你还在不吃早餐?《Cell》:不吃早餐会诱导脂质吸收记忆,增加代谢性疾病的风险!
你还在不吃早餐?《Cell》:不吃早餐会诱导脂质吸收记忆,增加代谢性疾病的风险!
随着生活节奏的加快以及生活压力的增大,不吃早餐的现象普遍存在。中国营养学会的调查显示,工作日有18.4%的人不能每天吃早餐,而周末这一比例上升至29.7%。另有数据显示,35%的受访者不能做到天天吃早餐,其中经常不吃早餐(每周1至3次)的比例为11%,有1%的受访者从来不吃早餐。
调查显示,没时间吃早餐是最主要的原因占比高达53.9%,其他原因包括不想吃早餐(26.5%)、没有适合的食物(15.3%)、想控制体重(8.6%)以及没有吃早餐习惯(4.5%)。然而,不吃早餐或早餐吃得不好,都会增加肥胖风险。长期不吃早餐会使2型糖尿病风险增加21%,还会增加心血管、消化系统等疾病风险,对儿童青少年大脑发育以及成人的记忆力和情绪也有不良影响。因此,提倡和鼓励人们养成每天吃早餐的健康习惯是非常重要的。
浙江大学医学院的研究团队在《Cell》上发表一项最新研究,人类不吃早餐会诱导上皮细胞的脂质吸收记忆,进而增加代谢性疾病的风险。该研究生成了一个全面的、高分辨率的小肠双锋营养供应环境图,利用体内宏量营养素追踪和空间代谢组学,可视化了绒毛内营养吸收的时空动态和细胞类型取向,以及区域特异性代谢异质性。有助于我们进一步理解小肠和系统生理学中的饮食-微生物-上皮协调,以及营养供应模式的中断如何导致疾病。
1.小肠--双向营养供给模式
小肠是一个多王国的细胞生态系统,负责营养吸收、激素分泌、与共生微生物群的相互作用和保护宿主免受病原体的侵害,这些功能需要小肠内部不同类型的细胞来实现。小肠具有双重营养供应系统:肠内侧和浆膜侧。肠上皮细胞作为最丰富的上皮细胞,它们通过顶端微绒毛从肠腔吸收营养,包括饮食和微生物组来源的代谢物。浆膜侧的血管作为另一个营养供应侧,用宿主营养储备(如肝脏和脂肪组织)供给小肠。这种双向(肠道和浆膜)供应系统提供了一种独特的营养环境,每一方供应都被认为对小肠的空间特化区域和细胞类型产生了不同的生理影响。
图1 小肠双向营养供应环境的综合图谱
2.双向营养供给对小肠的影响
为了全面研究双锋营养供应系统的生理影响,研究人员设计了三种小鼠喂养模型:假手术组、TPN组和饥饿组。假手术组小鼠保持正常饮食状态;小鼠肠外营养(TPN)组被剥夺了食物但收到尾静脉注入TPN,提供5.8千卡和30毫克氮每天以满足老鼠的需要;饥饿组小鼠被剥夺食物并继续尾静脉注射4.8 mL/day生理盐水。其中,假手术组和TPN组之间的比较用于反映肠内供应侧的优先影响,而TPN组和饥饿组之间的比较用于反映浆膜供应侧的优先影响。
图2 双向营养供应的实验模型和GIF、黏膜和组织的多组学整合网络分析
研究人员开发了一种提取肠道间质液(GIF)的新方法,作为一种聚集在小肠组织内,代表内部微环境和各种细胞类型之间的通信。GIF含量的组成由管腔和浆膜输入决定,包括饮食、微生物和细胞衍生的代谢物,以及相关的蛋白因子。
微生物群衍生的代谢物对小肠细胞外空间环境有很大的贡献。研究发现,肠内侧倾向于富集与脂质相关的代谢物,而浆膜侧则更多地积累与碳水化合物和有机酸相关的代谢物。代谢富集途径分析显示,浆膜侧上调的代谢物主要与合成代谢途径相关,如脂肪酸和氨基酸的生物合成。相比之下,肠内侧更倾向于积累与类固醇激素生物合成相关的代谢物。
基于富集代谢物和调节元件的不同整合模式,研究人员发现肠内供应侧对脂质吸收和代谢、上皮细胞的屏障功能和激素生产有跨尺度的影响。相比之下,浆膜侧似乎对肠道组织结构和细胞适应度的基本支持的影响更大,如细胞外基质组织和DNA成分,以及免疫调节。综上所述,通过全面分析和解剖小肠的复杂成分及其潜在的相互作用,确定了在代表小肠生理的许多方面的营养供应环境的显著异质性。
图3 小肠内双锋营养供应系统的跨尺度描述
另外,研究者通过灌胃或静脉注射荧光标记的营养素给小鼠,并用荧光显微镜观察其在小肠绒毛中的分布。结果发现,当肠系膜侧营养供应增加时,某些基因活性降低,同时产生细胞松弛素H(CyH)的真菌增多,导致CyH含量上升。CyH破坏细胞骨架,损害小肠屏障。仅通过静脉营养时,CyH显著增加,破坏肠道屏障,假手术组的CyH水平较低。实验证实,静脉输液供给营养时CyH破坏小肠屏障,显示肠道菌群平衡对健康至关重要。
