便秘是常见胃肠道疾病之一,是全球性健康问题,其发病率逐年升高,且女性高于男性,中老年高于青少年,不仅增加患者身体和经济负担,还增加心理压力,导致生活质量下降。研究表明,便秘的发生和发展涉及整个胃肠道,与胃肠激素、神经递质、胃排空、免疫因子、肠道微生物及代谢物等因素相关。与治疗便秘相关药物相比,天然活性成分因无药物依赖性、安全性高、食用方便等优点是治疗便秘研究的重点,且应用天然成分通过调控胃肠道健康进而改善便秘患者通便作用是研究的热点问题。魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan,KGM）作为一种高品质可直接食用的膳食纤维,临床研究证实,可有效缓解便秘症状,而通过日常饮食实现便秘缓解是简单可行的治疗方案。但目前KGM缓解便秘的认知还不普及,作用机理尚不清楚。基于以上现状,本研究首先采集健康成年小鼠新鲜胃肠全段内容物{(胃、小肠（空、回肠段）、大肠（盲、结肠段）},用含7 g/L KGM（干基）-YCFA培养基体外模拟发酵,通过不同发酵时间胃肠全段发酵液p H值、菌落总数、黏度、短链脂肪酸（Short-chain fatty acids,SCFAs）、总糖及还原糖含量初步探究KGM对胃肠全段微环境的影响;其次,开展动物体内试验,以洛哌丁胺诱导构建便秘小鼠模型,以聚乙二醇4000散（Polyethylene glycol,PEG-4000）为阳性对照,灌胃KGM（75 mg/kg?bw、150 mg/kg?bw、300 mg/kg?bw）,通过一般生理状态、粪便性状及含水量、胃肠动力及胃肠屏障功能探究KGM缓解便秘的作用效果;然后,采用16S rRNA微生物测序技术,对所有分组小鼠胃肠全段微生物进行物种组成及分布多样性分析和KEGG功能通路预测,同时测定胃肠全段SCFAs含量;最后,基于超高压液相色谱-四极杆萃取轨道阱串联质谱（Ultra high pressure liquid chromatography-quadrupole exactive orbitrap/mass spectrometry,UHPLC-QE Orbitrap/MS）非靶代谢组学技术筛选与便秘相关的胃肠全段小分子差异代谢物（Mw<1500 Da）及关键代谢通路,并基于双向正交偏最小二乘（Two-way orthogonal partial least squares,O2PLS）模型和Pearson相关系数探究胃肠全段微生物与代谢物之间的相关性。通过以上研究系统全面整合胃肠全段微生物、代谢物与便秘之间的关系,提出KGM缓解便秘的作用机理,为KGM改善胃肠前端、中端、后端微环境提供理论支撑,为KGM应用于便秘患者的通便作用提供理论依据,推动膳食纤维的应用与发展。主要研究结果如下:（1）体外模拟发酵胃肠全段微生物试验结果发现,与空白对照组相比,随着发酵时间延长,KGM显著降低胃肠全段发酵液p H值（p<0.05）,显著增加胃肠全段发酵液黏度（p<0.05）,增加菌落总数,降低总糖和还原糖含量,胃肠全段发酵液中6种SCFAs含量有不同程度增加,总SCFAs含量均增加。（2）动物体内试验结果发现,洛哌丁胺便秘模型对照组（Loperamide-induced constipation-model control group,MC）小鼠出现精神状态差、好蜷缩抱团、毛发蓬松无光泽、抓取时易怒等不良生理状态;粪便性状呈串联黑色球便,并伴有血迹;粪便含水量、胃排空及小肠推进率显著低于空白对照组（Control check group,CK）（p<0.05）。KGM干预2 w后,便秘小鼠毛发变得光滑有光泽,粪便呈较大较软的黄褐色椭球形,粪便含水量增加;小肠推进率和胃排空率显著高于MC组（p<0.05）,且各剂量组之间存在剂量效应关系,体重及脏器指数无显著性差异（p>0.05）;同时KGM和PEG均显著增加血清MTL、Gas、ACh E、SP和5-HT水平,降低ET-1、VIP、SS和NO水平（p<0.05）,但只有KGM可激活Ig G、Ig M、IL-10和IL-4释放,抑制TNF-α、IFN-γ、IL-2和IL-6释放（p<0.05）。