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调菌群+护屏障,川师大揭示苹果根皮苷的“益生”潜力

图源:摄图网

社会经济的发展、物质生活的丰富、生活方式以及饮食习惯的改变,导致以肥胖,血糖、血脂、血压升高,脂肪肝等为特征的代谢综合征发病率逐年升高,根据中国疾控制中心报告,在我国31个省市年龄≥18岁的成年人中,代谢综合征患病率为33.9%(男31.0%,女36.8%),约每3人就有1人患病。按此比率,我国约有4.5亿人群患有代谢综合征,成为了现代社会的“流行病”。

患病率高达33.9%,代谢综合征已不可忽视

代谢综合征对很多人而言可能比较陌生,其实它并不是一个新的概念了,早在1988年就在第45届ADA学术年会被提出,当时还被称为“X综合征”。随着它与糖尿病、高血压、脂肪肝、冠心病等疾病的相关性被证实,代谢综合征有了较为明确的定义。

国际糖尿病联盟(DF)定义:代谢综合征(metabolicsyndrome,简称MS)是一组在遗传因素与环境因素共同作用下,人体的蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质发生代谢紊乱,在临床上出现的一系列综合征(主要包括腹型肥胖、高血脂和胰岛素抵抗)。中华医学会糖尿病学会(cds)对于代谢综合征的诊断给出了标准,其中只要具备:肥胖,高血压,高血糖和血脂水平异常中的任何3项或更多,即可被诊断为代谢综合征,具体指标如下:

代谢综合征的危害性远远大于单独出现的高血压、糖尿病、肥胖等,是祸不单行的。腹型肥胖、高血压、糖代谢与脂代谢异常等危险因子紧密联系,互为因果,恶性循环,成为心脑血管疾病的高危因素,被医学界称为“死亡四重奏”,严重影响人们的健康与生活质量。越来越多的研究还证明,代谢综合征可使多种疾病发病风险增加:Ⅱ型糖尿病的风险增加5倍,患心血管疾病的风险增加3倍,脑卒中的发病风险提高2倍,慢性肾病风险增高1.2~1.34倍[1]。

当前,代谢综合征正威胁着人们的健康,且伴随着年龄的增长,患病几率也在增加。因此,积极防治代谢综合征尤为重要。

防治代谢综合征,苹果根皮苷调菌群、护屏障是关键

多年来研究发现,肥胖及糖尿病患者的肠道菌群组成和丰度与健康人群存在显著差异,肠道菌群紊乱可通过多种机制影响机体能量平衡,诱发全身慢性炎症反应。随着研究的深入,代谢综合症被认为是一种慢性炎症性疾病,与肠道菌群组成、消化道内微生物浸润内粘液层的改变有关[2]。

2020年11月23日,四川师范大学生命科学学院张晓喻副教授团队在国际肠道微生物领域Top期刊《Gut Microbes》发表了研究,发现苹果中的一种植物营养素根皮苷(PHZ)能够通过肠道菌群-肠屏障轴,缓解高脂膳食引发的肥胖、代谢紊乱等,恢复肠道菌群结构,从而用于代谢综合征等疾病的防治[3]。

图:根皮苷(PHZ)抗代谢紊乱(MDs)作用的可能机制

这项实验以C57BL/6J小鼠为研究对象,将小鼠分为4组:分别饲喂普通饮食(NCD)、普通饮食+根皮苷(NCD+PHZ)、高脂饮食(HFD)、高脂饮食+根皮苷(HFD+PHZ),为期12周。研究发现,摄入根皮苷能有效抑制高脂诱导的体重增加以及脂肪堆积,缓解胰岛素抗性,降低HFD引发的高水平血浆脂多糖(LPS)。

通过借助高通量测序技术发现,根皮苷可以改变肠道菌群,缓解HFD诱发的肠道菌群紊乱,同时根皮苷降低了肥胖相关菌属(粘螺旋菌数和嗜双胞杆菌属)的相对丰度,并且增加短链脂肪酸的产生。之后,研究团队还发现因HFD引起的肠道屏障损伤,在摄入根皮苷之后损伤有所减轻,肠道绒毛高度、肠壁厚度、杯状细胞数量及粘液厚度都显著增加,表明根皮苷对肠道屏障有显著保护作用。

图:根皮苷缓解了高脂饮食诱导的微生物和代谢性紊乱

最后,研究团队将HFD+PHZ小鼠的粪群移植到HFD小鼠身上,发现根皮苷调节的微生物可以减轻高脂饮食诱导的体重增加和血糖升高,也显著降低了血清脂多糖的水平,同时移植后的小鼠GLP-2(胰高血糖素样肽2)水平升高,小鼠的肠道上皮屏障损伤也显著减轻。

图:根皮苷粪菌移植缓解了高脂饮食引起的肥胖和肠道屏障的损伤

综上所述,口服根皮苷可以调节肠道菌群的结构,修复高脂饮食引起的肠道上皮屏障损伤,从而防治代谢综合征。由此可见,苹果根皮苷可以开发作为一种新型的益生元运用于代谢综合征等疾病防治。

苹果根皮苷,待挖掘的新型益生元

根皮苷是苹果中的一种植物营养素(类黄酮类物质),之前的研究表明:根皮苷可以通过竞争性抑制SGLTs对葡萄糖的重吸收进而在糖尿病的治疗中具有功效,但根皮苷极低的生物利用度阻碍了其开发与应用。

而此论文首次揭示了植物多酚成分根皮苷作为非糖类益生元靶向特定肠道菌群在代谢综合征的预防与治疗中的作用机制。研究还证实,根皮苷并非口服生物利用度低,而是主要靶向不良饮食结构下的肠道微环境,通过介导肠道菌群从而防治代谢综合征等问题。

此外,多项研究报道:根皮苷具有抗氧化、抗炎等多种重要功能。可以预见,根皮苷作为食品功能因子在食品和保健行业具有潜在的应用价值。

参考文献:
[1]:尹士男,江华.代谢综合征的诊治进展[J].中华老年心脑血管病杂志,2018,20(11):1121-1123.
[2]:Chassaing B., Shreya M.R., Lewis J.D., st al. Colonic microbiota encroachment correlates with dysglycemia in humans. Cell Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2017; 4:205-221.
[3]:Zhang XY, ChenJ, Yi K, Peng L, Xie J, Gou X, Peng T, Tang L. Phlorizin ameliorates obesity-associated endotoxemia and insulin resistance in high-fat diet-fed miceby targeting the gut microbiota and intestinal barrier integrity. Gut Microbes. 2020 Nov 9; 12(1):1-18. Doi: 10.1080/19490976.2020.1842990. PMID: 33222603; PMCID: PMC7714487.

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