編譯 劉聲遠(yuǎn)

高糖飲食為什么會導(dǎo)致糖尿??？長久以來困擾科學(xué)家們的一大醫(yī)學(xué)難題或?qū)⒔议_謎底。

科學(xué)家早就知道，高脂高糖的飲食會引起肥胖和糖尿病。但為什么會有這種因果關(guān)系？答案一直不明。腸道菌群對動(dòng)物吸收營養(yǎng)來說必不可少，因此對健康來說非常重要，一個(gè)團(tuán)隊(duì)最近針對高脂高糖飲食對實(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、魚和雞中常見的腸道細(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)胞對預(yù)防肥胖和糖尿病等疾病來說很重要：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，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)量沒有減少，實(shí)驗(yàn)鼠也沒有出現(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。對那些一開始就沒有分節(jié)絲狀菌的實(shí)驗(yàn)鼠來說，不吃糖沒有顯示出任何好處，它們依然會變得肥胖并患上糖尿病?？茖W(xué)家由此推測，一些流行的飲食干預(yù)手段（例如盡量不攝入糖）可能只對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，給人體補(bǔ)充其他某些益生菌可能會起到相同的保護(hù)作用。科學(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，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)慣會引起肥胖，而肥胖可造成多種嚴(yán)重疾病

通過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壽得多

對許多動(dòng)物來說，擁有太多后代可能造成壽命縮短?？茖W(xué)家推測，這一矛盾源自營養(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，這會造成胰島素水平升高，胰島素信號傳導(dǎo)通路的活動(dòng)增加，而這會導(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長壽有益。

如果說繁殖會導(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“開枝散葉”，蟻后的基因組也與工蟻的相同，但蟻后比工蟻長壽許多。以花園黑蟻為例，一個(gè)蟻后可產(chǎn)卵百萬枚，壽命長達(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，雌工蟻之間會采用觸角互相打斗，以競爭成為下一個(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”）。之所以說它是假蟻后，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)月左右延長到4 年。而一旦假蟻后被另一只蟻后取代，那么前者就會回歸工蟻身份，停止產(chǎn)卵，壽命也會縮短。

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）會降低到一定水平。此時(shí)，一些工蟻就會決斗，勝出的工蟻會變成假蟻后，繼續(xù)為蟻巢繁衍后代。

一種調(diào)節(jié)機(jī)制

通過RNA 測序，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谀X中產(chǎn)生更多的胰島素，這造成胰島素信號傳導(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，假蟻后開始產(chǎn)生胰島素抑制蛋白Imp-L2。這種蛋白會阻斷胰島素信號傳導(dǎo)的另一條主要通路——AKT 通路中的信號，而AKT通路控制衰老，其活動(dòng)增加會導(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，而且可能在其他昆蟲身上演化出來。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長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象來探究一些生物學(xué)基本問題的重要性。例如，對實(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，這自然讓對螞蟻的研究具有相當(dāng)?shù)闹匾浴Ｓ绕涫?，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題提供線索。

口服胰島素有望問世

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)國際團(tuán)隊(duì)最近發(fā)現(xiàn)，他們最新開發(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在實(shí)驗(yàn)鼠的胃里被分解掉。

自行注射胰島素會讓一些患者感覺既不方便也不舒服，而迄今已測試的多種口服胰島素都存在吸收率低的問題。該團(tuán)隊(duì)最新開發(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、借助頰黏膜來溶解。如此一來，胰島素就被全部給藥至肝臟，而不會在途中變質(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國際單位。多種正在研發(fā)的吞服型胰島素片因?yàn)闀M(jìn)入胃，所以劑量通常高達(dá)500 國際單位，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，不僅會給糖尿病患者帶來方便，而且會讓治療費(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。