根據能量守恒定律建立機體能量守恒公式從而確定機體能量所需，實現能量代謝穩態是能量代謝環的核心，這就是能量代謝環概念，即能量攝入、排泄、消耗和儲存間維持穩態，若能一一建立準確計量方法，就可計算能量的轉換，在此基礎上進一步主動改變能量攝入、排泄、消耗和儲存，從而維持機體能量代謝穩態。能量排泄（Energy Excretion）是指能量排泄體外，其主要渠道是腸道、尿道和皮膚。兩個相關但又微細差別的概念需要解釋，即能量排泄和截留，所謂能量截留（Sequestration）強調在吸收之前就把能量隔絕吸收并排泄，能量并未進入體內；但能量排泄（Excretion）是能量截留及雖已吸收但未消耗或儲存又排泄的能量。在尿道和腸道排泄能量是兩部分能量的總和，但出汗即皮膚排泄則沒有能量截留。尿道是能量截留的重要途徑，現在已經臨床常用的SGLT2抑制劑，就是將正常生理應回吸收的葡萄糖，通過抑制轉運體，而隨尿液排出。這就是利用能量截留原理開發降糖減重藥的經典成功案例。
腸道能量截留減重（Intestinal Energy Sequestration Weight-loss）是一種以“減少小腸對膳食能量的實際吸收量”為核心目標的減重策略。其通過藥物、膳食纖維、特殊營養素或菌群干預等手段，在腸道腔內阻斷或延緩碳水化合物、脂肪和蛋白質的消化酶解過程，使部分熱量未被吸收即隨糞便排出，從而在總能量攝入不變的情況下，實現負能量平衡和體重下降。決定這個過程的主要包括兩個生理因素即腸道蠕動和腸道吸收表面積以及一個生化過程即由消化相關酶等組成的功能性能量吸收等三個方面。從藥物的角度，成功案例是a糖苷酶抑制劑，就是通過抑制小腸上段以空腸為主的腸上皮細胞刷狀緣即微絨毛上的糖苷酶，從而降低碳水化合物分解為單糖與雙糖，故而降低吸收。奧利司他則是抑制胰脂肪酶，從而使油脂類降解為甘油三酯的可能性降低30%。而包括中藥大黃在內的刺激腸道蠕動的藥物也可以增加腸道能量截留。因此從包括消化酶在內的功能性能量吸收，發展包括藥物在內的增加能量截留是減重重要策略。這都是通過增加腸道能量截留從而減少能量吸收。腸道蠕動也是一個被重視的方面。但腸道吸收表面積則是被忽略的一個方面。
腸道吸收表面積由 5 個可量化結構所決定：一是空回腸的解剖長度（成人約 6–7 m）即“總表面積”基數；長度縮短（切除、瘺、短路）直接成比例減少。二是環形皺襞（valves of Kerchring），是黏膜下層的永久性褶曲，使腸道吸收表面積增加 ≈3 倍；疾病如萎縮或炎性疾病（克羅恩、放射性腸炎）可使其變平。三是絨毛高度與密度，每個皺襞表面覆蓋 0.5–1 mm 的指狀絨毛，使面積再放大 10 倍；絨毛萎縮（乳糜瀉、感染、TPN 長期不用）可下降 50% 以上。四是微絨毛（刷狀緣）高度與數量。每個柱狀吸收細胞頂端有 3000–6000 根微絨毛，形成“刷狀緣”，使面積再放大 20 倍。
微絨毛核心骨架是垂直的20-40根平行排列的F-actin微絲并與多層橫向Fabrin交聯，微絲也稱為肌動蛋白，使得微絨毛長度、伸縮和擺動得以支撐。肌動蛋白外是脂質雙層骨架即磷脂雙分子層，起到固定許多酶和其他功能蛋白的作用，它的重要性還在于功能性能量代謝吸收。脂質雙層骨架之外是由腸上皮細胞及杯狀細胞分泌的糖基化黏蛋白和寡糖交織而形成糖萼（glycocalyx），厚約 0.2–0.5 µm，既保護尖端膜免受機械-化學損傷，又富集消化酶和受體。同時，依靠約110 kDa的蛋白將微絲固定于頂端，靠基座固定在細胞膜上。
“總吸收面積 ≈ 長度 × 皺襞系數 × 絨毛系數 × 微絨毛系數 ”。任何一級結構受損，都會以乘積方式顯著縮小最終吸收表面積。尤其是微絨毛長度起最大作用。微絨毛長度受迷走神經調節，但至今并未發現迷走神經與微絨毛的解剖學直接接觸，而是通過釋放神經遞質作用在受體上而起作用，但確切機制并不清楚。
微絨毛長度及由此而決定的腸道吸收面積，在決定能量截留起重要作用，但被忽略了。瑞金醫院王衛慶教授等首次證明腦干迷走神經運動背核(DMV)神經元，經迷走傳出神經定向調控空腸微絨毛長度從而腸上皮吸收表面積，若激活DMV神經元可增加30%吸收表面積，致油脂過度吸收而致肥胖。揭開微絨毛在能量截留中的重要性。
瑞金醫院王衛慶教授在《Nature》發表文章證實中藥單體葛根素可結合GABAA受體靶向抑制DMV神經元，縮短微絨毛，從而減少油脂吸收。這項工作更新了我們對油脂吸收的認知，提出全新的減肥靶點(Nature 2024，同期述評)。小腸微絨毛是調節脂肪吸收和體重變化的重要因素，然而小腸微絨毛的調節因素此前并無研究涉及。這項研究不僅證實迷走神經調節微絨毛長度，而且發現葛根素可做為干預藥物縮短微絨毛長度，從而減少腸道吸收表面積，增加腸道能量截留。這項研究為腸道吸收表面積作為增加腸道能量截留的減肥途徑開辟一個新的領域。這個領域還是一個剛剛開始并未被深入認識的領域，需要很多的研究去清楚了解微絨毛結構的生理和生化功能，尤其在能量截留的作用。油脂吸收是一個被動擴散的過程，因此更直接依賴吸收表面積，但由于微絨毛的外糖萼上有大量的消化酶和受體，因此也是功能吸收的重要部位和組成部分，但對此的認識也不多，也會成為新的研究熱點。
能量代謝環是認識能量儲存和由此而導致的非必需脂肪儲存的重要理論。由此而出現的能量代謝截留將會成為重要的開發新的類型減肥藥物的重要途徑，既有可能如同GLP1類似物一樣成為新型減重藥物。
值此世界糖尿病日，謹以此文紀念，并呼吁更多人關注糖尿病防治與代謝健康。
本文鏈接：寧光院士：腸道能量截留：減重的重要途徑http://www.sq15.cn/show-11-28245-0.html
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