王 苗,張保杰,文佳嘉,胡婕倫,聶少平,謝明勇
(南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)-加拿大食品科學(xué)技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330047)
肥胖是一種由多種危險(xiǎn)因素(包括遺傳)引起的體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)多的代謝綜合征[1]。近幾年,肥胖的發(fā)病率快速增加,大量流行病學(xué)調(diào)查顯示,肥胖是多種慢性疾?。ㄈ?型糖尿病、高血壓、心腦血管疾病、子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌等)的潛在誘因,全球死于肥胖及其繼發(fā)慢性代謝性疾病的人數(shù)與日俱增[2-4]。肥胖發(fā)生過(guò)程歷時(shí)較長(zhǎng),主要原因在于機(jī)體長(zhǎng)期的能量攝入過(guò)多和代謝水平降低,繼而對(duì)脂肪的利用能力下降并導(dǎo)致脂肪在體內(nèi)蓄積[5]。
目前干預(yù)和治療肥胖的方法主要有以下幾種:輕度肥胖時(shí),可通過(guò)膳食干預(yù)(調(diào)整飲食結(jié)構(gòu))和運(yùn)動(dòng)干預(yù)(有效減少熱量的攝入以及通過(guò)一些運(yùn)動(dòng)等方式使能量的支出增加),這是臨床上和生活中尤為基礎(chǔ)的方法[6]。當(dāng)肥胖癥狀嚴(yán)重到一定程度時(shí),即體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)超過(guò)27 kg/m2或30 kg/m2且伴隨肥胖并發(fā)癥時(shí),需要使用藥物進(jìn)行輔助治療[7]。此外,肥胖外科手術(shù)也是減肥治療的一種常見(jiàn)方式,如國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)建議,對(duì)于BMI在30~35 kg/m2之間且一般藥物不能控制的人群,可采用外科手術(shù)方法[8]。隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,近年來(lái)也出現(xiàn)一些比較新穎的減肥手段,如基因定向治療、靶點(diǎn)治療、糞菌移植等[9-10]。以上的減肥方式均存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。例如傳統(tǒng)的藥物治療會(huì)對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)及腎臟造成一定的損傷[11];減肥手術(shù)存在一定的風(fēng)險(xiǎn),且對(duì)身體影響較大;有些新穎的減肥方式缺乏充足的臨床實(shí)驗(yàn),安全性還有待進(jìn)一步深究。因此,科學(xué)的膳食搭配加上適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)是目前較有效地維持和減輕體質(zhì)量的健康生活方式[12]。
益生菌是活的微生物(在大多數(shù)情況下是細(xì)菌),這些細(xì)菌通常也被稱(chēng)為友善的、有益的或健康的細(xì)菌,與人類(lèi)腸道中發(fā)現(xiàn)的有益微生物相似,可以幫助預(yù)防和治療某些疾病。含有益生菌的食物、飲料(果汁、大豆飲料)和膳食補(bǔ)充劑(例如膠囊、片劑和散劑)等已被人們廣泛利用[13-14]。隨著對(duì)一些乳酸桿菌(例如嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌、羅伊氏乳桿菌、干酪乳桿菌、雙歧乳桿菌)研究的深入,乳酸桿菌不僅在發(fā)酵食品和膳食補(bǔ)充劑中得以廣泛應(yīng)用,而且也被用于治療和預(yù)防多種疾病和病癥[15-16],包括預(yù)防肥胖和糖尿病的發(fā)生[17-18]。以往的研究表明,雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌、加氏乳桿菌、植物乳桿菌、副干酪乳桿菌等益生菌均能發(fā)揮降脂緩解肥胖作用[19-21]。同時(shí),不同類(lèi)型益生菌干預(yù)肥胖的研究結(jié)果可能會(huì)因?qū)嶒?yàn)方法、攝入劑量、持續(xù)時(shí)間和干預(yù)人群等不同而存在差異性[22]。因此,本實(shí)驗(yàn)以C57BL/6J小鼠為研究對(duì)象,利用高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖模型,探討干酪乳桿菌NCU011054(Lactobacillus caseiNCU011054)以及嗜酸乳桿菌NCU433(Lactobacillus acidophilusNCU433)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠的干預(yù)作用,以期為肥胖人群的飲食策略提供新的思路和參考依據(jù)。
