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    山西老陈醋调节高脂血症大鼠血脂及肠道菌群的机制

    时间:2023-02-25 14:15:09 来源:千叶帆 本文已影响

    李瑛琪,侯嘉怡,李 轩,杜 鹏,宋 佳,聂志强,王 敏

    (1.天津科技大学 生物工程学院,天津 300457;
    2.山西大学 生命科学学院,山西 太原 030006)

    人类肠道拥有机体最复杂的微生态系统,肠道 细菌总数达百万亿,约为人体细胞数量的10倍,因此,肠道菌群被认为是人体另一个“代谢器官”,在调节宿主脂质代谢、能量稳态、脂肪沉积和黏膜屏障完整性方面至关重要[1]。大量研究表明,肠道菌群的稳定性在机体免疫系统及营养代谢过程中起着至关重要的作用,且与人类健康密切相关,其动态平衡受到饮食和生活环境等因素的影响[2]。当肠道菌群的组成和结构失衡时,会导致如肥胖、高血压、高血脂、肠道炎症等多种慢性疾病的发生和发展[3]。脂质代谢失调将导致宿主肠道微生物群落多样性降低、细菌种类比例改变以及从饮食中获取能量的能力更强[4]。而合理的饮食干预可改变肠道微生物的组成和丰度,减轻体质量,对长期高脂饮食引起的肠道菌群失调产生积极影响[[5]。因此,通过膳食对机体肠道菌群进行正向干预,已用于预防和治疗机体代谢疾病。

    山西老陈醋(Shanxi aged vinegar,SAV)是采用中国传统固态发酵方法酿造的四大名醋之一,由于其酿造原料多样,整个酿造过程又有丰富的微生物参与,故山西老陈醋富含多酚、黄酮、多糖、有机酸、四甲基吡嗪等多种功能性成分。多项研究表明,山西老陈醋具有抗氧化、降血脂、解酒护肝、降血压等功效[6-8]。目前,国内外关于山西老陈醋降血脂的作用机制及其对肠道菌群的影响研究较少。

    本研究探讨了山西老陈醋在调控肠道菌群方面与脂质代谢关系的潜在作用机制,通过考察山西老陈醋干预对大鼠体质量、胆固醇和甘油三酯等脂质代谢指标,超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等氧化指标,丙氨酸转氨酶和白介素等肝功酶及炎性指标,肠道菌群乳杆菌属(Lactobacillus)和 拟 杆 菌 属(Bacteroides)等 的 影响,探究上述指标对高脂血症大鼠脂质代谢的作用机制,旨在为开发传统食醋的营养价值提供方向。

    1.1 试验材料

    1.1.1 供试材料本试验所用山西老陈醋(东湖8 a)来自山西老陈醋集团有限公司。

    1.1.2 主要试剂及仪器总胆固醇(Total Cholesterol,TC)试剂盒、甘油三酯(Triglyceride,TG)试剂盒、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)试剂盒、高密度脂蛋白(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C)试剂盒、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSHPx)试剂盒、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)试剂盒、丙氨酸转氨酶(Alanine transaminase,ALT)试剂盒、天冬氨酸转氨酶(Aspartate transaminase,AST)试剂盒、白细胞介素-2(Interleukin-2,IL-2)试剂盒、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)试剂盒、白细胞介素-12(Interleukin-12,IL-12)试剂盒、肿 瘤 坏 死 因 子-α(Tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)试剂盒均购自上海酶联生物科技有限公司。酶标仪(SMZ140),厦门麦克奥迪公司;
    高速离心机(TGL-16G),上海安亭飞鸽仪器厂。

    1.2 试验方法

    1.2.1 山西老陈醋中主要成分的测定

    1.2.1.1 总酸测定参考国标《GB 12456—2021

    食品安全国家标准食品中总酸的测定》进行总酸的测定。吸取5.0 mL食醋置于100 mL容量瓶中,加入超纯水定容后混匀。吸取20.0 mL稀释液,置于200 mL小烧杯中,加水60 mL,用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定到pH值8.2,记录消耗的NaOH标准溶液的体积。同时按上述操作,用同体积蒸馏水代替试液作空白试验,记录消耗氢氧化钠标准溶液的体积。

