发酵乳杆菌发酵参荷苓的抗肥胖功效及作用机制研究

随着生活水平的提高,肥胖人数呈现上升的趋势,也逐渐成为威胁公众健康的重要问题。目前关于发酵药食同源的中药在减肥上的研究主要存在4个方面的问题:一是对药食同源复方发酵的研究不足,主要集中在人参、荷叶等单个中药的发酵上,其作用途径较为单一,难以同时解决肥胖伴随的多种异常问题;二是对发酵同时提升功效并改善风味的研究不足,主要集中在发酵对功效的提升上,忽略了风味对消费者接受度和坚持长期服用的影响;三是发酵药食同源中药减肥的作用机制研究还不够全面;四是发酵药食同源中药在人群中的减肥研究鲜有报道,主要集中在动物模型的减肥研究上,在人群中的减肥效果有待进一步验证。本文针对上述问题,首先基于中医药理论,配伍了药食同源的减肥复方,筛选发酵既能提高复方抗肥胖特性又能改善风味的乳酸菌,并优化其发酵条件。然后,研究发酵复方在大鼠中的抗肥胖特性(干预减肥和预防肥胖),并从肥胖相关基因表达水平及肠道菌群结构等方面探究其可能的作用机制。最后,在超重/肥胖人群中初步评价其减肥作用。主要研究内容和结果如下。(1)配伍药食同源减肥复方并探究发酵对其风味和功能的影响。首先,通过文献研究总结中医学的减肥理论、中药复方减肥的机制和组方经验,配伍了具有补气健脾、化痰祛湿作用的参荷苓(SHL)复方。经过常温浸泡、高温浸提获得SHL水提液(SHLE)。筛选到的Limosilactobacillus fermentum grx08发酵使SHLE的脂肪酶活性抑制率和还原能力分别显著提升了 1.60和1.26倍(p<0.05)。正己醛和正己醇是SHLE的青草味的主要物质,发酵后均未检测到,发酵显著提高了 SHLE的感官评分(p<0.05)。液料比为 10:1(v/m)、接种量为4.10%(v/v)、37℃发酵49.50h制备的L.fermentum grx08发酵参荷苓具有较高脂肪酶活性抑制率(93.28%)和活菌数量(1.84×109CFU/mL),且在36 d的贮藏期内具有较好的稳定性。UPLC-MS/MS分析表明,发酵显著上调了人参皂苷Rh3、Rg3、去氢荷叶碱等53种具有潜在抗肥胖作用的物质含量(p<0.05)。(2)探究L.fermentum grx08发酵参荷苓在大鼠体内的抗肥胖(干预减肥和预防肥胖)特性。干预减肥试验以高脂饮食建立4组肥胖的大鼠模型,以未干预的作为肥胖模型组(HFD),以L.fermentum grx08发酵参荷苓组(SHLF08)和未发酵的SHLE添加L.fermentum grx08菌体组(SHLa08)为减肥试验组,以参苓白术散组(SBZ)为阳性对照组,以普通饮食组(ND)作为空白对照组,建模4周,然后干预4周。结果表明,与HFD组相比,SHLF08干预的雌和雄性大鼠的体重分别显著降低了 16.97%和10.48%(p<0.01),并显著降低了血清和肝脏的甘油三酯(Triglyceride,TG)NSC125066、总胆固醇(Total cholesterol,TC)和低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)的水平(p<0.05),同时显著升高了雌、雄性大鼠的高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)的水平(p<0.05);而SHLa08 组大 鼠的体重以及血清的 TG、TC、LDL-C和HDL-C水平介于HFD组与SHLF08组之间。表明,L.fermentum grx08发酵提高了参荷苓的减肥作用。预防肥胖试验以高脂饲料饲喂大鼠建立高脂饮食模型,以未干预的作为高脂饮食模型组(HFDP),以L.fermentum grx08发酵参荷苓预防组(SHLF08P)为试验组,以普通饮食组(NDP)为空白对照组。在高脂饲喂的同时灌胃SHLF08进行预防肥胖。8周的结果显示,与NDP组比,HFDP组的大鼠体重显著高出20.04%(p<0.05),并显著升高了肝脏、白色脂肪指数(p<0.05),形成了肥胖大鼠。而SHLF08预防显著降低了高脂饮食大鼠的体重以及肝脏、白色脂肪指数(p<0.05),与普通饮食组之间的差异均不显著(p>0.05),表明L.fermentum grx08发酵参荷苓能较好地预防高脂饮食诱导的肥胖。(3)探究L.fermentum grx08发酵参荷苓抗肥胖的机制。通过RT-PCR和肠道菌群研究抗肥胖的机制。