SPF級(jí)6 周齡雄性C57BL/6J小鼠(動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(贛)2015-0001)、普通維持飼料購(gòu)自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司;45%高脂飼料D12451購(gòu)自美國(guó)Research Diets公司;兩種乳桿菌菌粉(Lactobacillus caseiNCU011054、Lactobacillus acidophilusNCU433)取自南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
4 mm研磨珠(氧化鋯)武漢塞維爾生物科技公司;磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)片劑北京索萊寶生物科技有限公司;質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%多聚甲醛固定液(含焦碳酸二乙酯(diethyl pyrocarbonate,DEPC))、小鼠膽固醇(cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)試劑盒、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)、丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)、總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)試劑盒南京建成生物科技有限公司;小鼠瘦素、脂聯(lián)素測(cè)定試劑盒上海撫生實(shí)業(yè)有限公司。
AB-104電子天平 瑞士梅特勒-托利多公司;3K15高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司;ACCU-CHEK Performa血糖儀、配套血糖試紙 瑞士Roche公司;高速組織研磨儀 武漢賽維爾生物科技有限公司;BS500型全自動(dòng)生化分析儀 深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司;多功能酶標(biāo)儀美國(guó)Thermo Scientific公司。
1.3.1 菌株的制備
將兩種乳桿菌粉末通過(guò)平板計(jì)數(shù)法計(jì)算活菌數(shù)后,將其稀釋在無(wú)菌生理鹽水中至指定劑量(1×109、1×1010CFU/mL)。
1.3.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分組
72 只C57BL/6J小鼠適應(yīng)1 周后,隨機(jī)分為6 組,分別為正常飲食組(ND)、高脂飲食對(duì)照組(HFD)、Lactobacillus caseiNCU011054低劑量組(LCL)、Lactobacillus caseiNCU011054高劑量組(LCH)、Lactobacillus acidophilusNCU433低劑量組(LAL)、Lactobacillus acidophilusNCU433高劑量組(LAH)。低劑量組菌粉劑量為1×109CFU/mL,高劑量組菌粉劑量為1×1010CFU/mL。小鼠飼養(yǎng)期間自由采食飲水,每天按10 mL/kgmb給小鼠灌胃菌粉懸浮液,ND和HFD組小鼠則用對(duì)應(yīng)體積的生理鹽水灌胃。9 周后處死小鼠,取樣。
1.3.3 樣品采集和檢測(cè)
1.3.3.1 常規(guī)指標(biāo)的測(cè)定
每周稱(chēng)量一次小鼠體質(zhì)量,計(jì)算出實(shí)驗(yàn)期間小鼠體質(zhì)量增量,小鼠處死后測(cè)量小鼠體長(zhǎng)(體長(zhǎng)為鼻尖至肛門(mén)的距離),并記錄數(shù)據(jù)。解剖小鼠后,取出附睪脂肪、腹腔脂肪、肝臟、腎臟等稱(chēng)質(zhì)量,分別按公式(1)、(2)計(jì)算Lee’s指數(shù)及相應(yīng)的器官指數(shù)。
1.3.3.2 空腹血糖濃度的測(cè)定
第9周時(shí),采用血糖儀測(cè)定各組小鼠的空腹血糖濃度。
1.3.3.3 血清生化指標(biāo)水平的測(cè)定
灌胃期結(jié)束后,眼眶取血,在4 ℃條件下3 000 r/min離心15 min,取上層血清,得到血清樣本。取各組小鼠血清樣本,采用全自動(dòng)生化儀測(cè)定TC、TG、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,L D L-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase,ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,AST)、總蛋白(total protein,TP)、白蛋白(albumin,ALB)、肌酐(creatinine,CREA)、尿酸(uric acid,UA)、尿素的水平。
