【摘 要】
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石榴多酚有抗氧化、抗动脉粥样硬化、减肥降脂等功效。虽然研究已证实石榴在医学方面的应用与其高含量的多酚类物质密不可分。但是石榴多酚类物质在肠道代谢转化吸收,以及最终在体内发挥作用的生物活性形式研究较少。因此本实验从石榴皮中提取多酚,利用硫酸新霉素抑制大鼠肠道菌群,旨在评估肠道菌群对石榴皮多酚在大鼠体内代谢转化的影响。本实验设计研究了三组大鼠。A组大鼠正常饮食(n=10);B组给予石榴皮多酚提取物(n
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石榴多酚有抗氧化、抗动脉粥样硬化、减肥降脂等功效。虽然研究已证实石榴在医学方面的应用与其高含量的多酚类物质密不可分。但是石榴多酚类物质在肠道代谢转化吸收,以及最终在体内发挥作用的生物活性形式研究较少。因此本实验从石榴皮中提取多酚,利用硫酸新霉素抑制大鼠肠道菌群,旨在评估肠道菌群对石榴皮多酚在大鼠体内代谢转化的影响。本实验设计研究了三组大鼠。A组大鼠正常饮食(n=10);B组给予石榴皮多酚提取物(n=10);C组给予石榴皮多酚及硫酸新霉素(n=10)。在35天内采集血浆和粪便的样品,并每周采集尿液。通过全自动生化分析仪测定血清肌酐、尿素氮、谷草转氨酶等指标,评估石榴皮多酚及抗生素的肾毒性及肝毒性;利用氧化损伤试剂盒,测定石榴皮多酚的抗氧化能力。利用高通量测序技术,分析16S rRNA基因部分可变区序列,对大鼠菌群组成进行深度定量分析,研究石榴皮多酚和抗生素对菌群的改变作用;利用GC-MS测定了大鼠粪便短链脂肪酸的含量,分析石榴皮多酚对肠道短链脂肪酸的影响。通过LC-MS分析了大鼠尿液、粪便中石榴多酚代谢物的丰富性以及尿石素A的含量变化,进一步阐述了肠道菌群与石榴皮多酚体内代谢的互作关系。结果如下:(1)血清生化指标结果表明,本实验施用的抗生素和石榴皮多酚并不会对SD大鼠产生明显的副作用,且石榴皮多酚有一定的降脂减肥及抗氧化作用。和A组相比,B组大鼠体重、总胆固醇、总甘油三酯均有所下降。C组大鼠血清中ALT、AST、尿素及肌酐水平最高,但与另外两组并无显著性差异。在石榴皮多酚干预下,B组和C组的大鼠肝脏组织及血清中MDA含量均低于A组,其中B组肝脏组织中MDA水平显著低于正常组(P<0.05)。和正常组相比,石榴皮多酚干预能显著增加B组大鼠血清中SOD的活力(P<0.05),B组中GSH-Px的含量增加了 15.7%,C组GSH-Px含量并未增加。B组肝脏GSH-Px活性显著高于正常组(P<0.05)。此实验结果反应了石榴皮多酚提取物以及抗生素剂量对大鼠机体并无损伤作用,符合后续实验动物的需求。(2)石榴皮多酚并不会显著改变肠道菌群的多样性,而硫酸新霉素对大鼠肠道菌群抑制效果明显。C组大鼠粪便样品中OTU数量明显低于正常组大鼠和石榴皮多酚组大鼠,Shannon多样性指数分析结果显示,B组>A组>C组,其中C组菌群多样性显著低于B组(P<0.05)。石榴皮多酚能够显著增加大鼠粪便中厚壁菌门的相对丰度,而这种升高与梭菌纲的瘤胃菌科和毛螺菌科有关。在属水平上,石 榴 皮 多 酚 能 够 显 著 增 加 RuminococcaceaeUCG-014、Ruminococcaceae NK4A214group的含量(P<0.05)。短链脂肪酸检测结果显示,乙酸和丙酸是各组粪便样本中浓度最高的短链脂肪酸,C组大鼠粪便中短链脂肪酸的含量低于A组,B组大鼠粪便样品中总短链脂肪酸浓度显著高于A组(P<0.05),石榴皮多酚能够增加乙酸、丙酸、丁酸的浓度。这表明肠道菌群的多样性与短链脂肪酸的浓度呈正相关,而短链脂肪酸含量的增加与RuminococcaceaeNK4A214group 以及 LachnospiraceaeNK4A136group 相对丰度的增加有关。(3)LC-MS结果表明,B组大鼠尿液和粪便中石榴皮多酚代谢物的丰富性高于C组。本研究中B组和C组大鼠安石榴苷的每日摄入量在33.5-35.4 mg之间。B组大鼠尿液中尿石素A的含量较正常组有明显的增高趋势,实验周期内尿石素A的平均含量增高1.06 mg,其粪便和尿液中排泄的尿石素A含量占安石榴苷摄入量的4%。抗生素干预后,C组大鼠尿液中尿石素A的含量急剧减少,但粪便中尿石素A的含量显著增加,且与时间成正比,而粪便中尿石素A的增加与尿液中其含量的减少相吻合。综上可知,肠道菌群中的Ruminococcaceae NK4A214group、RumincoccaceaeUCG-014、RuminococcaceaeUCG-005 能够促进石榴皮多酚的代谢转化,使尿石素A的利用更加完善;而肠道菌群多样性下降会显著减少石榴皮多酚在尿液和粪便中代谢物的丰富性,使石榴皮多酚及其代谢物在体内的转化吸收效率变低;摄入的安石榴苷中少部分被代谢和/或吸收,而绝大部分转化为未检出的代谢产物或在组织中积累。本实验较系统的研究了石榴皮多酚对肠道菌群以及短链脂肪酸的影响;评估了抗生素对大鼠的肝脏、肾脏的毒理学作用以及石榴皮多酚在体内的抗氧化效果;进一步研究了菌群改变对石榴皮多酚在体内代谢转换的影响。
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