薯蕷粥對T2DM大鼠腸道微生物、血糖、胰島素的影響

洪雪珮，龐書勤，周 建，陳 芳，羅宗婷，張佳惠

（福建中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，福建福州 350122）

2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）是一種以高血糖為特征的內(nèi)分泌代謝性疾病，近年來，T2DM 的發(fā)病率呈迅速上升趨勢，已成為世界范圍內(nèi)的公眾健康問題[1?2]。腸道菌群作為“人體的隱藏器官”，是連接環(huán)境、基因、免疫系統(tǒng)的重要紐帶，在機(jī)體代謝、免疫等方面發(fā)揮重要作用[3]。腸道菌群能夠通過炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激等多種途徑參與胰島素信號傳導(dǎo)和糖脂代謝，在T2DM 的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用[4?6]。研究顯示，T2DM 改變腸道菌群的多樣性，主要表現(xiàn)為減少益生菌、增加有害菌，導(dǎo)致腸道微生態(tài)紊亂[5?6]。而補(bǔ)充益生菌、調(diào)節(jié)腸道微生物群平衡，能夠有效改善胰島素抵抗、降低血糖，延緩T2DM 的病情進(jìn)展[7]，常見的干預(yù)手段有直接口服補(bǔ)充益生菌、調(diào)整飲食和糞便移植，相比之下，飲食干預(yù)更加方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

薯蕷粥出自近代醫(yī)家張錫純的《醫(yī)學(xué)衷中參西錄》，僅由一味生懷山藥組成[8]，山藥中含有多種活性成分如山藥多糖、抗性淀粉、薯蕷皂苷等，具有抗氧化、調(diào)節(jié)腸道菌群、降低血脂等作用[9]。課題組前期將薯蕷粥應(yīng)用于T2DM 患者，連續(xù)食用12 周后發(fā)現(xiàn)薯蕷粥能夠改善T2DM 患者的氧化應(yīng)激，增加腸道內(nèi)雙歧桿菌的含量，降低血糖[10?11]；課題組前期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)薯蕷粥能夠改善T2DM 大鼠胰島β細(xì)胞形態(tài)，減少結(jié)腸組織的TNF-α、IL-6 含量，提高IL-10、STAT3 表達(dá)，即薯蕷粥可能通過改變腸道菌群，減輕炎癥水平、改善胰島細(xì)胞功能，達(dá)到降低血糖的效果；為進(jìn)一步明確薯蕷粥具體的降糖機(jī)制，現(xiàn)借助動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，采用16S-rDNA 測序技術(shù)，詳細(xì)評估薯蕷粥對T2DM 大鼠腸道菌群構(gòu)成的影響，探討薯蕷粥是否能夠通過改善T2DM 大鼠腸道微生物，增加短鏈脂肪酸的分泌，達(dá)到緩解胰島素抵抗、降低血糖的效果，為治療T2DM、探索薯蕷粥的降糖機(jī)制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

SPF 級雄性Wistar 大鼠 60 只，8 周齡，體重（180±10）g，上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司，動(dòng)物許可證號：SCXK（滬）2012-0011，飼養(yǎng)于福建中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物中心清潔級動(dòng)物房，實(shí)驗(yàn)全程嚴(yán)格遵循《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保護(hù)條例》，經(jīng)福建中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2019-023）；高脂飼料 閩侯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物貿(mào)易有限公司（中國福州），配方為：10%豬油、15%蔗糖、4%膽固醇、10%蛋黃粉、0.3%膽酸鹽、60.7%標(biāo)準(zhǔn)飼料；生懷山藥（生鐵棍山藥） 福州市閩侯縣上街致誠醫(yī)藥商店；二甲雙胍片 格華止，0.85 g/片，國藥準(zhǔn)字：H20023371；鏈脲佐菌素（STZ） Sigma公司；乙酸、丙酸、丁酸、2-乙基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品 上海aladdin 生化科技有限公司；DNA 提取試劑盒 福州沃森生物技術(shù)有限公司；血糖試紙 福州貝爾曼生物科技有限公司；大鼠胰島素（INS）酶聯(lián)免疫分析試劑盒 酶聯(lián)生物科技有限公司。