1.3.3.4 血清瘦素和脂聯(lián)素質(zhì)量濃度的測(cè)定
灌胃期結(jié)束后,眼眶取血,在4 ℃條件下3 000 r/min離心15 min,取上層血清并采用相應(yīng)試劑盒檢測(cè)小鼠血清中瘦素和脂聯(lián)素的質(zhì)量濃度。
1.3.3.5 脂肪組織病理學(xué)分析
取小鼠白色脂肪組織約50 mg,置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%多聚甲醛固定液中固定24 h以上,常規(guī)石蠟包埋和切片,并采用蘇木精-伊紅染色,隨后顯微鏡觀(guān)察白色脂肪細(xì)胞形態(tài)以及細(xì)胞分化情況。
1.3.3.6 肝臟甘油三酯和膽固醇含量測(cè)定
稱(chēng)取小鼠肝臟40 mg,加入4 mm研磨珠(氧化鋯),按1∶9(m/V)的比例加入預(yù)冷的PBS,高速研磨后3 000 r/min離心15 min,取出上清液,采用試劑盒進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3.7 肝臟抗氧化水平測(cè)定
將肝臟制成10%的組織勻漿,采用試劑盒依次檢測(cè)肝臟組織勻漿中GSH-Px、SOD、CAT活力、MDA水平和T-AOC。
1.3.3.8 糞便短鏈脂肪酸水平測(cè)定
取50 mg結(jié)腸內(nèi)容物,置于冰浴,按1∶9(m/V)加入超純水,漩渦振蕩直至混勻,超聲5 min,4 ℃下4 800×g離心20 min,取上清液,沉淀物按1∶7(m/V)加入超純水,漩渦混勻后超聲5 min,4 ℃下4 800×g離心20 min,合并上清液,測(cè)定pH值,上清液用于測(cè)定短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)。參照Hu Jielun等[23]的方法進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism 6.01軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及圖像處理,數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間顯著性差異分析采用單因素方差分析法,組間的兩兩比較采用Tukey’s法,P<0.05定義為存在顯著性差異。
圖 1 兩種乳桿菌對(duì)肥胖小鼠體質(zhì)量變化趨勢(shì)(A)、體質(zhì)量增量(B)、附睪脂肪質(zhì)量(C)和Lee’s指數(shù)(D)的影響Fig. 1 Effect of Lactobacillus strains on body mass (A), body mass gain (B),epididymal fat mass (C) and Lee’s index (D) of obese mice
由圖1A可知,與ND組相比,HFD組體質(zhì)量增長(zhǎng)趨勢(shì)呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)。與HFD組相比,菌粉組的體質(zhì)量增長(zhǎng)速率較慢。由圖1B可知,到實(shí)驗(yàn)周期結(jié)束時(shí),ND、LC、LA各劑量組的體質(zhì)量增量顯著低于HFD組,HFD組的平均體質(zhì)量增量比ND組高6.645 g(超出20%),這表明本研究中的肥胖模型建模成功。此外,兩菌粉高劑量組的體質(zhì)量增量比低劑量組小。由圖1C可知,ND、LC、LA組的附睪脂肪質(zhì)量都顯著低于HFD組,且兩菌粉組還呈現(xiàn)一定的劑量依賴(lài)性,由此可見(jiàn),這兩株乳酸桿菌能較好地抑制由高脂飲食引起的附睪脂肪組織增長(zhǎng)作用。Lee’s指數(shù)是一項(xiàng)評(píng)價(jià)動(dòng)物肥胖程度的指標(biāo),其越大表明動(dòng)物的肥胖程度越高。由圖1D可知,HFD組的Lee’s指數(shù)顯著高于ND組和LC、LA組,其中LAH組和ND組的Lee’s指數(shù)更接近,表明LAH組更趨于正常。此外,研究表明Lactobacillus paracaseisubsp.paracaseiM5及Lactobacillus coryniformissubsp.torquensT3L能顯著降低小鼠體質(zhì)量、體脂率及Lee’s指數(shù)[24],這與本研究結(jié)果一致。
圖 2 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠空腹血糖(A)、TC(B)、TG(C)、LDL-C(D)和HDL-C(E)濃度的影響Fig. 2 Effect of Lactobacillus strains on fasting blood glucose (A),TC (B), TG (C), LDL-C (D) and HDL-C (E) in obese mice
