編譯 劉聲遠(yuǎn)

高糖飲食為什么會(huì)導(dǎo)致糖尿?。块L(zhǎng)久以來(lái)困擾科學(xué)家們的一大醫(yī)學(xué)難題或?qū)⒔议_(kāi)謎底。

科學(xué)家早就知道，高脂高糖的飲食會(huì)引起肥胖和糖尿病。但為什么會(huì)有這種因果關(guān)系？答案一直不明。腸道菌群對(duì)動(dòng)物吸收營(yíng)養(yǎng)來(lái)說(shuō)必不可少，因此對(duì)健康來(lái)說(shuō)非常重要，一個(gè)團(tuán)隊(duì)最近針對(duì)高脂高糖飲食對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠腸道菌群的影響進(jìn)行了研究。

分節(jié)絲狀菌

一種重要的免疫細(xì)胞

在攝入高脂高糖飲食四周后，實(shí)驗(yàn)鼠出現(xiàn)了代謝綜合征的典型癥狀，例如體重增加、胰島素抵抗（指胰島素促進(jìn)葡萄糖攝取和利用的效率下降，機(jī)體代償性地分泌過(guò)多胰島素以維持血糖穩(wěn)定，導(dǎo)致高胰島素血癥）和葡萄糖不耐受。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這些實(shí)驗(yàn)鼠的腸道菌群明顯改變，尤其是分節(jié)絲狀菌（在嚙齒類、魚(yú)和雞中常見(jiàn)的腸道細(xì)菌）數(shù)量急劇下降，而其他細(xì)菌數(shù)量增加。

研究人員發(fā)現(xiàn)，分節(jié)絲狀菌的減少會(huì)引起消化道中Th17 免疫細(xì)胞數(shù)量減少。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，Th17 免疫細(xì)胞對(duì)預(yù)防肥胖和糖尿病等疾病來(lái)說(shuō)很重要：這些細(xì)胞產(chǎn)生的分子能減緩腸道“壞”脂質(zhì)被吸收的速率，減少腸道炎癥。換句話說(shuō)，Th17 免疫細(xì)胞能維持消化道健康，阻止機(jī)體吸收病原性脂類。

糖會(huì)引起健康變差

那么，高糖高脂飲食中究竟是什么成分導(dǎo)致了這些變化？該研究發(fā)現(xiàn)，元兇是糖。糖會(huì)清除分節(jié)絲狀菌，因此Th17 免疫細(xì)胞的保護(hù)性隨之消失。研究人員給實(shí)驗(yàn)鼠喂食無(wú)糖的高脂肪飲食，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)鼠的Th17 免疫細(xì)胞數(shù)量沒(méi)有減少，實(shí)驗(yàn)鼠也沒(méi)有出現(xiàn)肥胖和糖尿病前期癥狀，而且就算實(shí)驗(yàn)鼠攝入的熱量沒(méi)有減少也如此。

但限制糖的攝入并不能幫到所有的實(shí)驗(yàn)鼠。對(duì)那些一開(kāi)始就沒(méi)有分節(jié)絲狀菌的實(shí)驗(yàn)鼠來(lái)說(shuō)，不吃糖沒(méi)有顯示出任何好處，它們依然會(huì)變得肥胖并患上糖尿病。科學(xué)家由此推測(cè)，一些流行的飲食干預(yù)手段（例如盡量不攝入糖）可能只對(duì)那些腸道菌群完整的人有效?？茖W(xué)家給這些缺乏分節(jié)絲狀菌的實(shí)驗(yàn)鼠補(bǔ)充分節(jié)絲狀菌，結(jié)果，哪怕它們攝入的是高脂肪飲食，它們的Th17 免疫細(xì)胞數(shù)量也得以恢復(fù)，因此它們沒(méi)有出現(xiàn)代謝綜合征。

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，肥胖鼠的后代不健康

可能帶來(lái)新的療法

雖然分節(jié)絲狀菌在人體腸道中數(shù)量很少，但科學(xué)家推測(cè)，給人體補(bǔ)充其他某些益生菌可能會(huì)起到相同的保護(hù)作用?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，給實(shí)驗(yàn)鼠補(bǔ)充Th17 免疫細(xì)胞能夠保護(hù)實(shí)驗(yàn)鼠?？茖W(xué)家推測(cè)，給人體補(bǔ)充這種細(xì)胞也可能有治療作用，畢竟真正的保護(hù)來(lái)自被細(xì)菌誘導(dǎo)的Th17 免疫細(xì)胞。

