徐州|不吃蔬果,真伤脑!徐州医科大团队发现,膳食纤维缺乏饮食通过改变肠道-海马轴,引起认知功能障碍丨科学大发现

阿尔茨海默病 , 奇点糕已经记不得自己写了多少回了 。
它对患者本人、家庭和社会的影响都是非常严峻的 。 而且 随着全球老龄化加重 , 阿尔茨海默病的发病率还在不断上升 , 然而 , 目前针对其及其他神经退行性疾病的治疗非常有限 。
如果不能有特效药治疗 , 那么 , 预防就变得尤为重要 。
近期 , 由徐州医科大学的于英华教授、郑葵阳教授和黄旭枫教授领衔的研究团队在 Microbiome 发表研究成果 ,首次提供了膳食纤维缺乏饮食导致认知功能障碍的机制 , 并提出补充日常所需的膳食纤维可在一定程度上延缓认知障碍[1] 。

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世界顶级权威医学杂志《柳叶刀》2020年刊登的报告指出:40%的痴呆症的病例可以通过改变饮食等生活习惯来预防[2] 。
全球大多数成年人的膳食结构都存在一个现状:膳食纤维摄入量严重不足 。 美国人均膳食纤维摄入量为15克/天 , 英国为13.6克/天 , 中国为11克/天[3] , 均明显低于世界卫生组织(WHO)推荐的25-35克/天的纤维摄入量 。
膳食纤维由复杂的碳水化合物组成 , 既不消化也不吸收 , 而是在胃肠道发酵 。 膳食纤维对肠道微生物群有巨大贡献 , 会影响发酵最终产物短链脂肪酸(SCFAs)等水平 。

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富含纤维的食物主要包括谷物、蔬菜、豆类、水果、干果、谷物麸皮和浆果
若肠道内环境失衡 , 神经免疫稳态将受到破坏 , 诱发神经病理学改变 。 前期学者研究报道 , 在结肠炎小鼠模型中 , 小鼠海马区小胶质细胞出现炎性M1极化 , 并伴随促炎细胞因子水平的显著增加[4] 。
膳食纤维摄入过少是否与神经退行性疾病存在联系 , 尚不可知 。
在这项研究中 , 研究人员给予小鼠15周膳食纤维缺乏饮食(FD) , 发现 FD小鼠表现出明显的认知障碍 , 表现为对象定位记忆、时序记忆和日常生活能力的下降 。

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FD小鼠对象定位记忆 能力降低

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FD小鼠时间顺序记忆能力减退
海马的突触可塑性对认知功能极为重要[5] , 与行为学结果一致 ,FD小鼠海马突触超微结构出现明显损伤 , 突触间隙增宽 , 突触后密度变薄 , 并伴随突触前和突 触后标记物水平降低 。
海马蛋白质组学分析进一步发现 FD小鼠中参与维持神经可塑性和记忆的关键蛋白激酶:钙/钙调素依赖性蛋白激酶II d(CaMKIId)及其相关突触蛋白(GAP43和SV2C)下调 。

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FD小鼠海马降低的CaMKIId是胆碱能突触和多巴胺能突触通路的核心节点
众所周知 , 海马小胶质细胞可调节突触的可塑性 。 通过对小鼠海马区的免疫荧光染色 , 研究人员发现 FD小鼠的小胶质细胞数量、大小及活性增加 , 海马区炎症因子、小胶质细胞噬菌作用明显激活 , 伴随pCaMKII、pGSK3β蛋白水平降低 , pTau水平升高 , 提示FD小鼠海马小胶质细胞M1极化(促炎性) , 并出现突触吞噬 。
肠道内稳态对脑功能的维持非常重要 , 研究人员发现FD小鼠结肠黏膜变薄 , 肠道菌群到上皮细胞的距离缩短 , 结肠通透性增加 , 结肠和血液中的炎性因子均升高 。