羅氏血糖儀 德國拜耳公司；精密電子秤 上海精天電子儀器有限公司；ELX808 型酶聯(lián)免疫檢測儀 美國BIO-TEK 公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀美國安捷倫公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 灌胃溶液的制備 薯蕷粥的制備：實(shí)驗(yàn)所需山藥由同一人員在固定商家分兩次購買，放在冰箱內(nèi)冷藏保存，每日取125 g 已去皮的山藥，切片后加水50 mL 放入料理機(jī)打成糊狀，取出后加250 mL 涼水，中火煮沸，30 s 后再文火煮沸，后再間隔30 s，連煮3 次，過程中輕輕攪拌，最后成粥狀，其濃度為0.5 g/mL，冷卻至37 ℃灌胃。二甲雙胍溶液制備：依據(jù)徐叔云《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》[12]的人鼠體表面積等效劑量換算（成人以60 kg 計(jì)算），每只大鼠灌胃100 mg/kg·d 二甲雙胍，根據(jù)大鼠體重計(jì)算出每日所需的二甲雙胍藥量，將所需二甲雙胍藥物研磨成粉，用5 mL 生理鹽水配制成二甲雙胍藥液，現(xiàn)配現(xiàn)用。聯(lián)合組灌胃溶液：將每只大鼠所需的二甲雙胍溶于5 mL 薯蕷粥內(nèi)灌胃。

1.2.2 造模 將60 只雄性Wistar 大鼠稱重、編號，按數(shù)字表法隨機(jī)選取10 只作為空白組使用普通飼料喂養(yǎng)；剩余50 只大鼠為造模組，使用高脂高糖飼料喂養(yǎng)6 周后造模：腹部注射1% STZ 溶液（避光，現(xiàn)配現(xiàn)用，pH4.2～4.5），計(jì)量：25 mg/kg。空白組大鼠腹腔注射等容積的檸檬酸鈉緩沖液。注射后72 h 尾靜脈采血測量空腹血糖，并觀察大鼠飲食、尿量、體重的變化，以空腹血糖>11.1 mmol/L 判斷是否造模成功[13]。本次50 只大鼠進(jìn)行造模，成功37 只，成模率為74%。

1.2.3 分組與給藥 將造模成功的37 只大鼠按照隨機(jī)數(shù)字表法分為模型組10 只，薯蕷粥組9 只，二甲雙胍組9 只，聯(lián)合組9 只。給藥方法：空白組和模型組每日使用生理鹽水灌胃5 mL，薯蕷粥組大鼠每日使用薯蕷粥灌胃5 mL，二甲雙胍組每日使用二甲雙胍溶液灌胃5 mL，聯(lián)合組大鼠每日計(jì)算所需的二甲雙胍藥量，溶于5 mL 薯蕷粥內(nèi)灌胃。所有大鼠均以空白飼料喂養(yǎng)，正常飲水，共干預(yù)6 周。

根據(jù)前期臨床試驗(yàn)中人體食用薯蕷粥的體積，結(jié)合人鼠體表面積計(jì)算得出大鼠的薯蕷粥灌胃量為5 mL，每5 mL 薯蕷粥中的山藥含量為5 mL×0.5 g/mL=2.5 g。

1.2.4 指標(biāo)檢測 灌胃期間每周檢測空腹血糖。干預(yù)結(jié)束后，所有大鼠禁食12 h 后，檢測空腹血糖，之后使用2%戊巴比妥鈉腹腔麻醉注射，抽取腹主動(dòng)脈血2 mL，結(jié)腸內(nèi)糞便約5 g（分裝成兩份）。

1.2.4.1 腸道菌群相關(guān)指標(biāo) 取材后，用干冰密封保存糞便樣本送至人和未來生物科技（長沙）有限公司檢驗(yàn)部門進(jìn)行16S-rDNA 測序。檢測合格的樣本使用Illumina Miseq/Hiseq 2500 雙端PE250 對V3-V4區(qū)域進(jìn)行測序，測序得到的下機(jī)數(shù)據(jù)（Raw Data）將用于后期信息分析。

