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2012年，上海交通大学赵立平教授团队实验室通过实验发现，一种叫阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）的条件致病菌可以在肠道中产生内毒素，能促使小鼠关闭消耗脂肪需要的基因，激活合成脂肪的基因，还能引起小鼠炎症和胰岛素抵抗，让小鼠患上严重的肥胖症。2015年，赵立平教授通过饮食干预来调整肠道菌群，使因患有小胖威利（Prader-Willi）综合征而暴食、肥胖的儿童成功减重，证明了肠道菌群和肥胖之间具有直接因果关系，而且通过调整肠道菌群能够达到控制体重的目的。
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脂肪积累和全身系统性慢性低度炎症，是肥胖等代谢性疾病患者普遍具有的两大临床表征。在脂肪积累方面，肠道菌群帮助人体消化自身无法分解的复杂碳水化合物，使我们从食物中获得更多能量，通过调控能量代谢相关基因的表达，控制脂肪的积累；在慢性炎症方面，肠道菌群抵御有害菌入侵，降低有害菌引起慢性低度炎症的概率。
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试想，假如体内有“肥胖助力菌”，让人患上肥胖症，从而引发糖尿病、高脂血症、高血压、高血尿酸、非酒精性肝病、心血管疾病、动脉粥样硬化和某些癌症，就像体内安放了不定时炸弹一样危险。
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然而携带“肥胖助力菌”的人是否都受其所害，与健康饮食与否有密切关系。这个“害菌害己”的因果顺序大致如下：长期不合理的饮食（高脂、高糖）破坏肠道菌群平衡→肠道益生菌减少→肠道屏障功能减弱→内毒素（脂多糖等）进入血液循环→导致全身性慢性炎症→引发胰岛素抵抗、脂肪过度积累等后果。
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希望通过调整肠道菌群来保持健康体重？当然可行。我们首先需要了解摄入不同的食物后，肠道菌群会受到什么样的影响，继而身体代谢会产生什么变化。简单来说，远离高油高糖的加工食品，多食用天然蔬果杂粮等，就能促进肠道益生菌的生长，优化身体代谢。
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示意图：高脂饮食会促进肠道内有害菌群繁殖和脂质吸收；而健康饮食则会促进肠道内益生菌生长，阻止脂质吸收（绘图：傅坤元）
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Ⅱ型糖尿病是由于血糖平衡失调而表现出的高血糖症状，此病往往是肥胖症的并发症，又是一系列代谢相关性疾病的糖代谢异常表现，伴有全身慢性轻度炎症。2012年，华大基因与深圳市第二人民医院联合对345名中国人的肠道菌群进行宏基因组关联分析，共鉴定出约6万个与Ⅱ型糖尿病相关的分子标记，从分子层面上明确了Ⅱ型糖尿病患者与健康人群在肠道菌群上的差异。
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肠道菌群紊乱导致的糖代谢异常，与两种重要物质有关：一是脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS），高脂饮食造成肠道菌群失调，有害菌中的LPS进入血液循环，引起胰岛组织慢性炎症以及血管内皮结构、功能异常，导致胰岛素分泌不足和胰岛素抵抗；二是短链脂肪酸（Short-chain Fatty Acids，SCFA），肠道益生菌减少后，其代谢产物SCFA也随之减少，肠上皮细胞缺少SCFA的诱导，导致脑肠肽和各种生长因子的分泌受抑，引起胰岛组织功能受损和胰岛素抵抗。
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总的来说，肠道中有害菌太多、益生菌太少会使肠道菌群失去平衡，结果都是损害胰岛组织功能和胰岛素作用，最终导致Ⅱ型糖尿病的发生。
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除了影响人体的糖代谢，肠道菌群还能通过合成代谢酶等方式，参与人体其他物质的代谢，调控“四高”（高血脂、高血压、高血糖、高尿酸）的发生，因此肠道菌群又被称为“身体代谢指挥家”。
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肠道菌群基因的编码蛋白含有胆固醇氧化酶，能抑制肝脂肪合成酶的活性，调节胆固醇在血与肝脏中的分布，影响胆盐的肠肝循环。肠道中的一些益生菌，如乳杆菌（Lactobacillus）、双歧杆菌（Bifidobacteriu）、肠球菌（Enterococcus）直接参与胆固醇代谢。
