高血壓是最常見不過的一種疾病了，同時，它也是全球疾病負擔的主要風險因素，如果不進行治療和控制，會導致中風和心肌梗死等一系列心腦血管疾病。每年因高血壓而死亡的人數(shù)達到940萬[1]。
不過幸運的是，很多高血壓患者通過生活方式的改變就能夠很好地控制血壓，比如說換換鹽，或者是采用地中海飲食方法。
而最近，在《循環(huán)》雜志上[2]，莫納什大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過腸道微生物消化的膳食纖維，會通過短鏈脂肪酸來調(diào)節(jié)血壓和心臟機能，阻止高血壓的發(fā)生。這是首次從機制上證實了，膳食纖維可以直接調(diào)節(jié)心血管健康，讓兩者的關(guān)系從相關(guān)性變成了因果。
研究的通訊作者Francine Z. Marques博士，圖片來自于莫納什大學
在實驗中，研究人員選擇的膳食纖維是抗性淀粉?？剐缘矸蹮o法像普通淀粉一樣被淀粉酶水解，它的“抗性”指的就是抗消化性，在土豆和香蕉等食物中都有存在。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與含高水平抗性淀粉飲食喂養(yǎng)的小鼠相比，缺乏抗性淀粉飲食喂養(yǎng)的小鼠在血管緊張素II的誘導下，出現(xiàn)了心臟/體重比、心室、動脈血壓、脈壓（收縮壓和舒張壓之差）、左心室舒張末壓、左心室松弛時間常數(shù)（tau）和心肌血管周圍纖維化程度都明顯增加，這些指標代表著高血壓和病理性的心臟重塑的趨勢。
相對的，小鼠之間的腸道微生物組成也有一定差異。
在同樣是高水平抗性淀粉飲食喂養(yǎng)的兩組小鼠中，對照組小鼠和血管緊張素II處理的小鼠之間腸道微生物組成幾乎沒有差異。
而同樣用血管緊張素II誘導兩組小鼠出現(xiàn)高血壓的話，高水平抗性淀粉飲食喂養(yǎng)和缺乏抗性淀粉飲食喂養(yǎng)導致了腸道微生物組成出現(xiàn)明顯差異。
前者的厚壁菌/擬桿菌比例更低，而過去的研究發(fā)現(xiàn)，厚壁菌/擬桿菌的比例升高是腸道微生物失調(diào)的一種表現(xiàn)，且與肥胖相關(guān)[3]。后者Mucispirillum、Alistipes和Macellibacteroides三個屬的微生物水平明顯降低。
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這些發(fā)現(xiàn)意味著，小鼠高血壓和心臟病理性重塑可能和飲食中缺乏抗性淀粉導致的腸道微生物組成失調(diào)有關(guān)。
為了驗證這個猜想，研究人員將飲食中含有高水平/缺乏抗性淀粉和用血管緊張素II/假對照處理小鼠四個因素兩兩組合，將它們的糞便分別移植給四組無菌小鼠。
結(jié)果顯示，只有飲食中含有高水平抗性淀粉的兩組小鼠腸道菌群組成是相似的，它們的心血管相關(guān)生物標志物水平也都處于健康范圍內(nèi)。
從左至右依次為低抗性淀粉+假對照，低抗性淀粉+血管緊張素II，高抗性淀粉+假對照，高抗性淀粉+血管緊張素II四組小鼠的腸道微生物組成對比
而飲食中缺乏抗性淀粉的兩組小鼠中，使用了血管緊張素II的和假對照組相比，出現(xiàn)了和前面實驗相似的高血壓和心臟病理性重塑。不僅如此，它們還有更高的B型利鈉肽mRNA的表達，這是心臟肥大和心力衰竭的一個標志物。
這樣看來，缺乏抗性淀粉的飲食塑造的腸道微生物組確實與高血壓和心臟病理性重塑有關(guān)，甚至，這些腸道微生物本身就可能會促進高血壓及相關(guān)的心臟問題。
對于飲食中缺乏抗性淀粉且在血管緊張素II誘導下患高血壓的小鼠來說，它們的腸道微生物代謝產(chǎn)物，短鏈脂肪酸中常見的幾種——乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽都有明顯的下降，而每一種的單獨補充都能降低血壓，并且改善心臟肥大和纖維化，其中乙酸鹽的效果是最好最強的。這個結(jié)果在一個獨立的對列中也得到了驗證。
同時，通過基因敲除技術(shù)，研究人員還確定了和短鏈脂肪酸相結(jié)合，傳遞“高血壓信號”的受體是GPR43 / GPR109A。
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從不同層面上看，高血壓的發(fā)病機制有很多重，可能包括腎臟鈉處理的改變、交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮和炎癥等。因此，研究人員還從分子、免疫和生理方面分析了短鏈脂肪酸對它們的影響。
GPR43 / GPR109A受體在免疫組織（如脾臟）中有較高的表達，而且也有研究發(fā)現(xiàn)它們在免疫功能中發(fā)揮一定作用[4]。果然，研究人員發(fā)現(xiàn)，無論是增加抗性淀粉還是乙酸鹽，和對照組小鼠相比，活化的調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)量都明顯增加，我們知道，調(diào)節(jié)性T細胞具有抗炎能力，而且它們對高血壓的發(fā)生有抑制作用[5]。
進一步對脾臟細胞的全基因組甲基化分析顯示，與調(diào)節(jié)性T細胞功能相關(guān)的基因中存在差異甲基化區(qū)域的過表達，另外還有一些與活化巨噬細胞中促炎分子降解有關(guān)的甲基化變化。這些都表明，抗性淀粉，或者短鏈脂肪酸會通過表觀遺傳學途徑激活調(diào)節(jié)性T細胞，從而阻止高血壓。
研究人員表示，這項研究最獨特的發(fā)現(xiàn)之一就是，腸道微生物與血壓具有直接關(guān)系，而這種關(guān)系是通過腸道微生物釋放的化學物質(zhì)進入循環(huán)系統(tǒng)導致的。他們認為，這提示大家應(yīng)該重視高膳食纖維食物的攝入，也為預防和治療心血管疾病提供了新的潛在目標。
目前，研究的通訊作者Francine Z. Marques博士正在進行一項臨床試驗，確定膳食纖維補充劑是否能夠降低血壓。
編輯神叨叨
參考資料：
[1] Lim S S, Vos T, Flaxman A D, et al. A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010[J]. The Lancet, 2012, 380(9859): 2224-2260.
[2] Kaye David M, et al. Deficiency of Prebiotic Fibre and Insufficient Signalling Through Gut Metabolite Sensing Receptors Leads to Cardiovascular Disease. Circulation (2020).
[3] Turnbaugh P J, Hamady M, Yatsunenko T, et al. A core gut microbiome in obese and lean twins[J]. Nature, 2009, 457(7228): 480-484.
[4] Tan JK, McKenzie C, Marino E, Macia L, Mackay CR. Metabolite-Sensing G ProteinCoupled Receptors-Facilitators of Diet-Related Immune Regulation[J]. Annual Review of Immunology, 2017, 35: 371-402.
[5] Norlander A E, Madhur M S, Harrison D G, et al. The immunology of hypertension[J]. Journal of Experimental Medicine, 2018, 215(1): 21-33.
本文作者 | 應(yīng)雨妍
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