    X1=(V1-V2)×c×0.06/(V×5/100)×100(1)

    式中,X1表示试样中总酸的含量(以乙酸计,g/100 mL);
    V1表示测定用试样稀释液消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积(mL);
    V2表示试剂空白消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积(mL);
    V表示试剂体积(mL);
    c表示氢氧化钠标准滴定溶液的浓度(mol/L);
    0.06表示与1.00 mL氢氧化钠标准溶液(c(NaOH)=0.1 mol/L)相当的乙酸的质量(g)。

    1.2.1.2 不挥发酸测定参考国标《GB/T 19777—2013地理标志产品山西老陈醋》进行不挥发酸的测定。取2 mL醋液移入单沸式蒸馏装置的蒸馏管中,加入8 mL超纯水,连接好装置,打开排气管,加热至烧瓶中的水沸腾2 min后,关闭排气口进行蒸馏,待馏出液至180 mL时,打开排气口,关闭电源。将剩余液移入烧杯中,用0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至pH值8.2,记录消耗的体积。同时按上述操作,用同体积蒸馏水代替试液作空白试验,记录消耗NaOH氢氧化钠标准溶液的体积。

    式中,X2表示样品中不挥发酸的含量(以乳酸计,g/100 mL);
    V表示滴定样品时消耗的氢氧化钠标准溶液(c(NaOH)=0.100 0 mol/L)的体积(mL);
    V0表示空白试验消耗的标准氢氧化钠滴定溶液的体积(mL);
    c表示氢氧化钠标准溶液滴定溶液浓度(mol/L);
    0.09表示与1.00 mL氢氧化钠标准溶液(c(NaOH)=0.1 mol/L)相当的乳酸的质量(g)。

    1.2.1.3 多酚测定多酚含量的测定依据文献[9]的方法进行。标准曲线绘制:吸取没食子酸工作液(1 000 μg/mL)和水各1.0 mL于刻度试管中,然后加入5.0 mL的福林酚溶液混匀,反应5 min,加入4.0 mL 7.5%的Na2CO3溶液,定容至刻度后摇匀。室温静置60 min后,用分光光度计在765 nm波长下测定吸光度,绘制标准曲线,计算出回归方程。

    含量测定:将样品进行10倍稀释,取1.0 mL按照上述方法进行测定,依据标准曲线,计算溶液中的多酚含量。

    1.2.1.4 黄酮测定黄酮含量测定依据文献[10]的方法操作。标准曲线的制备:精密吸取芦丁对照溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL于50.0 mL容量瓶中,加乙醇至总体积为15.0 mL,依次加入1.0 mL Al(NO3)3溶液和1.0 mL CH3COOK溶液,加水至刻度后摇匀并静置1 h。然后以30%乙醇溶液作为空白对照,于415 nm处测定吸光度值,绘制标准曲线。

    含量测定:取醋样1.0 mL置于50.0 mL容量瓶中,按照上述方法操作测定其吸光度值,然后依据标准曲线计算黄酮含量。

    1.2.1.5 总糖测定总糖测定主要参照文献[11]的试验方法。吸取1.0 mL醋样加入20 mL试管后,加1.0 mL苯酚溶液,快速加入5.0 mL硫酸,充分涡旋混匀后静置10 min,然后将试管置于30℃水浴锅中加热20 min,取出后在490 nm处测定吸光度值,然后与标准曲线对比计算总糖含量。

    1.2.1.6 还原糖测定根据《GB/T 19777—2013地理标志产品-山西老陈醋》进行还原糖含量测定。

    空白滴定:精确吸取菲林甲、乙溶液各5.0 mL放入150 mL锥形瓶中后加入蒸馏水10.0 mL。再用滴定管加入0.1%葡萄糖标准溶液9.0 mL。摇匀后在电炉上加热,混合液在2 min内沸腾,沸腾30 s后,匀速滴入0.1%葡萄糖标准溶液至蓝色消失,溶液变成黄色后到达终点。并记录沸腾前后消耗的葡萄糖体积。

