甜死脑细胞!南大科学家发现果糖导致神经炎症和神经元丢失的机制,原来又和肠道微生物有关
高果糖饮食会改变肠道微生物组成,减少短链脂肪酸生成,导致肠上皮屏障损伤,通过高水平的血清内毒素诱发小鼠海马体的神经炎症反应,导致神经元丢失[1]!通过补充短链脂肪酸或者吡格列酮可改善一部分。该研究来自南京大学孔令东、李建梅课题组,论文发表在Microbiome杂志上。
什么?
所谓的西式饮食,也就是高糖高脂的饮食,一直以来都和神经系统炎症分不开关系。以前的研究发现,西式饮食会对神经细胞造成损伤,损害人类和动物的情绪与认知行为。
既然祸从口入,那也离不开人类的老朋友肠道微生物。别看它和脑子离得远,手伸得可长。它能够影响大脑中的免疫细胞——小胶质细胞的各种生理功能,调节海马体中新神经元产生和神经元功能。
这么一想,如果饮食可以改变肠道菌群的组成,那么“果糖毁大脑”自然也是十分的有可能。
幸运(?)地被选入实验的小鼠们吃了八周甜甜的高果糖饮食,随后接受了一系列身体检查。呃……感觉它们的脑子不太妙呢,智慧核心海马体齿状回里的小胶质细胞的数量显著增加了,新生神经元反而减少了。再看各种炎性细胞因子,IL-1β、TNF-α和IL-6水平都有了显著的升高。
一句话,海马体出现了神经炎症,而且神经元丢了。
为了确定是不是肠道微生物在捣鬼,科学家给小鼠喂了点儿广谱抗生素,把肠道微生物整个儿“归零”了一下(虽然并没有完全杀光)。
两相对比之下,用了抗生素的果糖小鼠,炎症就没那么严重,细胞因子少了、小胶质细胞也少了。这说明,的确是肠道微生物们的异动祸害了神经元。
经过16SrRNA测序,科学家们发现,八周高果糖饮食对小鼠肠道菌的种类影响并不大,但是它们的组成比例有了很大的变化,比如说拟杆菌的丰度显著降低了,而变形菌增加了,厚壁菌也有增加的趋势。还有脱铁杆菌、螺杆菌等致病菌也有增加。
可奇怪的是,虽然瘤胃菌等以产生短链脂肪酸(SCFAs)为特征的菌丰度增加了,但小鼠粪便中乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐等SCFAs水平反倒低了。
再来看肠道组织的健康状况。
哇,这可真是惨,肠道粘膜变薄了很多,一些固有的形态特征都消失了,上皮细胞变得稀稀疏疏的。就这模样,说它还健康才是睁眼说瞎话呢。
肠道屏障可是很重要的免疫屏障啊。果然,更进一步研究结果显示,果糖小鼠肠道内NLRP6炎症小体功能bug了,可以说整个肠道面临着免疫失衡。
既然短链脂肪酸少了,也不知道补点儿行不行。先吃再说吧!科学家同时还尝试了一种药物,吡格列酮,它能激活一个叫做PPAR-γ的受体,是丙酸盐在肠道内的直接作用靶点,功能和免疫也有关系。
怎么说呢,直接看图吧。短链脂肪酸和吡格列酮一定程度上挽救的小鼠乱成一团的微生物组成,肠道上皮细胞的状态看起来也好了很多。更重要的是短链脂肪酸和吡格列酮增加了NLRP6的水平,改善了免疫障碍的困境。
肠道上皮细胞也勉强回到正常轨道
惊喜的是,这一番力挽狂澜的操作之后,小鼠的脑细胞终于有救了,炎性细胞因子和小胶质细胞水平显著降低,新神经元又开始茁壮成长了。
幸运的是,这批快乐吃糖的小鼠暂时还没傻,在两种认知测试中的表现都还算正常。但也别高兴太早,之前研究的小鼠可是15%果糖溶液吃了八周就记忆力丧失了。
这个一方面可能是不同的实验动物种系对糖的敏感性不一样,另一方面可能也是糖吃得还不够多叭……
所以我刚买的这杯奶茶还要不要喝……
来源:奇点网
高果糖饮食会改变肠道微生物组成,减少短链脂肪酸生成,导致肠上皮屏障损伤,通过高水平的血清内毒素诱发小鼠海马体的神经炎症反应,导致神经元丢失[1]!通过补充短链脂肪酸或者吡格列酮可改善一部分。该研究来自南京大学孔令东、李建梅课题组,论文发表在Microbiome杂志上。
什么?
