医学进展
2014年06月号
医学进展
医生日记

膳食纤维通过肠道糖异生促进代谢

作者:赵永刚

由于久坐的生活工作方式和过多的热量摄入等,肥胖和2型糖尿病的发病率越来越高。同时,人们已经认识到,通过降低脂肪和单糖类的摄入以及增加膳食纤维的摄入可以改善饮食质量并促进健康。

作为植物来源食物的膳食纤维,包含两种主要成分:不溶性纤维,主要是纤维素和木质素;可溶性纤维,如低聚半乳糖和低聚果糖等,可以由肠道菌群发酵为乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸(short-chain fatty acid,SCFA)。

多项研究发现,富含膳食纤维食物的饮食方式,可以改善胰岛素敏感性和糖耐量受损。但目前尚无相关研究关注其潜在的作用机制。人们通常认为,可溶性纤维的有益作用是由SCFA通过调节介导全身的能量平衡来实现的。而最近的研究认为肠道糖异生(intestinal gluconeogenesis IGN)对机体葡萄糖和能力自稳有益。

法国学者Filipe De Vadder等发表于《Cell》杂志的一项研究将SCFA和IGN联系了起来:可溶性膳食纤维经肠道菌群发酵产生丙酸和丁酸等SCFA,可以通过互补机制激活IGN,从而产生代谢益处。具体而言,丁酸通过cAMP依赖的机制激活IGN基因的表达;而丙酸(其本身就是IGN的底物)通过脂肪酸受体FFAR3相关的内肠-脑神经回路激活IGN基因的激活。研究还发现,膳食性SCFA和低聚果糖有助于控制大鼠的体重,改善胰岛素敏感性和糖耐量受损;膳食性SCFA和低聚果糖促进肠道葡萄糖生成和IGN基因表达。IGN产生的葡萄糖可以被门静脉葡萄糖感受器识别并经外周神经系统传送信号至大脑,从而对食物摄入和葡萄糖代谢产生积极有益的效果。

食用SCFA或膳食纤维后,与正常小鼠相比,IGN缺陷小鼠虽然有相似的肠道微生物菌群改变,但是未获得体重和血糖控制等新陈代谢的改善。因此,在短链脂肪酸及可溶性纤维改善体重和血糖等新陈代谢的过程中,IGN是必需的。(作者:赵永刚)

参考文献《Cell》2014;156:84-96


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