長(zhǎng)期攝入高脂膳食使機(jī)體處于肥胖狀態(tài)會(huì)引起機(jī)體糖脂代謝紊亂,初步表現(xiàn)為機(jī)體空腹血糖濃度升高,血清TC、TG、LDL-C水平升高,HDL-C水平下降。由圖2A可知,灌胃菌粉9 周后,HFD組小鼠的空腹血糖濃度顯著高于ND組和LC、LA各劑量組,其中LC、LA菌粉組均呈現(xiàn)一定的劑量依賴(lài)性,且LAH組的空腹血糖濃度與ND組最接近。此外,HFD組的血清TC、TG、LDL-C水平均顯著高于ND組,而HDL-C水平顯著低于ND組,與此同時(shí),LC、LA兩菌粉組的血清TC、TG、LDL-C濃度均顯著低于HFD組,HDL-C水平顯著高于HFD組(圖2B~E);整體結(jié)果顯示菌粉組對(duì)肥胖小鼠的空腹血糖濃度和血脂有很好的干預(yù)作用,且菌粉LCH和LAH組能將血清TG和LDL-C降至和ND組相近水平。LAH組的空腹血糖濃度以及血清TG和LDL-C水平與ND組接近,且LAH組能改善小鼠血清TC和HDL-C水平。由此可知,菌粉組的效果呈現(xiàn)一定劑量依賴(lài)性,兩株菌粉對(duì)肥胖小鼠的空腹血糖濃度和血脂水平都有一定的調(diào)節(jié)作用,Zhao Xin等[25]的研究結(jié)果顯示植物乳桿菌CQPC02能夠降低肥胖小鼠血清TC、TG、LDL-C水平,升高HDL-C水平,這與本研究結(jié)果一致。
表 1 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠肝臟指數(shù)及肝功能指標(biāo)的影響Table 1 Effect of Lactobacillus strains on liver index and liver function in obese mice
表 2 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠腎臟指數(shù)及腎功能指標(biāo)的影響Table 2 Effect of Lactobacillus strains on kidney index and kidney function in obese mice
器官指數(shù)能在一定程度上反映動(dòng)物的健康狀態(tài)。高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖十分嚴(yán)重時(shí)也會(huì)造成機(jī)體臟器功能發(fā)生紊亂。由表1、2可知,兩菌粉組的肝臟指數(shù)與ND組接近,其中LA組與ND組更接近,但均與HFD組無(wú)顯著性差異。ND、LAH組的腎臟指數(shù)與HFD組相比有顯著差異(P<0.05)。LCL、LCH、LAL組雖然與HFD組沒(méi)有顯著差異,但趨于正常。LC、LA兩菌粉組血清中肝功能相關(guān)的ALT、AST、TP、ALB指標(biāo)以及腎功能相關(guān)的CREA、UA、尿素各項(xiàng)指標(biāo)水平介于ND組和HFD組之間,且各組之間無(wú)顯著性差異,這可能是本實(shí)驗(yàn)肥胖周期不夠長(zhǎng)而導(dǎo)致的各組之間肝功能和腎功能沒(méi)有顯著差異。
肥胖的發(fā)生常常和瘦素、脂聯(lián)素水平的波動(dòng)密切相關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn),肥胖往往會(huì)伴有高瘦素血癥,而肥胖者體內(nèi)的脂聯(lián)素脂肪因子會(huì)出現(xiàn)下調(diào)[26]。由圖3A可知,兩菌粉組小鼠的血清瘦素水平和ND組十分接近,都低于HFD組,且均與HFD組有顯著性差異,其中LC組小鼠血清瘦素質(zhì)量濃度低于LA組。由圖3B可知,ND組和兩菌粉組的小鼠血清脂聯(lián)素質(zhì)量濃度都顯著高于HFD組,且LA組小鼠血清瘦素水平高于LC組,ND、LA、LC組與HFD組相比均呈現(xiàn)顯著性差異,其中LC組呈現(xiàn)了一定的劑量依賴(lài)性。有研究結(jié)果表明,Lactobacillus rhamnosusLS-8和Lactobacillus crustorumMN047能夠抑制由高脂膳食導(dǎo)致的血清瘦素水平的增加和脂聯(lián)素水平的下降[27],與本研究結(jié)果類(lèi)似。以上結(jié)果提示,這兩株乳酸桿菌能有效地改善小鼠由肥胖引起的血清瘦素水平升高并控制脂聯(lián)素分泌水平,從而起到較好的抗肥胖作用。
圖 3 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠血清瘦素(A)、脂聯(lián)素(B)質(zhì)量濃度的影響Fig. 3 Effect of Lactobacillus strains on serum leptin (A) and adiponectin (B) levels in obese mice