1.2.4.2 短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸） 取材后立即將分裝好的糞便標(biāo)本用干冰密封保存送至福州市沃森生物科技有限公司，使用氣相色譜法檢測糞便內(nèi)短鏈脂肪酸含量。

1.2.4.3 胰島素水平 取材后立即將抽取的血樣本送至武漢市塞維爾生物科技有限公司，使用ELISA法監(jiān)測血清內(nèi)胰島素含量。使用公式計(jì)算胰島素抵抗水平：胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR)的計(jì)算公式為：胰島素抵抗指數(shù)=（空腹血糖×空腹胰島素）/22.5。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，描述性數(shù)據(jù)使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，計(jì)量資料符合正態(tài)分布時(shí)采用單因素方差分析，否則用秩和檢驗(yàn)，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用Fastp 軟件對16S-rDNA測序得到微生物樣本的Raw reads 數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量過濾，得到更準(zhǔn)確可靠的Clean Reads，再對Clean Reads基于Overlap 進(jìn)行拼接得到Clean Tags。然后基于有效數(shù)據(jù)進(jìn)行OTUs（Operational Taxonomic Units）聚類和物種組成分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大鼠一般情況

實(shí)驗(yàn)第一周，模型組死亡1 只，聯(lián)合組死亡2 只。最后納入統(tǒng)計(jì)分析的各組大鼠數(shù)量為：空白組10 只、模型組9 只、薯蕷粥組9 只、二甲雙胍組9 只，聯(lián)合組7 只。實(shí)驗(yàn)過程中，模型組大鼠精神萎靡，毛發(fā)臟亂，攝食量、飲水量與尿量增加。

2.2 各組大鼠血糖水平比較

由表1可知，干預(yù)期間空白組大鼠的空腹血糖維持在正常范圍，模型組大鼠始終高于11.1 mmol/L，極顯著高于空白組（P<0.01）。從干預(yù)第4 周起直至干預(yù)結(jié)束，薯蕷粥組大鼠的空腹血糖極顯著低于模型組（P<0.01）；干預(yù)結(jié)束后，薯蕷粥組大鼠的空腹血糖和二甲雙胍組相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），薯蕷粥組大鼠的空腹血糖顯著高于聯(lián)合組（P<0.05）。

表1 各組大鼠干預(yù)期間FBG 比較（±s,mmol/L）Table 1 Comparison of FBG of rats in each group during intervention (±s,mmol/L)

表1 各組大鼠干預(yù)期間FBG 比較（±s,mmol/L）Table 1 Comparison of FBG of rats in each group during intervention (±s,mmol/L)

注：*：與空白組相比，P<0.01；#：與模型組相比，P<0.01；▲：與聯(lián)合組相比，P<0.05。

組別 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 干預(yù)后空白組 5.90±0.47 5.28±0.40 5.92±0.56 5.50±0.32 5.67±0.44 6.21±0.40模型組 22.89±4.39* 20.19±2.17* 21.75±2.22* 20.94±2.15* 20.40±2.10* 20.43±2.99*薯蕷粥組 22.98±4.01 21.76±3.03 19.78±2.36 17.07±2.32# 15.59±2.18# 13.50±1.40#▲二甲雙胍組 21.78±3.22 20.14±2.45 18.71±2.65# 17.34±1.89# 15.68±2.06# 14.64±1.49#▲聯(lián)合組 24.57±4.16 21.93±3.51 18.88±2.93# 16.56±2.44# 14.98±1.75# 12.40±0.86#

2.3 各組大鼠血清胰島素、胰島素抵抗指數(shù)比較

由表2可知，模型組大鼠的血清空腹胰島素水平、胰島素指數(shù)均顯著高于空白組（P<0.05）；薯蕷粥組與模型組相比，血清空腹胰島素、胰島素抵抗指數(shù)顯著下降（P<0.05），與二甲雙胍組、聯(lián)合組相比沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。

表2 各組大鼠干預(yù)后胰島素、胰島素抵抗指數(shù)比較（±s)Table 2 Comparison of FINS and HOMA-IR of rats in each group after intervention

