Nature : 奶茶长胖的机制找到了!果糖使肠道绒毛增长40%,促进营养吸收

2021
10/27

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生物谷
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果糖是一种天然存在于水果和蜂蜜中的甜味剂,也是高果糖玉米糖浆的一种成分,被用于甜味食品和饮料。在水果饮料、奶茶、烘焙食品、加糖酸奶中,都含有果糖的成分。
奶茶店越开越多,饮品也越来越好喝。我们现在消费的果糖比历史上任何时候都多,但 果糖消费增加的代价便是肥胖症和癌症发病率的升高。
果糖代谢始于小肠上皮,在那里果糖由5型葡萄糖转运体(GLUT5;由SLC2A5编码)转运,并由酮六醇磷酸化,形成1-磷酸果糖,后者在细胞内可以积累到很高的水平。尽管这一途径与肥胖和肿瘤的促进有关,但其确切的机制仍不清楚。
近期,一项发表在《自然》杂志上的研究发现了 食用果糖可以增加肠道上皮细胞的存活率,从而增加肠道绒毛的长度,使其能够吸收更多营养。 研究表明,果糖的主要代谢物促进了绒毛的伸长。 喂食含果糖饮食的小鼠的绒毛比未喂食果糖的小鼠长 25% 至 40%,从而使小鼠体重增加。
 DOI:10.1038/s41586-021-03827-2

绒毛(villus)是排列在小肠内部的细长毛发状结构。绒毛扩大了肠道的表面积,帮助身体在食物通过消化道时从食物中吸收营养,包括脂肪。因此,绒毛长度的增加与动物的营养吸收、体重增加和脂肪积累增加有关。 
有趣的是,果糖使绒毛增加的结果是意外发现的。起初该研究团队并没有打算研究小肠绒毛。
该团队在2019 年发表的先前研究发现,膳食果糖可以增加结直肠癌小鼠模型中的肿瘤大小,而阻断果糖代谢可以防止这种情况发生。 考虑到果糖也可能促进小肠的增生或加速生长,研究人员便在显微镜下检查了果糖或对照饮食治疗的小鼠的组织结构。
研究观察到在高果糖饮食小鼠中,小鼠的绒毛长度显著增加。 当研究员发现这个意外结果后,研究团队立刻开始研究绒毛,想要确定这些绒毛长度增加后,功能是否会不同。
因此,他们将小鼠分成3组:不含果糖的对照饮食、含有葡萄糖不含果糖的标准高脂饮食(45%的热量来自于脂肪)、等热量的高脂饮食(葡萄糖被蔗糖取代,蔗糖中一半葡萄糖,一半果糖)。
研究发现, 尽管每组小鼠消耗的能量相同,但以蔗糖形式喂食果糖的小鼠与不含果糖的高脂肪饮食组小鼠多相比,体重和脂肪量明显增加,而且小肠绒毛更长。
 喂食果糖的小鼠体重更高,绒毛更长
此外,与无蔗糖的对照组小鼠相比,以蔗糖形式喂食果糖的小鼠在口服脂肪后,血清甘油三酯的水平更高。
这些数据表明,饮食中的果糖可以增加肠道绒毛长度和营养物质的吸收。
紧接着,研究人员仔细研究了果糖组小鼠的新陈代谢变化,发现果糖的一种特定代谢物,称为 1-磷酸果糖,在细胞中高水平积累。在缺氧的肠道细胞中,1-磷酸果糖通过抑制丙酮酸激酶(PK)的M2异构体,增加了肠道上皮细胞的存活率,从而增加肠绒毛的长度。
果糖代谢增强了缺氧细胞的生存能力,并降低了丙酮酸激酶的活性
然后研究团队通过 TEPP-46激活了丙酮酸激酶,从而防止肠绒毛长度增加,并消除由高果糖喂养小鼠引起的体重增加和肿瘤生长。
PK的激活削弱了果糖对缺氧生存的影响
该研究作者泰勒的说,从进化的角度来看,高果糖摄入增加了脂肪的合成是合理的。“在哺乳动物中,尤其是在温带气候中冬眠的哺乳动物,在果实成熟的秋季月份,果糖的获取非常方便。食用大量果糖可能有助于这些动物吸收更多的营养并将其转化为脂肪,从而可以让它们安全的度过冬天。
Goncalves 博士补充说,人类还没有进化到吃我们现在每天吃的东西。在之前,果糖不是一年四季都可以随意获得的,而是在限定的季节才可以享用。 但是,如今,果糖几乎无处不在,无论是来自奶茶、饮料、饼干,还是来自水果等天然食物,我们都可以随时得到并享用它们。
“虽然果糖本身没有害处,但是果糖摄入过多就有害了。我们的身体并不是为了吃那么多果糖而设计的。” 他说。
“这项研究发现有机会可以转化到人类上。已经有一些用于其他目的的临床试验药物,可以靶向负责产生果糖-1-磷酸的酶,Goncalves 博士说,我们希望找到一种方法来利用它们缩短绒毛,从而减少脂肪吸收,并可能减缓肿瘤生长。”
不仅为了健美的身材,也为了降低癌症发生的风险,不要过度摄入果糖。
撰文 | Jessica  
编辑 | Jennie   
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关键词:
绒毛,研究,果糖,小鼠,增加

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