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多篇文章解读高脂肪饮食如何诱发多种人类疾病的发生?

作者:佚名 来源:生物谷 日期:2021-07-02
导读

          我们都知道高脂肪饮食对机体健康有害,那么到底有什么害处呢?本文中,小编整理了多篇研究成果共同解读高脂肪饮食如何诱发多种人类疾病的发生?分享给大家!

        我们都知道高脂肪饮食对机体健康有害,那么到底有什么害处呢?本文中,小编整理了多篇研究成果共同解读高脂肪饮食如何诱发多种人类疾病的发生?分享给大家!

        在高脂肪饮食中,PPARd和PPARa的功能或会增强干细胞的活性。

        【1】Cell Rep:揭秘高脂肪饮食和结肠癌发生之间的密切关联

        doi:10.1016/j.celrep.2021.109212

        几十年来,临床医生和营养师们一直建议人们限制摄入高脂肪食物,同时他们还列举了与健康状况不佳及引发美国人群死亡的主要原因的关联,比如糖尿病、心脏病和癌症等;据美国CDC数据显示,富含诸如红肉等高脂肪的饮食被认为是诱发结肠癌的高风险因素,而饮食会被认为会明显影响机体患结直肠癌的风险,而且饮食习惯的改变还会可能会让人群的癌症负担降低70%。而其它已知的流行病学风险因素则是家族史、炎性肠病、吸烟和2型糖尿病;在所有会增加结直肠癌风险的因素中,饮食是一个可能最容易控制的环境和生活方式因素,研究者Miyeko Mana表示,有流行病学证据表明,肥胖和肿瘤风险的增加之间存在强相关性,而在肠道中,干细胞可能是癌症的起源细胞,那么这种关联到底是什么?饮食就是滋生肥胖和结直肠癌循环的关键。

        近日,一篇发表在国际杂志Cell Reports上题为“High-fat diet-activated fatty acid oxidation mediates intestinal stemness and tumorigenicity”的研究报告中,来自麻省理工学院等机构的科学家们通过研究详细揭示了高脂肪饮食诱发一系列分子级联事件从而导致肠癌和结肠癌的分子机制。当食物被分解并通过肠道时,其就会与位于肠道内壁表面的肠道干细胞相互作用,这些肠道干细胞位于肠道隐窝(crypts)位置。

        当肠道干细胞适应高脂肪饮食并增加癌症风险时,其被认为是协调肠道肿瘤形成的门户,肠道干细胞中存在高脂肪传感器分子,其能感知并对细胞内的高脂肪饮食水平产生反应。研究者Mana表示,我们正在追踪干细胞适应高脂肪饮食可能需要的机制,这或许就是我们遇到PPARs的地方,这些过氧化物酶体增殖体激活的受体(PPARs)能诱发细胞程序,从而增加癌症风险,但背后的具体分子机制研究人员并不清楚,因为存在多种PPARs,而且其表现出了较大的复杂性。有一个由delta、alpha和gamma三种PPARs组成的家族,研究者认为,仅有PPAR delta参与了其中,但为了观察是否基因与表型相关,他们就必须对相关基因进行剔除。于是研究人员就深入研究利用能控制其细胞内活性的小鼠模型,来揭示PPAR delta和PPAR alpha所扮演的关键角色,研究中的小鼠被给予长期高脂肪饮食或正常饮食,随后研究者仔细监测每一种PPARs的活性来研究其对癌症风险的影响效应。

        【2】Sci Adv:降低特殊载脂蛋白CIII的水平或能消除高脂肪饮食所带来的机体代谢紊乱!

        doi:10.1126/sciadv.abc2931

        摄入高脂肪饮食或会增加机体患肥胖、2型糖尿病、心血管疾病和脂肪肝的风险;近日,一篇发表在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自瑞典卡罗琳学院等机构的科学家们通过研究表示,通过降低机体中载脂蛋白CIII(apoCIII,apolipoprotein CIII)的水平,或能消除高脂肪饮食所带来的有害效应,apoCIII是机体脂质代谢的关键调节子。

