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一图读懂:小麦引发肠易激综合征的机制

传统上,无麸质饮食主要用于乳糜泻的治疗。

但相当一部分的肠易激综合征(IBS)患者,虽然不存在乳糜泻,但在进食含麸质或小麦的食物后,仍然会出现症状或症状的加重。

此前,消化内镜下显微实时观察的研究发现,超过50%的IBS患者存在“肠道食物过敏”——十二指肠黏膜在接触特定的食物后,肠屏障会受损,肠道炎症会增加。

而在其中,61%的患者是对小麦有反应。

随机对照试验也表明,排除小麦的饮食,能缓解一部分IBS患者的症状。

当然,比起知道什么有效,我们更需要知道为何有效。

只有了解其背后的机制,我们才可能知道一种方案的适用程度,以及可能存在的更好的治疗方法。

而下图,则简明扼要地阐释了小麦引发肠易激综合征的机制。

图:小麦引起肠易激综合征的机制 
(点击后,可双击放大浏览)

小麦中引发问题的,主要是两种蛋白质:麸质和胰蛋白酶淀粉酶抑制剂(ATIs)

小麦中的80%~90%的蛋白质是麸质,而有4%的蛋白是ATIs。

而这两种物质,都可能引发先天免疫反应。

由于含有较高的脯氨酸和谷氨酰胺含量,麸质很难被人体充分消化。

未充分消化的麸质进入肠道后,会与CXCR3趋化因子受体结合,进而促进解连蛋白(zonulin)的释放。

而解连蛋白的升高,则会引起肠道通透性的增加。

即便是健康人群,在进食麸质后,也会出现短暂的“肠漏”(但影响不大)。

而对于敏感人群,更高水平的解连蛋白,则可能引起更严重的“肠漏“。

当“肠漏”产生后,未消化充分的蛋白质,就会更多地穿过肠道上皮细胞,进而引发免疫反应。

研究表明,对于小麦敏感的IBS患者,在进行无麸质饮食后,肠道通透性增加的状况会得到改善。

至于ATIs,这也是一种不容易被降解的蛋白质——它不仅耐高温,而且耐蛋白酶。

ATIs会激活Toll样受体4(TLR4),引发炎症反应,进而造成肠道屏障功能和胆碱能系统的异常。

事实上,麸质和ATIs存在有协同作用。

在一项动物试验中,研究者让小鼠进行4周的无麸质+无ATIs的饮食。

之后,让他们每个小鼠都摄入12mg的市售谷朊粉(也就是麸质蛋白粉,其中含有0.2mg的ATIs);

结果发现,小鼠整个肠道中的炎症水平都增加了。

而如果将谷朊粉中的ATIs降低70%,那么则不会出现肠道炎症增加的情况。

健康的成年人,能够耐受每日150g~250g的面粉——尽管会轻微或适度地激活先天免疫反应,但在免疫耐受机制的调节下,并不会出现明显的症状。

但对于先前就存在慢性炎症的人群,比如部分IBS患者,即使是不大的免疫激活,就可能恶化已经存在的炎症。

就比如,在预先诱导了肠炎的小鼠中,ATIs往往就容易诱发严重的问题。

值得一提的是,相比于现代育种的六倍体小麦,古小麦中的ATIs确实要更低(尽管麸质含量会更高)。

这或许能在一定程度上解释,为什么有些吃不了普通面包的人,却能耐受古小麦做的面包。

不过,麸质和ATIs都会受到肠道细菌的修饰作用。

一些小肠细菌,比如假单胞菌,能够产生水解麸质的弹性蛋白酶(elastase)。

然而,虽然这种弹性蛋白酶能水解麸质,但同时也会激活PAR-2通道,进而增加炎症反应。

事实上,相比于健康人群,在乳糜泻患者中,能水解麸质的菌恰恰是更多的(乳酸杆菌和梭菌相对较少)。

在患者摄入麸质时,假单胞菌产生的蛋白酶会与麸质协同,产生更为严重的炎症反应。

与之相对的,一些乳酸杆菌有着降解ATIs的作用(比如唾液乳杆菌H32.1、黏膜乳杆菌D5a1和鼠李糖乳杆菌LE3)。

在动物试验中,让普通小鼠摄入ATIs,会激活免疫系统,并引发屏障功能的异常;

而让携带乳糜泻基因的小鼠摄入麸质+ATIs,则会引发肠道炎症,造成黏膜损伤。

但如果在饮食中加入降解ATIs的益生菌,ATIs和麸质引起的问题都能得到缓解。

图:含ATI和(或)麸质的饮食造成的问题,以及ATI降解益生菌的缓解效果 - 来源:https://doi.org/10.1053/j.gastro.2019.02.028

木森说

我们常说的是“无麸质饮食“,这常让我们把目光集中于”麸质“身上。

而在小麦引发问题的机制中,麸质只是其中的一部分,小麦中的ATIs也是特别值得关注的。

ATIs能够激活TLR4,引发炎症反应,造成肠道屏障和肠道动力的异常。

与此同时,ATIs会与麸质协同作用。

麸质+较多的ATIs,就容易造成肠道炎症;而当ATIs较少时,有时就不会出现问题。

这意味着,降低小麦粉中的ATIs,也许会是开发“低敏”面食的一种思路。

除此之外,麸质和ATIs都会受到肠道细菌的修饰作用。

像假单胞菌,就能产生水解麸质的酶——但这不一定是好事;这种水解酶的产生,也会激活PAR-2通道,促进机体的炎症。

与之相对的,一些能降解ATIs的乳酸杆菌,则能减少ATIs和麸质带来的问题。

在乳糜泻患者的小肠中,假单胞菌就过多,而乳酸杆菌和梭菌就过少。

在IBS患者中,也可能存在类似的小肠菌群的改变。

而在未来,针对小肠菌群的调节疗法,比如应用降解ATIs的益生菌,也许能够加入到小麦相关问题的治疗当中。

-End-

相关阅读:

什么造成了肠易激综合征?| IBS的疾病模型

哪些益生菌对肠易激综合征(IBS)有效?

参考文献:

Moayyedi, P., Simrén, M., & Bercik, P. (2020). Evidence-based and mechanistic insights into exclusion diets for IBS. Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology, 17(7), 406–413. https://doi.org/10.1038/s41575-020-0270-3

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