思維過程賦予食物更豐富的意義。吃是一種文化。劇作家蕭伯納說： “世界上最真摯的愛就是對食物的愛�！�
此外，飲食還給我們帶來享樂的樂趣。飲食會激活大腦的獎賞回路，讓我們吃東西是為了愉悅并滿足我們的能量需求。許多科學家認為，這種腸腦軸力是肥胖的原因。
神經(jīng)影像學研究進一步證實，性、毒品和賭博等食物可以在大腦的獎勵回路中釋放更多的多巴胺。這種神經(jīng)遞質活動就像一種強大的興奮劑，讓我們?yōu)榱顺远�，而不僅僅是為了生存而吃。研究人員發(fā)現(xiàn)，老鼠對甜食的渴望甚至超過了對可卡因的渴望。精神病學家兼國家藥物濫用研究所所長諾拉·沃爾科夫（Nora Volkow）承認，對于人類來說，食物對獎勵系統(tǒng)的影響會讓我們想要繼續(xù)吃東西，即使我們已經(jīng)吃飽了。世界各地的巧克力愛好者需要意識到這一點。盡管這些發(fā)現(xiàn)表明飲食是否可以被視為真正的成癮行為仍然存在爭議，但成癮和暴飲暴食之間肯定存在神經(jīng)生物學聯(lián)系。
3. 手術解決方案
我們的大腦和腸道通過激素和神經(jīng)遞質不斷進行交流。因此，中斷這種溝通總會產生一些影響，這是減肥手術不可避免的后果。
研究表明，減肥手術后，患者可能會發(fā)現(xiàn)糖、脂肪和咸味食物在幾天到幾周內變得不太可口（就像特蕾莎那樣）。路易斯安那州立大學神經(jīng)生物學家Hans-Rudolph Bertudo 在2010 年發(fā)表的一項研究表明，接受胃繞道手術的老鼠不喜歡高脂肪飲食。 20 世紀90 年代，多個研究小組報告稱，此類手術后，患者往往對甜味和咸味食物失去興趣。布朗大學研究小組于2012 年完成的一項最新研究發(fā)現(xiàn)，減肥手術后，成年患者對糖和快餐的渴望顯著降低。 2015 年的一項研究在接受手術的青少年患者中發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。
渴望和味覺的變化可能是由于整個腸腦系統(tǒng)神經(jīng)遞質釋放和接收的變化所致。 2016 年，Bersaud 等人證明，小鼠減肥手術會在短時間內（大約術后10 天）導致小鼠大腦中與腸道交通相關的區(qū)域發(fā)生食物引起的變化，而這些變化在手術前是看不到的.)被發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)。 神經(jīng)活動。特別是，從腦干區(qū)域的胃感覺神經(jīng)元到外側臂旁核（與杏仁核一樣，是大腦獎勵系統(tǒng)的一部分）的神經(jīng)通路中觀察到神經(jīng)活動顯著增加。
華盛頓大學生物化學家理查德·帕爾米特（Richard Palmiter）是該領域的專家。在2013年發(fā)表的第《自然》號研究中，Permitt的團隊使用先進的遺傳和細胞刺激技術（包括光遺傳學，用光控制活體組織）來操縱小鼠腦干臂，激活或關閉核旁通路。他發(fā)現(xiàn)激活這個回路可以顯著減少小鼠的食物攝入量。相反，通過抑制這種神經(jīng)回路的活動并使大腦對表示飽腹感的激素混合物不那么敏感，小鼠開始吃得更多。
Palmiter的研究表明，腦干臂旁核通路參與食欲的控制。正是這些相同的神經(jīng)通路在減肥手術后變得過度活躍，因此伯索發(fā)現(xiàn)神經(jīng)活動的急劇增加可能意味著術后腸道和大腦系統(tǒng)能夠更好地通過飲食來保持滿足感。這可能是以下原因的結果：試圖評估。他說： “大腦必須重新學**如何滿足于更少�！�
換句話說，減肥手術肯定會帶來機械變化。這意味著更少的空間和更多的身體協(xié)調性。但手術的影響顯然不止于此。伯杜推測，手術后，更多未消化的食物可能會到達小腸，從而引發(fā)荷爾蒙反應，提醒大腦減少食物攝入量。在此過程中，大腦活動會根據(jù)飲食而變化。如果伯索德是這么說的，那么手術的成功（至少在短期內）與手術對腸-腦軸的影響和手術對腸-腦軸的影響一樣重要。胃容量。
4.微生物的影響
大腦和腸道之間復雜交流的另一個參與者可能可以解釋減肥手術的效果。數(shù)以萬億計的單細胞生物（統(tǒng)稱為腸道細菌）在我們的消化系統(tǒng)內忙碌著。研究人員認為，多種疾病，包括許多影響大腦的疾病，都與腸道微生物組有關。我們的共生體及其基因組（即微生物組）與大腦進行交流，要么間接通過我們的激素和免疫系統(tǒng)，要么直接通過迷走神經(jīng)，導致自閉癥、多發(fā)性硬化癥的發(fā)展，可能導致抑郁癥和精神分裂癥。
