研究可以解释为什么高糖饮食会加重IBD

根据匹兹堡大学科学家的一项新研究，在炎症性肠病 (IBD) 小鼠模型中，过量的糖会阻碍细胞更新结肠内壁。

该研究结果发表在细胞和分子胃肠病学和肝病学杂志上，可能有助于深入了解为什么限制含糖食物可以缓解 IBD 患者的症状。

“IBD 的患病率在世界范围内正在上升，并且在具有工业化、城市生活方式的文化中上升最快，这些文化通常饮食中含有高糖分，”资深作者、儿科和免疫学副教授 Timothy Hand 博士说。在匹兹堡的皮特医学院和UPMC 儿童医院。“出于多种原因，过多的糖分并不好，我们的研究通过显示糖分可能对肠道有害来增加这一证据。对于 IBD 患者来说，苏打水和糖果中的高密度糖可能是需要远离的东西。”

在皮特医学科学家培训项目的学生 Ansen Burr 博士的带领下，研究人员开始给小鼠喂食标准或高糖饮食。然后他们通过用一种叫做 DSS 的化学物质治疗动物来模仿 IBD 的症状，这种化学物质会对结肠造成损害。

令他们震惊的是，所有接受高糖饮食的小鼠都在九天内死亡。相比之下，所有接受标准饮食的动物都存活到 14 天实验结束。

为了了解是什么让糖对患有 IBD 症状的小鼠如此致命，研究小组观察了这些动物的结肠。也称为大肠，结肠内衬有一层上皮细胞，这些上皮细胞排列成称为隐窝的指状突起。在健康的结肠中，这些细胞通过分裂每个隐窝底部的干细胞不断得到补充。

“结肠上皮细胞就像一条传送带，”汉德说，他也是皮特大学 Gnotobiotic 动物核心实验室的主任。“细胞需要五天时间才能通过回路从隐窝底部到达顶部，然后进入结肠并排出体外。你基本上每五天就会制造一个全新的冒号。”

Hand 说，当给予高糖饮食的小鼠 DSS 时，该回路崩溃了。在一些动物身上，上皮细胞的保护层完全消失，导致结肠充满血液和免疫细胞。

出乎意料的是，高糖饮食对接受 DSS 处理的无菌小鼠同样具有致死性，这表明糖会直接影响结肠，并不像研究人员预测的那样依赖于肠道微生物组。

接下来，该团队测试了糖如何影响小鼠和人类的结肠样体，即可以在实验室培养皿中生长的罂粟种子大小的微型肠。随着葡萄糖、蔗糖或果糖浓度的增加，结肠样细胞的数量减少并且生长速度变慢，这证明糖会损害细胞分裂。

“我们发现，在糖存在的情况下，干细胞的分裂速度要慢得多——可能太慢而无法修复结肠损伤，”汉德说。“我们注意到的另一件奇怪的事情是细胞的新陈代谢是不同的。这些细胞通常更喜欢使用脂肪酸，但在高糖条件下生长后，它们似乎被锁定在使用糖分上。”

在含糖条件下，细胞的代谢途径发生了巨大变化，它们产生的 ATP 水平较低，ATP 是驱动细胞过程的能量提供分子。研究人员怀疑，这种细胞通路的重新布线会抑制干细胞分裂的能力，从而减缓结肠内壁的更新并加速 IBD 中的肠道损伤。

根据 Hand 的说法，这些发现可能有助于解释其他将含糖饮料(包括苏打水、软饮料和果汁)与IBD 患者的负面结果联系起来的研究。

“如果你吃一个苹果或一个橙子，你就会吃很多糖，但这些糖被束缚在水果的细胞中，所以需要很长时间才能消化和打开这些细胞来获取糖分，”说手。“而如果你喝苏打水，糖几乎在到达肠道的那一刻就可用，而且很容易在很短的时间内喝下大量的糖。我们的研究表明，摄入高糖分可能会对炎症性肠病患者的结肠修复产生负面影响。”

Hand 说，未来的研究将与合著者、冷泉港实验室助理教授 Semir Beyaz 博士合作完成，重点是了解饮食和免疫反应如何影响 IBD。

“我认为我们需要更深入地研究哪些饮食对肠道损伤患者有益，无论是来自 IBD 还是来自用于治疗结肠癌的放射疗法，”Hand 说。“这是关于结肠损伤的营养疗法，或者是为特定患者找到合适饮食的想法。”