酸奶降低糖尿病發(fā)病率，終于有了科學依據(jù)。

近日，來自加拿大拉瓦爾大學魁北克心肺研究所的André Marette團隊，在《自然·通訊》期刊發(fā)表重要研究成果[1]。

他們發(fā)現(xiàn)，在肥胖相關2型糖尿病小鼠的高脂高糖飲食中添加酸奶，有助于維持小鼠全身血糖動態(tài)平衡，并防止肝臟胰島素抵抗和脂肪變性。

他們還揭示了酸奶起效背后的分子機制：原來高脂高糖飲食會引起小鼠血液和組織中支鏈羥基酸（BCHA）類代謝物含量降低，而牛奶發(fā)酵成酸奶過程中會產(chǎn)生很多BCHA，因此攝入酸奶能提升BCHA在肝臟和血液中的含量，要知道BCHA與血糖和甘油三酯負相關。

他們在體外實驗中也證實，BCHA確實能增強胰島素對肝臟和肌肉細胞葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)作用。此外，糞菌移植實驗還證實，酸奶對于菌群的調(diào)節(jié)也能改善糖代謝，這也意味著菌群是酸奶調(diào)節(jié)代謝的另外一個靶點。

Marette團隊的研究為酸奶改善2型糖尿病提供了分子基礎，并發(fā)現(xiàn)酸奶中的BCHA是體內(nèi)調(diào)節(jié)肝臟糖代謝的關鍵分子，從分子層面證明了酸奶改善2型糖尿病的機理。

論文封面截圖

酸奶作為一種具有保健功效的乳品飲料，一般是由嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）發(fā)酵牛乳制作而成，已經(jīng)有4500年的食用歷史。酸奶與人類健康的關系密切，在多項研究中被報道與降低體重[2, 3]、減輕非酒精性脂肪肝（NAFLD）[4]和降低2型糖尿病發(fā)病率相關[5-9]。既然酸奶有這么多潛在的益處，那么是哪些有益成分在發(fā)揮作用呢？

一些研究指出酸奶可能通過自身豐富的營養(yǎng)物質(zhì)[10]、嗜熱鏈球菌或保加利亞乳桿菌及其代謝產(chǎn)物[4, 11]發(fā)揮降低2型糖尿病風險的作用。至于具體的代謝物和涉及的代謝通路還不是很清楚。為了解決這些問題，Marette團隊在高脂高糖飲食小鼠上開展了酸奶干預研究。

他們將酸奶以凍干形式添加到高脂高糖飼料中，替代了每日能量攝入量的7.6%。小鼠分為正常飲食對照（C）、高脂高糖飲食組（H）和添加凍干酸奶的高脂高糖飲食組（Y）。他們發(fā)現(xiàn)，與高脂高糖組相比，經(jīng)過3個月后，添加凍干酸奶的高脂高糖飲食組小鼠總能量攝入降低，體重下降2.9%。

酸奶攝入對體重和能量攝入的影響

隨后，Marette團隊又通過口服葡萄糖耐量實驗（OGTT）和胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）分析，發(fā)現(xiàn)酸奶降低了高脂高糖飲食小鼠的空腹血糖，并提升了胰島素敏感性。

既然改善了糖代謝，那酸奶作用的靶器官是哪里呢？

為了找到酸奶調(diào)節(jié)糖代謝的靶器官，Marette團隊檢測了小鼠的全身胰島素敏感性。他們發(fā)現(xiàn)，在胰島素注射過程中，單純高脂高糖飲食小鼠（H）葡萄糖輸注速率（GIR）顯著降低，全身糖吸收能力低于酸奶干預組。他們還發(fā)現(xiàn)，酸奶正是通過抑制肝臟葡萄糖產(chǎn)生（RA）和提高全身的葡萄糖代謝率（RD）發(fā)揮降糖作用?？梢姡?strong>酸奶的作用靶點可能在肝臟。

此外，Marette團隊還發(fā)現(xiàn)，除了調(diào)節(jié)肝臟糖代謝，酸奶還降低肝臟相對重量和甘油三酯水平，并減輕肝臟脂肪變性程度和纖維化。以上數(shù)據(jù)表明，酸奶攝入能保護肝臟健康。

