燕麦麸皮对大鼠肠道菌群及糖脂代谢水平的影响

马小陶，林　兵，石　劢

(中日友好医院营养科，北京　100029)



燕麦麸皮对大鼠肠道菌群及糖脂代谢水平的影响

马小陶，林兵，石劢

(中日友好医院营养科，北京100029)

摘要：目的：研究富含燕麦麸皮饲料对正常大鼠的耐受性和安全性，及其对肠道功能、肠道菌群构成、血糖、血脂水平的影响。方法：SD大鼠分为对照组(基础饲料喂养)和干预组(含燕麦麸皮21.7%饲料喂养)，4w实验期间记录大鼠一般生活状况、进食量、体重、血糖、血脂水平、肠道转运时间等指标，第29d处死大鼠，记录盲肠总重、壁重及内容物重量，行肠球菌、肠杆菌、双歧杆菌及乳杆菌特异性培养及计数，测定盲肠内容物氨含量及pH值。结果：喂养4w后，与对照组相比，干预组大鼠盲肠内容物双歧杆菌数量明显上升，盲肠内容物pH值水平明显下降，其他各项指标在2组间未见显著性差异。结论：正常大鼠对干预组剂量的燕麦麸皮安全耐受，燕麦麸皮增加正常大鼠肠道双歧杆菌数量，降低肠道内pH值水平，未观察到其对肠道转运时间、盲肠结构及糖脂代谢水平等指标的影响。

关键词：燕麦麸皮；肠道菌群；肠道功能；糖脂代谢

燕麦麸皮富含大部分燕麦营养素，总膳食纤维含量达30%，其中可溶性膳食纤维约占1/3，是燕麦β-葡聚糖的良好来源。与燕麦β-葡聚糖相比，燕麦麸皮的加工工艺相对简单，成本较低。有动物实验显示，富含燕麦的饲料喂养可能对肠道有益菌增加有效[1]，从肠道菌群及肠道功能入手探索糖脂代谢及多种代谢性疾病的病理生理机制已成为近年来研究的新热点[2]。本研究拟评估含21.7%燕麦麸皮的基础饲料饲养正常大鼠的耐受性及安全性，并探讨其对正常大鼠肠道功能、肠道细菌构成、血糖、血脂水平的影响。

1材料与方法

1.1实验动物

SPF级SD雄性大鼠，6w龄，体重200～250 g，由北京大学医学部实验动物中心提供。以美国营养学会(American Institute of Nutrition，AIN-93G)动物饲料配方为基础饲料单笼喂养，自主饮食及饮水。饲养环境温度21～23℃、湿度50%～60%RH。

1.2主要试剂和仪器

HITACHI 7180全自动生化分析仪(日本)、JH-30A计重秤(中国)、高速冷冻离心机(日本)、320Ph Meter精密pH计(瑞士)、UV-762 型分光光度计(中国)、厌氧箱、LBS琼脂培养基、BS培养基、胆汁七叶苷叠氮钠培养基、伊红美蓝培养基。

1.3实验方法

动物处理：16只大鼠按体重随机分为对照组、干预组，每组8只。经1w基础饲料(AIN-93G)适应性喂养后，干预组给予含燕麦麸皮21.7%[燕麦β-葡聚糖0.64 g/(kg·d·BW)]的基础饲料喂养，对照组继续基础饲料喂养。

实验期间记录大鼠一般生活状况，每周记录进食量及称量体重。分别于第0d及第25d动物空腹过夜，尾静脉取血，进行血糖、血脂等血清学测定，同时行肠道转运实验(墨汁试验)。于第29d处死动物，称量盲肠总重、盲肠壁重及盲肠内容物重量，无菌操作留取肠内容物0.1g，行肠球菌、肠杆菌、双歧杆菌及乳杆菌特异性培养、鉴定，采用浓度梯度稀释法行菌落计数(每个样本3个平行样，求平均值)，同时进行盲肠内容物氨含量(改良Helen MeCullough法)及pH值(pH计法)测定。

1.4统计学处理

数据分析采用SPSS17.0 统计软件，计量资料均以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，确定P<0.05时差异有统计学意义。

2结果与分析

2.1一般状态及体重增长变化

大鼠毛色、精神状态、日常活动等一般状态情况在2组间无明显差异。实验期间大鼠每周体重及总体重增值在2组间差异尚无统计学意义(P>0.05)，干预组大鼠的体重略高于对照组(表1)。