结果表明,与肥https://www.selleck.cn/products/lee011.html胖模型组(HFD)比,SHLF08干预显著降低了大鼠下丘脑的神经肽Y(Neuropeptide Y,NPY)和刺鼠相关肽(Agouti-related protein,AGRP)mRNA 的表达(p<0.01)以及血清 NPY 的含量(p<0.05),显著升高了血清中胰高血糖素样肽-1(Glucagon-likepeptide-1,GLP-1)的含量(p<0.001),并使雌性和雄性大鼠的摄食量分别比HFD组显著减少了 19.58%和9.74%(p<0.01)。表明,SHLF08可以通过调节食欲降低大鼠的摄食量。SHLF08干预显著提高了大鼠肝脏法尼醇X受体(Farnesol X receptor,FXR)、AMP依赖的蛋白激酶(AMP-activatedprotein kinase,AMPKIranian Traditional Medicine)和肉毒碱棕榈酰基转移酶-1(Carnitine palmitoyltransferase-1,CPT-1)mRNA的表达(p<0.05);显著降低了固醇调节元件结合蛋白-1C(Sterol regulatory element binding protein 1c,SREBP-1C)和硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(Stearoyl-CoA desaturase-1,SCD-1)mRNA的表达(p<0.05),表明SHLF08可能通过FXR/SREBP-1C/SCD-1 途径抑制脂肪的合成,以及可能通过AMPK/CPT-1途径增加脂肪酸β氧化,进而减少了体内脂肪的积累。SHLF08干预显著提高了棕色脂肪中过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome proliferators-activated receptor γ,PPARγ)和解偶联蛋白-1(Uncoupling protein 1,UCP-1)mRNA的表达(p<0.05),并显著提高了UCP-1 蛋白的表达(p<0.0001)和棕色脂肪指数(p<0.01),表明SHLF08提高了产热相关基因和蛋白的表达。与ND组比,HFD组大鼠肠道菌群的厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidota,F/B)的比值和密螺旋体菌属(Treponema)的丰度显著升高(p<0.05),而乳杆菌属(Lactobacillus)和Muri菌属(Muribaculaceae)的丰度显著降低(p<0.05)。与HFD组相比,SHLF08组在门水平上显著降低了F/B的比值和螺旋菌门(Spirochaetota)的丰度(p<0.05),而显著升高了拟杆菌门(Bacteroidota)和放线菌门(Actinobacteriota)的丰度(p<0.05);在属水平上显著升高了双歧杆菌属(Bifidobacterium)、Akk菌属(Akkermansia)、乳杆菌属(Lactobacillus)和 Muri 菌属(Muribaculaceae)的丰度(p<0.05),而显著降低了密螺旋体菌属(Treponema)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)的丰度(p<0.05),从而改善了肥胖诱导的肠道菌群失衡。(4)初步探究L.fermentum grx08发酵参荷苓在超重/肥胖人群中的抗肥胖作用。通过8周的随机、安慰剂对照试验,在超重/肥胖的大学生人群中初步探究其抗肥胖的作用,试验组以L.fermentum grx08发酵参荷苓干预,安慰剂组以相应的安慰剂干预。结果显示,相对于安慰剂组,试验组的男、女组的体重分别显著减少了 2.59 kg和3.29 kg(p<0.05),体脂肪分别显著减少了2.13 kg和1.85kg(p<0.05)。L.fermentum grx08发酵参荷苓干预后显著降低了男性组血清的TC、TG和LDL-C水平(p<0.05);显著降低了女性组的LDL-C和尿酸含量(p<0.05),以及气虚、痰湿和湿热体质的分数(p<0.05)。表明L.fermentum grx08发酵参荷苓能降低超重/肥胖受试者的脂肪量和体重、改善血脂水平,并降低女性受试者的气虚、痰湿和湿热的程度。