現代食物中含有許多難以代謝的果糖等添加物,導致多人罹患與代謝障礙相關的疾病。美國科學家一項新研究,發現一種天然的膳食纖維能幫助小鼠消化這些果糖,並逆轉由果糖引發的脂肪肝,未來有望成為解決人類脂肪肝的方法。

多項流行病學相關研究顯示,經常食用高果糖玉米糖漿(HFCS)相關的產品(飲品、甜食),不僅會導致肥胖、脂肪肝、胰島素阻抗等,還會讓食用者的血糖出現劇烈波動、身體發炎等多種狀況。

先前研究發現,小腸會透過酮己糖激酶介導,將果糖轉化為葡萄糖,起到保護肝臟免受果糖的侵害。然而,過量的果糖會使該途徑超負載,而多餘的果糖會移至肝臟,使肝臟開始將果糖轉成脂肪儲存,嚴重時可能引發人們罹患脂肪性肝(MASLD)等相關疾病。

目前,全世界有近30%的成年人罹患MASLD相關的疾病。為了解決這些問題,美國加州大學歐文分校(University of California-Irvine,UCI)研究團隊發現,菊粉(Inulin)可以有效減少果糖轉移至肝臟上,防止健康的肝臟變成有害的脂肪肝。

這項研究揭示,常見的膳食纖維「菊粉」是如何重塑腸道菌叢,改善代謝問題,並且幫助人們避免出現肝損傷、胰島素抗性。該研究成果於9月中旬發表到《自然》雜誌上。

含有菊糖的雪蓮果乾片、糖漿和粉末,盛於小玻璃碗中,置於手工樹皮紙上。菊糖,這是一種複合糖,有助於促進益生菌的健康。(Shutterstock)
含有菊糖的雪蓮果乾片、糖漿和粉末,盛於小玻璃碗中,置於手工樹皮紙上。菊糖,這是一種複合糖,有助於促進益生菌的健康。(Shutterstock)

菊粉又稱「菊糖」,是一種美國食品藥品監督管理局(FDA)認可的可溶性纖維,經常被歸類在益生素,它多含在菊科和桔梗科植物(洋姜)的細胞中,是一種由果糖聚合物,能作為消化道細菌的食物。研究人員利用它能被細菌食用的特點,對瘦的實驗小鼠進行試驗,以追蹤它們的身體健康變化。

其中一組小鼠在攝取HFCS同時補充少量的菊粉,另一組小鼠先攝取HFCS長達16周後再補充菊粉。結果顯示,菊粉不僅可以預防食用HFCS產生的脂肪肝,還能起到逆轉既有的脂肪肝讓其恢復成正常肝臟,並穩定血糖及胰島素水平。

研究人員發現,真正的戰場並不只是在肝臟上,經常被人們忽略的小腸也相當重要。其中小腸微生物群中的產酸擬桿菌(Bacteroides acidifaciens),是逆轉脂肪肝的重要關鍵因素,它們能在菊粉的幫忙下,成為分解果糖的主力軍。

另外,為了證明產酸擬桿菌的作用性,他們將這些經過菊粉幫助的菌種移植給其它小鼠。結果顯示,擁有這種菌種的小鼠,也同樣獲得抵抗果糖傷害的能力。

原理是菊粉促進小腸腸道細菌分解飲食中的單體果糖,防止果糖誘導肝臟出現新的脂質(DNL),增強肝臟的絲氨酸、甘氨酸的生成,並促進肝臟合成抗氧化劑「穀胱甘肽」(Glutathione,GSH),起到保護肝臟免受脂質堆積和氧化壓力帶來的損傷。

穀胱甘肽是細胞內最重要的抗氧化劑之一,能清除體內的自由基,起到保護細胞免受氧化損害。

此外,他們還觀察到,菊粉雖然增加小腸中果糖衍生的短鏈脂肪酸(SCFA),但門靜脈中的SCFA水平沒有改變,而盲腸的SCFA水平出現降低,此現象在腸道微生物群移植模型中得到了複製和重現。

研究團隊表示,此發現將小腸細菌定位為一種全新的果糖代謝位點,有助於逆轉脂肪肝問題,並開啟促進腸道健康飲食的醫學新途徑。不過,這項研究是在小鼠身上完成的,需要更多的人體臨床研究才能真正完整運用到人類身上。

研究人員解釋,原因是每個人的飲食習慣和腸道內的微生物群,皆存在個體上的差異,而他們所需的菊粉攝取量、食用周期皆不同。未來希望透過識別個人體內腸道細菌,及其相關的代謝途徑,以便制定個人化的營養策略,與改善療效和減少副作用。

另外,研究團隊也計劃評估其它富含膳食纖維的益生元和益生菌,對於果糖誘發疾病(如糖尿病、肥胖、脂肪肝和癌症)的影響和機制。

UCI醫學院營養代謝與疾病實驗室負責人、生物化學助理教授張哲順(Cholsoon Jang)博士對該校的新聞室表示,「我們發現食用菊粉會改變腸道內細菌,促進有害膳食果糖消耗,減少多餘的果糖轉移至肝臟上,從而達到預防果糖誘發脂肪肝和胰島素阻抗。」

張哲順博士接著說,「菊粉不僅能幫助肝臟產生更多的抗氧化劑,還能預防身體發炎。我們將研究聚焦於非肥胖的脂肪肝患者人身上,因為他們的體重雖然正常,但容易忽略該疾病。這次,我們從機制上揭示了這種纖維如何保護我們的健康,免受果糖等有害營養物質的侵害。」

這項研究工作,部份由美國國立衛生研究院資助。#

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