牛肉和鸡肉膳食对人肠道微生物及代谢的影响研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:emma880222
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肉类在膳食结构中承担重要的角色。肉中因其含有丰富的营养素(蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等)对人体的生长发育和人类进化发展发挥着至关重要的作用,是人体获取蛋白质的重要来源。肉蛋白质的消化吸收和代谢过程非常复杂,不仅与肉的种类、胃肠道蛋白消化酶有关,而且与肠道微生物有很大关系。近年来,关于不同肉类蛋白对人体健康影响众多,但多在动物上的研究(鼠类、猪、猴等),而利用人体临床实验研究肉类膳食对人体肠道微生物及产生的代谢物与人体健康的影响研究甚少。本课题以人体为载体,肠道微生物及代谢产物为切入点,招募45名健康男性志愿者摄入目前肉来消费市场上消费比例增加的牛肉和鸡肉为主的膳食,首先探究分别摄食两种肉类后人体肠道微生物的组成和结构变化规律。接着通过体外发酵条件下,收集0天(原始)、14天(牛肉膳食)、28天(鸡肉膳食)三个时间点添加牛肉蛋白和鸡肉蛋白后,肠道微生物的组成和结构变化规律,以验证体外环境下肉蛋白对人体肠道微生物的结果。最后探究人体摄食牛肉和鸡肉后肠道微生物的代谢产物及代谢途径的差异变化,以期为膳食调控机体健康提供一定的科学依据。主要研究内容和结果如下:1.摄食牛肉和鸡肉对人体粪便微生物影响研究招募45名相似生活背景和饮食习惯健康男性志愿者分别摄食两周牛肉和鸡肉为主的膳食,收集0天(原始)、14天(牛肉组)和28天(鸡肉组)三个时间点的粪便,使用16SrRNA高通量测序技术检测三组粪便微生物的组成和结构变化规律。结果表明:粪便微生物主要存在拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia),其中拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)总比例达到90%。与0天对照组相比,牛肉组肠道微生物仅变形菌门(Proteobacteria)丰度显著下降(p<0.05),鸡肉组肠道微生物丰度没有显著差异(p>0.05)。属水平上肉蛋白组毛螺菌属(lachnospira)、lachnospiraceae NK4A136 group和瘤胃球菌属(Ruminococcus 2)三种菌属丰度显著增加(p<0.05)。牛肉和鸡肉组肠道微生物丰度和组成无显著差异(p>0.05)。2.体外发酵条件下牛肉和鸡肉蛋白对人肠道微生物的影响研究采集的0天原始粪便微生物分别添加牛肉和鸡肉蛋白、14天(牛肉)添加鸡肉蛋白和28天(鸡肉)添加牛肉蛋白分别和肠道微生物37℃,48h共培养所得菌液利用16SrRNA高通量测序技术检测三组粪便微生物的组成和结构变化规律。结果表明:0天粪便微生物添加肉蛋白后变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)丰度会显著增加,鸡肉蛋白组不仅使变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)丰度会显著增加,同时显著降低了拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度(p<0.05)。属水平上,肉蛋白组巨型球菌属(Megasphaera)、巨单胞菌属(Megamonas)、大肠杆菌-志贺菌(Escherichia-Shigella)丰度明显增加,普氏菌属(Prevotella 9)、Parabacteroides、Faecalibacterium明显下降趋势(p<0.05);鸡肉蛋白组还显著增加了萨特菌(Sutterella)和瘤胃球菌([Ruminococcus]torquesgroup)丰度(p<0.05)。与牛肉组相比,添加鸡肉蛋白放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)丰度显著增加(p<0.05),拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度显著下降。属水平上Alistipes、Alloprevotella、lachnoclostridium、毛螺菌属(lachnospira)、lachnospiraceae NK4A136 group、罗斯氏菌属(Roseburia)、瘤胃球菌(Ruminococcus 2)、[Eubacterium]eligens group、[Eubacterium]rectale group 和 Subdoligranulum 丰度显著下降(p<0.05);考拉杆菌属(Phascolarctobact erium)丰度显著增加。与鸡肉组相比,添加牛肉蛋白门水平的变化规律相似。属水平上与14天菌属变化相似,除了Alist ipes、[Eubacterium]rectale group和Subdoligranulum三种菌属,其他菌属丰度无显著变化(p>0.05)。体外发酵实验证明添加肉蛋白主要显著改变变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度变化。3.牛肉和鸡肉对人肠道微生物代谢的影响相对应第一章,肠道微生物作用于未消化完全的多肽、碳水化合物等,产生一些代谢产物,这些物质参与机体代谢过程。本研究发现:正离扫描下,与对照组相比,牛肉组主要产生一些醇类物质,影响生物合成代谢、维生素代谢(维生素D3和E)和脂类代谢,并促进维生素代谢和脂类代谢过程。鸡肉组产生醛类、醇类物质,氨基酸代谢增强,脂类代谢却下降。负离子扫描下,检测到的摄食两种肉类肠道微生物代谢物质减少,并且多是核苷酸、脂肪酸、酰胺类物质,可检测的维生素种类更多(VB9、VD3、VC、VE),氨基酸种类增多(多脯氨酸、甲硫氨酸),糖类代谢增强(半乳糖代谢),两种肉类影响肠道微生物代谢产物和途径类似。上述结果表明,摄食牛肉和鸡肉经过肠道微生物产生代谢产物不同,显著影响着不同的代谢途径,影响着人体的健康。
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