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最新研究:食物量是重塑肠道的关键因素!你吃得多,它就长得多!

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在新冠大流行以前,肥胖大流行就已在全球愈演愈烈。在世界范围内,数以亿计的成人和儿童已被临床诊断为肥胖。“五人行,必有俩胖子”就是目前全球人口的现状。


肥胖是由于长期的热量摄入超过能量消耗而导致的能量失衡。在现代环境中,这两者中哪一个更具有决定性,长期以来一直存在争议,但二者之间的不平衡都发生在肠道中。

由于肥胖是心血管疾病、2型糖尿病等代谢综合征、某些类型的癌症,以及抑郁症和老年痴呆症等精神类疾病的重大风险因素,它已成为各国重要的公共卫生问题之一。然而,现有的治疗方法仍然难以扭转肥胖大流行的局面。而且,关于饮食、肠道吸收和肥胖之间的关系仍然难以捉摸。

北京时间12月3日,发表在《Nature Communications》上的一项最新研究中,来自瑞士日内瓦大学医学院的研究团队通过使用不同小鼠模型并结合人类肠道活检,破译了调节肠道可塑性和功能的代谢触发机制。该研究表明,食物摄入量是决定因素,但“管住嘴”就可以逆转不良影响。


在此前的研究中,研究人员已经发现,环境或营养刺激会引起肠道形态发生改变,使肠道重塑,这一过程涉及肠道延长、小肠绒毛和微绒毛生长,以及摄取转运蛋白的上调,并可能会改变热量吸收的效率,以保持能量稳态。因此,研究人员想了解是什么推动了这种非凡的肠道可塑性。

小肠绒毛是排列在小肠内部的绒毛状结构(见下图)。它的作用是扩大肠道表面,以帮助身体在食物经过消化道时吸收各种营养物质。小肠绒毛壁只由一层上皮细胞构成,内部布满了成网状的微血管。这种结构有利于小肠吸收营养物质。


在这项新研究中,研究人员使用多种小鼠模型,并结合人类肠道活检,观察到一种生理上的显著反应:肠道长度迅速延长了30%以上,同时绒毛和微绒毛大量生长,以帮助增强肠道吸收热量的能力。重要的是,这些变化是可逆的:当食物量减少时,肠道长度和形态恢复到接近正常状态。因此,食物摄入量是肠道长度的关键调节因素。“管住嘴”的重要性在这里体现的淋漓尽致。


肠道扩张需要大量能量。研究人员发现,增加肠道吸收表面会调动肠道中不同的代谢途径,即细胞将食物转化为能量的步骤。虽然有几个可能有助于肠道扩张的潜在途径,但研究人员发现,其中一种,即过氧化物酶体增殖物激活受体αPPARα途径是不可或缺的。

PPARα是一种蛋白质,对于增加绒毛长度以及通过提高另一种蛋白质PLIN2水平来增加从食物中吸收热量的能力似乎至关重要;而PLIN2反过来又促进肠细胞中脂滴的形成,从而有利于脂肪吸收。

当研究人员敲除肠道中的PPARα后,抑制了小鼠和人类肠道活检中的肠隐窝扩张,以及绒毛缩短,减少了餐后甘油三酯的运输和营养物质吸收,同时限制了脂滴的扩张和PLIN2的水平,这对脂滴的形成至关重要。这样一来,改善了脂质代谢,减少了身体脂肪和肝脏脂肪变性。因此,研究人员认为它是治疗肥胖症的另一个靶点。


研究通讯作者、日内瓦大学细胞生理学和代谢系Mirko Trajkovski博士解释说:"抑制肠道特异性PPARα足以恢复脂肪堆积和肥胖,以及由高热量喂养引起的葡萄糖不耐受。”

研究人员强调,各种遗传和饮食模型可以产生多种影响,这将有助于观察到食物摄入量与肠道表面积之间的相关性。虽然这项研究指出了食物摄入量的关键贡献,但并不排除某些食物成分可以独立影响肠道表面和功能,或与食物摄入量协同作用。此外,脂质代谢和食物量之间的直接联系还有待进一步调查。

PPARα是许多代谢功能的关键蛋白,它在全身的各种组织中表达。因此,研究人员表示,在将这些发现应用于患者之前,有必要开发出一种在肠道中选择性抑制它而不影响其他器官的方法。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-27133-7

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