膳食纤维改善非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者肠道通透性的研究
摘要
(1)导言：Zonulin(ZO)被认为是肠道通透性的标志。迄今为止，只有少数研究分析了饮食对非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者血清ZO浓度的影响。我们对32名NAFLD患者进行了为期6个月的饮食干预，以评估纤维摄入量与ZO浓度之间的关系。(2)方法：采用膳食频率问卷(FFQ)和72h营养日记进行膳食纤维含量测定。免疫酶联免疫法(ELISA)测定干预前后血清ZO浓度。饮食干预前后采用Hamaguchi评分量化脂肪肝。(3)结果：干预期间，膳食纤维摄入量由每天19g增加到29g/d，随膳食纤维消耗频率的增加而增加。所有患者都经历了重大的(全部)p < 0.05) improvements in serum aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and gamma-glutamyltransferase (GGTP) activities. We also detected decreased serum triglycerides (p=0.036)，稳态模型评估胰岛素抵抗(HOMA-IR)p=0.041)和胰岛素含量(p=0.34)，并根据Hamaguchi评分改善脂肪肝状态(p=0.009)。血清ZO浓度下降近90%(7.335±13.492)ng/mL比0.507±0.762 ng/mL。p=0.001)，与膳食纤维摄入量相关(p=0.043)以及脂肪肝的程度(p=0.037)。(4)结论：增加营养纤维可降低NAFLD患者血清ZO水平，降低肝脏酶活性，改善肝脏脂肪变性，可能是通过改变肠通透性引起的。建议NAFLD患者增加膳食纤维摄入量。
1.导言
肠上皮是隔离内脏与肠腔不利环境的关键保护屏障。1]。它的通透性由几种多蛋白粘附复合物控制，包括紧密连接(TJ)、下贴壁连接(AJ)和桥粒[1]。肠屏障是与细胞因子、生长因子和细菌等内外刺激相互作用形成的高度动态结构。1,2,3]。饮食衍生物质也与屏障相互作用并调节其通透性.例如谷氨酰胺4,5和色氨酸[6从奶酪和牛奶中提取的多肽[7,8和多酚[9]作为上皮通透性的正调节因子，而其他化合物如醇溶蛋白[10或中链脂肪酸[11,12]负性调节肠屏障通透性。ZO是一种47 kDa蛋白，通过调节细胞内TJ的结构和功能来调节肠道的通透性。13]。据信，ZO在血清中的分泌受到多种因素的调节，包括饮食中的成分。14,15].
非酒精性脂肪肝(NAFLD)是目前慢性肝病最常见的病因。目前在20%以上的欧洲人中检测到，其流行率预计会随着时间的推移而增加。16,17]。NAFLD被认为是代谢综合征的肝表现，宿主肠道微生物群的中断似乎使脂肪性表型恶化。18,19]。越来越多的证据表明，NAFLD与包括TJ损伤的“漏肠”现象呈正相关[20在这两位年轻的病人中[13和成年人[21,22]。肠-肝轴紊乱至少在一定程度上可以解释脂肪肝的表型。23]。例如，肠道失调和炎症标记物的扭曲产生，包括脂多糖，可能调节NAFLD的进展。内毒素血症与严重形式的脂肪肝之间的联系突出了这一点[24]。此外，失调的肠道生态系统可能导致内源性乙醇的生成增加，从而破坏肠道屏障的完整性，并在肝脏脂肪积累增加的情况下进一步加重肝脏损伤[25]。有几项研究报告说，ZO浓度随着脂肪变性的严重程度而显著增加。13,20,21]并与体重指数(BMI)、肝组织病理学、空腹胰岛素、HOMA-IR及炎症标志物(如血清IL-6)浓度呈正相关[21]。据我们所知，只有一项研究描述了NAFLD患者减少饮食对血清ZO浓度的影响。13]。在这里，我们提出了六个月的饮食干预，包括增加摄入纤维和减少脂肪和单糖摄入，对32名NAFLD患者的肝脏状态和ZO血清浓度的影响。
