作者:生物谷随着预期寿命的增加|吃夜宵竟能保护心脏?!华人学者阐明肥胖悖论

作者:生物谷
随着预期寿命的增加 , 心脏病的发病率与日俱增 。 心力衰竭已经成为了21世纪急需攻克的医学难题 。 过去很多研究都表明 , 肥胖是心力衰竭的危险因素 , 但“肥胖悖论”的发现让真相愈加扑朔迷离 。
所谓“肥胖悖论” , 就是指临床观察发现BMI较高的心衰患者预后优于BMI较低的患者 。 目前并不清楚肥胖通过何种机制来影响心衰预后 。
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在动物模型中 , 饮食诱导的肥胖可以改善某些条件下的心衰 , 但饮食诱导的肥胖也会损害心功能 , 例如长期的高脂肪饮食可以导致糖尿病性心肌病 。
这种与常识相悖的现象提示背后隐藏着不为人知的机制 。 近期 , 国际著名期刊《Circulation》在线发表了一项重磅研究 , 提示“肥胖悖论”的真相可能与心脏节律相关 。
Rev-erbα/β是一种细胞核受体 , 在调控生物节律中起着关键作用 。 研究人员首先构建了Rev-erbα/β敲除(KO)小鼠模型 , 在这个模型中 , 小鼠心脏不表达功能型Rev-erbα/β蛋白 。 利用敲除模型和对照组相比来研究Rev-erbα/β对心脏功能的影响 。
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doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056076.
KO小鼠在运动、能量消耗、呼吸和食物摄取的昼夜节律方面未表现出明显的异常 , 直到2.5月龄时它们左心室的大小、壁厚和收缩功能都正常 。
然而在4.5月龄时 , KO小鼠开始表现出心脏收缩功能受损 , 左室直径增大 , 但心室壁尚未见明显增厚 。 到6个月大时 , 它们心脏的射血分数已降至20%~30% , 左心室进一步扩张 。 在雌性KO小鼠中也出现类似的收缩功能障碍和心脏扩张 。
同时 , KO小鼠心脏收缩功能障碍与ANP和BNP表达升高相关 。 与对照相比 , KO小鼠心脏的炎症基因在2月龄时未上调 , 但在4.5月龄时升高 。 大多数KO小鼠在6~8月龄死亡 。
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doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056076.
这些KO小鼠除了心脏病变外 , 多数器官大体形态正常 。 因此研究人员认为 , 心肌细胞特异性敲除Rev-erbα/β可导致进行性收缩功能障碍 , 引发扩张型心肌病和致死性心衰 。
鉴于Rev-erbα/β与昼夜节律息息相关 , 研究团队下一步对小鼠进行了节律实验 , 将小鼠的一天分为静息期(光照)和活跃期(黑暗) 。 由于小鼠和人的昼夜节律相反 , 因此其静息期和活跃期分别相当于人的夜晚和白天 。
研究人员每隔4小时取一次小鼠的心肌组织进行测序分析 。 结果发现KO小鼠中下调的差异基因主要在代谢通路中富集 , 尤其是脂肪酸氧化通路 。 这说明Rev-erbα/β在心肌能量代谢中占据着核心地位 。
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doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056076.
另一个主要发现是 , KO小鼠心脏中的脂肪酸氧化通路失去了节律性 , 表现为持续性低迷状态 。 但糖代谢通路基因则在小鼠活跃期出现峰值表达 。 这可能是因为脂肪酸能量供应的限制迫使糖代谢代偿性增强 。
研究人员猜想 , 如果脂肪酸氧化受损导致KO小鼠对碳水化合物需求增高 , 由此导致心力衰竭 , 则有可能通过提高脂肪酸氧化的能力来减轻其对糖代谢的过度依赖 , 以此缓解心脏收缩功能障碍 。
于是 , 他们给处于活跃期的小鼠补充高脂肪不含糖的饮食 , 然而 , 高脂肪并没有改善心脏中的能量代谢模式 , 也没有改善心功能 。 这表明 , 在活跃期增加脂质供应本身并不能改善KO小鼠的心脏功能障碍 。