随着经济水平的快速发展以及生活方式的改变,因糖脂代谢异常导致的高脂血症、糖尿病等慢性代谢性疾病的发病率也在逐年升高,对人类的生命健康构成了严重威胁。因此,针对糖脂代谢异常的调控已成为预防和治疗高脂血症及糖尿病等慢性代谢性疾病的重要策略。常用的调脂降糖药物虽然具有较好的效果,但长期使用均存在一定的副作用。因此,来源于膳食中的活性成分以其健康、安全及其作用温和而备受人们的青睐。花椒是我国重要的香辛料植物。花椒麻味物质是一类存在于花椒中结构独特的重要活性成分,具有抗炎镇痛、抗氧化以及抗血小板凝集等多种生理活性。近年来的研究也表明,花椒麻味物质既是TRPV1受体的激活剂,也是CB1的拮抗剂,而这两种受体活性的改变对机体脂质代谢、胰岛素分泌及其能量代谢等具有潜在的影响。但是,花椒麻味物质对高脂血症及糖尿病等慢性代谢性疾病糖脂代谢异常的调节效果还不明确,尤其是作用机制还不清楚。因此,本研究采用动物实验研究了花椒麻味物质对高脂血症及糖尿病大鼠糖脂代谢的影响,并重点研究了其分子机制,为花椒的高值化利用和健康消费提供科学依据。其主要研究结果如下:(1)探讨花椒麻味物质对高脂膳食大鼠脂质代谢的影响及其作用机制。将40只雄性SD大鼠随机分为正常对照组(Control)、高脂模型组(MC)、花椒麻味物质低剂量组(LD)、花椒麻味物质中剂量组(MD)及花椒麻味物质高剂量组(HD)。除正常对照组外均饲喂高脂饲料,花椒麻味物质低、中、高剂量组大鼠分别每天灌胃3 mg/kg.bw、6 mg/kg.bw及9 mg/kg.bw花椒麻味物质,实验周期为6 w。实验结束后,检测大鼠血脂、肝脂、小肠及粪便中总胆汁酸含量等的变化,并分析大鼠肝脏及回肠中与脂质代谢相关的基因及蛋白表达。结果表明,与正常对照组相比,高脂模型组大鼠体重增加量、饲料效率、血浆胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平以及致动脉粥样硬化指数显著增加(P<0.05)。同时,高脂膳食也导致大鼠肝脏中总胆固醇及甘油三酯的累积也显著增加(P<0.05)。然而,饲喂不同剂量的花椒麻味物质可显著降低大鼠饲料效率及致动脉粥样硬化指数,血浆和肝脏中胆固醇、甘油三酯等含量也显著降低(p<0.05)。镜检结果表明,饲喂不同剂量的花椒麻味物质6w后,大鼠肝脏脂肪样变性均有所减轻,其中高剂量组作用最为明显。饲喂花椒麻味物质对高脂膳食大鼠肝脏中lxr及cyp7a1的表达没有产生显著性影响,但能显著下调大鼠肝脏中srebp-2和hmg-coa还原酶及回肠中asbt和ibabp的表达;显著上调肝脏及回肠中trpv1的表达(p<0.05),且能增加小肠内容物和粪便中总胆汁酸的含量,粪便中中性固醇的含量也显著增加(p<0.05)。说明花椒麻味物质对高脂膳食诱导的脂质代谢紊乱具有良好的改善作用,其可能机制与下调胆固醇合成及胆汁酸重吸收相关基因及蛋白的表达,抑制内源性胆固醇的合成,阻碍胆汁酸的肝肠循环,促进胆汁酸及中性固醇的排泄有关。(2)研究花椒麻味物质对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠糖脂代谢的影响,并探讨其可能的机制。以40只雄性sd大鼠为研究对象,并随机分为花椒麻味物质低剂量组(diab-ld)、花椒麻味物质中剂量组(diab-md)、花椒麻味物质高剂量组(diab-hd)、模型对照组(diabetic)及正常对照组(control),连续灌胃28d。结果表明,与模型对照组相比,随着花椒麻味物质剂量的增加,大鼠空腹血糖、血浆果糖胺水平显著降低(p<0.05),缓解了因糖尿病诱导的脏器肿大,降低血浆中胆固醇及甘油三酯的含量(p<0.05),并能阻止脂肪滴在肝脏组织的积聚,而大鼠体重增加量、饲料效率、肝糖原及肌糖原的含量则显著增加(p<0.05);同时,口服糖耐量状况也得到明显改善,修复了胰岛功能,其中高剂量组大鼠血浆胰岛素含量恢复到正常大鼠水平(p>0.05)。