哺乳动物的生理机制如同一个精巧的网络，各个器官通过协同作用来调节循环代谢物的生成与消耗，维持生命的平衡状态。如果葡萄糖、胆固醇等关键代谢物的平衡遭到破坏，就可能导致心脏代谢疾病（CMD），影响多个器官的功能。然而，如何理解致病因素（如西方饮食或慢性高胆固醇血症）如何干扰这一复杂的代谢网络，进而推动CMD的发展，仍然是一个待解的难题。

在研究CMD的过程中，传统的组学技术虽然提供了有价值的静态分子图谱，但往往难以捕捉器官代谢活动的动态变化。随着质谱技术的进步，动静脉（AV）代谢梯度分析有望突破这一局限。这种方法可以直接量化器官的代谢物净产出（Δ0）或消耗（Δ<0），成为深入解析器官代谢活动的关键工具。

2025年5月，加州大学Cholsoon Jang研究团队在《Cell》期刊上发表了题为“Cross-organ metabolite production and consumption in healthy and atherogenic conditions”的研究论文。他们通过对LDLR（低密度脂蛋白受体）缺陷猪模型进行多器官AV代谢组学分析，系统性地阐释了不同饮食与病理条件下的整体代谢物产生与消耗模式。研究还首次指出，西方饮食会促使肝外器官异常释放胆汁酸，而这一现象在LDLR缺陷猪中更为显著，提供了理解CMD病理机制的新线索。

研究结果

1. 禁食与进食对器官代谢的影响

研究者通过动静脉（AV）代谢组学分析，追踪了10个器官在禁食和喂养后的1305种循环代谢物。其中217种在特定器官或时间点具有显著转运差异。分析进一步显示，有540例代谢事件不受食物摄入影响，如肠道持续释放丙氨酸，肾脏吸收氨基酸；而958例事件则依赖于喂养，比如腿部肌肉在餐后对葡萄糖的摄取。

2. 西方饮食对代谢网络的抑制

研究显示，西方饮食（高脂肪、高糖）对器官代谢物生成与消耗的影响显著，且与心脏代谢疾病有明确的因果关系。2周的高脂/高糖饮食使得猪的体重和胰岛素水平上升，同时动脉血脂质等异常；而在代谢物产出和消耗方面，HFHS组的表现普遍低于正常对照组，显示了胰岛素抵抗所导致的葡萄糖摄取障碍。

3. 代谢物生产位点的重分配与调控机制

对每种代谢物进行统计分析后，研究团队绘制了循环代谢物的主要来源与目标器官图谱，发现HFHS饮食显著改变了代谢物在不同器官间的转运模式。这一过程由被动运输和主动运输两种机制共同影响，有助于解释西方饮食如何扰乱正常的代谢调控。

4. 肝外器官胆汁酸的异常释放

尽管HFHS饮食总体上抑制了器官的代谢物生成，但研究还发现酰基肉碱和胆汁酸等胆固醇衍生物的生成显著增强。这一变化与其他器官（如心脏和肺）的异常放出有关系，进而导致系统血液中胆汁酸水平升高。

5. LDLR缺陷猪与人类CMD患者的证据

在动物模型中，LDLR缺陷（LDLRKO）猪模拟了人类心脏代谢疾病的核心特征。HFHS组和LDLRKO组均显示多器官胆汁酸释放现象，且LDLRKO组中胆汁酸的释放量显著高于HFHS组。这一发现为理解CMD患者中循环胆汁酸水平升高的潜在机制提供了新视角。

总结

本研究通过动静脉代谢组学和多激素检测平台，系统地阐释了猪在禁食/进食状态及西方饮食诱导背景下的跨器官代谢动态，揭示了多器官间的代谢物交换模式及其在心血管疾病中的重要角色。通过详细整合多个关键代谢物的摄取与释放数据，这项研究为理解饮食与遗传交互作用如何驱动心脏代谢疾病提供了系统性的理论基础。我们相信，《人生就是博-尊龙凯时》的知识传递能够帮助更多人了解这一重要的生物医学研究领域。