    样品滴定:分别吸取5.0 mL菲林甲溶液和5.0 mL菲林乙溶液放入150 mL锥形瓶中,加入蒸馏水10.0 mL及1 mL 10%样品稀释液,摇匀后在电炉上加热,控制在1~2 min内沸腾,沸腾30 s后匀速滴加0.1%的葡萄糖标准溶液至蓝色消失,溶液变成黄色后到达终点。记录下沸腾前后共消耗的葡萄糖标准溶液的体积,同时进行平行测定,计算还原糖的含量。

    1.2.1.7 有机酸含量测定样品前处理:取2.0 mL红曲米醋加入离心管中,12 000 r/min下离心5 min,取上清过0.22 μm滤膜。

    紫 外-HPLC检 测 条 件[12]。色 谱 柱(Aminex HPX-87H lon Exclusion Column(7.8×300 mm))参数:柱温30℃,流速0.6 mL/min,紫外检测器波长215 nm,流动相5 mmol/mL H2SO4,运行时间30 min。

    1.2.2 实验动物与饲料所用试验动物为6周龄雄性斯普拉格-杜勒大鼠(SD大鼠),体质量为(180±10)g,购于中国食品药品监督管理研究院(动物许可证号:SCXK(北京)2014—0013)。

    饲料购自北京可协利饲料有限公司。对照组饲料营养成分为碳水化合物59%、蛋白质21.1%、纤维4.9%、脂肪4.2%、灰分8%、磷1%和钙1.8%,高脂饮食营养成分为传统饲料中添加胆固醇2%、猪油10%、胆盐0.2%、蛋黄粉10%和糖5%。

    1.2.3 动物高脂模型的建立与给药SD大鼠采用常规日粮配方饲养,自由采食,自由饮水,预饲期为7 d,采用昼/夜为12 h/12 h饲养周期交替进行[8]。正式试验期为8周。按体质量和血清总胆固醇含量(TC)随机分为2组:空白组和高脂饮食试验组。试验期内空白组饲喂常规饲料,试验组饲喂高脂饲料。当试验组血清指标TC、TG、HDL-C水平均高于空白组且存在显著差异时,表明高脂血症模型建立成功。

    高脂血症模型建立好后,根据体质量和血脂指标,将高血脂症大鼠随机分为7组(n=6),保证各试验组体质量和血清脂质指标无显著差异。具体分组为空白组(Vehicle)、模型组(Model)、阳性对照组(Positive control,PC,洛伐他汀,2 mg/(kg·d))、醋酸阴性对照组(Negative control,NC,醋酸溶液pH=5.5,2 mg/(kg·d)),山 西 老 陈 醋 高 剂 量 组(High dose,HD,16 mg/(kg·d)),山西老陈醋中剂量组(Middle dose,MD,8 mg/(kg·d)),山西老陈醋低剂量组(Low dose,LD,4 mg/(kg·d))。继续饲喂4周。空白组常规饮食喂养,其余组高脂饮食喂养。除空白组外,另外6组每天灌胃一次。

    1.2.4 SD大鼠体质量的测定试验开始时,记录所有大鼠的体质量。饲养至8~12周时,每周定期测定大鼠的体质量并记录。

    1.2.5 样本的采集与测定高脂模型构建后,采血前禁食不禁水,采集眼眶血用于测定血清TC、TG、LDL-C和HDL-C水平。每周测定各组血清中的血脂指标。末次灌胃结束后大鼠禁食禁水16 h,次日腹腔注射水合氯醛麻醉,断头处死,心脏取血,静置30 min后,4 000 r/min离心10 min,收集上清,根据试剂盒要求测定血清中的相关常规生化指标。采集大肠内容物样本,-80℃储存,用于16S RNA测序。