        蛋白质apoCIII水平的增加与机体患心血管疾病、胰岛素耐受和2型糖尿病风险增加直接相关,此前研究人员通过研究发现,胰腺的激素分泌部分—朗格汉斯岛(the islets of Langerhans)中apoCIII的水平会发生增加,同时还会伴随有胰岛素耐受性及糖尿病的发生。如今研究人员对两组出生仅8周的小鼠进行研究,给予其高脂肪饮食,同时对照组小鼠进行正常饮食;一组高脂肪饮食小鼠在饮食10周后接受反义疗法(ASO疗法,antisense treatment)来降低其机体中apoCIII的水平,而另一组在饮食开始就接受ASO疗法,从而预防其机体中apoCIII水平的升高。

        【3】Cancer Res:揭秘!高脂肪饮食或会促进正常肝脏组织的行为像肿瘤组织一样!

        doi:10.1158/0008-5472.CAN-20-1954

        当暴露于高脂肪饮食中时,正常的非癌变肝脏组织就会表现地像肿瘤组织一样,这或许就将饮食和肥胖与肝癌的发生联系起来;近日,一项刊登在国际杂志Cancer Research上的研究报告中,来自Flanders生物技术研究所等机构的科学家们通过研究揭示了高脂肪饮食的小鼠如何以类似于侵袭性癌细胞的方式来使用葡萄糖,这或许就表明,当肝脏暴露于过度脂肪中时,正常的组织或许就可能会发生癌变。

        全球人群每年的肥胖和肝癌发生率都在不断上升,理解过多脂肪的可用如何驱动肝癌发生对于研究人员理解疾病的发生、发展以及如何有效治疗肝癌至关重要;这项研究中,研究人员分别在较早的时间点(肿瘤不存在时)和较晚的时间点(肿瘤形成时)对高脂肪饮食喂食的小鼠机体的肝脏组织的代谢改变进行检测和分析,结果发现,在发现癌症发展的任何线索之前,肝脏组织会以像肿瘤一样的方式来利用葡萄糖,这种对葡萄糖的大量使用是癌症发生的显著特征之一,其被称为瓦博格效应(Warburg effect)。

        【4】BBRC:高脂肪饮食或会过度激活破坏性心脏病蛋白的活性

        doi:10.1016/j.bbrc.2020.05.162

        日前,一篇发表在国际杂志Biochemical and Biophysical Research Communications上的研究报告中,来自英国雷丁大学等机构的科学家们通过研究发现,摄入高脂肪饮食或会激活心脏中的反应,导致破坏性的生长以及心脏病发作风险的增加。

        这项研究中,研究人员分析了小鼠摄入高脂肪饮食对其机体心脏细胞的氧化性压力水平的影响效应,结果发现,小鼠机体心脏细胞氧化性压力的水平翻倍了,而且其心脏细胞的尺寸增加到了原来的1.8倍,这或许归咎于与心脏病发作相关的心肌肥大。研究者Sunbal Naureen Bhatti说道,高脂肪饮食会对构成心脏的心肌细胞造成损伤;当小鼠摄入高脂肪饮食时就会诱发一种通常无害的蛋白质Nox2变得过度激活,似乎这种转换发生在细胞水平上;然而目前研究人员并不清楚Nox2蛋白是如何引起氧化性损伤以及细胞的破坏性肥大的。

        【5】Cell Host & Microbe:高脂肪饮食及抗生素滥用或与机体肠道炎症发生直接相关

        doi:10.1016/j.chom.2020.06.001

        肠道易激综合症(IBS,Irritable bowel syndrome)在全球影响着大约11%的人群健康,其主要特点为反复发作的腹痛、腹胀及排便习惯的改变,IBS患者的粘膜炎症和肠道微生物组成的改变往往被认为是前驱炎性肠病(IBD)的发生。近日,一项刊登在国际杂志Cell Host & Microbe上的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究表示,使用抗生素的高脂肪饮食或与肠道炎症发生直接相关。

