灵芝在我国有着悠久的记载和药用历史,其品种繁多,属于“药食同源”食物。其中,黑灵芝又称玄芝,菌盖和菌柄均呈黑色,《本草纲目》描述黑灵芝味平略甘,性平、无毒、益肾气、利尿、通九窍、聪察、消积。黑灵芝富含各种活性成分,包括多糖类、多肽和氨基酸类、三萜类、生物碱和核苷类、甾醇类、呋喃类和无机元素等,其中多糖是黑灵芝中一类具有多种生理功效的活性组分。本团队前期研究已解析出黑灵芝子实体多糖的结构及其构象特征,发现其具有显著的免疫调节、抗肿瘤、抗衰老、降血糖等功效。同时,前期结果表明黑灵芝多糖对2型糖尿病大鼠的糖脂代谢及相关并发症具有显著改善作用,但围绕黑灵芝多糖的消化酵解行为和基于肠道菌群探讨黑灵芝多糖对2型糖尿病大鼠的作用机制的研究工作尚未深入开展。因此,本论文在此基础上,以黑灵芝多糖为研究对象,从体外和体内的角度研究黑灵芝多糖的消化酵解行为,并进一步从肠道菌群的角度深入探讨黑灵芝多糖对2型糖尿病大鼠的影响机制。主要研究内容归纳如下:1.采用实验室前期建立的体外模拟消化酵解方法探究黑灵芝多糖在胃和小肠内的消化行为,以及在肠道菌群作用下的酵解情况。结果表明,黑灵芝多糖经过胃和小肠消化道后相对分子质量从198.00±0.30 k Da降低至147.10±0.30 k Da,但无游离单糖释放,在体外肠道菌群酵解过程中,黑灵芝多糖可显著促进短链脂肪酸的产生和降低酵解环境p H。因此,黑灵芝多糖不能在胃肠道被完全消化,但能够被肠道菌群降解,并产生短链脂肪酸。2.采用正常小鼠模型,给予小鼠灌胃黑灵芝多糖,探究多糖在小鼠体内的酵解情况。结果表明,黑灵芝多糖对小鼠的健康状况无影响,但能降低小鼠粪便p H、增强粪便持水力和短链脂肪酸的产量,低剂量黑灵芝多糖组(PSG-L)、中剂量黑灵芝多糖组(PSG-M)和高剂量黑灵芝多糖组(PSG-H)小鼠粪便p H分别下降至8.40±0.40、8.50±0.30和8.40±0.10,PSG-H组小鼠短链脂肪酸含量显著高于对照组。黑灵芝多糖同时显著降低了小鼠结肠内容物p H和增加短链脂肪酸的产量,PSG-L、PSG-M和PSG-H组小鼠的结肠内容物p H分别降低为7.50±0.32、7.56±0.32和7.33±0.78。此外,黑灵芝多糖增加盲肠内容物中短链脂肪酸的含量但升高了p H,PSG-L、PSG-M和PSG-H组小鼠的盲肠内容物p H分别上升至7.75±0.11、7.74±0.29和7.73±0.26。3.通过高脂饮食结合链脲霉素(Streptozotocin,STZ)尾静脉注射成功构建2型糖尿病大鼠模型(血糖值≥11.1 mmol/L),并评价黑灵芝多糖对糖尿病大鼠肠道健康的影响。研究结果显示,黑灵芝多糖可有效降低糖尿病大鼠粪便、盲肠内容物和结肠内容物的p H,升高粪便、盲肠内容物和结肠内容物中短链脂肪酸产量,增强粪便持水力。在黑灵芝多糖不同剂量处理组中,黑灵芝多糖高剂量组的效果最显著,粪便、盲肠内容物和结肠内容物p H分别为6.53±0.13、7.88±0.18和7.34±0.34,总短链脂肪酸含量分别为4.40±1.18、11.16±0.63和5.77±1.49 m M,粪便含水量为60.00±2.36%。这些结果表明,黑灵芝多糖可通过在体内酵解产生短链脂肪酸和下调肠道p H从而发挥对糖尿病大鼠肠道健康的改善作用。4.通过变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和16S r RNA高通量测序两种检测方法结合探讨黑灵芝多糖对2型糖尿病大鼠肠道菌群的影响并确定关键变化菌。结果显示,两种菌群检测方法结果一致,黑灵芝多糖显著影响肠道菌群组成,并增加肠道菌群α多样性指数。β多样性分析显示黑灵芝多糖干预后肠道菌群组成与模型组呈显著差异,关键菌属分析发现黑灵芝多糖能显著促进双歧杆菌属、Turicibacter、Blautia、粪球菌属等有益菌的增长,抑制肠球菌属、Dorea、明串珠菌属等有害菌的生长。功能预测分析结果提示,黑灵芝多糖显著影响碳水化合物代谢与吸收、矿物质吸收、多糖合成与代谢等通路活性。此外,相对丰度高于0.1%的菌属与糖尿病相关指标(体重、血糖、短链脂肪酸等)具有显著相关性。这些结果提示,黑灵芝多糖能通过调节肠道菌群的组成和关键菌属的变化来缓解2型糖尿病大鼠症状。以上结果表明,黑灵芝多糖不能在胃肠道被完全消化吸收,主要被肠道菌群降解,并产生短链脂肪酸;黑灵芝多糖可通过调节肠道菌群组成和关键菌属的变化发挥对2型糖尿病的改善作用。