    1.2.6 16S rRNA高通量测序称取约0.5 g各组大鼠新鲜粪便样本,采用CTAB法提取总DNA,采用16S rDNA高通量测序技术对大鼠肠道内容物中肠道菌群进行基因测序和生物信息学分析。使用TIANGEN试剂盒提取细菌DNA,具体步骤见参考文献[13-16]。提取后用1%琼脂糖凝胶检测所提各组肠道微生物DNA的浓度和纯度,然后利用无菌水稀释至1 ng/μL。以DNA为模板,依据16S rDNA V4区序列,使用通用引物(515 F和806 R)进行PCR扩增。具体扩增引物序列为,515-F:5"-CCTAYGGGRBGCASCAG-3",806-R:5"-GG ACTACNNGGGTATCTAAT-3"。根 据PCR产物浓度进行等量混池,使用2%的琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物浓度和片段大小,对目的条带使用胶回收试剂盒切胶回收后测序。细菌16S rDNA样品均在苏州金唯智生物技术有限公司(苏州)的Illumina平台(插入大小为300 bp,读取长度为125 bp)上进行双端测序。

    1.3 数据分析

    每个样品数据采集重复3次,使用SPSS 20.0软件进行方差分析和Tukey"s相关性分析;
    使用Origin 9.1和GraphPad Prism 8作图。试验数据以平均值±标准差表示,以P<0.05为显著性差异标准。

    使用UPRASE软件进行序列分析。根据核糖体数据库项目,通过UPARSE将序列读数分类为可操作分类单位(OTU),其相似性截止值为97%。根据OTU的丰度计算细菌的Alpha多样性(Shannon,Simpson和Chao1)。使用HemI 1.0和R(Version:3.1.1)绘制不同样本中每个分类等级(门、科、属、种)或OTU的热图和标签号。根据OTU水平上肠道菌群的相对丰度,使用SIMCA-14.1软件(UMETRICS,瑞典)绘图。

    2.1 山西老陈醋的主要成分

    山西老陈醋的主要成分包括有机酸、糖、多酚和黄酮类等物质,对山西老陈醋主要成分的含量进行测定,结果如表1所示。

    表1 山西老陈醋的主要成分Tab.1 The main components of Shanxi aged vinegar

    2.2 山西老陈醋对高脂血症大鼠体质量的影响

    高脂大鼠模型的建立与给药周期为12周,每周称量并记录一次体质量,体质量数据如表2所示。其中,第0周为初始体质量,第8周为建模成功并2次分组后各组体质量,第9~12周为各组饮食干预过程中各组体质量。

    由表2可知,第8周时,模型组和各日粮干预组体质量无显著差异(P>0.05),但均显著高于空白组8%~11%(P<0.05)。随着高脂日粮的持续摄入和各组不同日粮的干预,不同组别大鼠的体质量变化呈现不同的趋势。试验结束时,各组12周龄体质量呈现较大差异,山西老陈醋高剂量组和阳性对照PC组体质量显著低于模型组(P<0.05),分别低9.9%和9.3%。相较于Vehicle组,HD组和PC组体质量分别增加7.7%和8.4%,与第8周时体质量相比,增加8.4%和8.2%,即HD和PC组体质量增长趋势与Vehicle组相近,说明HD和PC组的日粮干预很好地控制了高血脂症大鼠体质量的快速增长。另一方面,Model组与LD组无显著差异,说明该组体质量增长趋势与Model组相近(第8~12周,体质量增长30.0%);
    MD组显著低于Model组(P<0.05),体质量增长趋势低于Model组(第8~12周,体质量增长26.6%);
    HD组极显著低于Model组(P<0.001),体质量增长趋势低于Model组(第8~12周,体质量增长19.9%)。说明不同剂量山西老陈醋对高血脂症大鼠的体质量有不同的影响,存在剂量依赖性。

    表2 山西老陈醋对高脂血症大鼠体质量的影响(n=6)Tab.2 Effects of Shanxi aged vinegar on body weight of hyperlipidemic rats(n=6)

    2.3 山西老陈醋对高血脂症大鼠血清脂质代谢的影响

    山西老陈醋对大鼠血清TC、TG、HDL-C和LDL-C水平的影响如图1所示。

    图1 山西老陈醋对大鼠血清TC、TG、HDL-C和LDL-C水平的影响Fig.1 Effects of Shanxi aged vinegar on serum levels of TC,TG,HDL-C and LDL-C in rats