酸奶對肝臟代謝和病理的保護作用

那么酸奶中哪些代謝物作用于肝臟并發(fā)揮作用呢？

Marette團隊基于代謝組學的方法，鑒定出酸奶來源的n-乙酰甘氨酸、鳥氨酸、n-乙酰絲氨酸、α-羥基異己酸酯（HICA）、2-羥基-3-甲基戊酸酯（HMVA）和α-羥基異戊酸酯（HEVA），在食用酸奶小鼠組（Y）肝臟中顯著（P≤0.05）高于單純高脂高糖飲食組（H）。其中，HICA、HMVA和HEVA都屬于BCHA類代謝物。

在研究過程中，Marette團隊還注意到，高脂飲食會引起小鼠體內(nèi)血液、肝臟和肌肉中BCHA含量降低。好消息是，食用酸奶能抵抗高脂高糖飲食引起的BCHA含量降低。

不同組織中BCHA含量

既然BCHA是酸奶調(diào)節(jié)肝臟糖代謝的關鍵，那么BCHA與糖脂代謝的關系如何呢？

為了弄清楚這個問題，Marette團隊將攝入酸奶的高脂高糖飲食小鼠肝臟BCHA水平與空腹血糖和甘油三酯做相關分析，發(fā)現(xiàn)肝臟HICA、HMVA和HIVA水平與空腹血糖和肝臟甘油三脂含量均顯著負相關。

為了驗證BCHA混合物對糖代謝的調(diào)節(jié)作用，Marette團隊在FAO肝細胞和L6肌細胞上驗證BCHA對葡萄糖生成和攝取的影響。結果發(fā)現(xiàn)BCHA濃度越高，對FAO細胞葡萄糖產(chǎn)量的抑制越明顯，這表明BCHA是肝臟和肌肉細胞葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)因子。

同時，Marette團隊還發(fā)現(xiàn)BCHA混合物也增加了L6心肌細胞的葡萄糖攝取，其中代謝物HICA作用最為明顯。而且體外實驗發(fā)現(xiàn)HICA是肝臟葡萄糖產(chǎn)生和肌肉葡萄糖攝取的細胞調(diào)節(jié)因子，因此HICA可能是酸奶降低高脂高糖小鼠血糖的關鍵代謝物。

BCHA對FAO肝細胞和L6肌細胞糖代謝的影響

酸奶攝入既提供了營養(yǎng)物質(zhì)也提供了乳酸菌，酸奶本身也具備調(diào)節(jié)腸道健康的作用，那糖代謝的變化是否與腸道菌群有關呢？采用16S rRNA菌群分析和糞菌移植的方法，Marette團隊評價了酸奶攝入對腸道菌群的影響和菌群在糖代謝中的作用。

他們發(fā)現(xiàn)酸奶攝入增加了菌群α多樣性和顯著改變了β多樣性。Marette團隊還將不同組小鼠糞菌移植給無菌小鼠，發(fā)現(xiàn)添加酸奶的高脂高糖飲食組小鼠的菌群能改善無菌小鼠胰島素敏感性。因此酸奶除了提供BCHA直接發(fā)揮降糖作用，還通過調(diào)節(jié)菌群參與降糖作用。

酸奶干預下菌群變化和糞菌移植小鼠糖代謝結果

總的來說，Marette團隊的研究表明，攝入酸奶后增加了體內(nèi)BCHA類代謝物含量，BCHA作用于肝臟，降低肝臟葡萄糖產(chǎn)量，提升全身胰島素敏感性，加快葡萄糖的利用。此外，對腸道菌群的調(diào)控是酸奶調(diào)節(jié)糖代謝的另外一個靶點。

需要指出的是，雖然這個研究將我們對酸奶有益健康的認知推到一個更高的層面，但是這畢竟是個小鼠和體外細胞實驗，今后還需要進一步的人體實驗來證實酸奶的這些作用。

參考文獻：

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責任編輯丨BioTalker

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