        文章中,研究人员对43名健康成年人和49名IBS成年患者进行研究,他们测定了参与者粪便钙网蛋白(calprotectin)的水平,钙网蛋白是指示肠道炎症的一种生物标志物,粪便钙网蛋白水平的升高就指示前驱IBD的症状,研究人员共发现了19名IBS患者存在前驱IBD症状,研究者指出,相比低脂肪饮食和无抗生素使用史的个体而言,摄入高脂肪饮食且使用抗生素的参与者患前驱IBD的风险要比前者高8.6倍,而摄入最高脂肪量的参与者患前驱IBD的风险是摄入最低脂肪量参与者的2.8倍,最近仅有抗生素使用史的个体患前驱IBD的风险会增加3.9倍。

        【6】mSystems:高脂肪高蛋白饮食加剧艰难梭菌感染

        doi:10.1128/mSystems.00765-19

        近日,mSystems杂志上发表的一项新研究中,研究人员报告说,喂食高蛋白,高脂饮食的小鼠比对照组小鼠更容易发生致命的艰难梭菌感染。他们的发现还表明,高碳水化合物饮食可以防止上述感染的发生。根据疾病控制与预防中心的数据,在美国,每年都有数十万人被诊断出艰难梭菌感染,并有超过10,000人死亡。服用抗生素会增加人群的感染风险。研究人员警告说,由于他们的研究是在小鼠身上进行的,还需要进一步的研究来建立这些饮食与人类感染之间的联系。

        在该研究中,来自内华达大学等机构的研究人员将小鼠分为四组进行分别测试。每组小鼠都接受抗生素治疗,但与此次同时它们接受了不同的饮食:第一组小鼠摄入高脂,高蛋白饮食,第二组小鼠是高脂,低蛋白的食品;第三组小鼠是高碳水化合物饮食;第四是实验小鼠的标准实验室饮食。结果令人吃惊。在高蛋白,高脂肪组中,所有动物均受到严重感染,并在4天内死亡。在高脂,低蛋白组中,只有2只动物死亡。在高碳水化合物组中,有2只小鼠表现出轻度症状并已康复;在标准饮食组中,所有动物均显示出感染迹象,但也已恢复。

        【7】Cell Metabol:高脂肪、高碳水化合物饮食如何影响大脑的健康?

        doi:10.1016/j.cmet.2019.08.010

        很多研究都会阐明不健康饮食诱发肥胖的分子机制,但其并未深入剖析饮食是如何引发个体大脑发生神经性改变的?近日,一项刊登在国际杂志Cell Metabolism上的研究报告中,来自耶鲁大学的科学家们通过研究发现,高脂肪饮食或会诱发大脑下丘脑区域功能的紊乱,下丘脑能够调节机体的体重平衡和新陈代谢。

        文章中,研究者评估了高脂肪饮食(尤其是包括脂肪和碳水化合物含量较高的饮食方式)刺激下丘脑炎症的分子机制,下丘脑炎症是肥胖和营养不良个体机体中的一种生理性反应,研究者指出,下丘脑炎症的发生时在个体摄入高脂肪食物三天后,甚至是在其机体开始出现肥胖迹象之前就发生了,他们非常感兴趣的是,这些变化发生的如此之快,甚至在体重变化出现之前就开始了,为此他们就想了解其背后的细胞机制。

        研究者观察了高脂肪饮食下动物大脑中的下丘脑炎症的发生状况,结果发现,动物大脑中的小胶质细胞的物理结构发生了明显的变化,小胶质细胞是机体中枢神经系统中调节炎症的第一道防线,他们发现,小胶质细胞的激活取决于线粒体的改变,高脂肪饮食的动物机体中的小胶质细胞中的线粒体非常小,线粒体的尺寸取决于一种名为解偶联蛋白2(UCP2)的如特殊蛋白,该蛋白能调节线粒体的能量利用,影响下丘脑中能量的控制和葡萄糖的自我平衡。

        【8】Nat Commun:高脂肪饮食导致糖尿病,肠道微生物或是罪魁祸首

        doi:10.1038/s41467-019-11370-y

        研究人员发现,我们的饮食选择会削弱我们的肠道免疫系统,导致糖尿病的发展。越来越多的研究表明,在肥胖期间,我们的免疫系统经常对通过肠道组织"渗漏"并导致炎症的细菌成分做出反应。反过来,炎症会导致胰岛素抵抗,从而使人容易患糖尿病。在一项近日发表在Nature Communications上的新研究中,多伦多综合医院研究所和病理学系大学健康网络(UHN)的Dan Winer博士和他的团队强调了高脂肪饮食如何影响肠道免疫系统中的B细胞,特别是那些生产一种叫做IgA的蛋白质的B细胞。