    血液中TC、TG、HDL-C和LDL-C水平与正常个体水平的差异是判定高血脂症的重要指标。由图1可知,试验结束后,与Vehicle组相比,Model组 大 鼠 血 清 中TC(P<0.01)、TG(P<0.001)、HDL-C(P<0.001)和LDL-C(P<0.01)水平均存在显著性差异,说明高脂饮食的连续喂养诱导了大鼠血脂代谢紊乱。经过连续4周的饮食干预,与Model组相比,各组TC、TG、HDL-C和LDL-C血清水平存在一定的差异。其中,HD和PC组的TC、TG和LDL-C水平均显著低于Model组(P<0.001、P<0.05),HD和PC组的HDL-C水平均显著高于Model组(P<0.001)。说明高剂量的山西老陈醋可有效恢复脂质代谢紊乱引起的血脂指标紊乱。

    2.4 山西老陈醋对高脂血症大鼠肠道菌群多样性的影响

    长期高脂膳食往往会造成肠道菌群结构和组成发生改变。本研究通过对比Vehicle、Model、PC、NC和HD组高血脂症大鼠肠道菌群的差异,探究山西老陈醋的饮食干预对高脂血症大鼠的影响。

    2.4.1 山西老陈醋对高脂血症大鼠肠道菌群的α多样性的影响通过肠道菌群ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数以反映各组肠道菌群α多样性的差异[17],结果如图2所示,Model组的ACE指数和Chao1指数均显著低于Vehicle组(P<0.05),表明高脂饮食的长期摄入会显著降低大鼠肠道菌群的丰富度;
    而HD组的ACE指数和Chao1指数均显著高于Model组(P<0.01),说明山西老陈醋的饮食干预可正向增加肠道菌群物种丰富度,并进一步抵消长期摄入高脂饮食对肠道菌群的负面影响。同时,与Model组相比,HD组的Shannon指数(P<0.01)和Simpson指数(P<0.05)存在显著性差异。进一步说明山西老陈醋可以提高肠道菌群的多样性。

    图2 山西老陈醋对肠道菌群α多样性的影响Fig.2 Effect of gut microbiota α diversity induced by Shanxi aged vinegar

    2.4.2 山西老陈醋对高脂血症大鼠肠道菌群β多样性的影响β多样性分析可以通过PCA主成分分析显示出不同组大鼠样本间肠道菌群的多样性差异。如图3所示,Vehicle组与Model组肠道菌群群落在第1主成分方向显著分开,表明高脂日粮的摄入会引起大鼠肠道菌群结构发生明显变化;
    而HD组与Model组微生物群落差异较大,而与Vehicle组较为接近,表明山西老陈醋的饮食干预能够对高血脂症大鼠肠道菌群的结构异常产生较好的恢复作用,能使异常的肠道菌群群落恢复到正常的水平。

    图3 山西老陈醋对肠道菌群PCA的β多样性的影响Fig.3 Effect of β-diversity of gut microbiota PCA induced by Shanxi aged vinegar

