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食物摄入如何改变肠道

导读 世界上有超过 10% 的人口肥胖,40% 的人口超重,肥胖已成为最重要的健康挑战之一。然而,现有的治疗选择仍然稀缺且效率低下。几年前,瑞...

世界上有超过 10% 的人口肥胖,40% 的人口超重,肥胖已成为最重要的健康挑战之一。然而,现有的治疗选择仍然稀缺且效率低下。几年前,瑞士日内瓦大学 (UNIGE) 的科学家发现,肠道的吸收表面和功能会因某些外部刺激(例如暴露于寒冷)而发生变化。今天,通过使用不同的小鼠模型结合人类肠道活检,他们破译了控制这种令人惊讶的器官可塑性的分子机制,并发现增加食物量会提高肠道吸收表面和功能。从机制上讲,这是由于 PPARα 的表达增强,暴饮暴食引起的肠道吸收卡路里能力增加所必需的调节蛋白质。此外,如果大量食物增加肠道吸收表面,食物限制可以逆转这一过程并使其接近正常。这种现象可以使用药理学和遗传学方法重现,从而提出了限制肥胖的潜在途径。这些结果发表在期刊上自然通讯。

全世界有数亿成人和儿童临床肥胖;一种与心脏病或中风等主要死亡原因密切相关的疾病。肥胖主要是由能量消耗和热量摄取之间的不平衡引起的,这种不平衡发生在肠道中,之前分解的食物在肠道中被吸收并进入血液,分布到全身。为了吸收足够的卡路里,肠壁上有数百万个称为绒毛和微绒毛的卷积层,它们一起可以覆盖足球场的表面。

惊人而迅速的效果

“几年前,我们发现肠道可以根据环境触发因素和生理需求变长或变短”,UNIGE 医学院细胞生理学和代谢系和糖尿病中心教授 Mirko Trajkovski 回忆道,以及相应的本研究的作者。“因此,我们想了解是什么推动了这种非凡的肠道可塑性。”使用不同的小鼠模型结合人类肠道活检(3D 人工结构),研究小组观察到消耗的食物量是肠道长度的主要调节器。“我们看到了增加摄入食物量的相对快速和生理上显着的反应:肠道长度增加了 30% 以上,加上绒毛和微绒毛的显着增长,

PPARα蛋白控制下的可塑性

肠道扩张需要大量能量。UNIGE 的科学家发现,增加肠道吸收表面可以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。虽然他们发现了几种可能有助于肠道扩张的潜在途径,但发现 PPARα 途径是必不可少的。事实上,PPARα 是一种蛋白质,它对于增加绒毛的长度以及通过提高另一种蛋白质 PLIN2 的水平来增加食物的热量吸收能力至关重要,PLIN2 反过来又促进脂滴的形成。肠道细胞,从而有利于脂肪的吸收。通过灭活小鼠肠道中的 PPARα,研究人员能够证实这种机制。“肠道 PPARα 缺失,或其药理抑制,在降低肠道吸收功能方面显示出显着效果。Mirko Trajkovski 解释说,肠道特异性 PPARα 抑制足以逆转脂肪堆积和肥胖,以及由高热量喂养引起的葡萄糖耐受不良。

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