所谓的西式饮食,也就是高糖高脂的饮食,一直以来都和神经系统炎症分不开关系。以前的研究发现,西式饮食会对神经细胞造成损伤,损害人类和动物的情绪与认知行为。
既然祸从口入,那也离不开人类的老朋友肠道微生物。别看它和脑子离得远,手伸得可长。它能够影响大脑中的免疫细胞——小胶质细胞的各种生理功能,调节海马体中新神经元产生和神经元功能。
这么一想,如果饮食可以改变肠道菌群的组成,那么“果糖毁大脑”自然也是十分的有可能。
幸运(?)地被选入实验的小鼠们吃了八周甜甜的高果糖饮食,随后接受了一系列身体检查。呃……感觉它们的脑子不太妙呢,智慧核心海马体齿状回里的小胶质细胞的数量显著增加了,新生神经元反而减少了。再看各种炎性细胞因子,IL-1β、TNF-α和IL-6水平都有了显著的升高。
一句话,海马体出现了神经炎症,而且神经元丢了。
为了确定是不是肠道微生物在捣鬼,科学家给小鼠喂了点儿广谱抗生素,把肠道微生物整个儿“归零”了一下(虽然并没有完全杀光)。
两相对比之下,用了抗生素的果糖小鼠,炎症就没那么严重,细胞因子少了、小胶质细胞也少了。这说明,的确是肠道微生物们的异动祸害了神经元。
经过16SrRNA测序,科学家们发现,八周高果糖饮食对小鼠肠道菌的种类影响并不大,但是它们的组成比例有了很大的变化,比如说拟杆菌的丰度显著降低了,而变形菌增加了,厚壁菌也有增加的趋势。还有脱铁杆菌、螺杆菌等致病菌也有增加。
可奇怪的是,虽然瘤胃菌等以产生短链脂肪酸(SCFAs)为特征的菌丰度增加了,但小鼠粪便中乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐等SCFAs水平反倒低了。
再来看肠道组织的健康状况。
哇,这可真是惨,肠道粘膜变薄了很多,一些固有的形态特征都消失了,上皮细胞变得稀稀疏疏的。就这模样,说它还健康才是睁眼说瞎话呢。
肠道屏障可是很重要的免疫屏障啊。果然,更进一步研究结果显示,果糖小鼠肠道内NLRP6炎症小体功能bug了,可以说整个肠道面临着免疫失衡。
既然短链脂肪酸少了,也不知道补点儿行不行。先吃再说吧!科学家同时还尝试了一种药物,吡格列酮,它能激活一个叫做PPAR-γ的受体,是丙酸盐在肠道内的直接作用靶点,功能和免疫也有关系。
怎么说呢,直接看图吧。短链脂肪酸和吡格列酮一定程度上挽救的小鼠乱成一团的微生物组成,肠道上皮细胞的状态看起来也好了很多。更重要的是短链脂肪酸和吡格列酮增加了NLRP6的水平,改善了免疫障碍的困境。
肠道上皮细胞也勉强回到正常轨道
惊喜的是,这一番力挽狂澜的操作之后,小鼠的脑细胞终于有救了,炎性细胞因子和小胶质细胞水平显著降低,新神经元又开始茁壮成长了。
幸运的是,这批快乐吃糖的小鼠暂时还没傻,在两种认知测试中的表现都还算正常。但也别高兴太早,之前研究的小鼠可是15%果糖溶液吃了八周就记忆力丧失了。
这个一方面可能是不同的实验动物种系对糖的敏感性不一样,另一方面可能也是糖吃得还不够多叭……
所以我刚买的这杯奶茶还要不要喝……
来源:奇点网
一个有意思的发现,精英运动员耐力好、不容易疲劳可能有肠道微生物的功劳。马拉松运动员肠道与粪便中V. atypica丰度都比较高,它们把乳酸代谢为丙酸盐等短链脂肪酸(SCFAs),后者以某种机制促进了跑步技能。https://t.cn/AipO8qla
SCFA比较好,是很多吃膳食纤维微生物的发酵产物,一般在盲肠和近端结肠部位浓度最高,它们能调节宿主肠道免疫力、降低结肠炎症反应、抑制结肠肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞分化和凋亡、影响原癌基因表达等等。至于还可以缓解运动疲劳,是此前不太清楚的。直接给小鼠灌肠输入丙酸盐,也观察到了运动能力增加。这表明运动与肠道微生物之间有更多良性互动,进而“升级”了机体代谢引擎,改善机能。哦还有,久坐不动者肠道与粪便中V. atypica丰度均很低,[吃瓜]
但人类不好效仿,一方面短链脂肪酸容易被分解,另一方面丙酸盐这种在烘培加工类糕点中较多的添加剂,会导致去甲肾上腺素显著增加,胰高血糖素也显著增加,增加糖尿病和肥胖风险。这个也是最近才比较清楚的。https://t.cn/ESvPLhq
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SCFA比较好,是很多吃膳食纤维微生物的发酵产物,一般在盲肠和近端结肠部位浓度最高,它们能调节宿主肠道免疫力、降低结肠炎症反应、抑制结肠肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞分化和凋亡、影响原癌基因表达等等。至于还可以缓解运动疲劳,是此前不太清楚的。直接给小鼠灌肠输入丙酸盐,也观察到了运动能力增加。这表明运动与肠道微生物之间有更多良性互动,进而“升级”了机体代谢引擎,改善机能。哦还有,久坐不动者肠道与粪便中V. atypica丰度均很低,[吃瓜]
但人类不好效仿,一方面短链脂肪酸容易被分解,另一方面丙酸盐这种在烘培加工类糕点中较多的添加剂,会导致去甲肾上腺素显著增加,胰高血糖素也显著增加,增加糖尿病和肥胖风险。这个也是最近才比较清楚的。https://t.cn/ESvPLhq
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#肠道健康# 大量动物数据证明初级糖化微生物发酵产物SCFAs(乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐)在预防肥胖、NAFLD、胰岛素抵抗和T2DM方面具有有益作用。糖化发酵过程中产生的其他微生物产物,如琥珀酸盐和乙醇,其生物学意义尚未完全清楚。蛋白质水解发酵主要发生在结肠远端,可产生BCFAs、酚类和吲哚类化合物、氨和硫化氢等分子,大多对肠道完整性和代谢健康具有有害作用,但吲哚对肠道屏障和肝功能具有有益作用。微生物底物转换,增加膳食纤维可用性和远端结肠中SCFA形成从而减少有害的蛋白水解产物,这可能是预防或减轻肥胖、NAFLD和T2DM等代谢疾病的潜在策略。虽然糖化水解产物和蛋白水解产物的机制在动物水平进行了大量研究,但临床研究证据却非常有限,需要在更多的临床实验中加以证实,以满足临床现实需求。
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