    2.5 山西老陈醋对高脂血症大鼠肠道菌群物种组成的影响

    为进一步考察山西老陈醋对高血脂症大鼠肠道菌群的影响,对Vehicle、Model、NC、PC、HD组大鼠的肠道微生物菌群组成进行统计分析。

    2.5.1 山西老陈醋对高脂血症大鼠肠道菌群门水平结构的影响如图4所示,在门水平上,大鼠肠道菌群相对丰度大于1%的门有厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)以及其他菌门(Others)。其中,厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和放线菌门序列累计最高可占到总序列的99%以上。Model组与Vehicle组差异比较结果显示,长期摄入高脂饮食能够显著增加厚壁菌门(P<0.05)、变形菌门(P<0.01)的相对丰度,显著降低拟杆菌门(P<0.01)、放线菌门(P<0.01)的相对丰度,且厚壁菌门与放线菌门的比例显著增高(P<0.01)。有文献报道,F/B值(厚壁菌门/拟杆菌门)的增高会加剧机体患糖尿病和肥胖症的风险,比值降低能够预防肥胖,而变形菌门(Proteobacteria)丰度的增高和放线菌门(Actinobacteria)丰度的降低与肝硬化的发生息息相关[18-19]。连续4周进行山西老陈醋的日粮干预,HD组对高血脂症大鼠肠道菌群门水平结构产生了影响。与Model组相比,厚壁菌门(Firmicutes)(P>0.05)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(P<0.01)、变形菌门(Proteobacteria)(P<0.001)和放线菌门(Actinobacteria)(P<0.01)的丰度和F/B值(P<0.01)均存在不同程度的差异影响,说明山西老陈醋能够很好的抵消长期高脂饮食对机体血脂代谢的负面影响。

    图4 山西老陈醋对大鼠肠道微生物门水平结构调节作用Fig.4 Regulating effect of Shanxi aged vinegar on structure of gut microbiota in rats at phylum level

    2.5.2山西老陈醋对高脂血症大鼠肠道菌群属水平结构的影响除上述Firmicutes、Bacteroidetes等在门水平变化以及相关指数F/B值外,还可调节高脂饮食大鼠粪便肠道菌群属水平上的变化。如图5所示,大鼠属水平涉及到的主要微生物有乳杆菌属(Lactobacillus)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、普雷沃菌属(Prevotella)、阿克曼氏菌属(Akkermansia)、拟杆菌属(Bacteroides)、异杆菌属(Allobaculum)、脱 硫 弧 菌属(Desulfovibrio)、颤 螺 菌 属(Oscillibacter)等。

    图5 山西老陈醋对大鼠肠道属水平结构调节作用Fig.5 Regulating effect of Shanxi aged vinegar on structure of gut in rats at genera level

    其中,Model组乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度低于Vehicle组,且呈极显著差异(P<0.001),表明高脂饮食的摄入可显著降低乳杆菌属(Lactobacillus)的丰度,而山西老陈醋的摄入可缓解这一趋势。Model组与Vehicle组差异结果显示,高脂饮食的摄入会显著降低阿克曼氏菌属(Akkermansia)的相对丰度(P<0.05),而山西老陈醋的摄入可显著提高高脂饮食导致的阿克曼氏菌属(Akkermansia)的相对丰度(P<0.01)。

    另外,Model组与Vehicle组差异结果显示,高脂饮食的摄入会显著升高瘤胃球菌属(Ruminococcus)的相对丰度(P<0.01),而山西老陈醋的摄入可缓解此升高趋势,呈现显著下降作用(P<0.05)。Model组与Vehicle组差异结果显示,高脂饮食的摄入会显著增加拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度(P<0.01),而山西老陈醋干预后拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度显著降低(P<0.01)。同时高脂饮食的摄入会导致脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等与肥胖相关致病菌的相对丰度的升高(P<0.01),而山西老陈醋干预后其相对丰度有所降低(P<0.05),表明山西老陈醋的干预可以调节高脂血症引起肠道菌群属水平的变化。

    2.6 山西老陈醋对高血脂症大鼠氧化应激及肝功酶的影响

    对各组大鼠血清中SOD、GSH-Px、MDA、AST和ALT的 检 测 结 果 如 图6所 示,Model组 血清中SOD和GSH-Px水平显著低于Vehicle组(P<0.001),MDA显著高于Vehicle组(P<0.01),同时,AST(P<0.01)和ALT(P<0.05)水平显著高于Vehicle组,进一步证实了长期摄入高脂日粮在诱发机体氧化应激紊乱的同时,会对机体肝脏造成一定的损伤。与Model组相比,HD组血清SOD(P<0.001)、GSH-Px(P<0.01)、MDA(P<0.05)、AST(P<0.01)和ALT(P<0.01)水平均存在显著性差异,同时与Vehicle组各指标均无显著性差异(P<0.05),说明山西老陈醋连续4周的日粮干预,能够显著提升机体抗氧化指标、降低氧化应激水平并增加血液中肝功酶的含量,表明山西老陈醋具有显著的抗氧化活性及肝损伤保护作用。