馬薩諸塞州總醫(yī)院體重管理中心主任胃腸病學家李·卡普蘭認為，微生物組可能在肥胖中發(fā)揮重要作用。在2013年發(fā)表于《科學·轉化醫(yī)學》的研究中，Kaplan等人從接受過胃繞道手術的小鼠身上取出腸道菌群，并將其移植到未接受手術的小鼠體內。不僅手術組的小鼠體重減輕了近30%，接受微生物群的小鼠體重也減輕了5%（與此同時，未進行手術或移植的對照組，體重減輕）。體重顯著變化）。沒有接受手術、只是在手術后接受來自同伴的微生物群的小鼠體重減輕的事實表明，減肥手術的效果可能至少部分歸因于微生物群。
另一項類似的研究于2015 年發(fā)表。瑞典哥德堡大學生物學家Fredrik Backhed 發(fā)現(xiàn)，Roux-en-Y 胃繞道手術和胃垂直連接這兩種減肥手術（垂直帶胃成形術）具有永久性效果。改變人的腸道微生物組。這些變化可能是由多種因素引起的，包括手術后飲食模式的變化、胃腸道的pH 值以及搭橋手術會產生未消化的食物和膽汁（一種由胃腸道分泌的綠色粘土色消化液）。肝）。這可以用幾個因素來解釋。 ）深入腸道。
在上述研究中，巴克海德和同事還從肥胖患者身上獲取了一些微生物組樣本。他們中有些人接受過減肥手術，有些則沒有。然后他們將樣本交給老鼠。所有小鼠的體脂肪都有不同程度的增加，但手術后移植患者微生物群的小鼠的體脂肪增加量比其他組小鼠少43%。
腸道菌群的變化如何改變其與腸腦軸的關系并影響體重？這個問題仍然沒有明確的答案，但有一些線索值得關注。某些腸道細菌群可以向大腦發(fā)送激素和神經(jīng)信號，影響與運動控制和焦慮相關的神經(jīng)回路的發(fā)育。巴克海特博士推測，減肥手術后的腸道微生物群可能對與渴望和食欲相關的大腦區(qū)域產生類似的影響。
神經(jīng)遞質血清素也可能發(fā)揮特殊作用。人體約90% 的血清素是在腸道中產生的，加州理工學院研究人員2015 年發(fā)表的一項研究表明，至少部分血清素的產生與微生物有關。微生物組的變化會影響血清素的產生。其效果可能是顯著的，因為大量研究表明，刺激大腦中的血清素受體可以顯著減少嚙齒動物和人類的體重增加。
5.對抗超重
全球有超過6 億人患有肥胖癥。目前，減肥手術正在為肥胖治療開辟新的方向，這是一個可喜的發(fā)展。根據(jù)研究方向，最終可能會導致手術方法被逐步淘汰或僅在最極端的情況下使用。在與超重的斗爭中，劫持腸腦軸可能是首要任務。
例如，2015年，美國食品和藥物管理局批準了一種通過刺激迷走神經(jīng)來抑制人們食欲的醫(yī)療設備。該設備由電脈沖發(fā)生器和電極組成，通過手術植入患者腹部并向迷走神經(jīng)輸送電流。盡管減肥的確切機制尚不清楚，但研究表明該設備是有效的，從而獲得了市場批準。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一年的治療，使用該設備的肥胖患者比未使用該設備的對照組體重減輕了8.5%。
盡管這種方法為一些需要減肥手術的患者提供了一種侵入性較小的替代方案，但迷走神經(jīng)刺激器目前不如許多其他減肥治療有效。與此同時，一群富有冒險精神的神經(jīng)外科醫(yī)生正在研究一種稱為深部腦刺激的治療方法。該技術使用植入電極刺激大腦的特定區(qū)域，并被批準用于治療帕金森病和強迫癥。盡管該研究仍處于早期階段，但研究人員已經(jīng)在探索涉及食欲控制的多個大腦區(qū)域，看看它們是否可以作為治療靶點。
梅奧診所的卡德納斯相信，未來肥胖癥的最佳治療方法將是高度個體化的。 “肥胖是一種腸-腦軸疾病，”他說，“但我們需要確切地知道每個患者的腸-腦軸出了什么問題，這樣我們才能進行個體化治療�！蔽艺诳紤]如何識別哪些患者患有肥胖癥。微生物組問題，即患者存在荷爾蒙問題或情緒問題，以最大限度地提高治療效果。確定您是否有暴飲暴食的問題。 ”
2015 年，Crdenas 及其同事招募了500 多名受試者來研究可能與肥胖相關的一些因素。受試者包括正常體重、超重和肥胖患者。研究人員研究了參與者感到飽的速度、胃排空的速度以及激素水平隨飲食和心理特征變化的程度等因素。從卡德納斯的研究來看，肥胖確實存在不同的亞型，肥胖的原因和理想的治療方法可能因人而異。例如，如果一項研究中14% 的患者因行為或情緒原因導致肥胖，則治療建議可能會從手術和藥物治療轉向行為治療�？ǖ录{斯相信，未來醫(yī)生或許能夠用益生菌和抗生素治療微生物組異常的肥胖患者。
醫(yī)生仍然不知道是什么原因導致特蕾莎的腸腦軸出現(xiàn)問題，導致她體重增加如此之多，但毫無疑問，她從手術中受益。此后至少四年，特蕾莎一直保持著160 磅的理想體重。
特蕾莎的腿不再疼了，她更有力氣了，她能夠追上兒子了。她承認，多年來，她對某些食物的渴望逐漸恢復，但不像以前那么強烈，也更容易控制。
“手術前，我沒有自制力�，F(xiàn)在，如果桌子上有薯條，我可能會吃一些，但我不必忍住。我不再需要那樣了。吃得過飽的欲望……你絕對應該打包一半�！�
（本版由《環(huán)球科學》雜志投稿）
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