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综述:营养因素与肠神经系统在炎症性肠病中的相互作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8
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这篇综述系统阐述了肠神经系统(ENS)与营养因子的双向调控机制及其在炎症性肠病(IBD)发病中的作用。文章重点探讨了肠内分泌细胞(EECs)介导的营养感知、短链脂肪酸(SCFAs)等代谢物对ENS神经可塑性的影响,以及高脂饮食(HFD)通过胆碱能信号通路改变肠道动力和屏障功能的分子机制,为IBD的膳食干预提供了新视角。
肠神经系统:肠道中的"第二大脑"
作为自主神经系统中最复杂的部分,肠神经系统(ENS)由数百万个嵌入肠壁的神经元和胶质细胞组成,通过肌间神经丛(MP)和黏膜下神经丛(SMP)两大神经网络调控消化过程。这个精密系统不仅独立协调胃肠运动、分泌和血流,还与肠内分泌系统、免疫细胞和肠道菌群形成动态互动网络。
营养感知的神经内分泌调控
肠上皮细胞顶端的营养感应受体如钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT1)和短链脂肪酸受体(GPR41),能识别碳水化合物、氨基酸和脂肪酸等营养物质。当L
-细胞感知葡萄糖时,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的释放量可增加3倍,通过激活迷走神经传入纤维调节胰岛素分泌。有趣的是,十二指肠神经突细胞能区分糖和甜味剂,分别激活谷氨酸能或嘌呤能神经传导,这种"味觉辨别"能力直接影响摄食行为。
膳食脂肪的神经重塑效应
长期高脂饮食会引发ENS的适应性改变:在Sprague-Dawley大鼠实验中,34%脂肪含量的饲料喂养2周后,肠神经元对油酸的敏感性降低40%,同时髓质孤束核c-Fos表达下降。而富含抗性淀粉的饮食则通过丁酸盐诱导胆碱能神经元比例增加,使结肠转运时间延长15%。表观遗传学分析揭示,这种神经可塑性变化与组蛋白去乙酰化酶抑制密切相关。
肠脑轴的对话机制
肠嗜铬细胞释放的5-羟色胺(5-HT)通过5-HT3
/5-HT4
受体激活ENS运动环路,而胆囊收缩素(CCK)则经CCK-1受体增强分段收缩。最新光遗传学研究表明,十二指肠神经突细胞的活化能在毫秒级将营养信号传递至脑干,这种超快速传导依赖于突触前膜电压门控钙通道的密集分布。
炎症性肠病的神经免疫交叉对话
IBD患者肠道中,P物质(SP)阳性神经元数量增加2-3倍,与肥大细胞形成"神经-免疫突触"。临床样本显示,溃疡性结肠炎(UC)患者的黏膜下神经丛VIP阳性神经元增加,通过VIPR2受体激活3型天然淋巴细胞(ILC3),促进白介素-22(IL-22)分泌。值得注意的是,克罗恩病(CD)患者的肠胶质细胞(EGCs)呈现GFAP表达上调,其释放的S100B蛋白可通过Toll样受体(TLR4)通路加剧炎症反应。
营养干预的新靶点
ω-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)通过上调胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)增强肠屏障功能。在新生仔猪实验中,母体补充α-亚麻酸使空肠胆碱乙酰转移酶(ChAT)阳性神经元增加25%,但血管活性肠肽(VIP)神经元减少40%,这种神经化学表型改变与肠道通透性变化显著相关。这些发现为开发靶向ENS的精准营养策略提供了分子基础。
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