燕麥麩皮對(duì)大鼠腸道菌群及糖脂代謝水平的影響

馬小陶，林　兵，石　勱

(中日友好醫(yī)院營(yíng)養(yǎng)科，北京　100029)

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燕麥麩皮對(duì)大鼠腸道菌群及糖脂代謝水平的影響

馬小陶，林兵，石勱

(中日友好醫(yī)院營(yíng)養(yǎng)科，北京100029)

摘要：目的：研究富含燕麥麩皮飼料對(duì)正常大鼠的耐受性和安全性，及其對(duì)腸道功能、腸道菌群構(gòu)成、血糖、血脂水平的影響。方法：SD大鼠分為對(duì)照組(基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng))和干預(yù)組(含燕麥麩皮21.7%飼料喂養(yǎng))，4w實(shí)驗(yàn)期間記錄大鼠一般生活狀況、進(jìn)食量、體重、血糖、血脂水平、腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間等指標(biāo)，第29d處死大鼠，記錄盲腸總重、壁重及內(nèi)容物重量，行腸球菌、腸桿菌、雙歧桿菌及乳桿菌特異性培養(yǎng)及計(jì)數(shù)，測(cè)定盲腸內(nèi)容物氨含量及pH值。結(jié)果：喂養(yǎng)4w后，與對(duì)照組相比，干預(yù)組大鼠盲腸內(nèi)容物雙歧桿菌數(shù)量明顯上升，盲腸內(nèi)容物pH值水平明顯下降，其他各項(xiàng)指標(biāo)在2組間未見顯著性差異。結(jié)論：正常大鼠對(duì)干預(yù)組劑量的燕麥麩皮安全耐受，燕麥麩皮增加正常大鼠腸道雙歧桿菌數(shù)量，降低腸道內(nèi)pH值水平，未觀察到其對(duì)腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間、盲腸結(jié)構(gòu)及糖脂代謝水平等指標(biāo)的影響。

關(guān)鍵詞：燕麥麩皮；腸道菌群；腸道功能；糖脂代謝

燕麥麩皮富含大部分燕麥營(yíng)養(yǎng)素，總膳食纖維含量達(dá)30%，其中可溶性膳食纖維約占1/3，是燕麥β-葡聚糖的良好來源。與燕麥β-葡聚糖相比，燕麥麩皮的加工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，富含燕麥的飼料喂養(yǎng)可能對(duì)腸道有益菌增加有效[1]，從腸道菌群及腸道功能入手探索糖脂代謝及多種代謝性疾病的病理生理機(jī)制已成為近年來研究的新熱點(diǎn)[2]。本研究擬評(píng)估含21.7%燕麥麩皮的基礎(chǔ)飼料飼養(yǎng)正常大鼠的耐受性及安全性，并探討其對(duì)正常大鼠腸道功能、腸道細(xì)菌構(gòu)成、血糖、血脂水平的影響。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)SD雄性大鼠，6w齡，體重200～250 g，由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。以美國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)(American Institute of Nutrition，AIN-93G)動(dòng)物飼料配方為基礎(chǔ)飼料單籠喂養(yǎng)，自主飲食及飲水。飼養(yǎng)環(huán)境溫度21～23℃、濕度50%～60%RH。

1.2主要試劑和儀器

HITACHI 7180全自動(dòng)生化分析儀(日本)、JH-30A計(jì)重秤(中國(guó))、高速冷凍離心機(jī)(日本)、320Ph Meter精密pH計(jì)(瑞士)、UV-762 型分光光度計(jì)(中國(guó))、厭氧箱、LBS瓊脂培養(yǎng)基、BS培養(yǎng)基、膽汁七葉苷疊氮鈉培養(yǎng)基、伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

