/图像-1/小鼠肠切片
向上,正常的肠围(黑色)和绒毛(粉红色卷曲)
底部,暴饮暴食后膨胀的肠道导致肥胖,周长更大,绒毛更长
信用:UNIGE / Mirko Trajkovski 世界上超过10%的人口肥胖,40%的人口超重,肥胖构成了最关键的健康挑战之一
然而,现有的治疗选择仍然很少,效率很低
几年前,瑞士日内瓦大学的科学家发现,肠道的吸收表面和功能会因某些外部刺激而发生变化,比如暴露在寒冷中
今天,通过使用不同的小鼠模型结合人类肠道活检,他们破译了控制这种令人惊讶的器官可塑性的分子机制,并发现增加食物量会提高肠道吸收表面和功能
从机制上来说,这是由于PPARα的表达增强,PPARα是一种调节蛋白质,对于暴饮暴食引起的肠道吸收热量能力的增加是必要的
此外,如果大量食物增加肠道吸收表面,食物限制可以逆转这一过程,使其接近正常
这种现象可以用药理学和遗传学的方法重现,从而提出限制肥胖的潜在途径
这些结果发表在《自然通讯》杂志上
全世界有数亿成人和儿童临床肥胖;与诸如心脏病或中风等主要死因密切相关的疾病
肥胖主要是由能量消耗和热量摄入之间的不平衡引起的,这种不平衡发生在肠道中,食物在肠道中被分解,然后被吸收并进入血流,分配到全身
为了吸收足够的热量,肠壁上覆盖了数百万层被称为绒毛和微绒毛的卷曲结构,它们可以一起覆盖足球场的表面
惊人而迅速的效果 “几年前,我们发现肠道可以根据环境触发因素和生理需求变长或变短”,UNIGE医学院细胞生理和代谢系及糖尿病中心教授、该研究的对应作者Mirko Trajkovski回忆道
“因此,我们想了解是什么推动了这种显著的肠道可塑性
“使用不同的小鼠模型结合人体肠道活检——3D人工结构——研究小组观察到,进食量是肠道长度的主要调节因素
“我们看到了对摄入食物量增加的相对快速和生理上惊人的反应:肠道长度增加了30%以上,加上绒毛和微绒毛的大量生长,有助于增强肠道的热量吸收能力
”米尔科·特拉伊科夫斯基补充道
重要的是,这些变化是可逆的:当食物量减少时,肠道长度和形态恢复到接近正常
PPARα蛋白控制下的可塑性 肠道扩张需要大量能量
UNIGE的科学家们发现,增加肠道吸收表面可以调动肠道中不同的代谢途径
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细胞将食物转化为能量的步骤
虽然他们发现了几个可能有助于肠道扩张的潜在途径,但其中一个,PPARα途径,被认为是不可或缺的
事实上,PPARα是一种蛋白质,对于增加绒毛长度以及通过提高另一种蛋白质PLIN2的水平来增加从食物中摄取热量的能力来说,显得至关重要,plin 2反过来促进肠细胞中脂滴的形成,从而有利于脂肪的吸收
通过灭活小鼠肠道中的PPARα,研究人员能够证实这一机制
“肠道PPARα缺失,或其药理抑制,显示出降低肠道吸收功能的显著效果
肠道特异性PPARα抑制足以逆转高热量喂养引起的脂肪堆积和肥胖以及葡萄糖不耐受”,Mirko Trajkovski解释道
令人印象深刻的肠道可塑性允许肠道和绒毛缩小或扩大,这是一项有待进一步探索的资产,可作为气体旁路手术或其他旨在减少体重增加和肥胖相关并发症的干预措施的可逆替代方案
“PPARα是许多代谢功能中的关键蛋白,它在全身各种组织中表达
因此,在将这些发现应用于患者之前,有必要开发出在肠道中选择性抑制它而不到达其他器官的方法”,作者总结道
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