说明花椒麻味物质具有较好的改善stz诱导的糖尿病大鼠糖脂代谢紊乱的作用。采用实时荧光定量及其蛋白免疫印迹技术检测大鼠肝脏及胰腺中与糖代谢和胰岛素分泌相关基因及蛋白表达发现,饲喂花椒麻味物质可显著上调大鼠肝脏中gk和trpv1的表达(p<0.05),同时显著下调了大鼠肝脏中糖异生关键酶pepck和g6pase的表达(p<0.05)。此外,花椒麻味物质还可显著上调大鼠胰腺中与胰岛素分泌相关的pdx-1、glut2、gk及其trpv1的表达(p<0.05),并能下调大鼠肝脏及胰腺中cb1的表达(p<0.05)。以上结果表明,花椒麻味物质改善糖尿病大鼠糖脂代谢紊乱的可能机制是通过抑制糖异生作用,减少肝糖的输出,并能修复胰岛功能,促进胰岛素的分泌。(3)研究不同剂量的花椒麻味物质对糖尿病大鼠肠道结构、肠道菌群及其发酵产物的影响。将40只雄性sd大鼠随机分为糖尿病模型对照组(diabetic)、正常对照组(control),花椒麻味物质低(diab-ld)、中(diab-md)和高剂量组(diab-hd)。大鼠连续灌胃28d后,检测其盲肠组织质量,盲肠内容物中游离氨、短链脂肪酸及其主要肠道菌群等指标,并观察肠道病理切片。结果表明,糖尿病模型大鼠盲肠组织质量、盲肠壁表面积、ph值、游离氨的含量及其肠杆菌、肠球菌等有害菌群的数量显著增加(P<0.05),而短链脂肪酸含量、双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群的数量显著降低(P<0.05),说明糖尿病会导致大鼠肠道微生态发生改变,使得肠道菌群紊乱。而一定剂量的花椒麻味物质可显著降低大鼠盲肠内容物中游离氨的含量(P<0.05),并能抑制肠道中肠杆菌、肠球菌等有害菌群的生长;显著增加盲肠内容物中短链脂肪酸及其双歧杆菌等有益菌群的数量(P<0.05),改善大鼠小肠组织形态。但随着花椒麻味物质剂量的增加,会导致大鼠肠道黏膜及其细胞结构损伤。以上结果说明,一定剂量的花椒麻味物质可有效调节大鼠肠道微生态的紊乱,但高剂量的花椒麻味物质会导致大鼠肠道组织的损伤。(4)为探讨TRPV1受体是否参与了花椒麻味物质对机体糖代谢的调节作用,以40只雄性SD大鼠为研究对象,随机分为正常对照组(CON)、糖尿病模型组(MC)、辣椒卓平组(CAPZ)、花椒麻味物质组(ALK)及辣椒卓平和花椒麻味物质复合处理组(ALK+CAPZ),实验周期为28 d。实验结束后,检测大鼠血糖值、血浆胰岛素、果糖胺等与糖代谢相关的指标,并分析肝脏中GK、PEPCK、G6Pase和胰腺中PDX-1、GLUT 2及GK等基因和蛋白表达。结果表明,与糖尿病模型组大鼠相比,腹腔注射辣椒卓平对大鼠空腹血糖、血浆果糖胺、口服糖耐量及肝糖原含量无显著影响(P>0.05),而单独灌胃花椒麻味物质可显著降低大鼠空腹血糖、改善口服糖耐量、增加血浆胰岛素和肝糖原的水平(P<0.05),但TRPV1受体竞争性拮抗剂辣椒卓平显著减弱了花椒麻味物质对糖尿病大鼠糖代谢紊乱的改善作用。此外,灌胃花椒麻味物质可显著下调肝脏中PEPCK、G6Pase和CB1的表达,显著上调GK的表达(P<0.05);并能显著上调胰腺中PDX-1、GLUT 2及GK的表达,显著下调CB1的表达(P<0.05),而辣椒卓平则明显阻断花椒麻味物质对相关基因的调节作用。以上结果说明,TRPV1受体在花椒麻味物质改善糖尿病大鼠糖代谢紊乱中发挥了重要作用,并参与了调节大鼠肝脏糖代谢和胰腺胰岛素分泌相关基因及蛋白的表达。