此外,便秘导致小肠绒毛出现脱落、萎缩、排列紊乱现象,绒毛长度变短,宽度变窄,隐窝深度变小,肌层厚度变薄;胃和大肠黏膜层和肌层厚度变薄,且各胃肠道及免疫组织出现不同程度炎性细胞浸润,KGM干预使小鼠各组织形态及测量指标趋于正常形态,无明显病理改变,但PEG却没有这一作用效果。（3）16S rRNA微生物技术测定不同分组小鼠胃肠全段微生物组成及种类多样性结果发现,所有原始序列共聚类到3,145个操作分类单元（Operational taxonomic units,OTUs）。KGM干预降低胃和小肠OTU数,增加大肠OTU数;随着测序量增加,α多样性指数（Shannon、Simpson、Chao、Ace、Good’s Coverage）及Rank Abundance等级丰度分布曲线均趋于平缓及饱和状态,且各分组α多样性结果与OTU变化趋势相同;β多样性主坐标分析（Principal coordinates analysis,PCo A）结果发现,胃、小肠、大肠微生物存在明显分离,且组内变异性胃和小肠>大肠,MC模型组与CK正常组产生明显分离,KGM干预使其向CK组聚集;物种组成结果显示,门水平,厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和变形菌门（Proteobacteria）是KGM缓解便秘的优势菌门,KGM干预后,Bacteroidetes丰度降低,Firmicutes丰度增加;属水平,胃肠全段优势菌属存在显著差异,胃和小肠以乳杆菌属（Lactobacillus）为主,大肠以拟杆菌属（Bacteroides）和Lachnospiraceae＿NK4A136＿group菌属为主,KGM干预增加胃Lactobacillus和双歧杆菌属（Bifidobacterium）丰度,小肠Lactobacillus和Turicibacter丰度,大肠Lachnospiraceae＿NK4A136＿group丰度,降低Bacteroides、链球菌属（Streptococcus）和葡萄球菌属（Staphylococcus）丰度;KEGG Pathway群落功能预测结果发现,KGM的干预导致与微生物改变相关的多条代谢通路发生变化,其中,碳水化合物、膜转运及氨基酸的代谢是KGM调节胃肠全段微生物参与调控的主要代谢通路;与此同时,KGM干预增加胃肠全段SCFAs含量,这一试验结果与体外模拟发酵试验结果一致。（4）UHPLC-QE Orbitrap/MS非靶代谢组学结果发现,质控（Quality control,QC）样本基峰离子流图（Base peak chromatograms,BPC）几乎重叠,且与QC样本相比,空白样本的质谱信号几乎趋于平缓状态;主成分分析（Principal component analysis,PCA）结果显示,胃、小肠及大肠代谢物有明显分离,CK组与MC组有明显分离,KGM调控代谢物向CK组聚集;原始数据共注释到3,314种正离子模式（Positive ion mode,POS）和1,918种负离子模式（Negative ion mode,NEG）代谢物,Top 30热图结果发现,氨基酸（L-精氨酸、L-正亮氨酸、L-缬氨酸、L-组氨酸、L-脯氨酸等）、胆碱(乙酰胆碱、Lyso PC（16:0）、PC（18:2（9Z,12Z）/15:0等）、硫酸吲哚酚是主要优势差异代谢物。与MC组相比,KGM干预导致胃肠全段氨基酸水平升高,胆碱、硫酸吲哚酚水平下降;KEGG Pathway关键代谢通路表征结果显示,碳水化合物及氨基酸代谢途径是KGM缓解便秘的重要作用途径,这一试验结果与微生物调控相关代谢通路结果一致;此外,微生物与代谢关联分析结果显示,胃肠全段乳杆菌属、拟杆菌属与脱氧腺苷、硫酸吲哚酚、胸苷、糖精、3-甲基黄嘌呤等多个代谢物相关,次黄嘌呤与乳杆菌属、拟杆菌属、普氏菌属、纤维素菌属、不动杆菌属等多种胃肠全段微生物菌属相关。