三种燕麦产品对DIO大鼠肠道菌群结构及脂代谢关系研究

摘要

本研究评价了不同燕麦产品的减肥降脂功效以及对肥胖大鼠肠道菌群结构的影响,同时探究两者之间内在联系。
　　比较了燕麦片(OM)、去皮燕麦面粉组(OF)和精制燕麦麸(OB)三种燕麦产品的基本营养组成和持水性、溶胀性以及黏度特性;提取燕麦产品的β-葡聚糖并分析其黏度特性和分子量。结果表明,三种燕麦产品持水力、溶胀性和黏度特性均为OB>OF>OM;营养成分β-葡聚糖含量差别较大,OB含β-葡聚糖8.10％,OM含4.15%,OF仅含1.54%,提取纯化后其平均重均分子量分别为0.74×105g/mol、6.81×105g/mol、8.20×105g/mol。
　　考察了燕麦产品的减肥降脂功效。随机将80只SD雄性大鼠分为两组:正常组(CON)12只,饲喂基础饲料;饮食诱导肥胖组(DIO)68只,饲喂高脂饲料,建造DIO大鼠模型。造模成功后,将肥胖大鼠随机分为四组,每组12只:燕麦片组(OM)、去皮燕麦面粉组(OF)、精制燕麦麸组(OB)和肥胖模型组(MC)。不同燕麦产品组分别饲喂含等量燕麦β-葡聚糖[0.70g/(kg·BW·d)]的高脂饲料,MC组继续饲喂高脂饲料,正常大鼠继续饲喂基础饲料作为正常对照组(NC)。实验持续8周,期间测定脂代谢相关指标。结果表明:燕麦产品可以降低肥胖大鼠Lee’s指数和腹腔总脂肪系数(p<0.05),提高血清卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)活性(p<0.05),促进粪便胆汁酸(FBA)排出(p<0.05),改善血脂水平(TC、TG和HDL-C/TC),同时还能显著降低肥胖大鼠肝脏指数(p<0.05),改善肝脂水平(TC和TG),并提高肝脏组织肝酯酶(HL)和脂蛋白酯酶(LPL)活性(p<0.05)。OF减肥效果较显著,而OB降脂效果较显著。
　　采用ERIC-PCR技术和高通量测序技术研究了燕麦产品对DIO大鼠肠道菌群结构的影响。实验结果显示:与正常组相比,肥胖组大鼠肠道菌群多样性明显下降,肠道中厚壁菌门(Firmicutes)数量增加,而拟杆菌门(Bacteroidetes)/厚壁菌门比值(B/F)减小,在属的生物学水平下,发现其乳酸杆菌属(Lactobacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)和埃希氏杆菌属(Escherichia)数量均低与正常组大鼠。实验结束后,燕麦产品组大鼠肠道菌群多样性得到恢复,厚壁菌门数量减少,B/F值增大,有益菌属乳酸杆菌属和双歧杆菌属数量增多。相比之下,OB效果最明显。此外,在三个燕麦产品组中,还发现四种特有菌门:酸杆菌门(Acidobacteria)、黏胶球型菌门(Lentisphaerae)、螺旋体菌门(Spirochaete)和梭杆菌门(Acidobacteria)。
　　探究了燕麦产品减肥降脂功效与改善肠道菌群作用之间内在联系。检测了大鼠粪便pH值,短链脂肪酸(SCFA)浓度,血清瘦素(LEP)和脂联素(ADP)浓度以及血清内毒素(ET)、白介素-6(IL-6)和肿瘤细胞坏死因子-α(TNF-α)水平。结果显示:燕麦产品组大鼠粪便pH值显著降低(p<0.05),粪便中总SCFA浓度增加(p<0.05),其中乙酸∶丙酸∶异丁酸∶丁酸比例有所改变。另外,燕麦产品可以显著提高肥胖大鼠血清LEP和ADP浓度(p<0.05),降低血清ET、IL-6和TNF-α水平(p<0.05),但其IL-6和TNF-α水平与正常组相比仍有显著差异(p<0.05)。OB效果最显著,其次为OM和OF。
　　以上实验结果表明燕麦产品可以通过改变肠道菌群结构而影响机体能量和脂肪代谢,从而达到减肥降脂效果。

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第一章 绪论

1.1肥胖与肠道菌群的关系

1.2燕麦产品减肥降脂作用与益生作用相关性

1.3肠道微生物结构分子生物学研究方法

1.4本课题立题意义及研究内容

第二章 三种燕麦产品营养组成及理化特性研究

2.1引言

2.2材料与方法

2.3实验结果与分析

2.4本章小结

第三章 三种燕麦产品对DIO大鼠体重及脂代谢的影响

3.1引言

3.2材料与方法

3.4结果与分析

3.5本章小结

第四章 三种燕麦产品对DIO大鼠肠道菌群结构的影响

4.1引言

4.2材料与方法

4.3结果与分析

4.4本章小结

第五章 肠道菌群代谢产物调节脂代谢的相关机理分析

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

5.1主要结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录一 E.N.Z.A.粪便DNA提取试剂盒说明书

附录二

附录三 攻读硕士学位期间发表论文目录

附录四 课题来源