肥胖和肠道菌群

当比较肥胖和瘦的个体时，肥胖个体肠道微生物群的多样性和拟杆菌与厚壁菌群的比率都会降低。对啮齿动物的大量研究表明，肠道微生物群对遗传和环境影响敏感，并能产生或影响直接或间接影响能量平衡系统的传入信号，从而影响能量平衡（体重增加或减少）和能量储存。微生物群肯定与肥胖、肥胖相关共病的发展以及对旨在实现小鼠持续减肥的干预措施的反应有关（Rosenbaum, et al. 2015.）。

肠道微生物群的组成似乎对热量平衡很敏感。Faith等人采用低误差16S核糖体RNA扩增子测序方法，结合500个以上培养分离物的全基因组测序，对37名美国成年人粪便微生物群中的细菌菌株组成进行了长达5年的分析。微生物群的稳定性遵循幂律函数，当外推时表明，个体中的大多数菌株在几十年内都是共生菌。共享菌株从家庭成员中恢复，但不从无关个体中恢复。对食用单一流质饮食长达32周的个体进行取样表明，通过体重变化比通过取样间隔差异更好地预测菌株组成的变化。这种稳定性和对生理变化的反应性的结合证实了肠道微生物群作为诊断工具和治疗靶点的潜力（Faith, et al. 2013.）。

肥胖与瘦人的代谢组学分析显示支链氨基酸相关代谢物特征，提示支链氨基酸分解代谢增加，并与胰岛素抵抗相关。为了测试其对代谢稳态的影响，Newgard等人给大鼠喂食高脂肪（HF）、高脂肪和补充支链氨基酸（HF/BCAA）或标准食物（SC）。尽管HF/BCAA大鼠的食物摄入减少，体重增加率与SC组相当，但高脂肪和补充支链氨基酸大鼠与高脂肪大鼠一样具有胰岛素抵抗。配对喂食高脂肪饲料以匹配高脂肪和补充支链氨基酸动物或在标准食物饲料中添加支链氨基酸不会导致胰岛素抵抗。高脂肪和补充支链氨基酸喂养诱导的胰岛素抵抗伴随着mTOR、JNK和IRS1Ser307的慢性磷酸化以及肌肉中多个酰基肌苷的积累，并且被mTOR抑制剂雷帕霉素逆转。他们的研究结果表明，在包括高脂肪摄入的饮食模式下，支链氨基酸有助于肥胖相关胰岛素抵抗的发展（Newgard, et al. 2009.）。