2.材料和方法
2.1.学习设计
在本研究中，我们包括从营养诱导胰岛素输出比率(Nior)研究中选择的受试者，该研究旨在探讨nafld个体化治疗的营养策略。22]。总之，本研究被设计为一项随机对照干预试验，以比较三个营养遗传饮食策略在6个月的干预中对脂肪肝的影响。26]。排除标准是：糖尿病(DMII)；非NAFLD以外的慢性和急性肝病；高水平的体力活动(休闲体育活动超过3000千卡/周)；饮食干预期间身体活动的变化；他汀类药物的使用；任何可能限制参与者活动能力的疾病；无法参加控制访问；素食或需要其他特殊饮食；过量饮酒(女性超过20克，男性每天超过30克)；以及其他吸毒成瘾。在3个控制点(饮食开始后1个月、2个月和6个月)对饮食依从性进行评估(图1)。所有受试者都被要求保持他们通常的体力活动(代谢相当于这项任务；MET)，这是由一个2小时的体育活动问卷控制的。最初，171名白种人参加了NOR研究，但有5名受试者不符合纳入标准。在研究的第一个月之后，又有29人被排除在研究之外：要么他们没有遵守规定的饮食，要么参加了太多的体育活动，要么他们没有完成饮食摄入问卷。
在第二次控制会议上(即饮食开始后2个月)，有14名参与者因类似的原因被排除在研究之外。在最后一次访问期间(6个月后)，另有13人被排除在外。结果，共有110名参与者遵守了干预方案，并留在研究中(图1)。我们使用了一个在线随机化工具26选择病人进行生化分析。来自32名参与者(22名男性和10名女性)的血清样本可用于目前的分析。利用Fineli碱分析了纤维用量(可溶性纤维和不溶性纤维)。https://fineli.fi/fineli/en/index)和饮食计划(伊茨波兰)。研究议定书得到波美拉尼亚医科大学道德委员会的批准，并符合1975年“赫尔辛基宣言”的道德准则(波兰Szczecin，2010 KB-0012/09/10)。与会者在研究前提供了书面知情同意。
2.2.营养干预与控制
NOR饮食是根据美国心脏协会(AHA)的指导方针修改的，包括每天3-5顿饭，并按详细描述的nior的遗传结果加以修改。27]。菜单是作为一周7天的每日计划编制的，其中包括关于五餐的每日时间安排的指导。
采用食物频率问卷(FFQ)和72小时饮食日记(包括2个工作日和1天无工作时间)对营养模式进行分析。27]。用两种方法估算纤维含量(可溶性和不溶性)：FFQ法消费频率；通过Diet 5计划(波兰)和Fineli(芬兰数据库)分析72份营养日记(三个控制点)。食物含量、营养来源及所使用的产品载於表1...病人的饮食中包括三份蔬菜和两份水果。不溶性纤维的推荐来源如下：全麦面包、全麦面食、谷类和糙米、全黑麦面包和格雷厄姆面包。推荐的蔬菜有：西红柿、卷心菜(新鲜的和腌制的)、纳帕卷心菜、绿豆、辣椒、新鲜和腌制的黄瓜、洋葱、韭菜、红豆、扁豆、菠菜、胡萝卜、韭菜、芹菜、西兰花、生菜和小茴香。推荐的水果有：苹果、李子和杏(包括干的)。最后，推荐的种子和坚果是：南瓜籽和核桃。采用有效的国际体育活动问卷(IPAQ)对体育活动水平进行问卷调查。体育锻炼用MET单位估算(最低/周)。在第一次也是最后一次访问期间，由训练有素的医生根据Hamaguchi评分来评估脂肪肝的程度。28]，使用高分辨率的B型腹部超声扫描仪(Acuson X 300)。Hamaguchi得分≥2.0被设定为NAFLD的截止点[28].
