《自然·代谢》:菊粉对冲果糖!科学家发现,菊粉可通过肠道微生物分解过量膳食果糖,改善胰岛素抵抗、肝脂肪变性和纤维化
时间:2025-09-19
严格来说,我们讨论的是代谢相关脂肪性肝病(MASLD),虽然高脂饮食导致的肥胖被认为是MASLD的主要诱因之一,但实际上,有约25%的MASLD患者并不胖,而他们近战位严重代谢功能障碍相关脂肪性肝炎()、和肝的风险甚至比肥胖的患者还要更高。
这些不胖MASLD是从何而来的呢?一个脱不开的因素就是果糖。高果糖玉米糖浆(HFCS)广泛使用于各种软饮/果汁和超加工食品,是不胖MASLD、、肝硬化和的已知风险因素。
果糖的有害作用主要通过改变肝脏、胃肠道和肠道微生物群代谢。相较葡萄糖,果糖更容易促进肝脏脂肪生成,可诱导肝脂肪变性和胰岛素抵抗。 果糖溢出(fructose spillover) ,也就是肝脏无法完全代谢时,果糖和代谢产物溢出到外周循环系统的现象,更是代谢疾病的重要诱因。
以上危害均指的是单糖果糖,当它们形成聚合物,就有可能摇身一变成益生元,菊粉就是一种果糖聚合物。早有不少研究证实,菊粉是一种有益健康的膳食纤维,有助于改善患者的性、降低肥胖患者的血脂。
很多研究都指出,菊粉的健康收益来自于肠菌代谢菊粉产生的短链脂肪酸(SCFA)。本研究则发现了一套全新的机制。
研究者首先用HFCS喂食小鼠,以模拟不胖MASLD的表型。研究者将饮食方案中的一小部分玉米淀粉替换为菊粉,由于小鼠的代谢能力和食物消耗量较高,菊粉的摄入比例比人类耐受要更高(4% vs 10%)。
实验结果显示,补充菊粉显著改善了小鼠的空腹胰岛素和血糖,肝脏脂质减少、线粒体损伤较低,肝纤维化标志物表达下调,可见HFCS引起的代谢功能障碍和肝损伤的改善。
进一步分析显示,菊粉显著抑制了HFCS诱导的肝脏新发脂肪生成,同时激活脂肪酸氧化,促进能量代谢。
菊粉并不直接影响宿主代谢。实验显示,菊粉通过影响肠道微生物,增强其对果糖的代谢能力,抑制肝脏脂肪生成,防止果糖溢出,从而发挥代谢保护作用。这种代谢保护能通过粪菌移植传播,可以确定是依赖肠菌的。
同位素标记实验结果显示,在菊粉的影响下,果糖来源的碳用于脂肪酸合成的显著减少,向丝氨酸/甘氨酸合成流动,增强了下游的谷胱甘肽合成。谷胱甘肽是清除活性氧、抗铁死亡的重要分子,从而减轻肝损伤。
最后,研究者尝试寻找菊粉保护作用的直接中介。对肠菌变化和宿主代谢相关性进行分析,研究者发现产酸拟杆菌是关键的保护菌。产酸拟杆菌本身是SCFA产生菌,有益肠道代谢,也能够加速果糖分解、抑制肝脏脂肪生成。但产酸拟杆菌并未在实验中完全复现菊粉的保护作用,说明可能还有其他菌种协同或需要更久的干预时间。