有研究表明一些乳酸菌Lactobacillus plantarum9-41-A、Lactobacillus fermentumM1-16、Lactobacillus reuteri能夠減小肥胖小鼠白色脂肪組織的細(xì)胞大小和減少細(xì)胞數(shù)量[28-29]。同時(shí),本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了脂肪組織病理切片觀(guān)察,以探究Lactobacillus caseiNCU011054和Lactobacillus acidophilusNCU433是否也有抑制肥胖小鼠白色脂肪組織細(xì)胞大小和減少細(xì)胞數(shù)量的作用。
由圖4可知,ND組的脂肪細(xì)胞形態(tài)完整、排列整齊緊密、整體細(xì)胞大小相當(dāng),細(xì)胞邊界清晰,而HFD組脂肪細(xì)胞形態(tài)不完整,大小不均勻,絕大部分細(xì)胞體積變大,排列也不規(guī)則,出現(xiàn)嚴(yán)重的分化現(xiàn)象。兩菌粉組的脂肪細(xì)胞較HFD組相比,脂肪細(xì)胞排列整齊、尺寸均一,少數(shù)細(xì)胞出現(xiàn)體積變大充脂分化現(xiàn)象,且菌粉組與ND組細(xì)胞病理形態(tài)更接近。其中,LC組的低劑量和LA組高劑量的脂肪細(xì)胞排列整齊,少數(shù)細(xì)胞體積偏大,出現(xiàn)充脂分化的現(xiàn)象,整體細(xì)胞與ND組細(xì)胞大小相似,甚至同視野下細(xì)胞數(shù)目比ND組更少。以上結(jié)果表明,這兩株乳酸桿菌還可通過(guò)減輕脂肪的積累來(lái)抑制肥胖的發(fā)展,這與前面抑制小鼠體質(zhì)量增量和附睪脂肪質(zhì)量增加的結(jié)果一致;因此,兩株乳酸桿菌對(duì)體質(zhì)量增加的抑制作用可能與減少脂肪積累量有關(guān)。
圖 4 不同組脂肪組織HE染色圖(400×)Fig. 4 Histological sections of adipose tissues in different groups at (400 ×)
圖 5 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠肝臟質(zhì)量(A)、肝臟TC(B)和TG(C)含量的影響Fig. 5 Effect of Lactobacillus strains on liver mass (A), and TC (B) and TG (C) contents in liver of obese mice
肥胖的發(fā)生往往伴隨著肝臟功能異常,如肝臟腫大以及肝臟脂質(zhì)代謝紊亂等。長(zhǎng)期的高脂膳食會(huì)導(dǎo)致肝臟中脂肪酸水平異常,進(jìn)而導(dǎo)致TC、TG含量升高,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致脂肪肝[30]。由圖5A可知,ND組和兩菌粉組的肝臟質(zhì)量都低于HFD組,但LCL組與HFD組之間無(wú)顯著性差異,其他各組與HFD組相比均有顯著性差異,因此乳桿菌能緩解肥胖小鼠的肝臟腫大現(xiàn)象,LA組比LC組的效果更好。由圖5B、C可知,兩株乳桿菌對(duì)調(diào)節(jié)肝臟的脂質(zhì)代謝都有一定的緩解作用,如圖5B所示,與HFD相比,LCL和LCH組的TC含量雖然較低但是沒(méi)產(chǎn)生顯著性差異,ND、LAL和LAH組都顯著低于HFD組。如圖5C所示,ND組和兩菌粉組的TG含量都低于HFD組,且與HFD組都有顯著性差異,其中,LA組與ND組更接近,降TG的效果優(yōu)于LC組。結(jié)果表明,這兩株菌粉能夠降低由肥胖引起肝臟中脂質(zhì)的堆積,對(duì)肝臟的脂代謝有一定調(diào)節(jié)作用。此外,也有研究表明,Lactobacillus plantarumKY1032和Lactobacillus curvatusHY7601能夠改善肝臟脂質(zhì)代謝和抑制由高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肥胖[31],這與本研究結(jié)果一致。
長(zhǎng)期高脂膳食會(huì)導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生過(guò)多的自由基,造成機(jī)體氧化損傷。GSH-Px、T-SOD、CAT等抗氧化酶可以協(xié)同清除機(jī)體產(chǎn)生的過(guò)多活性氧自由基。另外,MDA是機(jī)體多不飽和脂肪酸過(guò)氧化物的降解產(chǎn)物,機(jī)體MDA含量越高,表明機(jī)體損傷越嚴(yán)重,而T-AOC反映了機(jī)體抗氧化能力的總水平[32]。
表 3 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠肝臟抗氧化水平的影響Table 3 Effect of Lactobacillus strains on oxidative stress in liver ofobese mice