表1
在饮食中使用的营养产品。
| 变量 | 建议 | 建议的来源 |
|---|---|---|
| 能量 | 单独计算 | |
| 纤维(克/日) | 30–35 | 每天3份蔬菜；2份水果：新鲜的、发酵的或煮熟的、小麦面包、全麦面食、谷类食品和糙米。 |
| 脂肪占总卡路里的百分比(%) | 20–30 | 以菜籽油和橄榄油为主的植物脂肪。 |
| 碳水化合物(低和中等IG)，占总卡路里的百分比(%) | 55–65 | 低血糖指数为：小麦和混合黑麦/小麦面包，全面食，谷类和糙米，水果和蔬菜。 |
| 简单碳水化合物，占总卡路里的百分比(%) | 5–10 | 干果 |
| 蛋白质(%) | 15 | 家禽(鸡肉和火鸡)、鱼(每周3次油性鱼)、发酵乳制品(每天2次)、鸡蛋(每周4至5次)、瘦肉干酪、脂肪含量减少的奶酪。 |
| 液体(mL/kg) | 35 | 水，咖啡(每天1-2杯)茶(黑色，绿色)。 |
| 维生素和矿物质 | 与建议的每日津贴一致 | 蔬菜和水果的天然来源 |
2.3.实验室分析
取静脉血标本制成含抗凝血剂乙二胺四乙酸(EDTA)的试管。采血后2h内，3500 rpm离心，4°C离心10 min。标准血液生化分析在大学医院实验室(波兰，Szczecin)进行。血浆ZO浓度用ELISA(免疫诊断AG，Bensheim，德国)根据制造商的指示进行测定。
2.4.统计
统计分析采用R软件3.0.2，所有结果均表示为均值和标准差。由于大多数情况下的分布偏离正态分布(夏皮罗-威尔克检验)，所以采用非参数配对检验(Wilcoxon符号秩检验)和p < 0.05 was considered as statistically significant. The correlations between quantitative variables were calculated using the Spearman’s correlation test.
3.结果
3.1.血清Zonulin含量随脂肪肝的改善而降低
如图所示图2经为期6个月的饮食干预，研究组32人肝损伤标志物明显改善，血清AST水平下降(P<0.05)。p=0.001)，备选案文(p=0.001)和GGTP(p=0.03)。如图所示表2它还导致Hamaguchi评分下降(2.87±0.59)比(1.40±0.93)；p=0.009)。此外，血清甘油三酯浓度(p=0.036)，Homa-IR(p=0.041)指数及血清胰岛素(p饮食干预后下降。值得注意的是，我们还发现了一个重要的(p(=0.001)，几乎90%的血清ZO浓度下降，如图2一个。表3表明血清ZO与脂肪肝程度(即Hamaguchi评分)相关。p=0.037)血清AST(p=0.041)和备选案文(p)，总脂类(p=0.041)，以及低密度脂蛋白(p=0.029)。有趣的是，我们发现高密度脂蛋白与血清ZO含量呈负相关。表3)但ZO浓度与BMI或糖代谢参数之间没有显著联系(ALL)p > 0.05).
饮食干预前后Zonulin浓度及肝功能检测。(A)Zonulin浓度。(B)天冬氨酸转氨酶(AST)活性。(C丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性。(Dγ-谷氨酰转移酶(GGTP)活性。
表2
研究组的基线特征(n以及饮食干预的效果。
| 参数 | 节食前 | 餐后 | p价值 |
|---|---|---|---|
| 年龄(年份) | 48.03±13.13 | - | - |
| 体重(公斤) | 98.76±19.80 | 91.64±16.60 | 纳什 |
| 体重指数(公斤/米)2) | 33.19±5.71 | 30.91±5.45 | 纳什 |
| 脂肪质量(公斤) | 38.08±6.06 | 32.84±9.41 | 纳什 |
| 瘦体重(公斤) | 60.93±12.90 | 58.48±12.04 | 纳什 |
| 含水量(公斤) | 45.25±9.16 | 43.81±8.07 | 纳什 |
| 脂肪肝(Hamaguchi评分) | 2.87±0.60 | 1.40±0.93 | 0.009 |
| 三酰甘油(mg/dL) | 219.09±326.01 | 166.31±219.71 | 0.036 |
| 总胆固醇(毫克/升) | 206.06±52.54 | 200.56±45.44 | 纳什 |
| 高密度脂蛋白(mg/dL) | 44.84±10.09 | 49.47±14.47 | 纳什 |
| 低密度脂蛋白(mg/dL) | 121.15±33.43 | 122.±60.32 | 纳什 |