上述新研究的結(jié)論是：高糖飲食的確有誘發(fā)糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)；飲食、腸道菌群和免疫系統(tǒng)之間的復(fù)雜互動(dòng)，對(duì)肥胖和2 型糖尿病及其他疾病的發(fā)生有重要影響。科學(xué)家建議，為了擁有良好的健康狀況，很重要的一點(diǎn)是，不僅要優(yōu)化飲食結(jié)構(gòu)，而且要改善腸道菌群或腸道免疫系統(tǒng)，而途徑之一是增加誘導(dǎo)Th17 免疫細(xì)胞的細(xì)菌。

不良飲食和不良生活習(xí)慣會(huì)引起肥胖，而肥胖可造成多種嚴(yán)重疾病

通過(guò)研究胰島素和胰島素抑制蛋白，科學(xué)家為我們揭示——

蟻后為什么比工蟻長(zhǎng)壽得多

對(duì)許多動(dòng)物來(lái)說(shuō)，擁有太多后代可能造成壽命縮短。科學(xué)家推測(cè)，這一矛盾源自營(yíng)養(yǎng)和代謝資源的分配方式。胰島素是一種激素，它有助于把食物轉(zhuǎn)化為能量，因此胰島素在代謝中起重要作用，但其實(shí)，胰島素對(duì)衰老也有影響。

螞蟻是個(gè)例外

產(chǎn)卵是一種耗能嚴(yán)重的行為，因此需要額外的食物，這會(huì)造成胰島素水平升高，胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路的活動(dòng)增加，而這會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)動(dòng)物的壽命縮短。與此相反，限制飲食之所以有助于長(zhǎng)壽，是因?yàn)樽柚沽艘葝u素濃度上升。因此，一些科學(xué)家正在探索間歇性禁食是否對(duì)長(zhǎng)壽有益。

如果說(shuō)繁殖會(huì)導(dǎo)致折壽是一般規(guī)律，那么螞蟻就是一大例外。雖然蟻后負(fù)責(zé)為整個(gè)蟻群“開(kāi)枝散葉”，蟻后的基因組也與工蟻的相同，但蟻后比工蟻長(zhǎng)壽許多。以花園黑蟻為例，一個(gè)蟻后可產(chǎn)卵百萬(wàn)枚，壽命長(zhǎng)達(dá)30 年，而它那些不育的工蟻姊妹只能活一年。在最近一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家研究的是一種印度跳蟻，其蟻后通常能活5 年，而工蟻只能活7 個(gè)月左右。

當(dāng)一個(gè)印度跳蟻蟻群中的蟻后死后，雌工蟻之間會(huì)采用觸角互相打斗，以競(jìng)爭(zhēng)成為下一個(gè)蟻后。勝者因此改變地位，變成假蟻后（科學(xué)上稱之為“支配種群的可生殖雌蟲(chóng)”）。之所以說(shuō)它是假蟻后，是因?yàn)樗廊槐３止は伳菢虞^小的體形。假蟻后不僅行為（包括產(chǎn)卵）像蟻后，而且預(yù)期壽命也從7 個(gè)月左右延長(zhǎng)到4 年。而一旦假蟻后被另一只蟻后取代，那么前者就會(huì)回歸工蟻身份，停止產(chǎn)卵，壽命也會(huì)縮短。

印度跳蟻蟻后通常能活5 年，而工蟻只能活7 個(gè)月左右

如果蟻后遭遇意外死去，一段時(shí)間后，蟻巢中的蟻后費(fèi)洛蒙（體外信息素）會(huì)降低到一定水平。此時(shí)，一些工蟻就會(huì)決斗，勝出的工蟻會(huì)變成假蟻后，繼續(xù)為蟻巢繁衍后代。

一種調(diào)節(jié)機(jī)制

通過(guò)RNA 測(cè)序，科學(xué)家調(diào)查了印度跳蟻的工蟻和假蟻后的組織樣本，尤其是與代謝和繁殖有關(guān)部位的樣本，這些部位包括腦、脂肪體（類似與高等動(dòng)物的肝臟）和卵巢。他們發(fā)現(xiàn)，為了產(chǎn)卵，從工蟻?zhàn)兂杉傧伜蟮奈浵仌?huì)在腦中產(chǎn)生更多的胰島素，這造成胰島素信號(hào)傳導(dǎo)的主要兩條通路里的一條——MAPK 通路激活，而該通路的調(diào)節(jié)對(duì)象正是代謝和卵子形成，該通路活動(dòng)的增加能促進(jìn)更多卵子形成。

