戒烟后体重增加的肠道线索

肠道微生物恶作剧
吸烟是全球可预防的主要死因，但许多吸烟者从未尝试戒烟。与戒烟相关的体重增加被认为是更多人不尝试戒烟的主要原因。这种体重增加被广泛归因于吸烟对能量摄入，代谢率和身体活动的相关影响，但尚不清楚具体的潜在分子机制。Fluhr及其同事现在提供了将肠道微生物与这种现象联系起来的证据。
作者建立了一个小鼠模型，该模型表现人类戒烟后发生的体重变化的特征。这些动物在烟雾暴露期间体重增加较少，并且在暴露停止后体重恢复到非吸烟基线。作者证明，微生物群依赖性因素会影响体重的恢复量。他们发现，施用抗生素可以减少体重恢复的量，这表明抗生素靶向的微生物群的细菌成分有助于这一过程。在抗生素停止施用后，这种对动物体重的影响维持了数周，并且结果不受饮食变化或从不同供应商处获得的小鼠原始微生物群差异的影响。

肠道微生物群在停止烟雾暴露后调节小鼠体重增加
 
Fluhr及其同事随后进行了实验，以确定与烟雾相关的微生物群对体重变化的影响。缺乏天然微生物群（无菌动物）的小鼠以及从暴露于烟雾的小鼠中接受粪便微生物群移植的小鼠比从未暴露于烟雾的小鼠移植的对照微生物群的动物的体重增加更多。对于缺乏天然微生物群的两种受体小鼠菌株和两种不同的饮食，一致观察到这种类型的体重增加，这表明与烟雾相关的微生物群直接影响体重增加。
然而，在这些观察结果推广到人类之前，仍有几个方面需要解决。对人类进行比较吸烟者和非吸烟者微生物群的研究产生了不同的结果，一些研究表明微生物群受到干扰，而其他研究发现没有差异。Fluhr及其同事表明，暴露于烟雾的小鼠和未暴露的小鼠之间粪便的微生物组成不同，但这种区别在人类研究中不太清楚。此外，构成微生物群的细菌群落在个体之间差异很大。尽管人类微生物群具有人际变异性，但确定这种减肥现象的微生物群依赖性调节是否强大的实验将为这些观察结果的普遍性提供急需的见解。为了收集这些数据，可以对临床数据进行回顾性分析，以评估从吸烟捐赠者接受粪便微生物群移植的接受者的体重变化是否与接受非吸烟捐赠者移植的体重变化不同。
人群中戒烟后体重增加风险最大的人群包括女性；低收入或饮食不良的人；身体活动受限的人；以及那些曾经是重度烟草使用者的人。因此，值得注意的是，尽管使用简单模型系统的见解可以彻底改变我们对与戒烟相关的体重增加的看法，但将这些见解从模型扩展到临床实践的努力应该考虑到影响与生活方式改变相关的个人行为的因素的复杂相互作用。
体重增加时烟雾消失
Fluhr和同事的研究结果更进一步，他们认为香烟烟雾也有影响，作用于肠道微生物群，促进我们从食物中提取能量。吸烟的人往往比不吸烟的人体重轻，一旦戒烟，情况就会相反。对体重增加的担忧使许多吸烟者不愿戒烟，这反过来又增加了他们患与吸烟有关疾病的风险。
尼古丁是导致吸烟习惯的烟草的主要强化成分。它会刺激位于大脑中奖赏回路细胞上的烟碱乙酰胆碱受体(nachr)来刺激烟草的使用。尼古丁还能刺激前阿片黑素皮质激素神经元上的nachr，以及大脑下丘脑区域的其他食欲抑制神经元，以抑制食物摄入。一般的假设是，戒烟者的体重增加是相反过程的结果，降低了这些下丘脑神经元的活动，并可能增加了大脑中促食回路的活动。
然而，Fluhr和他的同事发现，与没有暴露在烟草烟雾中的微生物相比，暴露在烟草烟雾中的微生物产生更多的代谢分子，帮助肠道从食物中提取能量，并在停止暴露时促进体重增加。最值得注意的是，与体重增加相关的分子是氨基酸甘氨酸的衍生物，如二甲基甘氨酸(DMG)。当小鼠的饮食中缺乏硫酸胆碱(一种合成DMG和相关化合物所需的分子)时，它们就不太容易因吸烟而体重增加。
出乎意料的是，烟草烟雾改变微生物群的这种能力与烟雾的尼古丁含量无关，如果给予小鼠尼古丁而不是暴露于香烟烟雾，对微生物群的影响不会重现。这一发现表明，烟草的非尼古丁成分负责重塑肠道微生物群，以增强从食物中提取能量并促进体重增加。它挑战了这样一种观点，即下丘脑和其他大脑部位中参与维持能量稳态的nAChRs仅负责香烟对食欲、新陈代谢和体重调节的作用。

正常肺细胞DNA中的烟雾信号
 
   Fluhr及其同事的研究结果对我们理解吸烟相关疾病背后的机制具有重大意义。例如，甘氨酸和某些其他氨基酸可以作为神经递质分子发挥作用，帮助神经元之间的通信，或者作为神经递质合成的关键前体。鉴于香烟烟雾影响微生物群介导的甘氨酸衍生物的产生，这增加了这些分子可以进入血液并随后进入中枢神经系统中参与食欲调节和能量代谢的部位的可能性。微生物群产生的抑制性或兴奋性神经递质也可能在肠道本身中起作用，以改变局部感觉神经元的活动。因此，这可能会影响信息向涉及能量稳态的大脑中心的传递以及与吸烟有关的其他过程，如吸烟欲望。

识别影响人体健康的肠道微生物
 
   吸烟者的肠道微生物群可能不仅更有效地收获营养物质，还收获其他物质。例如，发现从烟草烟雾中提取的尼古丁量（在大脑中起作用以延续烟草习惯）或尼古丁衍生的生物活性分子（代谢物）是否受到肠道微生物群或器官（如肺）的微生物群的影响，这将是很有趣的。推而广之，通常与烟草制品（尤其是酒精）一起服用的物质的吸收、代谢和分布可能会受到香烟烟雾对微生物群作用的影响。
这些发现为从治疗角度考虑提供了可能性。在肠道中起作用的膳食补充剂，例如产生DMG和相关甘氨酸衍生物所需的硫酸胆碱，或其他微生物群产生的生物活性代谢物的前体，可能会限制戒烟者的体重增加，并鼓励吸烟者尝试戒烟。确定烟草烟雾中负责重塑肠道微生物群的非尼古丁成分，可能允许它们从香烟中去除，以减少戒烟期间的体重增加。另外，这些成分可能会被用于那些从食物中获得更多营养的人，比如那些患有癌症相关体重减轻的人，也就是所谓的恶病质。
这种关于戒烟者体重增加的新观点应该鼓励人们更仔细地考虑其他与吸烟相关的生理和行为变化是否涉及在大脑之外的过程。同时也是对以往戒烟手段在机理上的一个新的挑战与发现。