| 总脂(毫克/升) | 731.06±414.63 | 706.44±300.43 | 纳什 |
| 葡萄糖(毫克/毫升) | 104.50±20.01 | 100.78±10.72 | 纳什 |
| 胰岛素(U/mL) | 17.90±11.44 | 7.47±5.34 | 0.034 |
| HOMA-IR | 4.85±3.14 | 1.89±1.36 | 0.041 |
简称：BMI，体重指数；HOMA-IR，胰岛素抵抗稳态模型评估；NS，无显着性。
表3
血清粘稠素含量与患者特征的关系。
| 参数 | Rho | p价值 |
|---|---|---|
| 年龄(年龄) | 0.05 | 纳什 |
| 体重(公斤) | <0.01 | 纳什 |
| 体重指数(公斤/平方米) | (−)0.18 | 纳什 |
| 脂肪质量(公斤) | (−)0.13 | 纳什 |
| 脂肪含量(%) | (−)0.17 | 纳什 |
| 瘦体重(公斤) | 0.09 | 纳什 |
| 含水量(公斤) | 0.13 | 纳什 |
| 天冬氨酸转氨酶(U/L) | 0.35 | 0.041 |
| 丙氨酸转氨酶(U/L) | 0.36 | 0.043 |
| γ-谷氨酰转移酶(U/L) | 0.19 | 纳什 |
| 三酰甘油(mg/dL) | 0.17 | 纳什 |
| 总胆固醇(毫克/升) | 0.22 | 纳什 |
| 高密度脂蛋白(mg/dL) | (−)0.30 | 0.029 |
| 低密度脂蛋白(mg/dL) | 0.37 | 0.032 |
| 总脂(毫克/升) | 0.31 | 0.041 |
| 葡萄糖(毫克/毫升) | (−)0.07 | 纳什 |
| 胰岛素(U/mL) | (−)0.10 | 纳什 |
| 脂肪肝(Hamaguchi评分) | 0.33 | 0.037 |
3.2.血清Zonulin含量可能与纤维消耗增加有关
对营养日记的分析表明，纳入分析的所有患者都遵循了建议的营养建议。未观察到与提议的能量供应或关键营养素摄入(蛋白质、碳水化合物和脂肪)有显著差异。受检病人平均每日消耗纤维29.24±10.97克，高于波兰居民每日摄入纤维19克[29]。其中可溶性纤维(6.69±3.21g/d)和不溶性纤维(17.44±7.11g/d)。这些计算是根据菲涅利基地72小时的召回日记进行的.根据波兰营养研究所的数据库，计算出的纤维含量略低：每天28.18g。我们估计研究参与者食用水果和蔬菜的频率从每周几份增加到每天几份(表4)。Spearman秩分析表明，日粮中纤维含量与血液中ZO浓度之间存在一定的相关性。p = 0.043) (表5)。没有其他经分析的食品成分与血清ZO有关。p > 0.05).
表4
干预期间患者饮食模式的变化。
| 按FFQ计算的消费频率 | 干预前 | 在国会期间 | 频率变化 |
|---|---|---|---|
| 乳制品 | 每天 | 每天 | 不变 |
| 谷物制品 | 一天几次 | 一天几次 | 不变 |
| 脂肪 | 每天 | 每天 | 不变 |
| 果实 | 一周几次 | 一天几次 | 增加 |
| 蔬菜和谷物 | 一周几次 | 一天几次 | 增加 |
| 家禽、集会和鱼 | 每天 | 每天 | 不变 |
缩写：FFQ，食物频率问卷。
表5
日粮化合物与血清佐菌素浓度的相关性研究。
| 参数 | Rho | p价值 |
|---|---|---|
| 饮食能量(千卡) | 0.01 | 纳什 |
| 蛋白质(%) | (−)0.01 | 纳什 |
| 脂肪(%) | (−)0.07 | 纳什 |
| 饱和脂肪酸(%) | (−)0.02 | 纳什 |
| 单不饱和脂肪酸(%) | (−)0.03 | 纳什 |
| 多不饱和脂肪酸(%) | (−)0.20 | 纳什 |
| 碳水化合物(%) | 0.07 | 纳什 |
| 纤维(%) | (−)0.30 | 0.043 |
4.讨论
NAFLD正在成为全世界最常见的肝脏疾病，饮食被认为是脂肪变性表型的主要驱动因素之一。在我们的研究中，我们重建了NAFLD患者膳食纤维消耗的数量和频率，并检测了ZO浓度与纤维摄入量之间的相关性。先前Pacifico等人。[13证明NAFLD肥胖儿童血清ZO升高：Zo值与脂肪变性有关，与纤维化评分无关，与非酒精性脂肪性肝炎(NASH)无关。Hendy等人的研究结果。[21[提示ZO水平可用于肝脏炎症的快速无创诊断。结果发现，当NAFLD患者血清ZO浓度超过8.3ng/mL时，发生NASH的风险显著增加。这对开发替代肝活检的无创生物标记板具有重要意义。21].
