论文部分内容阅读
高脂血症是一种常见的脂质代谢性疾病,长期不良的饮食习惯易增加高脂血症的患病风险,进一步会发展成脂肪肝、糖尿病、冠心病等多种疾病。饮食调节对高脂血症患者而言是一种相对健康的调理方式。目前,抗性淀粉的研究热点之一是在代谢性疾病的肠道菌群和代谢调节作用方面。课题组前期研究表明,3型莲子抗性淀粉（resistant starch of lotus seedⅢ,LRS3）能够促进大鼠粪便菌群乳酸发酵产丁酸,并进一步抑制机体对脂肪的吸收,促进脂肪的消耗。乳酸是3型抗性淀粉（resistant starch typeⅢ,RS3）在肠道中代谢产生的一种后生元,目前,对益生元、益生菌和合生元研究较为广泛,而有关益生元及后生元在肠道中的作用研究尚未见报道。因此,为了研究抗性淀粉和乳酸（钠）对高脂血症大鼠的协同降血脂作用,本研究通过高脂血症大鼠灌胃摄入LRS3和乳酸钠（sodium lactate,SL）,探究两者对高脂血症大鼠血脂水平的影响,并分析大鼠小肠和大肠的肠道菌群和代谢差异,构建肠道菌群、差异代谢物和血脂指标之间的关系,揭示LRS3和SL通过调节肠道菌群和代谢介导高脂血症大鼠降血脂的作用机制。为LRS3和SL在功能性食品应用方面提供理论依据。研究结果如下:（1）通过测定大鼠体重、脏器指数、血脂、肝脏及肠道组织等生理指标,研究LRS3和SL对高脂血症大鼠降血脂作用。结果表明,与高脂模型组（HMC）相比,莲子抗性淀粉组（HLRS）、乳酸钠组（HSL）和莲子抗性淀粉乳酸钠混合组（HLRSSL）有效控制了高脂血症大鼠体重的增长,降低了肝脏指数;HSL和HLRSSL组的高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol,HDL-C）血清水平显著高于HMC组,而甘油三酯（triglyceride,TG）、总胆固醇（total cholesterol,TCHO）和低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol,LDL-C）血清水平显著低于HMC组;与HLRS和HSL组相比,HLRSSL组肝细胞中的脂肪泡明显减少,大鼠心脏动脉、肝脏、小肠和大肠组织细胞排列规律且紧密。这表明LRS3和SL协同能更有效地控制体重增加、调节血脂水平、减少肝细胞中的脂肪堆积、改善高脂大鼠心脏动脉、肝脏、小肠和大肠组织的病变损伤。（2）采用高通量检测技术以及非靶向代谢组学技术,研究LRS3与SL对大鼠小肠菌群结构及代谢的影响,构建小肠菌群、差异代谢物和血脂指标之间的关系。结果表明,与HMC组相比,HLRS组小肠中Romboutsia和Blautia丰度减少;HSL组Psychrobacter,Moheibacter等增加,乳杆菌属和Romboutsia等减少;而HLRSSL组瘤胃球菌属和密螺旋体属增加。同时,HLRS组大鼠小肠中牛磺脱氧胆酸（taurodeoxycholic acid,TDCA）和5-Deoxykievitone含量增加,11-Dehydro-thromboxane B2和17,18-Ep ETE含量减少;HLRSSL组香芹酚、葡糖苷酸雌酮和estradiol-17beta 3-sulfate等代谢物含量升高,乙酰半胱氨酸含量降低。这些差异代谢物进一步影响了谷胱甘肽代谢,半胱氨酸和蛋氨酸代谢,戊糖和葡萄糖醛酸相互转化,牛磺酸和亚牛磺酸代谢等代谢途径,进而影响大鼠血脂水平。相关性分析表明,HLRSSL组大鼠小肠中增加的瘤胃球菌属丰度与雄烯二酮和蓖麻油酸呈正相关,雄烯二酮、蓖麻油酸与血清TCHO、LDL-C呈负相关,与HDL-C呈正相关。同样在HLRSSL组中增加的密螺旋体属与香芹酚正相关,而香芹酚与血清TCHO负相关。HLRSSL组中减少的Romboutsia与estradiol-17beta 3-sulfate、estrone、taurocholic acid和capsidiol等负相关。Romboutsia与prostaglandin F2a、Lyso PC（18:1（9Z））呈正相关,与血清TG、TCHO、LDL-C呈显著负相关,与HDL-C呈显著正相关。因此,LRS3和SL协同通过促进瘤胃球菌属和密螺旋体属的增长,抑制Romboutsia的增殖,从而促进香芹酚和estradiol-17beta 3-sulfate等代谢物的产生,并通过相应的脂质、氨基酸和糖类代谢途径影响血脂水平,达到协同降血脂的效果。（3）采用高通量检测技术以及非靶向代谢组学技术,研究LRS3与SL对大鼠大肠菌群结构及代谢的影响,构建大肠菌群、差异代谢物和血脂指标之间的关系。结果表明,高脂饮食诱导的高脂血症大鼠大肠中异芽孢杆菌、unclassified＿f＿＿Lachnospiraceae等细菌的增长,以及Turicibacter、Clostridium＿sensu＿stricto＿1等细菌的减少可能导致Histamine、c GMP、PC（15:0/18:2（9Z,12Z））等物质的产生,从而对血清中的血脂水平产生不利影响。与HMC组相比,HLRS组Romboutsia和Blautia丰度降低;HSL组乳杆菌属丰度降低,Ruminococcus＿torques＿group等丰度上升;而HLRSSL组密螺旋体属丰度提高,Romboutsia和unclassified＿f＿＿Lachnospiraceae等丰度下降。且HLRSSL组大肠中L-Ribulose、tetrahydrobiopterin、pantothenic acid、蓖麻油酸、5,6-epoxy,18R-HEPE以及2-Hydroxyestradiol含量增加。HLRSSL和HMC组之间差异代谢物在半乳糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和叶酸生物合成等通路富集。相关性分析表明,HLRSSL组瘤胃球菌属和密螺旋体属丰度上升,Romboutsia丰度下降,其中瘤胃球菌属与Pantothenic acid存在显著正相关性,与10-Hydroxy-3-methoxy-1,3,5,7-cadinatetraen-9-one存在负相关性;密螺旋体属与蓖麻油酸具有正相关性,该物质与TCHO负相关。Romboutsia与prostaglandin F2a、Lyso PC（18:1（9Z））呈正相关,这些物质与血清TG、TCHO、LDL-C负相关,与HDL-C正相关。因此,LRS3和SL协同通过促进瘤胃球菌属、密螺旋体属的增殖,抑制Romboutsia的生长,调节大肠中代谢物的组成,影响糖脂代谢途径,从而达到降低高脂血症大鼠血脂水平的作用。结合小肠菌群和代谢结果可知,LRS3和SL协同能够促进肠道中瘤胃球菌属、密螺旋体属的增殖,抑制Romboutsia的生长,并通过促进肠道中雄烯二酮、蓖麻油酸、pantothenic acid、香芹酚等的产生,减少prostaglandin F2a、Lyso PC（18:1（9Z））等的产生影响脂质、氨基酸以及糖类代谢,达到调节血脂水平的作用。