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生酮饮食通过调节肠道肾素

《The Journal of Nutritional Biochemistry》:Ketogenic diet influences the renin-angiotensin-aldosterone system components in the healthy and inflamed intestine of male mice

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  推荐:本研究探讨了高脂低碳水化合物的生酮饮食(KD)对健康与炎症状态下小鼠肠道肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)组分的影响。研究发现,KD能上调抗炎性AT2R蛋白表达,下调促炎性ACE-AT1R轴活性,并缓解DSS诱导的结肠炎相关RAAS紊乱。该研究为饮食干预调节肠道炎症提供了新机制,对炎症性肠病(IBD)治疗具有潜在指导意义。

  

肠道健康与炎症的平衡一直是医学研究的重要课题,其中肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)作为关键的调控网络,其ACE-AT1R(血管紧张素转换酶-血管紧张素1型受体)促炎轴与ACE2-MAS1(血管紧张素转换酶2-MAS1受体)抗炎轴的失衡,被认为是炎症性肠病(IBD)等肠道疾病的重要发病机制。近年来,高脂低碳水化合物的生酮饮食(KD)因其抗炎特性备受关注,但其对肠道RAAS系统的调控作用尚不明确。

针对这一科学问题,赫尔辛基大学医学院(University of Helsinki, Faculty of Medicine)的药理学系团队开展了一项创新研究。研究人员通过设计饱和脂肪酸(SFA-KD)与亚油酸(LA-KD)两种不同脂肪来源的生酮饮食干预方案,结合DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导的小鼠结肠炎模型,系统评估了KD对健康与炎症状态下肠道RAAS组分的影响。这项重要研究成果发表在营养生物化学领域权威期刊《The Journal of Nutritional Biochemistry》上。

研究采用了多项关键技术方法:通过RT-qPCR检测RAAS相关基因(Agt、Ace、Ace2、Agtr1、Agtr2、Mas1、Cyp11b2)表达;Western blot分析AT1R、AT2R和ACE蛋白水平;免疫组化定位ACE和ACE2在结肠组织中的分布;并采用DSS诱导的结肠炎模型评估饮食干预效果。实验使用9周龄C57BL/6J雄性小鼠,分为对照组(CD)、SFA-KD组和LA-KD组,进行为期4-5周的饮食干预。

在健康小鼠空肠中的研究发现,无论脂肪来源如何,KD均能显著增加AT2R蛋白表达(p<0.01),同时降低Ace2基因表达水平(p<0.05)。这一结果表明KD可增强抗炎性AT2R信号通路,但对ACE2-MAS1轴可能产生抑制作用。值得注意的是,在健康结肠中,RAAS组分未受饮食干预显著影响,提示KD对肠道不同区段的调控存在区域特异性。

在DSS诱导的结肠炎模型中,研究获得了突破性发现:

1.

KD阻断了炎症相关的RAAS紊乱:DSS处理显著上调ACE蛋白水平(p<0.05)并下调Agtr2基因表达,而两种KD饮食均能阻止这些变化。

2.

脂肪来源产生差异化效应:LA-KD能缓解DSS诱导的Ace2表达下降(p<0.05),而SFA-KD组则表现出更低的血管紧张素原(Agt)基因表达(p<0.05)。

3.

免疫组化揭示关键定位:在健康结肠中,ACE2特异性地表达于隐窝基底部的漏斗状细胞中,这些细胞具有向肠腔分泌ACE2的特征;而DSS引起的黏膜损伤导致这些细胞大量丢失。

通过组织学分析进一步证实,LA-KD组小鼠结肠仅出现轻微病变(中位损伤评分0.5/6),显著优于DSS对照组(4.5/6)。Western blot显示DSS-SFA-KD组的AT1R蛋白水平最低(p<0.05),提示饱和脂肪酸为主的KD可能更有效抑制促炎性AT1R信号。

这项研究首次系统阐明了生酮饮食通过多靶点调控肠道RAAS系统的分子机制:在健康状态下,KD主要增强空肠AT2R介导的抗炎通路;在炎症状态下,则能阻止DSS诱导的ACE上调和Agtr2下调,维持RAAS平衡。特别值得注意的是,富含亚油酸的KD在保护ACE2表达方面展现出独特优势,这为个性化饮食干预提供了重要依据。

从转化医学角度看,该研究为炎症性肠病的营养治疗开辟了新思路:通过精确调控饮食脂肪酸组成,可能实现对肠道RAAS系统的"精准调节"。研究揭示的ACE2特异性表达细胞也为寻找新的肠道生物标志物提供了线索。未来研究可进一步探索不同脂肪酸对RAAS效应肽(如Ang II和Ang1-7)比例的影响,以及KD与现有RAAS靶向药物的协同作用。这些发现不仅对IBD治疗具有重要指导价值,也为代谢性疾病与肠道免疫的交叉研究提供了新范式。

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