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少吃几顿饭竟能治心脏病?最新研究揭示禁食与动脉健康关联。

撰文:Key

引言

冠状动脉粥样硬化作为缺血性心脏病的主要病理基础,其临床管理目前仍以他汀类药物、抗血小板治疗及血运重建术等为主要干预手段。值得注意的是,近年来以代谢调控为靶点的营养干预策略展现出独特的治疗潜力,其中间歇性禁食(IF)因其多重生物学效应受到学界广泛关注。

近期,复旦大学附属中山医院葛均波院士团队发表于Life Metabolism的研究首次揭示(图1):IF诱导产生的肠道菌群代谢物吲哚-3-丙酸(IPA)可通过血小板孕烷X受体(PXR)相关信号通路介导血小板反应性减弱,从而降低冠状动脉粥样硬化患者的血小板激活和血栓形成风险该发现为理解IF的心血管保护机制提供了新的分子视角。


图1 论文截图

抗栓药遇“瓶颈”,IF饮食能否开辟新道路

血小板高活性状态作为急性冠状动脉综合征(ACS)及缺血性脑卒中病理进程中的关键血栓启动因子,其与不良临床结局的强关联性已获多维度循证医学证据支持。尽管当前指南推荐的双联抗血小板治疗(DAPT)方案可显著降低动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)患者血栓负荷,但基于血小板功能检测的亚组分析显示,高达30%-45%的个体存在药物抵抗现象,导致缺血性事件残余风险持续存在

IF作为一种通过调控进食节律重塑机体代谢表型的饮食干预策略,在前期临床前研究中展现出改善血管内皮功能、调节脂质代谢谱及抑制氧化应激等多靶点心血管保护效应。然而,关于IF对血小板活化-聚集轴的直接调控机制及其与抗血小板药物协同作用的分子基础,目前仍缺乏系统性研究证据。

  • 本研究首先通过体外实验比较冠状动脉疾病(CAD)患者和ApoE⁻/⁻小鼠在IF与自由进食(AL)条件下的血小板聚集率变化。

  • 随后在ApoE⁻/⁻小鼠模型中开展体内实验,评估IF对血小板活化、血栓形成及大脑中动脉闭塞(MCAO)所致脑缺血损伤的影响。

  • 进一步通过代谢组学筛选IF调控的血浆关键代谢物。

  • 最终聚焦于IPA的分子机制,深入解析其与PXR受体的相互作用、相关信号通路调控以及肠道菌群介导的IPA生成途径,从而全面揭示IF的心血管保护作用网络。

多方面抑制血小板活化和血栓形成

1、体内缓解血小板活化和动脉血栓形成

结果显示,IF显著抑制CAD患者血小板ADP和胶原诱导的聚集。在ApoE基因敲除小鼠模型中也观察到类似现象。进一步通过大脑中动脉闭塞实验发现,IF干预组小鼠的脑梗死范围显著减小,神经功能评分明显改善,运动协调能力测试表现更优。这些数据表明,IF可能通过调控血小板活性来减轻血栓相关病变(图2)。


图2 IF在体内可减弱血小板活化和血栓形成

2、IPA在体外抑制血小板活化,在体内减弱血栓形成

代谢组学分析揭示了IF对小鼠血清代谢物的显著影响。采用LC-MS技术比较IF组与AL组小鼠的血清代谢谱,发现IF组乳清酸和IPA水平显著升高。进一步功能验证表明,IPA而非乳清酸具有抑制血小板活化的生物活性,这可能是IF发挥抗血栓作用的关键机制。

临床研究发现,160例未接受抗血小板治疗的冠心病患者中,血浆IPA含量与血小板聚集程度存在明显负相关性。体外实验显示,在生理浓度范围(0.2-1μM)内,IPA能剂量依赖性地抑制多种激动剂(ADP、凝血酶、胶原)诱导的血小板聚集和ATP释放。动物实验进一步证实,静脉给予IPA可显著延缓FeCl3诱导的小鼠肠系膜动脉血栓形成进程,表现为血栓出现时间和完全闭塞时间均明显延长(图3)。


图3 IPA在体内和体外均可直接减弱血小板活化和血栓形成

3、产孢梭菌再定殖抑制血小板活化和血栓形成

基于肠道代谢物IPA的抗血小板活性已被证实,接下来检测肠道微生物群改变对血小板活化和血栓形成的影响。生理性IPA主要由小鼠肠道革兰氏阳性菌产孢梭菌产生。因此,通过口服灌胃给予产孢梭菌或载体,并测量血小板聚集和血栓形成。与载药组相比,给药产孢梭菌的小鼠以及直接口服IPA的小鼠的血小板聚集率明显降低,血栓形成时间明显延长。表明产孢梭菌可通过IPA代谢途径抑制血小板活化和血栓形成(图4)。


图4 大肠杆菌灌胃和IPA处理可抑制小鼠血小板聚集和血栓形成

间歇性禁食的意外收获:

IF可减轻心肌I/R损伤

为评估IF对心肌缺血/再灌注(I/R)损伤的保护效应:采用ApoE⁻/⁻小鼠实施10日IF干预,通过结扎左前降支(LAD)45分钟构建急性心肌梗死模型,再灌注48小时后采用TTC/Evans蓝双染法定量梗死面积与风险区(AAR)比值,并同步经超声心动图检测心功能。

结果显示,与AL饮食小鼠相比,IF显著降低了梗死面积/危险面积(AAR)比。此外,IF改善了小鼠心功能,包括射血分数(EF)和左心室(LV)容积指数。免疫组织化学分析显示,IF减少了小鼠心脏中心肌I/R诱导的微血栓。

这些结果表明,IF可能通过减少心肌梗死面积、改善心功能和抑制微血栓形成等多重机制发挥心肌保护作用,为冠心病患者的饮食干预提供了新的理论依据。


图5 IF可减轻ApoE⁻/⁻小鼠心肌I/R损伤

小结

综上所述,本研究首次阐明间歇性禁食通过“肠道菌群-代谢物-血小板”轴发挥心血管保护作用的全新机制。IF通过促进肠道共生菌(如产孢梭菌)产生吲哚-3-丙酸,该代谢物通过特异性结合血小板PXR受体,进而抑制Src/Lyn/Syk和LAT/PLCγ/PKC/Ca²⁺关键信号通路的活化,最终实现血小板功能调控。

这一发现不仅拓展了我们对饮食-菌群-宿主互相作用的认识,更为心血管疾病的防治提供了新思路,通过靶向调控肠道菌群代谢产物或PXR信号通路,可能开发出新型抗血小板疗法。未来研究可进一步探索IF干预的最佳时间窗口、个体化实施方案,以及IPA类似物的药物开发潜力,为心血管疾病的精准营养干预提供理论支撑。

参考文献:

[1] Qi Z, Zhou L, Dai S, et al. Intermittent fasting inhibits platelet activation and thrombosis through the intestinal metabolite indole-3-propionate. Life Metab. 2025 Jan 29;4(2):loaf002.

责任编辑:银子

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