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苦荞对高脂膳食诱导小鼠生理及肠道菌群的影响

浏览: 发布日期:2018-04-25
苦荞对高脂膳食诱导小鼠生理及肠道菌群的影响 
荞麦为荞麦属,营养丰富,国外将之视为“高级营养保健品”。荞麦的栽培品种分为甜荞和苦荞,其中苦荞具有较高的营养价值和药用价值,目前对于苦荞营养成分的研究主要集中在对其营养成分的提取、鉴定以及其抗氧化、降血糖等功能的研究,而对于苦荞调节血脂代谢及肠道菌群和两者相关性方面的研究却鲜有报道。
 
苦荞蛋白、淀粉的消化和吸收利用率较低,因而可到达肠道,作为肠道菌群的发酵底物。来自上海应用技术大学香料香精技术与工程学院的周小理、刘泰驿和闫贝贝等人通过高脂膳食诱导建立动物(C57BL/6小鼠)模型,分析小鼠血浆的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)等血脂指标以及肠道菌群的变化及其相关性,研究摄入苦荞后对小鼠血脂代谢及肠道菌群的影响。
 
1.苦荞主要营养成分对小鼠血脂生化指标的影响
 
高脂组血浆中的TC、TG含量最高,且均显著高于空白组(P<0.05),由此证明高脂建模成功。同时,苦荞淀粉组和苦荞蛋白组血浆中的TC、TG含量较高脂组均有显著降低(P<0.05);此外,较空白组,高脂膳食诱导后HDL-C含量显著降低(P<0.05),LDL-C含量显著升高(P<0.05),而与高脂组相比,喂食含有苦荞淀粉、苦荞蛋白、苦荞黄酮的饲料后HDL-C含量均有升高,而LDL-C含量显著降低(P<0.05),并且苦荞淀粉组和苦荞蛋白组均较好地恢复至空白组水平。
 
2.小鼠蛋白质与脂肪消化率的变化
 
高脂组的蛋白质和脂肪消化率均显著低于空白组(P<0.05),这是由于高脂饮食能使消化系统自由基生成增加,从而降低消化酶活性,使机体对营养物质的消化吸收下降。经过喂食不同成分的饲料后各组消化率均有不同程度的降低,其中苦荞淀粉组的蛋白质和脂肪消化率较高脂组分别降低了9.76%和4.06%,苦荞蛋白组分别降低了6.93%和2.05%,并均具有显著差异(P<0.05)。
 
3.小鼠粪便中总胆汁酸和胆固醇水平的变化
 
与高脂组相比,苦荞蛋白组、苦荞淀粉组、苦荞黄酮组均能显著增加总胆汁酸含量(P<0.05),说明这些成分抑制了胆汁酸的重吸收;高脂膳食诱导后,粪便中胆固醇含量均有显著升高(P<0.05,空白组中未检出,即为0,以此计算显著性)。随着苦荞淀粉、苦荞蛋白、苦荞黄酮的摄入,胆固醇含量有不同程度的增加,其中苦荞淀粉组小鼠粪便的胆固醇含量最高,其次是苦荞蛋白组,表明苦荞淀粉、苦荞蛋白能影响胆固醇的代谢,抑制胆固醇的吸收。
 
4.苦荞对小鼠肠道组织匀浆氧化还原指标的影响
 
高脂膳食可显著降低肠道组织匀浆液中SOD活力(P<0.05),饲喂不同成分的饲料后,结肠、十二指肠的SOD活力均有显著提高(P<0.05)。T-AOC可以全面反映机体整体的抗氧化水平。高脂膳食诱导可导致小鼠结肠、十二指肠的T-AOC显著下降,而各实验组的T-AOC均有所上升,其中苦荞淀粉组的T-AOC最高,苦荞蛋白组和苦荞黄酮组的T-AOC次之。高脂膳食诱导可引起小鼠结肠、十二指肠的MDA含量显著上升(P<0.05),而苦荞蛋白组、苦荞淀粉组和苦荞黄酮组均可显著抑制高脂饮食引起的小鼠结肠的脂质过氧化(P<0.05),苦荞黄酮组也能显著抑制十二指肠中的MDA含量上升。高脂膳食可显著降低CAT的活力(P<0.05),说明其抗氧化能力较弱,而喂养不同的饲料后CAT活力均显著升高(P<0.05),且苦荞淀粉组的效果最佳,苦荞蛋白组和苦荞黄酮组次之。
 