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当长期高脂饮食破坏肠道微环境时，肠道菌群中脂代谢相关酶的活性也会改变，造成人体脂代谢紊乱，引起血脂异常。因此，通过调整饮食结构、补充肠道益生菌，便能对高血脂达到“治本”的效果。
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近年来高尿酸在沿海地区越来越高发，在各年龄层人群中蔓延，甚至越来越多20来岁的青年因为饮食不节制而患上高尿酸，并发展为严重痛风。目前临床上对痛风的治疗干预还十分有限，要想防治高尿酸和痛风，还得在与代谢密切相关的肠道菌群上做文章。研究证明，高尿酸人群的肠道菌群确实与健康人群的菌群不同，也许今后通过干预肠道菌群，支援“身体代谢指挥家”，便能有效控制“四高”。
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益生菌、益生元与代谢综合征
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既然要给“身体代谢指挥家”增加帮手，除了从饮食营养上改变，还要重点说说两个以肠道菌群为靶点的“小助手”——益生菌和益生元。
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益生菌在某些人体临床试验中效果斐然。目前已有研究发现，服用适合种类的益生菌可降低血脂异常人群的总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇（Low Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）和三酰甘油，降低初诊Ⅱ型糖尿病患者的空腹血糖，改善初诊高血压患者的收缩压和舒张压。
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这并不是说益生菌就是万能灵药，而且使用益生菌改善肥胖症和代谢性疾病也是讲究方法的，例如干预时间要长于8周、益生菌制剂效果优于含益生菌的酸奶、多菌株复合制剂优于单一菌株制剂等。这些治疗策略对代谢性疾病的治疗具有非常重要的参考意义。
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益生元的知名度可能不如益生菌，有人甚至不知道益生元是什么。2017年国际益生菌与益生元科学协会（International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics，ISAPP）对益生元的定义是：一类能够被宿主体内的菌群选择性利用并有益于宿主健康的物质。换句话说，肠道益生菌喜欢“吃”的植物纤维、低聚糖等物质，都属于益生元。
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益生元通过滋养肠道菌群，可以选择性提高肠道益生菌群丰度，激活肠上皮黏膜固有免疫作用，强化肠道黏膜屏障，减少内毒素进入血液循环，改善体内低水平炎症。此外，它还能诱导肠道菌群分泌一些肠激素，增加饱腹感、减少摄食量，有助于“吃货”们减肥。
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因为益生元一直是益生菌的好搭档，不少优质益生菌产品中都会专门添加乳杆菌或者双歧杆菌偏爱的益生元，有时甚至不止添加一种，都是为了这对“最佳搭档”进入人体后可以充分发挥作用。
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不同人群对益生元食品的代谢也不同，若想通过益生元食品干预健康，应使用适合自己的益生元食品配方，做到精准营养和精准干预。
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肠道菌群与健康
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除了在代谢综合征方面起着重要作用，肠道菌群还在其他方面影响着人体健康，同时也被人体健康状态所影响。
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除了不良饮食，心理压力也会引起肠道菌群失调，如双歧杆菌等益生菌数量下降、链球菌（Streptococcus）等有害菌数量升高，从而损害身体健康。法国国家健康与医学研究院的研究人员发现，心理压力可能会影响肠道菌群的种类和活跃程度，使肠道菌群制造一种抑制食欲的蛋白质（热激蛋白ClpB），而食欲受抑又会催生人体产生抗体蛋白抵制热激蛋白ClpB，这两种蛋白的分泌失调会影响人体的饮食行为，导致贪食症或厌食症。