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新植物 | 棕榈果提取物或可降低糖尿病,在大鼠模型中显示出认知和肠道益处

图源:phenolaeis官网

吃得多、动得少,大家普遍变得圆润。但是对于糖尿病患者来说,不只是胖三斤那么简单,而是被血糖又飙升支配的深深恐惧!

糖尿病来势汹汹,中国患病人数位居第一!

国际糖尿病联合会(IDF)在最新发布的报告中指出,“糖尿病是21世纪全球进展最快的紧急情况之一”,正在影响所有年龄段、各个地区的人群。2019年,全球20-79岁人群中约4.63亿人患有糖尿病,绝大多数为Ⅱ型糖尿病(T2DM),相当于每11个成人中就有1名患者。中国是成人患者数最多的国家,达1.164亿,全球每4个糖尿病患者就有1个来自中国,这一趋势预计将持续到2045年。

对全球20岁~79岁糖尿病患病率的估计(百万)(2019年)
图源:国际糖尿病联合会官网《2019全球糖尿病地图(第9版)》

并发症是糖尿病疾病负担中不可忽视的一部分。IDF报告指出,全球糖尿病患者中有32%患有心血管疾病;超过80%的终末期肾脏疾病(ESRD)是由糖尿病或高血压或两者同时引起……研究表明,患有前驱糖尿病或Ⅱ型糖尿病的人,有更高的风险罹患晚期阿尔茨海默病和其他类型的失智症,其患病风险约为正常人群的两倍。

Scientific Reports最新发表的一项临床研究[1],来自麻省理工学院、布兰代斯大学和棕榈油研究小组的研究人员利用来自墨西哥的棕榈果提取物(棕榈果生物活性物质,PFB)研究该成分是否可以改善大鼠的认知和肠道健康指标,以及Ⅱ型糖尿病是否与包括阿尔茨海默病在内的多种疾病的恶化或风险增加有关。

PFB对糖尿病大鼠模型的影响

研究选用3周龄时断奶的雄性尼罗河(或非洲)草鼠39只(Nile Grass rat,NGR)作为测试物种,其中有21只作为对照组喂食无纤维、高碳水化合物饮食(60:20:20的碳水化合物、脂肪和蛋白质),另外18只为实验组,在相同的饮食的基础上添加了10%PFB,研究人员称其剂量为4.7mg GAE/g (GAE =没食子酸当量),测试持续8周。

实验组和对照组大鼠的生理参数
图源:参考文献[1]

喂食高胆固醇饮食后,NGR分为糖尿病易感组和糖尿病抵抗组[2、3、4]。结果显示,在对照组的21只NGR中有12只(57%)发展为T2DM。在实验组的18只中只有6只,即33%的NGR出现了这种情况。研究人员称,这意味着2型糖尿病的发病率降低了45%。

PFB或可增强与神经递质相关的酶

在过去的20年里,诸多文献表明T2DM和神经退行性疾病(NDG)如阿尔茨海默病存在联系[5、6、7]。基于T2DM和阿尔茨海默病之间的关联,以及观察到的患有晚期糖尿病的NGR的运动神经损伤,研究人员发现:就认识健康而言,补充PFB虽然可以显著降低糖尿病大鼠的发病率,但并不会影响神经退行性过程的表达,例如β-淀粉样蛋白沉积、磷酸化tau蛋白缠结或α-突触核蛋白沉积。

一个新的发现是,在饮食中添加10%PFB显著增加了NGR大脑基底神经节中酪氨酸羟化酶的水平,且与糖尿病状态无关。大脑酪氨酸羟化酶的增加是PFB独有的一个新的潜在的重要发现,纹状体、尾壳核和黑质的增加最为明显。

使用UCSF嵌合体1.6.1/PDB ID 2xsn的酪氨酸羟化酶的三级结构
图源:参考文献[1]

酪氨酸羟化酶是与神经递质合成的关键限速酶。研究人员说,下一步将具体研究PFB是否会提高多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素等的水平。

PFB对NGR胃肠道生理和微生物的影响

研究人员还发现,补充PFB可以增加NGR盲肠(肠的一部分)的平均重量。未接受PFB的糖尿病抗性大鼠的平均盲肠重量(占总体重的百分比)为1.16%,接受PFB的糖尿病抗性大鼠的平均盲肠重量为1.64%;未接受PFB的糖尿病易感大鼠的平均盲肠重量为1.29%,而接受PFB的糖尿病易感大鼠的平均盲肠重量为1.58%。通过双向方差分析,这些差异具有统计学意义。

NGR盲肠重量占总体重的百分比
图源:参考文献[1]

由PFB引起的盲肠重量增加的胃肠道发现还需进一步研究。有结肠微生物群的文献表明,对大脑和行为的有效作用有时是由微生物群产生的代谢产物介导的[8]。来自16S rRNA基因测序的早期初步数据表明,Firmicutes/Bacteroides(厚壁菌门/拟杆菌属)比率发生了变化,不同细菌种类之间存在差异,但这些初步发现需要进一步研究,但可能对肠/脑轴的变化有重要意义。

研究虽然证明了代谢健康与认知健康之间存在良好的相关性,但究竟是有两种不同的机制还是同一机制有两个方面还需要进一步的研究。

参考文献:
[1]、Robert P. Weinberg et al.“Palm Fruit Bioactives augment expression of Tyrosine Hydroxylase in the Nile Grass Rat basal ganglia and alter the colonic microbiome.”Scientific Reports. 13 February (2020).
[2]、Subramaniam, A., Landstrom, A., Luu, A. & Hayes, K. C. The Nile Rat (Arvicanthis niloticus) as a Superior Carbohydrate-sensitive model for Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). Nutrients 10(2), 235–266 (2018).
[3]、Bolsinger, J., Pronczuk, A. & Hayes, K. C. Dietary carbohydrate dictates development of Type 2 diabetes in the Nile rat. J. Nutr. Biochem. 24(11), 1945–1952 (2013).
[4]、Chaabo, F., Pronczuk, A., Maslova, E. & Hayes, K. Nutritional correlates and dynamics of diabetes in the Nile rat (Arvicanthis niloticus): a novel model for diet-induced type 2 diabetes and the metabolic syndrome. Nutr. Metab. 7, 29 (2010).
[5]、Barbagallo, M. & Dominguez, L. J. Type 2 diabetes mellitus and Alzheimer’s disease. World J. Diabetes 5, 889–893 (2014).
[6]、Mittal, K. & Katare, D. P. Shared links between type 2 diabetes mellitus and Alzheimer’s disease: A review Diabetes Metabol. Syn.:Clin. Res. Rev. 10(Supp 1), S144–S149 (2016).
[7]、Akter, K. et al. Diabetes mellitus and Alzheimer’s disease: shared pathology and treatment? Br. J. Clin. Pharmacol. 71(3), 365–376 (2011).
[8]、Gerhardt, S. & Mohajeri, M. H. Changes of colonic bacterial composition in Parkinson’s disease and other neurodegenerative diseases. Nutrients 10(6), 708 (2018).

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