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李娜责编
鲁毅
多年来，随着加工食品供应的大幅增加，肥胖、糖尿病、微血管等疾病的发病率明显升高，尤其是慢性肾病(CKD)。最新数据显示，CKD目前已影响了全球近14%的人口。研究表明，加工食品中一个主要的致病因素是晚期糖基化终产物(AGEs)。AGEs是食物中的氨基酸和还原糖在加热时，通过美拉德反应(Maillardreaction)产生的，该反应通常发生在食品生产和加工过程中。美拉德反应不仅让食物颜色变得更好看，还会增添食材风味，所以食品工业长期以来一直在食品中增强或补充美拉德反应产物，以增加口感。然而，大多数饮食来源的AGEs无法被人体消化和吸收，因此长期摄入这类食物会导致肠道通透性增加、微血管疾病（如慢性肾病）的发生，但是这其中的具体机制尚不清楚。
年3月，来自澳大利亚莫纳什大学的MelindaT.Coughlan团队，在SCIENCEADVANCES上发表了题为“Processedfoodsdriveintestinalbarrierpermeabilityandmicrovasculardiseases”的研究，证明加工食品促进炎症效应分子补体5a(C5a)的释放，导致先天免疫补体激活和局部肾脏的炎症及损伤。
为了研究加工食品对微血管疾病的影响，作者用烘焙后的食物喂养Sprague-Dawley大鼠持续24周。结果显示长期食用烘焙食物的大鼠出现明显蛋白尿，约为对照组5倍之高，并且伴随肾小球硬化和小管扩张等明显病变；同时实验大鼠的肾脏还表现出氧化应激和炎症反应等特征，证明加工食品会引发“无菌”炎症反应。为确定加工食品中的AGE成分是否是引起肾损的原因，作者还给大鼠额外补充了AGE通路的抑制剂-ALA，与预想一致的是ALA的补充有效减轻了动物的肾纤维化、氧化应激反应和炎症反应。为深入了解烘焙食物与大鼠肾脏疾病进展的具体联系，作者通过westernblot可视化分析了大鼠血清蛋白，结果显示在约kDa处有明显的条带，并且这是实验组大鼠所特有的，接下来作者对该处蛋白进一步分析后发现，该处独特的蛋白为补体成分C3。先天免疫补体系统中，所有补体激活途径都会导致C5a的形成，C5a是补体系统的一种主要效应分子，通过与受体C5aR1的连接，激活炎症反应及后续病理改变。因此，为验证加工食品对补体激活的影响，作者检测了各组小鼠C3a和C5a的含量，发现C5a在ALA处理后下降更为明显，同时染色结果也显示C5aR1主要定位在大鼠的肾小管和肾小球，而随着烘焙食物的摄入，其表达水平也随之上升。至此，作者证明，长期摄入加工食品，AGE会直接导致肾脏损伤、纤维化改变和补体途径激活（图1）。
图1长期食用加工食品会促进慢性肾病、补体激活
肠道通透性增加会导致炎症和慢性疾病风险，为探究加工食品是否能促进肠道通透性，作者测定了大鼠血清中的脂多糖水平，结果表明实验组大鼠血清脂多糖增加，并且通过额外ALA和C5aR1抑制剂处理，其含量可恢复正常，证实肠道通透性的变化与加工食品相关，并且由补体信号介导。为进一步检测加工食品对肠道微生物的影响，作者选用C57BL/6小鼠作为实验模型，并通过对实验和对照小鼠的微生物组学分析，发现经加工的食物富集了Epsilonproteobacteria菌属，此外与先前结论一致的是，加工食品同样引起了小鼠蛋白尿、氧化应激等病变（图2）。
图2加工食品影响肠道通透性和菌群分布
长期以来，大家普遍认为膳食纤维对胃肠道有保护作用，然而，越来越多的证据表明，膳食纤维可以改善肠外炎症，并可能对远离肠道的器官也有积极的作用。抗性淀粉是一种益生元纤维，从小肠传递到大肠，在大肠中产生后续反应。研究团队早期对Leprdb/db小鼠的研究表明，加工饮食会导致小鼠肠道通透性增加。当食用烘焙食物的Leprdb/db小鼠补充有抗性淀粉时，与对照饮食相比，小鼠蛋白尿有所改善，但肾纤维化及肠道完整性没有改变。为进一步探讨其中的作用机制，作者分析了不同处理小鼠的微生物组学，结果显示抗性淀粉改善了肠道微生物的异常变化，降低了糖尿病小鼠肠道杆状菌群的数量。近年来，多组学分析的方法对于探讨器官之间的相互作用很有帮助，因此作者进一步分析了各组小鼠肾组织的转录组学，发现食用加工食物的小鼠肾脏中TNF-α和NF-κB相关基因表达显著增加，同时补体级联基因也有所上调，与先前小鼠表型结论一致；并且，在补充抗性淀粉后，上述病理表现均得到有效缓解（图3）。
图3补充抗性淀粉可改善糖尿病小鼠肾损伤
综上，本篇研究证明长期食用加工食品会导致肠道屏障通透性受损和补体途径激活，并增加啮齿类动物微血管疾病的风险。对促炎C5a-C5aR1轴的药理学抑制，可有效防止加工食品摄入的有害影响。此外，随着现代社会的发展，越来越多的人大量摄入即食食品，如谷类早餐、饼干和休闲食品，这些食品经过高热处理，往往是AGEs的丰富来源。本文也通过靶向肠道的饮食干预有效的限制了现代加工饮食带来的负面影响，为更好的调整饮食结构提供了一种切实可行的方法。
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