動(dòng)物處理：16只大鼠按體重隨機(jī)分為對(duì)照組、干預(yù)組，每組8只。經(jīng)1w基礎(chǔ)飼料(AIN-93G)適應(yīng)性喂養(yǎng)后，干預(yù)組給予含燕麥麩皮21.7%[燕麥β-葡聚糖0.64 g/(kg·d·BW)]的基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)，對(duì)照組繼續(xù)基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)期間記錄大鼠一般生活狀況，每周記錄進(jìn)食量及稱量體重。分別于第0d及第25d動(dòng)物空腹過夜，尾靜脈取血，進(jìn)行血糖、血脂等血清學(xué)測(cè)定，同時(shí)行腸道轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)(墨汁試驗(yàn))。于第29d處死動(dòng)物，稱量盲腸總重、盲腸壁重及盲腸內(nèi)容物重量，無菌操作留取腸內(nèi)容物0.1g，行腸球菌、腸桿菌、雙歧桿菌及乳桿菌特異性培養(yǎng)、鑒定，采用濃度梯度稀釋法行菌落計(jì)數(shù)(每個(gè)樣本3個(gè)平行樣，求平均值)，同時(shí)進(jìn)行盲腸內(nèi)容物氨含量(改良Helen MeCullough法)及pH值(pH計(jì)法)測(cè)定。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)分析采用SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，確定P<0.05時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果與分析

2.1一般狀態(tài)及體重增長(zhǎng)變化

大鼠毛色、精神狀態(tài)、日常活動(dòng)等一般狀態(tài)情況在2組間無明顯差異。實(shí)驗(yàn)期間大鼠每周體重及總體重增值在2組間差異尚無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，干預(yù)組大鼠的體重略高于對(duì)照組(表1)。

表1　大鼠體重變化

2.2進(jìn)食情況

與大鼠體重變化結(jié)果相一致，SD大鼠每周進(jìn)食飼料量及總進(jìn)食飼料量在2組間無明顯差異(P>0.05)(表2)。

表2　大鼠進(jìn)食飼料量

2.3腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間

實(shí)驗(yàn)第0d及第25d，2組大鼠腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間未見顯著性差異(P>0.05)(表3)。

表3　第0d及第25d大鼠腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間

2.4盲腸總重、壁重及內(nèi)容物重量

實(shí)驗(yàn)第29d時(shí)，2組大鼠的盲腸總重、盲腸壁重及盲腸內(nèi)容物重量均未見顯著性差異(P>0.05)(表4)。

表4　　　　第29d大鼠盲腸總重、盲腸壁重及盲腸內(nèi)容物重量比較

2.5盲腸內(nèi)容物菌群數(shù)量

實(shí)驗(yàn)第29d干預(yù)組大鼠盲腸內(nèi)容物雙歧桿菌菌落數(shù)量較對(duì)照組顯著升高(P<0.05)，干預(yù)組大鼠腸桿菌及腸球菌菌落數(shù)量較對(duì)照組有減少趨勢(shì)，而乳桿菌有增加趨勢(shì)，但以上菌種在2組間尚未見顯著性差異(P>0.05)(表5)。

表5　第29d大鼠盲腸內(nèi)容物菌群數(shù)量

注：*與對(duì)照組相比，P<0.05

2.6盲腸內(nèi)容物氨含量及pH值

與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)第29d時(shí)干預(yù)組大鼠盲腸內(nèi)容物pH值較對(duì)照組顯著降低(P<0.05)，氨含量水平亦有降低趨勢(shì)，但在2組間未見顯著性差異(P>0.05)(表6)。

表6　第29d大鼠盲腸內(nèi)容物氨含量pH值比較

注：*與對(duì)照組相比，P<0.05

2.7血糖及血脂水平

實(shí)驗(yàn)第0d及第25d，大鼠尾靜脈血血糖(GLU)、總甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平在2組間未見顯著性差異(P>0.05)(表7、表8)。

表7　第0d大鼠尾血血糖及及血脂水平

表8　第25d大鼠尾血血糖及及血脂水平

3討論

燕麥麩皮中多數(shù)營(yíng)養(yǎng)成分如膳食纖維、β-葡聚糖、不飽和脂肪酸的含量均遠(yuǎn)高于燕麥谷粒，其含有的植物蛋白、酚類、生物堿等物質(zhì)同樣可能參與調(diào)節(jié)腸道功能、血糖、血脂水平等代謝水平。燕麥麩皮食用方式靈活、易于推廣，可添加至面包等日常食物中，有助于改善食物的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成[3]。

