燕麥麩皮對大鼠腸道菌群及糖脂代謝水平的影響

馬小陶，林　兵，石　勱

(中日友好醫院營養科，北京　100029)

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燕麥麩皮對大鼠腸道菌群及糖脂代謝水平的影響

馬小陶，林兵，石勱

(中日友好醫院營養科，北京100029)

摘要：目的：研究富含燕麥麩皮飼料對正常大鼠的耐受性和安全性，及其對腸道功能、腸道菌群構成、血糖、血脂水平的影響。方法：SD大鼠分為對照組(基礎飼料喂養)和干預組(含燕麥麩皮21.7%飼料喂養)，4w實驗期間記錄大鼠一般生活狀況、進食量、體重、血糖、血脂水平、腸道轉運時間等指標，第29d處死大鼠，記錄盲腸總重、壁重及內容物重量，行腸球菌、腸桿菌、雙歧桿菌及乳桿菌特異性培養及計數，測定盲腸內容物氨含量及pH值。結果：喂養4w后，與對照組相比，干預組大鼠盲腸內容物雙歧桿菌數量明顯上升，盲腸內容物pH值水平明顯下降，其他各項指標在2組間未見顯著性差異。結論：正常大鼠對干預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量，降低腸道內pH值水平，未觀察到其對腸道轉運時間、盲腸結構及糖脂代謝水平等指標的影響。

關鍵詞：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養素，總膳食纖維含量達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簡單，成本較低。有動物實驗顯示，富含燕麥的飼料喂養可能對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制已成為近年來研究的新熱點[2]。本研究擬評估含21.7%燕麥麩皮的基礎飼料飼養正常大鼠的耐受性及安全性，并探討其對正常大鼠腸道功能、腸道細菌構成、血糖、血脂水平的影響。

1材料與方法

1.1實驗動物

SPF級SD雄性大鼠，6w齡，體重200～250 g，由北京大學醫學部實驗動物中心提供。以美國營養學會(American Institute of Nutrition，AIN-93G)動物飼料配方為基礎飼料單籠喂養，自主飲食及飲水。飼養環境溫度21～23℃、濕度50%～60%RH。

1.2主要試劑和儀器

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

1.3實驗方法

動物處理：16只大鼠按體重隨機分為對照組、干預組，每組8只。經1w基礎飼料(AIN-93G)適應性喂養后，干預組給予含燕麥麩皮21.7%[燕麥β-葡聚糖0.64 g/(kg·d·BW)]的基礎飼料喂養，對照組繼續基礎飼料喂養。

實驗期間記錄大鼠一般生活狀況，每周記錄進食量及稱量體重。分別于第0d及第25d動物空腹過夜，尾靜脈取血，進行血糖、血脂等血清學測定，同時行腸道轉運實驗(墨汁試驗)。于第29d處死動物，稱量盲腸總重、盲腸壁重及盲腸內容物重量，無菌操作留取腸內容物0.1g，行腸球菌、腸桿菌、雙歧桿菌及乳桿菌特異性培養、鑒定，采用濃度梯度稀釋法行菌落計數(每個樣本3個平行樣，求平均值)，同時進行盲腸內容物氨含量(改良Helen MeCullough法)及pH值(pH計法)測定。

1.4統計學處理

數據分析采用SPSS17.0 統計軟件，計量資料均以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗，確定P<0.05時差異有統計學意義。

2結果與分析

2.1一般狀態及體重增長變化

大鼠毛色、精神狀態、日常活動等一般狀態情況在2組間無明顯差異。實驗期間大鼠每周體重及總體重增值在2組間差異尚無統計學意義(P>0.05)，干預組大鼠的體重略高于對照組(表1)。

表1　大鼠體重變化

2.2進食情況

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

表2　大鼠進食飼料量

2.3腸道轉運時間

實驗第0d及第25d，2組大鼠腸道轉運時間未見顯著性差異(P>0.05)(表3)。

表3　第0d及第25d大鼠腸道轉運時間

2.4盲腸總重、壁重及內容物重量

實驗第29d時，2組大鼠的盲腸總重、盲腸壁重及盲腸內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、盲腸壁重及盲腸內容物重量比較