表2 各組大鼠干預(yù)后胰島素、胰島素抵抗指數(shù)比較（±s)Table 2 Comparison of FINS and HOMA-IR of rats in each group after intervention

注：*：與空白組相比，P<0.05；#：與模型組相比，P<0.05；表3同。

組別 n 空腹胰島素（mU/L） 胰島素抵抗指數(shù)空白組 10 40.23±2.47 12.85±1.66模型組 9 49.57±5.45* 43.65±7.82*薯蕷粥組 9 44.65±3.40# 24.20±5.07#二甲雙胍組 9 41.69±2.95# 24.67±2.93#聯(lián)合治療組 7 45.46±2.91# 26.14±2.22#

2.4 高通量測序結(jié)果

2.4.1 測序數(shù)據(jù) fastp 軟件分析得出所有樣本中Q20 值最小為96.32%，Q30 值最小為94.64%，表示測序的準(zhǔn)確度較高。使用usesrch10.0 軟件進(jìn)行相似度97%的OTU 聚類分析。分析共得到OTU 1511個(gè)，其中999（86.01%）個(gè)OTU 注釋到門。以樣本的OTUs 的排序編號為橫坐標(biāo)，OTUs 中的相對豐度為縱坐標(biāo)，繪制得到Rank Abundance 曲線（見圖1），Rank Abundance 曲線逐漸趨于平緩，說明測序數(shù)據(jù)量漸進(jìn)合理，能夠進(jìn)行后續(xù)分析。

圖1 Rank Abundance 曲線Fig.1 Rank Abundance curve

2.4.2 各組大鼠腸道菌群多樣性分析

2.4.2.1 Alpha 多樣性結(jié)果分析 由表3可知，模型組大鼠的OTUs、Chao1 指數(shù)（反應(yīng)菌群豐富度）、Shannon 指數(shù)（反應(yīng)菌群多樣性）均低于空白組（P<0.05）；薯蕷粥大鼠OTUs 指數(shù)高于模型組（P<0.05），與二甲雙胍組、聯(lián)合組相比沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。

表3 各組大鼠干預(yù)后腸道菌群物種的多樣性比較Table 3 Comparison of species diversity of gut microflora of rats in each group after intervention

2.4.2.2 Beta 多樣性分析 bray-curtis 值反應(yīng)不同樣本間的生物構(gòu)成差異，越接近1 代表樣本間差異越大。進(jìn)行同組之間樣本的對比見表4：模型組大鼠的bray-curtis 值極顯著高于空白組（F=32.595，P<0.01），表示模型組大鼠組內(nèi)的菌群構(gòu)成差異性大于空白組，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；不同組樣本之間的對比顯示：模型組和空白組樣本之間的bray-curtis 值均大于模型組與其他組樣本的bray-curtis 值（F=25.443，P<0.001），說明模型組與空白組之間的菌群構(gòu)成差異較大。

表4 各組大鼠干預(yù)后bray-curtis 值比較（±s)Table 4 Comparison of bray-curti index of rats in each group after intervention

表4 各組大鼠干預(yù)后bray-curtis 值比較（±s)Table 4 Comparison of bray-curti index of rats in each group after intervention

注：*：與空白組相比，P<0.05；

?

2.4.3 各組大鼠菌群物種組成分析

2.4.3.1 細(xì)菌門分類水平比較 厚壁菌門（Firmicutes）和擬桿菌門（Bacteroidetes）是五組大鼠在門水平上的主要細(xì)菌，占90%以上，見圖2。模型組中厚壁菌門的相對豐度（75.67%±8.22%）低于薯蕷粥組（88.37%±2.33%）和空白組（86.99%±2.76%）（F=5.432，P<0.001）。模型組中疣微菌門（Verrucomicrobia）的相對豐度（0.41%±0.34%）低于空白組（2.12%±0.47%）、薯蕷粥組（1.59%±0.53%，F(xiàn)=3.735，P=0.039）。模型組中變形菌門（Proteobacteria）的相對豐度（7.16%±3.05%）高于空白組（2.06%±1.54%），薯蕷粥組（1.99%±1.51%），二甲雙胍組（2.48%±1.02%），聯(lián)合組（2.32%±1.43%）（P<0.001）（F=10.618，P<0.001）。