在我们的研究中，我们研究了ZO浓度在限制热量的过程中是否降低。Damms-Machado等人。[30]对接受为期12个月饮食干预的患者粪便中ZO含量进行评价，结果表明，粪便中ZO浓度不受减重治疗的影响，与人体测量变量无关。在我们的研究中，我们没有发现任何显著的相关性，血清ZO浓度与降低体重参数。类似于Damms-Machado等人。[30]观察ZO与脂质参数、肝损伤的酶学指标及脂肪变性程度的相关性。Damms-Machado等人。观察到在研究过程中，随着脂肪变性，患者中ZO浓度没有明显变化。30]。他们的结论是，干预后缺乏粪便ZO改变是由于ZO对TJ的独立调节在减肥过程中发生的，这导致了肠道通透性的差异。在一项研究中，我们曾描述过一种类似的现象(ZO无关调节)，其中我们分析了初乳使用后屏障的通透性。15].
我们推测纤维摄入量的变化是导致患者血液中ZO减少的原因之一。事实上，无论其他营养成分(即脂肪或碳水化合物)的供应情况如何，患者饮食中的膳食纤维水平都在上升。在6个月的膳食干预中，我们的患者接受了四次对照检查，只有那些显著增加可溶性和不溶性纤维的消费和供应频率的患者才完成了这项研究。最近发表的一项研究发现，食用水果纤维与改善肝脏健康有关。31]。根据这些结果，推测高不溶性纤维消耗量(≥7.5g/d)会导致脂肪肝参数的改善。值得注意的是，回归模型证明了肝脏状态与果实纤维的关系。31]。我们的研究有一些局限性，在解释数据时应该记住。首先，包括患者没有活检，因此我们没有关于纳什存在的数据。出于同样的原因，我们没有关于患者肝纤维化程度的数据。我们将重点放在zonulin的测定上，但其他肠道通透性指标，如细菌内毒素水平、LBP蛋白浓度或血清瓜氨酸，也可能为观察到的饮食变化提供更多的见解。最后，研究的群体相对较少，滨口得分也相对较低。28]，我们用它来量化NAFLD，但还没有在高加索人身上得到充分的验证。
为什么上述结果会有意义呢？肠内发酵的纤维提供短链脂肪酸，对结肠细胞起到保护和滋养作用，确保肠屏障的保存。32]。植物纤维为肠道微生物提供营养，对保护肠道屏障的完整性至关重要。31]。我们的研究结果表明，适当的纤维摄入有助于维持肠道屏障的结构和功能。成功管理NAFLD的生活方式建议促进了NAFLD患者饮食中的水果和蔬菜。我们的结果表明，纤维供应的增加对NAFLD相关参数有积极的影响，应在为脂肪肝患者设计饮食的专家中加以推广。
致谢
我们感谢Małgorzta Standowicz、Anna Sabinicz、Małgorzata Napierała的饮食监督以及罗曼·利贝对手稿的校对。
作者贡献
概念化，E.S.，P.M.和M.K.；方法学E.S.，J.R.W.；软件，D.M.；验证，K.R.；形式分析，M.K.，E.S.，下午；调查D.J.M.，M.C.R.，J.R.；Resources，K.R.，E.S.；Data Curation，K.R.；书面-原始草稿准备，E.S.，书面评论和编辑，M.K.；可视化，D.M.；监理，下午；项目管理，K.R.；资金收购，E.S.。
供资
本研究由NCN资助，编号。N 404 150539
利益冲突
提交人宣布没有利益冲突。
参考文献