2.5盲腸內容物菌群數量

實驗第29d干預組大鼠盲腸內容物雙歧桿菌菌落數量較對照組顯著升高(P<0.05)，干預組大鼠腸桿菌及腸球菌菌落數量較對照組有減少趨勢，而乳桿菌有增加趨勢，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大鼠盲腸內容物菌群數量

注：*與對照組相比，P<0.05

2.6盲腸內容物氨含量及pH值

與對照組相比，實驗第29d時干預組大鼠盲腸內容物pH值較對照組顯著降低(P<0.05)，氨含量水平亦有降低趨勢，但在2組間未見顯著性差異(P>0.05)(表6)。

表6　第29d大鼠盲腸內容物氨含量pH值比較

注：*與對照組相比，P<0.05

2.7血糖及血脂水平

實驗第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

燕麥麩皮中多數營養成分如膳食纖維、β-葡聚糖、不飽和脂肪酸的含量均遠高于燕麥谷粒，其含有的植物蛋白、酚類、生物堿等物質同樣可能參與調節腸道功能、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養構成[3]。

機體腸道內存在大量微生物，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)，細菌生長所需底物的量和種類是影響腸道內微生物及腸道內環境的關鍵因素之一。本實驗給予大鼠含燕麥麩皮21.7%[相當于燕麥β-葡聚糖0.64 g/(kg·BW·d)]的飼料喂養，大鼠腸內容物有益菌(雙歧桿菌)數量增加，且腸內容物的pH值有所下降，考慮可能機制與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養源，使其迅速增殖并利用β-葡聚糖，產生大量短鏈脂肪酸(SCFA)及一些抗菌素物質，降低腸道內pH值而抑制有害菌生長，改善腸道菌群構成有關[4，5]。本研究干預組給予的燕麥麩皮量推算至人群約200 g/d(相當于燕麥β-葡聚糖6 g/d)。在實驗過程中，干預組的干預措施對大鼠的一般狀態、進食飼料量及體重無明顯影響，提示了正常大鼠對干預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。

有研究報道，攝入不消化碳水化合物可能通過對人體微生態菌群構成的雙向調節，促進腸道菌群平衡態、正常化，從而有效防止便秘和腹瀉[6，7]。本研究中2組大鼠腸道轉運時間未見明顯差異，考慮與對照組大鼠腸道功能正常有關。與之相類似，燕麥麩皮喂養對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-葡聚糖對腸道功能及糖脂代謝相關調節方面的作用，仍需更多相應的動物模型及對象人群研究以進一步闡明。◇

參考文獻

[1]Padraigin M，Fabio DB，John V.O，et al.Effects of cereal β-glucans and enzyme inclusion on the porcine gastrointestinal tract microbiota[J].Anaerobe，2012，18(6)：557-565.

[2]馬艷妮，崔偉亮，甘東浩，等.腸道菌群與代謝綜合征相關性研究進展[J].中國微生態學雜志，2015，27(8)：987-988，993.

[3]Slavin J，Martini M，Jacobs D J，et al.Plausible mechanisms for the protectiveness of whole grains[J].Am J Clin Nutr，1999，70(3 suppl)：459S-463S.

[4]申瑞玲，朱瑩瑩，李林，等.燕麥β-葡聚糖調節腸道菌群與降脂減肥作用的研究進展[J].食品工業科技，2014，35(8)：364-366，373.

[5]沈定樹，鄭靜.益生元與腸道微生態[J].中國微生態學雜志，2013，25(6)：742-744.

[6]Yoram Bouhnik.The capacity of nondigestible carbohydrates to stimulate fecal bifidobacteria in healthy humans[J].American Journal of Clinical Nutrition，2004，80(6)：1658-1664.

[7]張俊黎，王宇，于紅霞，等.低聚果糖對動物通便功能研究[J].預防醫學情報雜志，2007，23(5)：534-536.

(責任編輯李婷婷)

基金項目：新世紀人才計劃(項目編號：NCET-13-0694)。

作者簡介：馬小陶(1985—)，女，博士，研究方向：營養與慢性病。

通訊作者：石勱(1979—)，女，博士，研究方向：慢病的營養防治。

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