        研究报告的主要撰写人Helen Luck说:"我们发现,在肥胖期间,肠道中有一种B细胞的水平较低,这种细胞能产生一种名为IgA的抗体。IgA是由我们的身体自然产生的,对调节我们肠道中的细菌至关重要。它作为一种防御机制,帮助中和利用环境变化的潜在危险细菌,比如当我们摄入不平衡或脂肪含量高的食物时。"在他们的实验中,他们还观察到缺乏IgA的临床前模型(即缺乏保护的IgA)在喂食高脂肪食物时使血糖水平恶化。此外,将这些缺IgA模型中的肠道细菌移植到没有肠道细菌的模型中能够导致疾病,这表明IgA可以在与饮食相关的肥胖期间调节肠道中有害细菌的数量。

        【9】Cell:揭示高脂肪饮食促进结直肠癌产生机制

        doi:10.1016/j.cell.2019.01.036

        随着癌症死亡率整体下降,医生们注意到一个令人不安的异常现象:55岁以下人群的结直肠癌死亡人数似乎正在逐渐上升。根据美国癌症协会的数据,2007年至2016年,这个年轻人群的死亡人数增加了1%。在一项新的研究中,来自美国沙克生物研究所的研究人员指出高脂肪膳食通过扰乱肠道中的胆汁酸平衡和触发一种潜在地让癌细胞茁壮成长的激素信号来促进结直肠癌生长。这些发现可能解释了需要几十年才能形成的结直肠癌,在一个高脂肪膳食普遍存在的时代,却出现在年轻人身上。相关研究结果发表在2019年2月21日的Cell期刊上,论文标题为“FXR Regulates Intestinal Cancer Stem Cell Proliferation”。

        论文共同通讯作者、沙克生物研究所基因表达实验室主任Ronald Evans教授说道,“这项研究提供了一种新的方法来降低炎症、恢复肠道健康和显著减少肿瘤进展。” 这项以小鼠模型为研究对象的研究展示了生活方式和遗传学如何相互影响。这些研究人员发现携带一种APC基因突变的动物当摄入高脂肪膳食时更快地患上癌症,其中这种APC基因突变是在结直肠癌患者中发现的一种最为常见的基因突变。论文共同作者、沙克生物研究所基因表达实验室研究员Ruth Yu说道,“当你在遗传上容易患结肠癌时,高脂肪饮食可能是第二大杀手。”

        【10】Physiol Genom:高脂肪饮食会改变母乳成分,影响宝宝健康!

        doi:10.1152/physiolgenomics.00080.2017

        最近,在线发表在Physiological Genomics期刊的一项新研究表明,在哺乳期间进行高脂肪饮食会改变母乳中的RNA活性,无论孕期饮食如何。这些遗传物质变化可能会在后代中增加代谢紊乱(例如2型糖尿病)的风险。

        之前研究表明,母亲在怀孕期间和哺乳期间进行高脂肪饮食的后代更有可能肥胖,并发展成为一些慢性疾病诸如糖尿病、高血压和心脏病。然而,高脂肪饮食仅在哺乳期对后代的影响人们知道得并不多。研究者们发现,高脂肪饮食母亲产生的母乳有更高的脂肪含量。另外,他们发现其中的mRNA(将DNA编码的信息传递至制造蛋白的细胞的物质)和miRNA(与代谢、细胞凋亡和神经系统功能相关的非编码遗传物质)都发生了变化。超过1500个mRNA基因和25个miRNA在哺乳期间进行高脂肪饮食的母亲和正常饮食的母亲的母乳里出现了表达差异。这些变化将潜在地影响新生儿的发育,并将他们成年后置于更高的慢性疾病风险中。"另外,miRNA和mRNA只是母乳中RNA的一部分,在未来还需要对母乳中的其它种类RNA以及它们的潜在功能进行研究。

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