图4 CyH生理浓度对肠上皮屏障的影响
3.不吃早餐对小肠营养吸收的影响
为了模拟不吃早餐对肠道造成的影响,研究人员设计了四种喂养模式:不吃早餐组(BSF,进食窗口:ZT16-ZT24)、不吃中餐组(LSF,进食窗口:ZT12-ZT16和ZT20-ZT24)、不吃晚餐组(DSF,喂食窗口:ZT12-ZT20)以及正常进食的对照组(进食窗口:ZT12-ZT24)。
不吃早餐损害健康的生活方式代谢结果受损,包括肥胖和心血管疾病。研究显示,在食物摄入量相同的情况下,不吃早餐的小鼠(BSF组)体重略有增加。对空肠上皮细胞的观察揭示,胆固醇转运蛋白基因Npc1l1和脂肪酸转运蛋白基因Fabp2在BSF组中显著上调。更有趣的是,模拟跳过午餐(LSF)或晚餐(DSF)对Npc1l1基因上调的影响逐渐减弱,这表明不吃早餐对营养吸收的适应性影响更为显著。
研究发现,即使在停止不吃早餐(BSF)模式后,最初采用BSF模式的小鼠仍然持续过度吸收脂质,这表明在特定时间窗口内的饮食紊乱可能导致小肠营养吸收的长期改变。这种类似记忆的效应可能涉及染色质可及性的重构,以维持开放的染色质构象,从而便于转录机制的进入。进一步的基因本体(GO)术语分析显示,与脂质吸收和代谢相关的基因表达(DEGs)在BSF和BSF+对照组共同调控的、位于共享开放染色质区域(OCRs)50 kb范围内的基因中显著富集。总之,早餐时间窗口内的进食中断通过改变染色质可及性和激活相关转录机制,引发了小肠上皮细胞脂质吸收的持续适应性变化。
图5 在特定的时间窗内缺乏肠内营养物质会重塑空间组织的吸收功能,并扰乱小肠内的脂质摄取
4.不吃早餐对代谢稳态的损害
研究人员利用动脉粥样硬化易感小鼠模型探究不吃早餐与心血管疾病风险的关联。结果发现,不吃早餐(BSF)显著提高了小肠上皮细胞中Npc1L1基因的表达及其内吞作用,表明BSF条件下小肠对胆固醇的吸收增强。在系统层面,尽管两组小鼠的食物摄入量相近,BSF却导致血清中的甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平上升,同时减少了粪便中排出的胆固醇。使用NPC1L1的特异性抑制剂依折麦布治疗后,BSF引起的NPC1L1基因的变化都得到了逆转。最后,研究还观察到BSF增加了动脉粥样硬化病变的形成,导致病变区域积累了更多的脂质和胶原蛋白,而依折麦布能够预防这些病理变化。
图6 不吃早餐紊乱的进食模式会导致系统代谢稳态的损害
综上所述,营养供给模式对于维持小肠健康、调节脂质吸收和保障屏障功能至关重要。不吃早餐的影响似乎比不吃午餐或晚餐更为显著,这表明在睡眠-觉醒周期中的休息阶段后,食物摄入对小肠和全身代谢平衡具有特别的重要性。此外,长期不吃早餐会导致肠上皮细胞中脂质吸收关键基因表达的适应性增加,并形成对这种转录调控的上皮记忆,不仅可能导致脂质代谢异常,还可能影响肠道健康进而增加心血管疾病的风险。这些发现为不吃早餐是一种不健康生活方式的观点提供了机制上的解释。
让健康的一天从美味的早餐开始!早餐是一天中最重要的一餐,它为你提供能量,让你充满活力,规律地摄入早餐对于代谢平衡和长期健康至关重要!
上一篇:你是“千杯不醉”还是“一杯就倒”?最新研究揭示:酒精在大脑中发挥作用的核心分子是TMEM132B蛋白!其会影响人们的饮酒行为
下一篇:卡拉胶这种食品添加剂可能会使体重超标的人群更容易出现胰岛素抵抗
1、凡本网所有原始/编译文章及图片、图表的版权均属微生物安全与健康网所有,未经授权,禁止转载,如需转载,请联系取得授权后转载。
2、凡本网未注明"信息来源:(微生物安全与健康网)"的信息,均来源于网络,转载的目的在于传递更多的信息,仅供网友学习参考使用并不代表本网同意观点和对真实性负责,著作权及版权归原作者所有,转载无意侵犯版权,如有侵权,请速来函告知,我们将尽快处理。
3、转载请注明:文章转载自www.mbiosh.com
联系方式:020-87680942