“物极必反”过量铁摄入可引起引发肝脏危机

学术   2024-11-12 18:14   北京  


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导语:在现代社会,随着饮食和补充剂的普遍使用,人们对铁的摄入量逐渐增加。但一篇综述指出,过量的铁摄入会影响肠道-肝脏轴,导致肠道微生物群失调、肠道屏障功能受损,及肝脏炎性反应等一系列问题。


在现代社会,随着生活水平的提高和饮食结构的变化,铁摄入过量逐渐成为影响人类健康的重要因素。铁是人体必需的微量元素之一,参与DNA合成、线粒体呼吸、能量代谢等多种生理活动,但过量的铁摄入会对肝脏等器官造成损伤,尤其是通过肠道-肝脏轴(GLA)的影响。


国际杂志Biomedicine & Pharmacotherapy曾发表一篇综述文章中指出,过量铁摄入通过破坏肠道微生物群平衡、损害肠道屏障功能以及激活肝脏先天免疫系统,加剧了肝脏损伤(图1)。



  铁摄入过量与肠道微生物群失调


过量铁摄入导致肠道微生物群失调,其中有益菌数量减少,有害菌数量增加。这种失衡改变了肠道微生物群衍生的代谢物水平,例如次级胆汁酸(BA)、短链脂肪酸(SCFA)和吲哚,这些代谢物在维持GLA稳态中起着重要作用。


铁摄入过量通过影响这些代谢物,进而影响肠道上皮细胞的存活和肠道屏障的完整性,导致肠道通透性增加,即“肠道渗漏”,使得肠道微生物群及其代谢产物更容易穿过肠道屏障,通过门静脉系统进入肝脏,引发或加剧肝脏疾病(图2)。


注:过量的铁摄入导致肠道微生物群失调,有益菌的数量减少而有害菌的数量增加,改变了肠道微生物群衍生的代谢物水平,如次级BA、SCFA和吲哚,从而导致肠道上皮细胞死亡和机械、化学及免疫屏障的损伤,增加了肠道屏障的通透性(肠道渗漏),并导致肠道微生物群的易位。肠道源性的病原体相关分子模式(PAMP)、微生物相关分子模式(MAMP)和肠道微生物群衍生的代谢物通过门静脉到达肝脏,并激活肝脏的先天免疫系统。此外,肠道源性PAMP和MAMP的进入激活了Kupffer细胞中的炎性体,导致或加剧了肝脏炎症。次级BA的减少减弱了对炎性体的抑制作用,间接促进了其激活,并加剧了肝损伤。
图1 过量铁摄入对肠道-肝脏轴的影响


  铁摄入过量对肠道屏障功能的影响


铁摄入过量对肠道屏障功能的影响是多方面的。首先,铁摄入过量会减少肠道上皮细胞的数量和紧密连接蛋白的表达,增加肠道通透性。例如,研究表明,高铁饮食的猪只表现出明显的肠道形态结构受损,包括绒毛高度降低和肠道通透性增加。


此外,铁摄入过量还会导致肠道化学屏障的变化,如减少黏液分泌和抗菌肽的产生,从而减弱肠道屏障的保护作用。这些变化共同导致肠道屏障功能的损害,为细菌和代谢产物的易位提供了条件,进一步加剧了肝脏的炎症反应。


  铁摄入过量激活肝脏先天免疫系统


肝脏作为铁代谢的主要调节器官,其先天免疫系统对铁摄入过量非常敏感。过量铁摄入会激活肝脏的先天免疫系统,特别是通过激活Kupffer细胞和NLRP3炎性体,加剧肝脏炎症和损伤。研究发现,铁摄入过量会导致肝脏中促炎M1型巨噬细胞的增加,而抗炎M2型巨噬细胞的数量减少。


此外,铁摄入过量还会导致肝脏中TLR2蛋白表达的增加,并通过NF-κB途径介导肝脏炎症。这些结果表明,铁摄入过量通过激活肝脏的先天免疫系统,加剧了肝脏的炎症反应和损伤。


  铁摄入过量对肠道微生物群衍生代谢物的影响


肠道微生物群衍生的代谢物在维持肠道屏障功能和肝脏健康中起着重要作用。过量铁摄入会影响这些代谢物的水平,从而影响肠道屏障和肝脏功能。例如,短链脂肪酸(SCFA)是肠道微生物群发酵饮食成分的最终产物,对维持肠道上皮细胞的屏障功能至关重要。


研究发现,铁摄入过量会增加肠道或粪便中SCFA的水平,这可能通过改变肠道微生物群的组成和代谢活动来实现。此外,铁摄入过量还会影响到BA的代谢,这是肠道微生物群与肝脏相互作用的另一个重要方面。铁摄入过量会导致肝脏中次级BA的合成和清除减少,影响肠道屏障功能,并可能加剧NLRP3介导的肝脏炎症损伤。


  铁摄入过量诱导肝损伤的治疗策略


针对铁摄入过量诱导的肝损伤,综述提出了多种潜在的治疗策略。铁螯合剂是临床上常用的治疗铁摄入过量的方法,但存在患者依从性差和副作用严重的问题。因此,研究者正在探索新的铁螯合剂,如deferric amine (DFA),它能够显著缓解铁摄入过量并抑制铁摄入过量诱导的铁死亡。


此外,抗氧化剂和抗炎治疗也是减轻铁摄入过量诱导肝损伤的有效方法,它们通过抑制自由基和过氧化物来减轻肝脏损伤。益生菌、粪便微生物群移植、胆汁酸受体激动剂和microRNA作为治疗铁摄入过量诱导肝损伤的潜在靶点。


  总结讨论


综述强调了肠道-肝脏轴在铁摄入过量相关肝病中的核心作用,并指出了通过调节肠道屏障功能来减少细菌和细菌代谢产物的易位,从而减轻肝脏损伤的重要性。通过深入理解肠道-肝脏轴的复杂相互作用,我们可以更好地预防和治疗与铁摄入过量相关的慢性肝病。


参考文献

LIU Y, LI G, LU F, Guo Z, Cai S, Huo T. Excess iron intake induced liver injury: The role of gut-liver axis and therapeutic potential[J]. Biomed Pharmacother, 2023, 168: 115728. DOI: 10.1016/j.biopha.2023.115728.


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编辑:耳东
二审:且行
三审:清扬
排版:半夏
封面图源:Pexels

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