    图6 山西老陈醋对大鼠血清抗氧化成分SOD、GSH-Px和MDA以及肝功酶AST和ALT水平的影响Fig.6 Effects of Shanxi aged vinegar on the levels of the serum antioxidant components SOD,GSH-Px,and MDA,and liver enzymes AST and ALT in rats

    2.7 山西老陈醋对高血脂症大鼠血清炎症因子的影响

    炎症是高脂血症的另一个关键因素。图7显示了各组IL-2、IL-6、IL-12、TNF-ɑ血清水平检测结果,其中,Model组与Vehicle组相比,血清中IL-

    图7 山西老陈醋对大鼠血清炎症因子水平的影响Fig.7 Effects of Shanxi aged vinegar on the level of serum inflammatory factors in rats

    2(P<0.001)、IL-6(P<0.001)、IL-12(P<0.01)、TNF-ɑ(P<0.01)炎症因子水平均显著增高,表明长期高脂饮食的摄入会诱导机体炎性反应,与文献报道结果一致[20];
    与Model组相比,HD组炎症因子水平均显著降低(P<0.001、P<0.01、P<0.01、P<0.01),说明高剂量山西老陈醋能够很好地降低机体炎性反应水平;
    与Model组相比,LD组和MD组血清炎症因子IL-2、IL-6、IL-12、TNF-ɑ均有不同程度降低,但LD组各指标均无显著性差异(P>0.05),表明山西老陈醋对机体炎性反应的影响,在一定范围内存在剂量依赖关系。

    本研究表明,山西老陈醋是一种健康食品,每天食用一定量的山西老陈醋能够有效抑制大鼠长期高脂饮食带来的体质量过快增长,有效改善高血脂症大鼠的脂质代谢指标,同时增加高血脂症大鼠肠道菌群的多样性与丰富度,有效改善肠道菌群结构和组成,抑制长期高脂饮食对大鼠肠道菌群的负面效应。有研究报道,乳杆菌属(Lactobacillus)作为益生菌,能减轻试验动物由饮食引起的体质量增加和肥胖[21]。此外,乳杆菌属可发酵食物中的糖类物质产生乳酸,既能降低肠道环境pH值、抑制致病菌的生长,又能刺激免疫系统的发育和完善,增强宿主免疫力[22-23]。瘤胃球菌属(Ruminococcus)与代谢紊乱存在关联,在正常宿主肠道内的相对丰度较高[24];
    一些拟杆菌属(Bacteroides)具有致病性,可引起肠道炎症[25],与本研究结果一致。山西老陈醋通过降低拟杆菌属(Bacteroides)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等促炎致病菌属的丰度,增加乳杆菌属(Lactobacillus)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、阿克曼氏菌属(Akkermansia)等有益菌的丰度,调节脂质代谢失调。

    有研究证实,长期摄入高脂饮食会在体内产生大量的自由基,使机体呈现氧化应激状态,并对肝脏造成一定程度的损伤[26-27]。一些研究报道,长期高脂肪饮食会诱导炎性反应,引起血清中炎症因子水平升高[28]。山西老陈醋能够缓解长期高脂饮食诱导的氧化应激作用并有效防止肝损伤,同时显著降低高脂血症引起的炎症反应。本研究在进一步明确山西老陈醋具有改善机体脂质代谢能力的基础上,从肠道菌群、氧化应激、炎性反应等多方面进行全面分析,深入探讨了山西老陈醋调节血脂代谢的作用机制。

    本研究表明,山西老陈醋可改善由长期高脂饮食引起的脂质代谢失调并调节肠道菌群紊乱。综上所述,山西老陈醋可能是一种具有抗氧化、抗炎症、可恢复肠道正常微生物群落生态和治疗代谢性疾病的产品,为未来开发新型营养健康的功能食品提供了新的思路。在目前工作的基础上,肠道菌群结构的改变是否会进一步影响肠道内代谢物质,进而对肠道功能产生不同影响,最终导致肥胖、高脂血症等慢性代谢疾病的发生,还有待进一步研究。

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