如何靠内调改善心功能？Nature子刊：Akk不止护肠，还能强心！

年纪上来以后，身体的难免会出现一些小问题，例如胸闷气短、容易疲劳、乏力、水肿、咳嗽等等。我们常常以为这些小毛病都是“各管各的”，但你有没有想过，这些看似分散的症状，可能都指向我们身体深处一个共同原因——心脏衰老呢？

心脏作为生命的核心，自然需要细心的呵护~面对这些心脏衰老的信号，除了改善生活方式或者吃药，我们还有没有其他更“靠自己”、更安全有效的改善办法？

最近，发表在Nature子刊《npj Biofilms and Microbiomes》的一篇研究发现[1]，我们的“老朋友”Akk菌就可以！没错，Akk菌不仅能巩固肠道，竟然还对心脏有保护作用！

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心脏衰老与肠道有关？

促进心脏衰老的因素有很多，感染、药物、心律失常、心肌缺血、剧烈运动、饮食过度、饮水过多、甲亢、贫血、肺栓塞、心脏类J病、酗jiu、出血、电解质紊乱等等等等，这些因素都有可能导致心功能的受损，进而引发心脏的衰竭。

面对如此复杂的致病因素，研究者们想要直到Akk菌对心脏衰老的具体作用机制，就需要一个相对稳定、能够集中体现心脏损伤核心机制的方法，那就是使用“伤心”的心脏毒性药物——阿霉素。它是常用于抗癌的“元老级”化疗药，但在抗癌的同时它也会“误伤”心脏。

研究者们发现，不论是接受阿霉素治疗的乳腺癌患者，还是在实验室中人为构建的阿霉素心脏毒性小鼠，他们肠道内的Akk菌数量都出现了显著、持续的下降。

图注：接受阿霉素化疗的乳腺癌患者和小鼠中，Akk菌的丰度降低

既然Akk菌数量的减少与心脏功能衰竭可能相关，那么，如果多补充Akk菌，会不会就能够改善心脏的损伤呢？

于是，研究者给心脏损伤的鼠鼠补充了Akk菌，结果发现，它们的心脏功能果然得到了明显的改善：左心室射血分数和缩短分数这两个衡量心脏泵血能力的关键指标都显著回升，而表示心肌损伤的CK-MB酶和LDH酶水平明显下降，心肌纤维化程度也减轻了。

图注：补充Akk菌改善了心脏损伤小鼠的心脏功能

之后，研究者又用抗生素“清空”了小鼠的肠道菌群，然后再给它们补充Akk菌。结果表明，即便在没有其他肠道菌帮助的情况下，Akk菌依然能够有效减轻这种心脏损伤。这充分说明，Akk菌确实是保护心脏年轻不受损伤的关键，并且效果和其他菌群无关。

图注：Akk菌对心脏功能的改善作用与其他菌群无关

此外，当心脏功能损伤，肠道血流不足，就会导致肠道黏膜缺血、水肿，肠道屏障功能受损等。而Akk菌在这方面稳定发挥，作为保护肠道的“老本行”，改善了心脏功能削弱导致的菌群失调，还保护了肠道屏障的完整性。

图注：Akk菌补充改善了心脏功能损伤导致的肠道菌群紊乱

以上就是Akk菌给心脏带来肉眼可见的改善，那么问题来了，它的“护心”作用究竟是如何做到的呢？

打通心脏“任督二脉”

鉴于Akk菌的有益作用一般都是从肠道开始，于是，研究者们将目光投向了肠道菌群产生的代谢物中。经过分析，研究者发现，在补充Akk菌后，小鼠粪便中的105种代谢物和血清中的133种代谢物发生了变化。

图注：小鼠粪便代谢物和血清代谢物的主成分分析

仔细看来，这些发生变化的代谢物中，与色氨酸代谢相关的代谢物变化尤为显著，尤其是其中的吲哚-3-丙酸（简称IPA）明显增加了。并且，在使用阿霉素的癌症患者体内，那些心脏功能尚可的患者，其血液中的IPA水平也相对较高。

图注：代谢物中，IPA的变化与心脏功能的相关性尤为显著

也就是说，IPA很可能就是Akk菌发挥护心作用的秘密武器！于是，研究者抓住IPA这一线索，在心脏损伤的小鼠的饮食中添加了IPA，果然，IPA改善了心脏功能和心脏损伤程度，减轻了心肌损伤、萎缩和纤维化。

图注：IPA的补充改善了阿霉素诱导的心脏损伤

而研究者进一步发现，IPA是通过进入心肌细胞，与细胞内的受体AhR蛋白质结合来发挥作用的。

图注：IPA结合心肌细胞的AhR受体

AhR一旦被IPA激活，就会启动激活下游的PPARα信号通路以及共激活因子PGC1α信号通路：在补充了Akk菌的小鼠心脏中，PPARα和PGC1α的表达水平都显著上调；而当研究人员使用PPARα拮抗剂“关闭”了这条通路后，Akk菌的“护心”效果就大打折扣了。

图注：IPA通过与AhR结合激活下游的PPARα和PGC1α

而PPARα是调控脂肪酸氧化和线粒体“更新迭代”的关键因子，而PGC1α则是PPARα的得力助手，也能够强力促进线粒体的“更新”。因此，PPARα和PGC1α两个通路可以称为Akk菌调控能量代谢和维持线粒体健康的心脏“任督二脉”。

既然这“任督二脉”与线粒体关系紧密，那么是不是就意味着Akk菌改善心脏损伤可能就是通过影响对心脏至关重要的线粒体来实现的呢？

Akk菌还能改善线粒体功能？

心脏从不休息，从生命出现开始就一直跳动，直到s亡才会停止。而心脏的每一次跳动都需要能量供给，这一定离不开线粒体的“辛勤劳作”：心肌细胞内高达30%~40%的体积都被线粒体占据，它们夜以继日地为每一次心跳提供着源源不断的动力[2]。

可以说，线粒体的健康状况，可能直接决定了细胞乃至整个心脏的活力。而通过补充Akk菌来改善心肌线粒体的健康，可以说十分惊喜了。

书接上文，研究者发现，在给小鼠补充Akk菌后，打通了PPARα和PGC1α这两个能够调控细胞的能量代谢和维持线粒体的健康的“任督二脉”，给线粒体带来了很大的改善：

首先，Akk菌修复了线粒体的功能。结果显示，受损的线粒体电子传递链复合物（特别是复合物I和V）的活性和相关蛋白表达量都得到了提升，这意味着线粒体产生ATP的效率大大提高，细胞内的ATP水平也确实回升了。

图注：补充Akk菌改善了线粒体的供能，使ATP水平上升

其次，Akk菌帮助了线粒体膜电位的恢复。当线粒体膜电位降低，线粒体的活性也会减弱，而Akk菌和IPA的补充，使鼠鼠心肌的线粒体膜电位明显恢复了，保护线粒体免受进一步的损伤。

图注：Akk菌补充恢复了线粒体膜电位

最后，Akk菌还改善了线粒体形态。在显微镜下，受损的心肌细胞线粒体明显出现了肿胀、断裂、内部嵴结构紊乱等衰老的迹象。而在补充Akk菌或者IPA后，线粒体的形态就变得更加规整，数量也有所增加，更年轻了。

图注：补充Akk菌改善了线粒体的形态

综上，Akk菌虽然是主要作用于肠道的益生菌，但它不仅有减脂、抗糖、甚至预防神经退化、改善骨质疏松等作用，现在还被发现能够帮助心脏线粒体“常换常新”，提高活力、改善心脏衰老——被誉为“长寿菌”可以说当之无愧~

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