機(jī)體腸道內(nèi)存在大量微生物，包括有益菌群(雙歧桿菌、乳酸桿菌等)及條件致病菌(腸桿菌、腸球菌等)，細(xì)菌生長(zhǎng)所需底物的量和種類是影響腸道內(nèi)微生物及腸道內(nèi)環(huán)境的關(guān)鍵因素之一。本實(shí)驗(yàn)給予大鼠含燕麥麩皮21.7%[相當(dāng)于燕麥β-葡聚糖0.64 g/(kg·BW·d)]的飼料喂養(yǎng)，大鼠腸內(nèi)容物有益菌(雙歧桿菌)數(shù)量增加，且腸內(nèi)容物的pH值有所下降，考慮可能機(jī)制與β-葡聚糖作為益生元，不被消化道的胃酸和酶類消化，從而給腸道中的雙歧桿菌等有益菌提供營(yíng)養(yǎng)源，使其迅速增殖并利用β-葡聚糖，產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸(SCFA)及一些抗菌素物質(zhì)，降低腸道內(nèi)pH值而抑制有害菌生長(zhǎng)，改善腸道菌群構(gòu)成有關(guān)[4，5]。本研究干預(yù)組給予的燕麥麩皮量推算至人群約200 g/d(相當(dāng)于燕麥β-葡聚糖6 g/d)。在實(shí)驗(yàn)過程中，干預(yù)組的干預(yù)措施對(duì)大鼠的一般狀態(tài)、進(jìn)食飼料量及體重?zé)o明顯影響，提示了正常大鼠對(duì)干預(yù)組劑量的燕麥麩皮及β-葡聚糖含量可以安全耐受，且有較良好的適口性。

有研究報(bào)道，攝入不消化碳水化合物可能通過對(duì)人體微生態(tài)菌群構(gòu)成的雙向調(diào)節(jié)，促進(jìn)腸道菌群平衡態(tài)、正常化，從而有效防止便秘和腹瀉[6，7]。本研究中2組大鼠腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間未見明顯差異，考慮與對(duì)照組大鼠腸道功能正常有關(guān)。與之相類似，燕麥麩皮喂養(yǎng)對(duì)正常大鼠的血糖及血脂水平亦無明顯影響。燕麥麩皮及燕麥β-葡聚糖對(duì)腸道功能及糖脂代謝相關(guān)調(diào)節(jié)方面的作用，仍需更多相應(yīng)的動(dòng)物模型及對(duì)象人群研究以進(jìn)一步闡明。◇

參考文獻(xiàn)

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(責(zé)任編輯李婷婷)

基金項(xiàng)目：新世紀(jì)人才計(jì)劃(項(xiàng)目編號(hào)：NCET-13-0694)。

作者簡(jiǎn)介：馬小陶(1985—)，女，博士，研究方向：營(yíng)養(yǎng)與慢性病。

通訊作者：石勱(1979—)，女，博士，研究方向：慢病的營(yíng)養(yǎng)防治。

Effect of Oat Bran the Intestinal Bacteria and Glucose and Lipid Metabolism Level in Rats

MA Xiao-tao，LIN Bing，SHI Mai

(China-Japan Friendship Hospital，Department of Nutrition，Beijing 100029，China)

Abstract：【Objective】To study the tolerance and safety of oat bran-riched diet and its effect on intestinal function and bacterial，the levels of blood glucose and lipids of normal rats.【Method】SD male rats were randomly divided into control group (basal diet) and intervention group (diet containing 21.7% oat bran ).During the four-week trial，the general state，food intake，weight，blood glucose，blood lipid levels and intestinal transport time were recorded.At 29thday，the weights of the cecum，cecal wall and cecal contents，the cultures and countings of bacterial colony of Enterococcus，Enterobacteria，Bifidobacterium and Lactobacillus，and the ammonia content and pH value in the cecum were measured.【Result】After 4-week feeding，compared with the control group，the intervention group showed a higher counting of Bifidobacterium and lower pH value in the cecum.The general state，food intake，weight，blood glucose，blood lipid，intestinal transport time.There were no significant differences in the weights of the cecum，cecal wall and cecal contents the countings of the other bacterial colonies and ammonia content in the cecum between the two groups.【Conclusion】Oat bran at the dose of intervention group was safe and well tolerated by the normal rats.Oat bran increased the Bifidobacterium in intestinal and reduced intestinal pH value，but there was no effect on the intestinal transit time，cecum structure and glucose and lipid metabolism level of the normal rats.

Keywords：oat bran；intestinal bacteria；intestinal function；glucose and lipid metabolism