有氧运动对肥胖小鼠炎症和肠道微生物群的影响：一项宏基因组学和代谢组学分析

《Journal of Translational Medicine》：Effects of aerobic exercise on inflammation and gut microbiota in obese mice: a metagenomic and metabolomic analysis

高脂饮食建立肥胖小鼠模型，经6周有氧运动干预后，小鼠体重、血脂、血糖及胰岛素抵抗水平显著降低，炎症因子表达下降，肠道菌群多样性提高，代谢途径（如花生四烯酸和组氨酸代谢）趋于平衡。

　　

摘要

背景

有氧运动可以改善胰岛素抵抗（IR）。然而，有氧运动通过调节肠道微生物群来改善胰岛素抵抗和肥胖的机制尚未被充分探索。

方法

通过给C57BL/6雄性小鼠喂食高脂饮食来建立肥胖模型。总共26只小鼠被随机分为对照组（A组，N=8）和高脂饮食组（HFD组，N=18）。成功建立模型的小鼠进一步被分为模型组（B组，N=8）和运动组（C组，N=8）。C组进行了为期6周的跑步机运动计划（速度12米/分钟，每天60分钟，每周5天）。干预后，通过苏木精-伊红染色观察结肠组织形态，并通过ELISA检测血清脂质和炎症指标水平。还使用宏基因组测序和UPLC-MS非靶向代谢组学方法检测小鼠肠道微生物群的变化。

结果

与A组相比，B组的体重、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、血糖、胰岛素和胰岛素抵抗（IR）显著增加（P<0.01），而促炎细胞因子TXNIP、TNF-α、NLRP3、IL-1β和IL-18的水平也显著增加（P<0.05或P<0.01）。与B组相比，有氧运动降低了肥胖小鼠的体重、TC、血糖、胰岛素、IR、TXNIP和TNF-α等指标（P<0.05或P<0.01）。此外，有氧运动可以调节肥胖小鼠肠道菌群的失衡，并改善代谢紊乱。包括花生四烯酸代谢和组氨酸代谢在内的代谢途径在有氧运动干预后显示出最显著的变化。

结论

总之，有氧运动可以改善肥胖小鼠的葡萄糖和脂质代谢、胰岛素抵抗、炎症反应，并调节肠道微生态和代谢紊乱。其机制可能与增强肠道菌群多样性以及调节花生四烯酸和组氨酸的代谢密切相关。