圖2 各組大鼠門水平的細(xì)菌結(jié)構(gòu)Fig.2 Bacterial structure at the level of phylum in each group

2.4.3.2 細(xì)菌屬水平分類比較 乳酸桿菌（p__Firmicutes，Lactobacillus）、顫螺菌（p__Firmicutes，Oscillospira）、胃瘤球菌（p__Firmicutes，Ruminococcus）、阿克曼氏菌（p__Verrucomicrobia，Akkermansia）是五組大鼠在屬水平上的主要細(xì)菌，見圖3。模型組的梭菌含量（1.05%±0.30%）低于空白組（2.97%±0.58%）、二甲雙胍組（2.78%±0.61%）、薯蕷粥組（2.66%±0.40%）、聯(lián)合組（2.39%±0.35%）（F=23.579，P<0.005）；模型組的顫螺菌（3.33%±1.52%）含量低于空白組（11.33%±5.33%，F(xiàn)=5.675，P=0.01）。模型組中阿克曼氏菌的相對豐度（0.41%±0.34%）低于空白組（2.12%±0.47%）、薯蕷粥組（1.59%±0.53%）（F=3.735，P=0.039）。

圖3 各組大鼠屬水平的細(xì)菌結(jié)構(gòu)Fig.3 Bacterial structure at the genus level in each group

2.5 各組大鼠糞便內(nèi)短鏈脂肪酸水平比較

由表5可知，模型組大鼠糞便中乙酸、丙酸、丁酸的含量均顯著低于空白組（P<0.05）；薯蕷粥組、二甲雙胍組、聯(lián)合組大鼠糞便中乙酸、丙酸、丁酸的含量均極顯著高于模型組（P<0.01）；聯(lián)合組大鼠糞便中丁酸的含量顯著高于薯蕷粥組、二甲雙胍組（P<0.05）。

表5 各組大鼠糞便中SCFAs 比較（±s,mg/L）Table 5 Comparison of SCFAs in feces of rats in each group (±s,mg/L)

表5 各組大鼠糞便中SCFAs 比較（±s,mg/L）Table 5 Comparison of SCFAs in feces of rats in each group (±s,mg/L)

注：# ：與模型組相比，P<0.01；▲：與聯(lián)合組相比，P<0.05。

組別 n 乙酸 丙酸 丁酸空白組 10 248.39±26.53# 255.49±41.51# 261.92±38.99#模型組 9 94.34±23.04 85.03.±31.55 82.85±25.44薯蕷粥組 9 157.57±23.17# 175.50±19.89# 188.58±10.48#▲二甲雙胍組 9 161.91±23.85# 176.38±24.33# 169.61±12.96#▲聯(lián)合組 7 181.62±33.56# 197.43±44.28# 214.26±26.55#

2.6 相關(guān)性分析

將腸道內(nèi)主要細(xì)菌、胰島素抵抗指數(shù)、空腹血糖與SCFAs 進(jìn)行相關(guān)性分析，如表6所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：厚壁菌與乙酸、丙酸、丁酸的含量都呈正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）；梭菌與丁酸的含量呈正相關(guān)（P=0.01）；胰島素抵抗指數(shù)與乙酸、丙酸、丁酸皆呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.001）；FBG與乙酸、丙酸、丁酸皆呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.001）。

