Cell Metab：揭示富含果糖和脂肪的西方饮食导致糖尿病新机制

在一项新的研究关于高脂肪、高果糖饮食的最新发现之后，那些习惯性地倾向于食用汉堡、薯条和苏打水的人可能会对他们的饮食选择三思。

具体而言，在这项新的研究中，来自美国寺崎生医创新研究所、杜克大学、罗格斯大学、北卡罗来纳州立大学、加州大学欧文分校和中国西安交通大学、武汉大学的研究人员发现，高脂肪饮食可以增加小肠中的果糖代谢，导致一种名为甘油酸（glycerate）的果糖特异性代谢物释放到血液循环中。血液循环中的甘油酸随后可导致产生胰岛素的胰岛β细胞受损，增加葡萄糖耐量障碍的风险，如2型糖尿病（T2DM）。相关研究结果于2022年6月9日在线发表在Cell Metabolism期刊上，论文标题为“Glycerate from intestinal fructose metabolism induces islet cell damage and glucose intolerance”。论文通讯作者为杜克大学的Xiling Shen博士和Ian Williamson博士。

尽管T2DM通常发生在老年人身上，但它已经越来越多地发生在年轻人身上。仅在过去20年里，T2DM的发病率就增加了一倍。同样令人担忧的是与T2DM相关的健康风险，包括心脏病和中风。

在T2DM中，胰岛素水平不足，其中胰岛素是一种调节葡萄糖进入外周细胞的激素；这通常是由于胰岛素抵抗引起的，胰岛素抵抗指的是外周组织对胰岛素没有正常反应，摄入较少的葡萄糖。为了补偿这种情况，胰腺过度工作以分泌额外的胰岛素，最终丧失这种能力。结果就是血液中的葡萄糖不健康地积累起来。

关于高果糖和高脂肪饮食对TD2M发展的影响，已经进行了很多研究。过去的研究已表明，果糖在肝脏中产生有害的影响。然而，进一步的研究表明，这些影响通常是通过小肠内的果糖代谢来避免的；只有当果糖水平过高时，肝脏才会参与代谢过程。

这些矛盾的观察促使这些作者探索小肠中的果糖代谢，以确定它在T2DM发展中的作用。在小鼠实验中，喂食高脂肪饮食，同时喂食相应数量的糖，导致小肠中的果糖代谢更高。在小肠中产生了更多的果糖代谢中间物---甘油酸，并释放到全身血液循环中。这些观察结果表明，高脂肪饮食可以提高小肠中的果糖代谢，并增加血液循环中甘油酸的产生。

图片来自Cell Metabolism, 2022, doi:10.1016/j.cmet.2022.05.007。

当这些作者研究了患有一种叫做D-甘油酸尿症（D-glycerate aciduria）的罕见疾病的患者的信息时，他们进一步支持了甘油酸在糖尿病中的作用；这些患者表现出异常高的循环甘油酸水平。他们的分析显示，这种异常现象在这些患者中构成了一个重要的独立的糖尿病风险因素。他们还进行了额外的实验，以测试给正常小鼠和喂食高脂肪饮食的小鼠注射甘油酸的影响。结果表明，在接受甘油酸注射的小鼠中观察到的葡萄糖损伤是由于循环胰岛素的减少，而不是胰岛素抵抗。组织学数据证实，在接受甘油酸注射的小鼠中，胰岛区域中产生胰岛素的β细胞数量减少，死亡增加，导致胰岛素水平下降。

总的来说，这些研究结果表明，由于过度摄入富含膳食果糖和脂肪的西方饮食，长期暴露于高水平的甘油酸，构成了对胰岛细胞的损害和发展糖尿病的风险。

寺崎生医创新研究所主任兼首席执行官Ali Khademhosseini博士说，“阐明我们所吃食物的代谢过程是优化我们营养健康的一个重要组成部分。了解这些过程也使我们能够为日益普遍的疾病（如糖尿病）开发出更有针对性和个性化的治疗方法。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Yanru Wu et al. Glycerate from intestinal fructose metabolism induces islet cell damage and glucose intolerance. Cell Metabolism, 2022, doi:10.1016/j.cmet.2022.05.007.