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Nature:甜食会引发恶性循环

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摘要 :  Krek和Peter Mirtschink在六月十七日的Nature杂志上发表文章,揭示了果糖令人头疼的副作用。他们发现,果糖是心肌生长失控的关键驱动者,可能导致致命的心力衰竭。

 预制食品、软饮料和打着健康旗号的果汁,其实人为添加了许多果糖。近几十年果糖迅速占据了食品市场,因为人们普遍认为果糖比葡萄糖危害小,而且果糖的味道也更甜。

“我们去超市逛一圈就会发现,果糖(常以蔗糖形式)出现在许多食品的标签上,”ETH Zurich的Wilhelm Krek教授说,而这是一个重要的营养学问题。

与葡萄糖不同,果糖进入人体后几乎不增加血糖水平和胰岛素分泌,看起来似乎更加健康。实际上果糖也有缺点,肝脏能将果糖高效转化为脂肪。吃多了果糖含量高的食品,会很快使人超重,并且引起高血压、血脂紊乱、脂肪肝和胰岛素抵抗,这些症状被医生们统称为代谢综合征。

心肌生长失控

Krek和Peter Mirtschink在六月十七日的Nature杂志上发表文章,揭示了果糖更令人头疼的副作用。他们发现,果糖是心肌生长失控的关键驱动者,可能导致致命的心力衰竭。

高血压患者的血液更难流通,因此他们的心脏需要生长。心肌细胞生长需要大量的氧,在缺氧情况下原本从脂肪酸获取能量的心肌细胞转而依赖糖酵解。如果细胞使用的是果糖而不是葡萄糖,就会启动一个致命的连锁反应。

果糖代谢的开关

研究显示,心肌细胞缺氧意味着HIF分子的出现,这个分子与心脏增大、癌症等病理过程有关。HIF使心肌细胞生产果糖代谢的核心酶——ketohexokinase-C (KHK-C)。KHK-C与果糖的亲和力很高,可以非常有效的加工它。KHK-C生产也有增强糖酵解的作用。果糖代谢不涉及任何负反馈调控,会起始恶性循环。

研究人员不仅对小鼠模型进行研究,还分析了患者的生物样本,这些患者心脏增大并且伴随有主动脉瓣变窄。研究证实,患者心肌细胞确实具有更多的HIF和KHK-C分子。在慢性高血压的小鼠模型中,关闭KHK酶也的确抑制了心脏增大。

选择性剪切

实际上我们的体内也含有KHK-A,KHK-A与KHK-C非常类似,只是不偏好果糖。这两种酶是同一个基因发生选择性剪切生成的。在正常情况下,主要是肝细胞生产亲果糖的KHK-C,其他器官差不多只生产KHK-A。这项研究首次发现,心脏在面对致病性压力时也能生产KHK-C,因为HIF激活了剪切因子SF3B1。

水果还是要吃的

这项研究表明,人们应当避免过度食用添加了大量果糖的产品,比如甜味饮料、果汁、预制食品等等。“过多的果糖会在压力条件下(比如高血压)引发恶性循环,”Mirtschink强调。但每天正常食用水果是安全而且健康,“除了果糖以外,水果还含有许多重要的微量元素、维生素和纤维。”

推荐原文:HIF-driven SF3B1 induces KHK-C to enforce fructolysis and heart disease

原文摘要:Fructose is a major component of dietary sugar and its overconsumption exacerbates key pathological features of metabolic syndrome. The central fructose-metabolising enzyme is ketohexokinase (KHK), which exists in two isoforms: KHK-A and KHK-C, generated through mutually exclusive alternative splicing of KHK pre-mRNAs. KHK-C displays superior affinity for fructose compared with KHK-A and is produced primarily in the liver, thus restricting fructose metabolism almost exclusively to this organ. Here we show that myocardial hypoxia actuates fructose metabolism in human and mouse models of pathological cardiac hypertrophy through hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α) activation of SF3B1 and SF3B1-mediated splice switching of KHK-A to KHK-C. Heart-specific depletion of SF3B1 or genetic ablation of Khk, but not Khk-Aalone, in mice, suppresses pathological stress-induced fructose metabolism, growth and contractile dysfunction, thus defining signalling components and molecular underpinnings of a fructose metabolism regulatory system crucial for pathological growth.

来源: Nature 浏览次数:0

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