GUT:拯救“胖得走神儿”!色氨酸代谢产物3-HAA是提升肥胖患者注意力的潜在分子

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摘要:肥胖与低度全身慢性炎症相关的认知能力下降有关。注意力是认知的一个重要组成部分,注意力对于我们的日常生活非常重要,而肥胖患者常表现出明显的注意力缺陷,这反过来又会导致他们的减重计划受到影响,因为注意力和相关的执行功能对于坚持饮食和运动计划十分重要。此外,在临床观

*仅供医学专业人士阅读参考

肥胖与低度全身慢性炎症相关的认知能力下降有关。注意力是认知的一个重要组成部分,注意力对于我们的日常生活非常重要,而肥胖患者常表现出明显的注意力缺陷,这反过来又会导致他们的减重计划受到影响,因为注意力和相关的执行功能对于坚持饮食和运动计划十分重要。此外,在临床观察中,注意力缺陷/多动障碍(ADHD)常与肥胖并发。

此前的研究在肥胖患者和ADHD患者中都揭示过肠道微生物组成的变化,这种变化是否也与注意力缺陷有关呢?

在最近的Gut杂志上,西班牙Josep Trueta大学医院的研究人员发表的一项研究发现,肥胖与注意力缺陷的关联与肠道微生物的色氨酸代谢产物——3-羟基邻氨基苯甲酸(3-HAA)有关。肠道微生物可通过调节3-HAA的水平影响大脑多巴胺能和血清素能系统,从而影响注意力。

研究人员在两个独立的肥胖患者队列中确认,注意力评分随肥胖状态增加而逐渐下降,再结合粪便微生物基因组的分析结果,他们发现,变形菌门和副拟杆菌属的硫酸盐还原菌属在肥胖人群中富集,其丰度与注意力评分呈负相关,而放线菌门、疣微菌门和互养菌门的细菌丰度与注意力评分呈正相关。

对微生物分子功能的分析显示,芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)的生物合成是变化最显著的微生物途径之一。值得注意的是,与注意力显著相关的绝大多数微生物都参与了色氨酸代谢。

于是,研究人员进一步探讨了色氨酸代谢对注意力的影响。通过肥胖患者的血浆靶向代谢组学分析,他们发现,色氨酸代谢中犬尿氨酸途径的代谢产物3-HAA与注意力呈强正相关关联,炎症标志物新蝶呤则与注意力呈强负相关关联。

在非肥胖的一般人群中,研究人员也发现了3-HAA与注意力的正相关关联,而另一种色氨酸代谢物邻氨基苯甲酸(AA)与注意力呈负相关关联。AA是3-HAA在犬尿氨酸途径中的前体物质,在多种与炎症有关的神经系统疾病和其他疾病中都发现过血浆3-HAA浓度下降,AA浓度升高,导致3-HAA/AA比率降低。

3-HAA被认为是一种抗炎、抗氧化分子,能够调节神经炎症,也能抑制低密度脂蛋白和血浆脂质过氧化,预防大脑中的氧化应激。

与前面的发现相一致的,研究人员还在接受减重手术的肥胖患者中观察到注意力评分的提高,以及前述肠道微生物组成及功能的相反变化。

基于这些发现,研究人员在小鼠中进行了验证。在高脂饮食诱导的肥胖小鼠中,前额叶皮层的3-HAA水平下降,同时,另一种色氨酸代谢产物,5-羟基-吲哚乙酸(5-HIAA)也下降。

在接受了注意力高的小鼠的粪菌移植后,这两种代谢产物的水平得到恢复,另外还有其他一些神经活性配体-受体相互作用途径的富集,包括编码GABA和血清素受体的几个基因的改变。它们涉及的神经递质,如多巴胺能、血清素能和GABA能系统,都已经被证明与注意力调节有关。

研究人员还尝试了将人的粪菌移植给小鼠,发现这可以让受体小鼠产生与供体相同的注意力高或低的变化,接受移植后的小鼠的背侧纹状体中,血清素能系统和多巴胺能系统都发生了相应的变化。

为了更深入地了解微生物、注意力和肥胖之间的复杂相互作用,研究人员采用模式生物果蝇进行了单一菌种定植实验。他们选择了阴沟肠杆菌,这是变形菌门的代表成员,并以厚壁菌门的代表成员植物乳杆菌作为不会产生影响的对照组。

在成功定植后,实验组相对对照组表现出过度活动,与ADHD果蝇模型类似。在此基础上,加上喂食高糖饮食导致的肥胖,果蝇的过度活动行为变得更明显。而在这些果蝇的食物中加入3-HAA后,它们的过度活动成功得到缓解。

综上所述,研究表明,3-HAA与注意力之间存在显著的正相关关系,尤其是在肥胖个体中,而肠道微生物在调节3-HAA水平方面可能发挥关键作用。这强化了“肠-脑轴”在调节认知表现,尤其是注意力方面的关键作用,也意味着3-HAA是一种有潜力的、可能有助于提升肥胖患者注意力的候选分子。

参考文献:

[1] Castells-Nobau A, Fumagalli A, Del Castillo-Izquierdo Á, et al. Gut microbial modulation of 3-hydroxyanthranilic acid and dopaminergic signalling influences attention in obesity. Gut. Published online September 27, 2025. doi:10.1136/gutjnl-2025-336391

本文作者丨应雨妍

来源:小夕聊健康

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