表6 相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis

3 討論與結(jié)論

3.1 T2DM 大鼠腸道微生物變化

本研究發(fā)現(xiàn)，與正常大鼠相比，T2DM 大鼠腸道菌群的多樣性、豐富度降低，與其他研究結(jié)果一致[14?15]。分析大鼠菌群構(gòu)成的差異性可知，模型組和空白組之間存在較為明顯的菌群構(gòu)成差異，并且模型組組內(nèi)的菌群構(gòu)成差異也大于空白組，說明T2DM改變了大鼠的腸道菌群構(gòu)成，與王瑾等[16]研究一致。具體分析菌群物種組成變化：在門水平上，T2DM增加了大鼠腸道內(nèi)厚壁菌門的相對豐度，減少了變形菌門的相對豐度；在屬水平上，T2DM 減少了了大鼠腸道內(nèi)顫螺菌、梭菌、阿克曼氏菌的相對豐度。有研究發(fā)現(xiàn)，T2DM 患者的梭菌（能促進(jìn)丁酸產(chǎn)生）豐度下降，芽孢桿菌和變形桿菌豐度增加，而大部分芽孢桿菌和變形桿菌為機(jī)會(huì)致病菌[17?19]，由此可見，T2DM改變腸道菌群的多樣性和豐富性，增加機(jī)會(huì)致病菌，導(dǎo)致腸道微生態(tài)紊亂[20?21]。

3.2 薯蕷粥對T2DM 大鼠腸道微生物的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，薯蕷粥、二甲雙胍、聯(lián)合治療均能降低變形菌的相對豐度，在此基礎(chǔ)上薯蕷粥還能夠上調(diào)厚壁菌、梭菌、阿克曼氏菌的相對豐度，增加OTUs。薯蕷粥與二甲雙胍、聯(lián)合治療相比，能夠調(diào)整更多的腸道菌群，改善腸道環(huán)境，由此可見，薯蕷粥在調(diào)節(jié)T2DM 腸道微生物上比單獨(dú)使用二甲雙胍、二甲雙胍與薯蕷粥聯(lián)用更具有優(yōu)勢。厚壁菌能夠促進(jìn)丙酸、丁酸生長，梭菌能夠促進(jìn)乙酸、丁酸生長，二者皆有利于SCFAs 產(chǎn)生，繼而改善T2DM[21]。阿克曼氏菌是疣微菌的一種，能夠影響機(jī)體的能量代謝，在腸道中的含量與肥胖、糖尿病等代謝性疾病呈負(fù)相關(guān)[22?24]。研究顯示，阿克曼氏菌在T2DM 中能夠發(fā)揮出色作用，補(bǔ)充滅活的阿克曼氏菌可顯著改善超重/肥胖的胰島素抵抗者的多項(xiàng)代謝指標(biāo)，緩解胰島素抵抗，降低體重、血糖[25]；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，阿克曼氏菌能夠改善炎癥反應(yīng)，減輕氧化應(yīng)激、使宿主動(dòng)物腸道菌群正常化，從而改善T2DM[26]。

3.3 薯蕷粥對T2DM 大鼠SCFAs 的影響

表2可知，薯蕷粥能夠增加T2DM 大鼠腸道內(nèi)乙酸、丁酸、丙酸的含量。SCFAs 由厭氧菌分解碳水化合物產(chǎn)生，包括乙酸、丙酸和丁酸，在控制體重，平衡葡萄糖穩(wěn)態(tài)、胰島素敏感性等方面發(fā)揮重要作用，對T2DM 的健康至關(guān)重要[27?28]。本研究顯示，薯蕷粥能增加厚壁菌、梭菌的相對豐度，厚壁菌與乙酸、丙酸、丁酸的含量都呈正相關(guān)，梭菌與丁酸的含量呈正相關(guān)，說明薯蕷粥通過增加梭菌、厚壁菌，促進(jìn)SCFAs 產(chǎn)生，其他研究也認(rèn)為，厚壁菌、梭菌能夠促進(jìn)SCFAs 產(chǎn)生，與本研究結(jié)果一致[20,23]。推測薯蕷粥對腸道菌群、SCFAs 的作用與其富含山藥多糖有關(guān)，山藥多糖是山藥中的主要活性成分，具有調(diào)節(jié)胃腸道的功能，能夠緩解腸道微生態(tài)失調(diào)，以及通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和炎癥反應(yīng)維護(hù)腸道的屏障功能[9]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，山藥多糖能夠緩解抗生素誘導(dǎo)的菌群失調(diào)，增加梭菌含量，減少有害菌，調(diào)整腸道菌群的豐富性和多樣性，促進(jìn)SCFAs 含量上升[29?30]。