表1　大鼠体重变化

2.2进食情况

与大鼠体重变化结果相一致，SD大鼠每周进食饲料量及总进食饲料量在2组间无明显差异(P>0.05)(表2)。

表2　大鼠进食饲料量

2.3肠道转运时间

实验第0d及第25d，2组大鼠肠道转运时间未见显著性差异(P>0.05)(表3)。

表3　第0d及第25d大鼠肠道转运时间

2.4盲肠总重、壁重及内容物重量

实验第29d时，2组大鼠的盲肠总重、盲肠壁重及盲肠内容物重量均未见显著性差异(P>0.05)(表4)。

表4　　　　第29d大鼠盲肠总重、盲肠壁重及盲肠内容物重量比较

2.5盲肠内容物菌群数量

实验第29d干预组大鼠盲肠内容物双歧杆菌菌落数量较对照组显著升高(P<0.05)，干预组大鼠肠杆菌及肠球菌菌落数量较对照组有减少趋势，而乳杆菌有增加趋势，但以上菌种在2组间尚未见显著性差异(P>0.05)(表5)。

表5　第29d大鼠盲肠内容物菌群数量

注：*与对照组相比，P<0.05

2.6盲肠内容物氨含量及pH值

与对照组相比，实验第29d时干预组大鼠盲肠内容物pH值较对照组显著降低(P<0.05)，氨含量水平亦有降低趋势，但在2组间未见显著性差异(P>0.05)(表6)。

表6　第29d大鼠盲肠内容物氨含量pH值比较

注：*与对照组相比，P<0.05

2.7血糖及血脂水平

实验第0d及第25d，大鼠尾静脉血血糖(GLU)、总甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平在2组间未见显著性差异(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讨论

燕麦麸皮中多数营养成分如膳食纤维、β-葡聚糖、不饱和脂肪酸的含量均远高于燕麦谷粒，其含有的植物蛋白、酚类、生物碱等物质同样可能参与调节肠道功能、血糖、血脂水平等代谢水平。燕麦麸皮食用方式灵活、易于推广，可添加至面包等日常食物中，有助于改善食物的营养构成[3]。

机体肠道内存在大量微生物，包括有益菌群(双歧杆菌、乳酸杆菌等)及条件致病菌(肠杆菌、肠球菌等)，细菌生长所需底物的量和种类是影响肠道内微生物及肠道内环境的关键因素之一。本实验给予大鼠含燕麦麸皮21.7%[相当于燕麦β-葡聚糖0.64 g/(kg·BW·d)]的饲料喂养，大鼠肠内容物有益菌(双歧杆菌)数量增加，且肠内容物的pH值有所下降，考虑可能机制与β-葡聚糖作为益生元，不被消化道的胃酸和酶类消化，从而给肠道中的双歧杆菌等有益菌提供营养源，使其迅速增殖并利用β-葡聚糖，产生大量短链脂肪酸(SCFA)及一些抗菌素物质，降低肠道内pH值而抑制有害菌生长，改善肠道菌群构成有关[4，5]。本研究干预组给予的燕麦麸皮量推算至人群约200 g/d(相当于燕麦β-葡聚糖6 g/d)。在实验过程中，干预组的干预措施对大鼠的一般状态、进食饲料量及体重无明显影响，提示了正常大鼠对干预组剂量的燕麦麸皮及β-葡聚糖含量可以安全耐受，且有较良好的适口性。

有研究报道，摄入不消化碳水化合物可能通过对人体微生态菌群构成的双向调节，促进肠道菌群平衡态、正常化，从而有效防止便秘和腹泻[6，7]。本研究中2组大鼠肠道转运时间未见明显差异，考虑与对照组大鼠肠道功能正常有关。与之相类似，燕麦麸皮喂养对正常大鼠的血糖及血脂水平亦无明显影响。燕麦麸皮及燕麦β-葡聚糖对肠道功能及糖脂代谢相关调节方面的作用，仍需更多相应的动物模型及对象人群研究以进一步阐明。◇

参考文献

[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]马艳妮，崔伟亮，甘东浩，等.肠道菌群与代谢综合征相关性研究进展[J].中国微生态学杂志，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，朱莹莹，李林，等.燕麦β-葡聚糖调节肠道菌群与降脂减肥作用的研究进展[J].食品工业科技，2014，35(8)：364-366，373.

[5]沈定树，郑静.益生元与肠道微生态[J].中国微生态学杂志，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]张俊黎，王宇，于红霞，等.低聚果糖对动物通便功能研究[J].预防医学情报杂志，2007，23(5)：534-536.

(责任编辑李婷婷)

基金项目：新世纪人才计划(项目编号：NCET-13-0694)。

作者简介：马小陶(1985—)，女，博士，研究方向：营养与慢性病。

通讯作者：石劢(1979—)，女，博士，研究方向：慢病的营养防治。

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