假蟻后腦內(nèi)增多的胰島素誘導(dǎo)卵巢發(fā)育。接下來(lái)，假蟻后開(kāi)始產(chǎn)生胰島素抑制蛋白Imp-L2。這種蛋白會(huì)阻斷胰島素信號(hào)傳導(dǎo)的另一條主要通路——AKT 通路中的信號(hào)，而AKT通路控制衰老，其活動(dòng)增加會(huì)導(dǎo)致壽命縮短。既然Imp-L2 蛋白能阻止AKT 通路的活動(dòng)，那么這種蛋白能讓假蟻后長(zhǎng)壽就很好解釋了。

科學(xué)家認(rèn)為，這樣的調(diào)節(jié)機(jī)制不僅在螞蟻身上演化出來(lái)，而且可能在其他昆蟲(chóng)身上演化出來(lái)。這種機(jī)制很可能在蟻后和假蟻后的超常繁殖能力和超級(jí)長(zhǎng)壽方面起了重要作用。同時(shí)，這項(xiàng)新研究也展示了采用合適的研究對(duì)象來(lái)探究一些生物學(xué)基本問(wèn)題的重要性。例如，對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠和果蠅等動(dòng)物采用的大多數(shù)延壽手段都只能延長(zhǎng)壽命的10%~20%。而螞蟻的壽命增加竟然可達(dá)5倍以上，這自然讓對(duì)螞蟻的研究具有相當(dāng)?shù)闹匾?。尤其是，螞蟻的胰島素抑制蛋白不僅可能是螞蟻?zhàn)陨淼摹扒啻喝?，而且可能為探索其他物種的衰老問(wèn)題提供線索。

口服胰島素有望問(wèn)世

一些糖尿病患者需要在每餐之前自行注射胰島素，這自然有些麻煩。那么，可以用口服胰島素代替注射胰島素嗎？一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)最近發(fā)現(xiàn)，他們最新開(kāi)發(fā)的口服胰島素片在實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)的吸收方式與注射胰島素相同。

研發(fā)思路新穎

該團(tuán)隊(duì)表示，他們開(kāi)發(fā)的最新的口服胰島素幾乎百分之百直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)鼠的肝臟，而之前他們研發(fā)的口服胰島素大多會(huì)在實(shí)驗(yàn)鼠的胃里被分解掉。

自行注射胰島素會(huì)讓一些患者感覺(jué)既不方便也不舒服，而迄今已測(cè)試的多種口服胰島素都存在吸收率低的問(wèn)題。該團(tuán)隊(duì)最新開(kāi)發(fā)的口服胰島素與眾不同，是因?yàn)樗捎昧瞬煌膭┬汀挥糜谕谭潜环旁谘例l與內(nèi)臉頰之間、借助頰黏膜來(lái)溶解。如此一來(lái)，胰島素就被全部給藥至肝臟，而不會(huì)在途中變質(zhì)或浪費(fèi)掉。

口服胰島素顯然比注射胰島素方便得多（示意圖）

優(yōu)點(diǎn)不止方便

注射用胰島素每次劑量基本為100國(guó)際單位。多種正在研發(fā)的吞服型胰島素片因?yàn)闀?huì)進(jìn)入胃，所以劑量通常高達(dá)500 國(guó)際單位，其中大部分在胃里被浪費(fèi)。此外，大多數(shù)吞服型胰島素片釋放胰島素需要2~4 小時(shí)，而理想目標(biāo)是讓口服胰島素片能在30~120 分鐘內(nèi)釋放完。與迅速起效的注射用胰島素相似，最新研發(fā)的口服胰島素的吸收時(shí)間僅為半小時(shí)，作用時(shí)間為2~4 小時(shí)。

新型口服胰島素即將進(jìn)行人體試驗(yàn)。一旦試驗(yàn)成功，不僅會(huì)給糖尿病患者帶來(lái)方便，而且會(huì)讓治療費(fèi)用降低，這是因?yàn)榭诜葝u素片不僅易于生產(chǎn)，而且成本較低。更重要的是，現(xiàn)行的胰島素注射器基本都用難以回收的塑料制作，因而不環(huán)保，而口服胰島素片對(duì)環(huán)境友好。還有一點(diǎn)也很重要——注射用胰島素需要冷藏，而口服胰島素片不需要。