3.4 薯蕷粥對T2DM 大鼠胰島素、血糖的影響

本研究中，T2DM 大鼠的空腹胰島素含量、胰島素抵抗指數(shù)較空白組均有明顯上升，經(jīng)薯蕷粥干預(yù)后，空腹胰島素含量、胰島素抵抗指數(shù)均顯著下降（P<0.05），說明薯蕷粥能夠明顯降低T2DM 大鼠的胰島素水平，緩解高脂飲食所誘導(dǎo)的胰島素抵抗。李亞娟等[31]的研究也顯示，糖尿病患者服用含山藥的食療方后胰島素功能得到明顯改善，與本研究結(jié)果一致。在血糖方面，薯蕷粥組大鼠從第4 周起出現(xiàn)明顯的血糖下降；比較干預(yù)后的空腹血糖，聯(lián)合組的降糖效果優(yōu)于薯蕷粥組，二甲雙胍組、薯蕷粥組相比沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明薯蕷粥聯(lián)合二甲雙胍的降糖效果最優(yōu)，薯蕷粥的降糖作用雖比二甲雙胍起效遲，但降糖效果上差異不明顯。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)：胰島素抵抗指數(shù)和FBG 皆與乙酸、丙酸、丁酸呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系，推測薯蕷粥通過增加SCFAs，可發(fā)揮緩解胰島素抵抗、降低血糖的作用。SCFAs 中的乙酸和丙酸都是糖脂代謝過程中的重要底物，能夠影響機(jī)體的物質(zhì)、能量代謝，是維持葡萄糖、脂肪代謝的重要調(diào)節(jié)劑[4,22]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，通過調(diào)節(jié)腸道菌群，增加SCFAs 含量，能夠減輕機(jī)體炎癥反應(yīng)，改善胰島素抵抗，降低T2DM 大鼠的血糖[32?33]。課題組前期研究證實(shí)，薯蕷粥能夠在一定程度上緩解T2DM 大鼠的炎癥反應(yīng)，改善胰島細(xì)胞功能（尚未公開發(fā)表）；結(jié)合本研究的發(fā)現(xiàn)，推測薯蕷粥可能通過改善T2DM 大鼠腸道微生物失調(diào)，增加SCFAs 來發(fā)揮減輕炎癥反應(yīng)、緩解胰島β 細(xì)胞損傷的作用，進(jìn)而達(dá)到緩解胰島素抵抗、降低血糖的效果。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SCFAs 與T2DM 大鼠的血糖密切相關(guān)，將在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中探討薯蕷粥對T2DM 大鼠腸道炎癥的影響，進(jìn)一步明確SCFAs 的具體降糖機(jī)制。

3.5 局限性

山藥的生長環(huán)境、生長季節(jié)對山藥的品質(zhì)存在一定影響，本研究進(jìn)行灌胃干預(yù)的時(shí)間為6 周，所需要的鐵棍山藥無法一次性買齊使用，需要分多次購買。本研究雖無法保證所使用山藥的品質(zhì)絕對一致，但盡量控制山藥的產(chǎn)地，品質(zhì)統(tǒng)一；研究人員在同一商家購買6 周之內(nèi)產(chǎn)自河南省焦作市溫縣的鐵棍山藥，使用標(biāo)準(zhǔn)：采用表皮光滑，斷層雪白，無斑點(diǎn)和霉點(diǎn)，含黏液較多的山藥做粥。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中也可比對不同季節(jié)、產(chǎn)地的山藥對T2DM 的治療效果。

3.6 結(jié)論

通過對T2DM 大鼠6 周的干預(yù)發(fā)現(xiàn)，使用薯蕷粥灌胃能緩解腸道微生物失調(diào)，增加短鏈脂肪酸含量，緩解胰島素抵抗，降低T2DM 大鼠血糖。本次研究未深入研究短鏈脂肪酸的降糖通路，未來將進(jìn)一步探討薯蕷粥對T2DM 的降糖機(jī)制，為薯蕷粥的推廣和應(yīng)用提供依據(jù)。