5.苦荞对小鼠肠道菌群数量的影响
 
小鼠经过高脂饮食诱导后肠道内的有益菌(双歧杆菌、乳酸菌、肠球菌)显著减少(P<0.05),有害菌(大肠杆菌)显著增多(P<0.05);在经过喂食含有苦荞淀粉、苦荞蛋白、苦荞黄酮的饲料后,有益菌显著增多(P<0.05),有害菌则显著减少(P<0.05)。说明苦荞淀粉、苦荞蛋白、苦荞黄酮均具有调节肠道菌群的功能,而且苦荞淀粉组的效果最好。
通过平板计数以及生态生化实验对各组小鼠的肠道主要菌群(双歧杆菌、乳酸菌、大肠杆菌、肠球菌)数量进行检测,二者结果的变化趋势基本一致,即苦荞蛋白组与苦荞淀粉组的有益菌(双歧杆菌、乳酸菌、肠球菌)数量均显著高于高脂组(P<0.05),有害菌(大肠杆菌)数量则显著低于高脂组(P<0.05)。表明苦荞淀粉、苦荞蛋白具有调节高脂膳食小鼠肠道菌群失衡的作用,从而一定程度抑制血脂的紊乱及组织的氧化应激。
 
6.生理生化指标与肠道菌群的相关性分析
 
 
大肠杆菌数量与HDL-C含量呈负相关,与其他血脂指标均呈正相关;双歧杆菌、乳酸菌、肠球菌数量与HDL-C含量呈正相关,与其余指标均呈负相关,表明HDL-C含量越高,有益菌数量越高,其中双歧杆菌数量与TG含量极显著负相关(P<0.01)、与TC、LDL-C含量显著负相关(P<0.05)。
 
7.肠道代谢产物与肠道菌群及消化率相关性分析
 
 
有益菌(双歧杆菌、乳酸菌、肠球菌)数量与肠道代谢物呈正相关,有害菌(大肠杆菌)数量则与之相反;其中大肠杆菌菌数量与肠道代谢物含量呈负相关。
蛋白质、粗脂肪的消化率与总胆汁酸、胆固醇的排泄量呈显著负相关(P<0.05),其中总胆汁酸含量与粗脂肪消化率呈极显著负相关(P<0.01),表明消化率越高,总胆汁酸和胆固醇的排泄量越低。
 
8.肠道组织主要抗氧化指标与肠道菌群相关性分析
 
大肠杆菌数量与MDA含量呈正相关,与其他指标均呈负相关,说明肠道中脂质过氧化产物含量越高,大肠杆菌数量越高;肠球菌、双歧杆菌、乳酸菌数量与MDA含量呈负相关,与其他指标均呈正相关,其中双歧杆菌数量与T-AOC和CAT活力呈极显著或显著正相关(P<0.01,P<0.05)。
 
结 论
高脂膳食可引发小鼠血脂代谢紊乱,苦荞淀粉和蛋白均能显著降低血脂指标(血清总胆固醇、甘油三酯、低密度胆固醇)的水平(P<0.05),并基本恢复至空白组的水平。通过平板计数对各组小鼠的肠道主要菌群(双歧杆菌、乳酸菌、大肠杆菌、肠球菌)检测,发现苦荞淀粉和苦荞蛋白干预组的小鼠肠道菌中有益菌(双歧杆菌、乳酸菌、肠球菌)数量均显著高于高脂组(P<0.05),有害菌(大肠杆菌)数量则显著低于高脂组(P<0.05)。此外,相关性分析结果表明,苦荞中蛋白和淀粉均可吸附胆汁酸与胆固醇并促进其排泄,从而不仅能调节血脂代谢又能调节肠道菌群平衡,同时,肠道菌群中益生菌比例的增多和有害菌比例的降低又对血脂代谢调节与抑制氧化应激有着一定促进作用。因此,苦荞对血脂代谢调节作用可能与其促进胆酸排泄、调节肠道菌群平衡、改善氧化应激等方面有着密切关系。
 
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