由表3可知,HFD組小鼠的GSH-Px活力低于其余各組,且LCL組極顯著高于HFD組(P<0.01),LC兩劑量組的GSH-Px活力均高于LA組的兩個(gè)劑量組;此外,各組小鼠肝臟的T-SOD活力、T-AOC與HFD組相比均無(wú)顯著性差異,但HFD組的T-SOD活力、T-AOC均低于ND組和兩菌粉組;各組小鼠肝臟CAT活力均高于HFD組,但沒(méi)有顯著性差異,LCL組小鼠肝臟中的CAT活力極顯著高于HFD組(P<0.01),LC組的CAT活力高于LA組;ND、LAL、LAH組的小鼠肝臟中MDA水平極顯著低于HFD組(P<0.01),其他各組也低于HFD組,但沒(méi)有顯著性差異,LA組低于LC組。以上結(jié)果表明,這兩株乳酸桿菌能提高肥胖小鼠肝臟內(nèi)抗氧化酶活力,降低具有細(xì)胞毒性的MDA含量,提高肥胖小鼠總抗氧化的水平。綜合以上結(jié)果,LC和LA菌株有良好的抗氧化效果,可以抑制由肥胖引起的肝臟氧化損傷。有研究表明Lactobacillus paracaseisubsp. paracaseiM5和Lactobacillus coryniformissubsp. torquensT3有很好的抗氧化效果,可以較好地抑制高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖引起的肝臟損傷[26],這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
圖 6 乳桿菌對(duì)肥胖小鼠糞便SCFAs的影響Fig. 6 Effect of Lactobacillus strains on short-chain fatty acids in feces of obese mice
研究表明,遺傳性肥胖的嚙齒類(lèi)動(dòng)物和超重成年人的糞便SCFAs含量比同類(lèi)正常體質(zhì)量的糞便SCFAs含量高[33-34]。然而,也有研究報(bào)道,在飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠中,其糞便中的SCFAs(乙酸和丙酸)含量降低[35]。在本研究中,HFD組小鼠糞便中乙酸、丁酸、戊酸含量顯著低于ND組,丙酸含量低于ND組。由圖6可知,ND組和LCH、LAL、LAH組肥胖小鼠糞便中乙酸含量與HFD組相比有顯著性差異(P<0.05),但是ND組高于HFD組,菌粉組都低于HFD組;此外,LCH、LAL、LAH組肥胖小鼠糞便中的丙酸含量與HFD組有顯著性差異(P<0.05),且菌粉組都低于HFD組;另外,丁酸、戊酸、異戊酸的分析結(jié)果顯示,菌粉組與HFD組相比均沒(méi)有顯著性差異,但LCH、LAL、LAH組肥胖小鼠糞便中的異丁酸水平卻顯著低于HFD組(P<0.05)。本研究中,灌胃兩株乳桿菌組的小鼠糞便SCFAs含量均低于HFD組,這可能是由于灌胃乳酸桿菌株引起腸道環(huán)境中其他代謝產(chǎn)物的代償性變化。
本實(shí)驗(yàn)在建立高脂飲食誘導(dǎo)肥胖模型的基礎(chǔ)上,探討了Lactobacillus caseiNCU011054、Lactobacillus acidophilusNCU433對(duì)肥胖小鼠的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明,兩株乳桿菌有效抑制了小鼠肥胖癥狀及小鼠血糖血脂的升高程度,與已有的研究報(bào)道的結(jié)果[36-37]一致。同時(shí),乳桿菌能顯著降低小鼠血清瘦素水平,升高血清脂聯(lián)素的水平,這與宋晨[26]的研究結(jié)果相同。脂肪組織切片結(jié)果提示菌乳桿菌能有效抑制肥胖小鼠的脂肪累積及脂肪細(xì)胞分化,與已報(bào)道的研究結(jié)果[38]一致。此外,乳桿菌有效降低了小鼠肝臟質(zhì)量,改善了小鼠肝臟腫大的癥狀,明顯降低了肥胖小鼠肝臟中TC、TG的含量,較好調(diào)控了肝臟中脂質(zhì)積累和代謝,這與Wang Jingjing等[39]的研究結(jié)果相一致。本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)乳桿菌降低了乙酸、丙酸和丁酸的水平,這可能是由于乳桿菌間接提高了腸道里面其他代謝物的水平[14]。綜上所述,兩種乳桿菌L a c t o b a c i l l u s c a s e iNCU011054和Lactobacillus acidophilusNCU433能有效調(diào)控肥胖引起的血糖血脂代謝紊亂、調(diào)節(jié)血清瘦素和脂聯(lián)素水平、改善肝臟腫大癥狀和肝臟TC和TG的堆積、抑制肥胖小鼠脂肪細(xì)胞增大和分化、降低脂肪累積和體質(zhì)量增量,對(duì)肥胖小鼠起到較好的干預(yù)作用,這將為這兩種乳桿菌未來(lái)應(yīng)用于肥胖的飲食干預(yù)提供參考和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。