论文部分内容阅读
长期摄入果糖甜味剂诱导的肝损伤及肥胖正严重威胁着国民健康。近年来,涵盖黄烷醇、异黄酮、黄酮和黄烷酮等化合物的食物类黄酮在预防和控制肝损伤研究领域备受关注。然而,通过长期单独摄入食物类黄酮预防亚健康会引发并加速食物类黄酮的肠道首过代谢,致使食物类黄酮的生物利用度降低。己有研究表明,一些非消化性糖可有效提升类黄酮的生物利用度,从而增强类黄酮的生理功效。但目前未有证据表明食品中广泛存在的非消化性水苏糖是否能增强不同构型食物类黄酮的吸收和肝保护作用,且非消化性糖提升食物类黄酮生物利用度的准确机制仍不明确。因此,本文以大豆水苏糖、茶黄烷醇和染料木黄酮为食品营养因子,以果糖诱导的小鼠肝损伤为动物模型,结合常规生化分析和代谢组学分析探究了水苏糖调控类黄酮吸收、代谢及肝保护的互作效应及机制,主要研究内容与结果如下:(1)采用水苏糖和茶黄烷醇对果糖喂养小鼠进行连续8周的干预实验。GC-MS分析结果显示水苏糖联合茶黄烷醇摄入可提升果糖喂养小鼠血清中EC(表儿茶素)、EGC(表没食子儿茶素)、ECG(表儿茶素没食子酸酯)、EGCG(表没儿茶素没食子酸酯)和总黄烷醇浓度,尤其将具有没食子酸酯结构的ECG和EGCG血清水平分别显著提升了 4.40%和10.08%。生化分析结果表明,联合摄入水苏糖和茶黄烷醇比单独摄入水苏糖或茶黄烷醇能更有效地预防果糖诱导的小鼠体重异常增加,以及血清TC(总胆固醇)、TG(总甘油三酯)、LDL(低密度脂蛋白胆固醇)水平的降低和血清HDL(高密度脂蛋白胆固醇)水平的提升。此外,水苏糖联合茶黄烷醇干预也比二者单独干预更有效地抑制了果糖诱导的肝脏MDA(丙二醛)水平升高和SOD(超氧化物歧化酶)、GSH-Px(谷胱甘肽过氧化物酶)活性下降,并更强烈地降低了果糖诱导提升的肝损伤标志物ALT(丙氨酸氨基转移酶)、AST(天门冬氨酸氨基转移酶)和CRP(C-反应蛋白)水平。代谢组学研究结果显示:涉及丁酸代谢和脂肪酸代谢的β-羟基丁酸、油酸(C18:1)和反油酸(C18:1t)是果糖诱导肝损伤的潜在生物标志物,水苏糖联合茶黄烷醇干预比二者单独干预能更有效地平衡果糖诱导的β-羟基丁酸、油酸和反油酸代谢紊乱。据此阐明,水苏糖可通过促进茶黄烷醇吸收而增强茶黄烷醇对果糖诱导肝损伤的预防作用。(2)通过执行剂量与时间依赖的水苏糖预处理和等剂量茶黄烷醇处理小鼠实验发现,水苏糖预处理可剂量/时间依赖性地提升茶黄烷醇处理小鼠的血清EC、EGC、ECG和EGCG水平;并且揭示水苏糖预处理使小鼠的血清总黄烷醇浓度至少提升了 152.46ng·mL-1。ELISA分析结果表明,水苏糖预处理可剂量与时间依赖性地抑制小肠Ⅱ相代谢酶SULT(磺酸基转移酶)和UGT(尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶)以及小肠外排泵转运蛋白P-gp(P-糖蛋白)和MRP1(多药耐药相关蛋白1)的表达。通过相关性分析进一步发现,血清黄烷醇水平与小肠Ⅱ相代谢酶和外排泵转运蛋白水平之间具有显著的负相关关系。以上结果表明,水苏糖通过抑制小肠Ⅱ相代谢酶和外排泵转运蛋白的表达促进食物类黄酮的吸收。(3)采用对肠道微生物代谢较为敏感的染料木黄酮为实验材料研究水苏糖对食物类黄酮苷元肠道降解、吸收和肝保护作用的影响及其内在联系。结果显示,水苏糖能显著提升小鼠血清和尿液中总染料木黄酮浓度,且小鼠粪便中总染料木黄酮水平显著提升了 66.03%。生化分析表明,水苏糖联合染料木黄酮干预比水苏糖或染料木黄酮单独干预能更有效地预防果糖诱导的小鼠体重异常增加、以及空腹血糖水平、血胰岛素浓度和HOMA-IR(胰岛素抵抗指数)的提升。同时,联合摄入水苏糖和染料木黄酮也比单独摄入二者更强烈地抑制了果糖诱导的FAS(脂肪酸合成酶)、TC、TG、LDL、Apo-B(载脂蛋白-B)水平升高,以及HDL、Apo-A1(载脂蛋白-A1)水平下降;并且联合摄入也能更有效地降低果糖诱导的肝脏IL-1(白细胞介素-1)、IL-6(白细胞介素-6)和TNF-β(肿瘤坏死因子-α)水平增加以及血清AST、ALT和ALP(碱性磷酸酶)活性升高。脂肪酸代谢轮廓分析发现:水苏糖联合染料木黄酮干预比二者单独干预能更有效地平衡果糖扰乱的血清酯化脂肪酸C16:1(棕榈油酸)和游离脂肪酸C20:3(花生三烯酸),以及肝脏游离脂肪酸C18:1t(反油酸)代谢。据此初步表明水苏糖可通过抑制染料木黄酮的肠道降解而促进染料木黄酮的吸收,进而增强肝保护作用。(4)采用水苏糖和染料木黄酮对健康小鼠施以连续4周的联合干预。UPLC-qTOF/MS分析结果证实,在长期的染料木黄酮摄入中水苏糖可剂量依赖性地提升小鼠血液和尿液中染料木黄酮、GEN-4’-G(染料木黄酮-4’-β-D-葡萄糖醛酸)、GEN-7-G(染料木黄酮-7—β-D-葡萄糖醛酸)和GEN-7-S(染料木黄酮-7-硫酸酯)水平;特别是在小鼠的粪便中,水苏糖将染料木黄酮水平显著提升至270.29μg·g-1,并将染料木黄酮的肠道微生物特征代谢产物DH-GEN(二氢染料木黄酮)水平剂量依赖性降低了 10.34%～26.37%。此外,长期摄入染料木黄酮诱导升高的小肠Ⅱ相代谢酶UGT和SULT表达水平以及外排泵转运蛋白P-gp和MRP1表达水平随着水苏糖联合干预剂量的增加而剂量依赖性降低。据此阐明,在染料木黄酮的长期摄入过程中水苏糖通过抑制染料木黄酮肠道降解和下调小肠首过代谢相关蛋白表达而提升染料木黄酮的生物利用度。本文在动物实验水平率先发现农产品及食品中广泛存在的水苏糖能增强食物类黄酮的生物利用度和肝保护效应,并深入阐明其互作机制。相关研究成果将推进食品非消化性糖和食物类黄酮的互作机制研究,为复合性功能食品的研发提供科学依据。