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Foods:膳食纤维与肠道菌群的互动:短链脂肪酸如何成为2型糖尿病的克星?

已有 642 次阅读 2025-4-1 17:40 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

在健康备受关注的今天,饮食与疾病的关系一直是研究的热点。Foods 期刊 (Q1, IF:4.7) 发表题为 “The Interplay of Dietary Fibers and Intestinal Microbiota Affects Type 2 Diabetes by Generating Short-Chain Fatty Acids”的研究综述,为我们揭示了饮食纤维、肠道微生物群与 2 型糖尿病之间错综复杂却又极为关键的联系。

             

第一作者:

Muhammad Mazhar (贵州大学)

通讯作者:

秦礼康 教授 (贵州大学)

                 

研究背景

在快节奏的现代生活中,快餐的便捷性使得其成为许多人的首选,然而,这种饮食习惯却悄然威胁着我们的健康。特别是2型糖尿病 (T2D) 的发病率逐年攀升,已成为全球性的健康问题。饮食作为重要的影响因素,其中的膳食纤维和肠道微生物群在T2D的发病机制中扮演着怎样的角色,一直是科研人员探索的方向。此前虽有对纤维、生活方式干预、益生菌等对T2D影响的研究,但这篇综述聚焦于膳食纤维经肠道微生物产生短链脂肪酸 (SCFAs) 及其对T2D的健康促进作用,为该领域带来了全新视角。

            

研究主要内容

该综述探讨了膳食纤维 (包括可溶性和不可溶性纤维) 如何通过调节肠道菌群产生SCFAs,并详细阐述了SCFAs (如乙酸、丙酸和丁酸) 在改善T2D中的多重作用机制。此外,研究还特别指出了快餐食品对肠道菌群和SCFAs产生的负面影响,以及由此带来的糖尿病风险,为未来研究和临床干预提供了重要参考。

           

研究亮点

1. 膳食纤维的“发酵工厂”:可溶性膳食纤维在肠道中抵抗消化酶的作用,成为肠道微生物的“发酵工厂”,产生大量SCFAs,如乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐,这些物质对调节身体机能至关重要。

2. SCFAs的“信号使者”角色:SCFAs不仅参与消化过程,还作为信号使者,通过影响L-细胞释放肽YY (PYY) 和胰高血糖素样肽-1 (GLP-1),以及促进脂肪组织释放瘦素激素,从而调节胰岛素敏感性和分泌,改善血糖控制。

3. 抗炎“小能手”:SCFAs还能减少炎症因子的产生,如TNF-α、IL-6等,减轻炎症反应,对T2D的治疗具有潜在价值。

4. 快餐的“隐形杀手”:文章阐述了快餐对肠道微生物和SCFAs生产的负面影响,揭示了其对T2D发病的潜在影响。

        

研究成果

1. 膳食纤维促进SCFAs生产:通过肠道微生物的发酵作用,膳食纤维能有效促进SCFAs的生产,为身体提供有益代谢物。

2. SCFAs改善T2D症状:SCFAs通过增强胰岛素敏感性、促进β细胞功能、调节线粒体功能和肠道糖异生等多种途径,对T2D产生积极的治疗效果。

3. 抗炎作用:SCFAs能够降低TNK-α、IL-6等炎症因子的水平,从而减轻T2D患者的炎症反应。

4.  临床意义:快餐的高摄入会破坏肠道微生物平衡,减少SCFAs的生产,从而增加T2D的发病风险。研究为通过饮食干预改善T2D提供了理论依据,特别是高纤维饮食的推广。

         

研究总结

维护肠道微生物平衡、合理摄入膳食纤维,是预防和治疗T2D的关键。通过调节饮食,我们可以促进肠道微生物产生有益的SCFAs,从而改善身体机能,降低糖尿病风险。未来,肠道微生物干预T2D的有效性有待临床试验进一步验证,此领域对人类健康研究意义重大,亟待深入探索。

        

图文赏析

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图1.膳食纤维的水溶性/不溶性分类。

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图2.三种有助于处置超额还原当量的路径的示意图。(A) 将丙酮酸还原成乳酸,从而减少NADH,丙酮酸;铁氧还蛋白氧化还原酶和氢化酶/NADH;铁氧还蛋白氧化还原酶和氢化酶将还原当量处理成分子氢,NADH通过电子传递链被还原。(B) 乙酰基CoA通过Wood-永达尔途径直接形成乙酸酯。丙酸由PEP在还原丙酸的同时,经琥珀酸脱羧途径或丙烯酸酯途径形成。(C) 丁酸通过在丁酸激酶存在下缩合乙酰CoA (两个分子) 或通过丁酰-CoA:乙酸-CoA转移酶利用外源衍生的乙酸来形成。缩写:NADH;烟酰胺腺嘌呤。

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图3.肠道微生物发酵膳食纤维并产生SCFAs乙酸、丙酸和丁酸。这些SCFAs可能促进GLP-1和PYY从肠内分泌 (L-细胞) 的产生/释放,并激活脂肪组织释放瘦素激素。这些脂肪酸还可以增强肌细胞的胰岛素敏感性和线粒体功能,促进胰腺功能,包括胰岛素分泌和β细胞活性,促进肠道糖异生。在肝脏中,脂质积累减少,葡萄糖生成减少。向上指向的箭头表示增加,向下指向的箭头表示减少。缩写:PYY;多肽YY:GLP-1;胰高血糖素样肽-1:GPR-41;G-蛋白受体- 41:GPR-43;G-蛋白受体- 43。

            

作者团队介绍

Juan De la Torre 教授

美国斯克里普斯研究所

Muhammad Mazhar 博士是中国深圳大学的博士后申请人,领导着一个关于过敏、免疫学和哮喘的研究项目。当前的研究重点是探讨短链脂肪酸 (SCFAs) 在过敏性疾病中的积极作用,预计将在未来四年内完成该研究。

              

团队成员紧密合作,勇于创新,他们的研究成果为公众提供了宝贵的健康指导,也为科研人员提供了新的研究方向。

          

原文出自 Foods 期刊:https://www.mdpi.com/2165934

期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/foods

           

Foods 期刊介绍

主编:Arun K. Bhunia, Purdue University, USA

期刊主题涵盖食品研究相关各方面。目前已被 Scopus、SCIE (Web of Science)、PubMed 等数据库收录。

2023 Impact Factor:4.7

2023 CiteScore:7.4

Time to First Decision:14.5 Days

Acceptance to Publication:2.5 Days

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