腸道告訴你，按時吃飯很重要

來源：中國科學報

一日三餐，是人體最基本的生理活動，蘊含着機體在營養吸收過程中的奧秘。

小腸作爲營養吸收的關鍵場所，既吸收人體從外界攝取的營養，也吸收肝臟等體內代謝器官產生的系統循環營養。這種“內外源”配合的雙向營養供給模式，是小腸生理的顯著特徵。

研究發現，營養供給失衡與腸道功能異常、免疫屏障受損、系統代謝紊亂等疾病的發生密切相關，而健康、節律的飲食方式對於維持腸道的生理功能至關重要。然而小腸“內外”兩種營養供給途徑是如何差異性調控腸道生理功能的，目前仍缺少系統性科學研究。

對此，浙江大學醫學院教授王迪課題組聯合浙江大學愛丁堡大學聯合學院研究員劉琬璐課題組，系統性闡明瞭小腸雙向營養供給環境的核心特徵和動態規律，可視化了不同營養路徑和營養種類在小腸吸收過程中的時空差異及其對機體防禦和營養吸收的調控作用，並揭示了營養供給紊亂引發腸道脂質過度吸收，進而加劇心血管疾病發生的作用機制。

10月19日，相關研究成果發表於《細胞》。

腸道細胞也“挑食”

小腸是由腸道組織的各種細胞、微生物菌羣以及營養物質共同構成的一個複雜多樣的微生態系統。

如果把腸道微生態系統看作一座城池，腸道就像城池外的邊界，有黏液屏障構成的“護城河”以及上皮細胞排列形成的“城牆”共同抵禦“外敵入侵”。這座城池還有輸送各類物質並使其通過的“城門”，負責機體對外界營養物質的吸收。

王迪告訴《中國科學報》，小腸的雙向營養供給模式包括兩部分，一是從腸內吸收飲食及來自微生物菌羣的代謝物，即腸腔面營養供給；二是從腸外吸收經由血管供給系統循環代謝物，即血供面營養供給。

那麼，不同營養供給模式對小腸的生理狀態分別有怎樣的調控作用呢？

聯合團隊發現，通過腸腔面營養供給，腸道內會富集較多脂質和膽汁酸代謝物，並伴隨特定腸道菌羣丰度上調。相比之下，血供面營養供給則偏向於富集碳水化合物及有機酸。

他們又通過轉錄組富集分析發現，腸腔面營養，也就是通過“吃”的方式獲得的營養，能維持小腸上皮屏障的完整性，併產生帶來飽腹感的荷爾蒙，後者能向大腦傳遞“我吃飽了”的信號。而血供面營養主要支持DNA合成、胞外基質構成以及免疫調節。

在進一步探究不同營養供給的機制時，研究人員意外觀察到，只有通過“吃”獲得的營養纔會在小腸吸收過程中呈現出顯著的空間差異和細胞偏好性。最具代表性的是，脂質主要集中在小腸絨毛頂端吸收，而一種關鍵氨基酸“谷氨醯胺”則會在小腸的特定細胞中特異性積累。

沿着這條線索，聯合團隊發現，這種“挑食”的細胞正是專門負責產生黏液並構成腸道黏膜屏障的杯狀細胞。

腸道健康的“守護者”

杯狀細胞爲什麼這麼“挑食”？

通過空間代謝組等技術，聯合團隊證實了杯狀細胞特異性吸收進食獲得的谷氨醯胺，能夠調節細胞內的氧化還原平衡，促進黏液分泌，形成腸道免疫中的關鍵黏液屏障，從而守住抵抗微生物入侵的第一道防線。

既然進食獲得的營養能夠支持腸道細胞發揮如此重要的作用，研究人員不禁聯想到一個臨牀常見症狀——腸外營養併發症。

腸外營養是通過靜脈注射等方式，輔助短腸綜合徵、胃腸道梗阻等消化道疾病或手術前後不能進食的患者獲得營養和能量的重要手段。但這種通過血液循環實現營養物質供給的方式，往往會導致腸道屏障受損等病症。

爲了探究二者的關聯，聯合團隊通過單細胞轉錄組、代謝組及真菌多樣性檢測，發現當沒有“吃”進來的營養而只有血供營養時，腸道中特定的真菌及其代謝產物——細胞鬆弛素的含量會顯著增加。細胞鬆弛素會破壞上皮細胞間的緊密連接，進而導致腸道通透性升高，出現類似“腸漏”的現象，這可能就是腸道功能受損的病因之一。

“我們發現，抗真菌藥物預處理能夠有效緩解腸外營養引起的腸道副作用。”論文第一作者、浙江大學醫學院/良渚實驗室從事博士後研究工作的章健說，這些發現爲臨牀治療全腸外營養引起的腸道併發症奠定了新的理論基礎、提供了潛在治療方案。

不吃早餐，腸先“知”

規律的飲食節奏對維持腸道生理功能及系統代謝穩態十分重要。王迪稱，正常的腸道雙向營養供給模式體現爲，進食後營養供給主要來源於腸腔面，而腸排空後營養主要來源於血供面。

大量人羣隊列研究表明，長期不規律飲食，尤其是不吃早餐，會顯著增加心血管疾病的發生風險。在這一過程中，腸道又扮演着怎樣的角色呢？

爲揭開其中的奧秘，聯合團隊開發了一套自動化遠程控制的飼養裝置，對小鼠進食時間窗口實現精準控制，模擬多種不規律的飲食模式。他們發現，間隔16小時後再進食，小鼠腸道會“報復性”吸收脂質。而16小時的禁食區間，與生活中不吃早餐的生活方式存在着很高的相似性。

這是否爲不吃早餐誘發心血管疾病的原因之一呢？

聯合團隊通過進一步實驗，揭示了一個關鍵因素——不吃早餐會引起腸道關鍵膽固醇轉運蛋白表達升高，導致腸道過度吸收膽固醇，加劇動脈粥樣硬化，繼而帶來心腦血管疾病發生的風險。

王迪表示，這些結果爲腸道營養吸收異常參與不規律飲食介導的系統代謝紊亂，提供了新的臨牀觀點和潛在的干預靶點。

“我們團隊長期圍繞免疫代謝領域的關鍵科學和臨牀問題開展研究，這個研究是從更高維度的系統營養供給，思考進食對機體生理適應的底層邏輯，更深入探究了不同營養攝取方式對免疫和代謝穩態的整體性影響，具有更廣泛的科學意義。”王迪說。（崔雪芹 查蒙）