小鼠肠道菌群代谢产物与糖尿病

1、 小鼠肠道菌群代谢产物与糖尿病小鼠肠道菌群代谢产物与糖尿病人体肠道微生态系统中存在着一个庞大的细菌菌群，在正常生人体肠道微生态系统中存在着一个庞大的细菌菌群，在正常生理状态下，肠道菌群中，结肠内含菌量多达理状态下，肠道菌群中，结肠内含菌量多达1010111110101212个，其个，其中厌氧菌如双歧杆菌、拟杆菌占绝对优势，占中厌氧菌如双歧杆菌、拟杆菌占绝对优势，占98%98%以上。以上。肠内菌群在机体内能够参与食物的降解、代谢产生的代谢产物，肠内菌群在机体内能够参与食物的降解、代谢产生的代谢产物，除了提供自身生长所需营养物质外，对肠道内环境也起到一定除了提供自身生长所需营养物质外，对肠道内环境

2、也起到一定的作用。的作用。短链脂肪酸（短链脂肪酸（SCFASCFA）也称为挥发性酸，是由）也称为挥发性酸，是由 1 16 6个碳原子组成个碳原子组成的有机脂肪酸，大多是由结肠内厌氧菌利用低聚糖、非淀粉多的有机脂肪酸，大多是由结肠内厌氧菌利用低聚糖、非淀粉多糖、抗性淀粉等未消化碳水化合物发酵和蛋白质降解的主要产糖、抗性淀粉等未消化碳水化合物发酵和蛋白质降解的主要产物，主要包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、异物，主要包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、异己酸和己酸。其中乙酸、丙酸和丁酸含量最高己酸和己酸。其中乙酸、丙酸和丁酸含量最高, ,短链脂肪酸在结肠内作用：短链脂肪酸在结肠内

3、作用：为肠粘膜细胞提供能量，促进细胞的代谢、生长；为肠粘膜细胞提供能量，促进细胞的代谢、生长；降低结肠内环境降低结肠内环境pHpH值，减少有害菌的生长，防止肠道功能紊乱；值，减少有害菌的生长，防止肠道功能紊乱；抑制抗炎因子的生成，对结肠炎症反应起到抑制作用；抑制抗炎因子的生成，对结肠炎症反应起到抑制作用；抑制肿瘤细胞的增殖、控制原癌基因的表达、促进肿瘤细胞的抑制肿瘤细胞的增殖、控制原癌基因的表达、促进肿瘤细胞的分化和凋亡，起到抗肿瘤的作用。分化和凋亡，起到抗肿瘤的作用。小鼠粪便的采集、稀释混匀小鼠粪便的采集、稀释混匀肠道菌群计数肠道菌群计数 取粪样均质液以取粪样均质液以1010倍梯度稀释，分别

4、接种到相应培养基上培养，倍梯度稀释，分别接种到相应培养基上培养， 采用平板计数法对样品中的双歧杆菌、乳酸杆菌、肠杆菌、肠球采用平板计数法对样品中的双歧杆菌、乳酸杆菌、肠杆菌、肠球 菌和产气荚膜梭菌计数。菌和产气荚膜梭菌计数。动物分组、喂养动物分组、喂养 分组：正常、高脂、糖尿病、模型给药组分组：正常、高脂、糖尿病、模型给药组指标的测定：空腹血糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白指标的测定：空腹血糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白低密度脂蛋白以及粪便中短链脂肪酸和低密度脂蛋白以及粪便中短链脂肪酸和D-D-乳酸含量。乳酸含量。代谢产物的测定：采用气相色谱法检测粪便中代谢产物乙酸、代谢产物的测定：

5、采用气相色谱法检测粪便中代谢产物乙酸、丙酸和正丁酸的含量。丙酸和正丁酸的含量。 糖尿病组小鼠粪便中乙酸、丙酸和正丁酸的含量均明显低于正常糖尿病组小鼠粪便中乙酸、丙酸和正丁酸的含量均明显低于正常组及高脂组。组及高脂组。可能存在着生成乙酸、丙酸和正丁酸的某些厌氧益生菌的缺失或可能存在着生成乙酸、丙酸和正丁酸的某些厌氧益生菌的缺失或减少减少, ,致使肠道菌群对宿主代谢产生异常影响致使肠道菌群对宿主代谢产生异常影响, ,引发代谢紊乱。引发代谢紊乱。给药组的乙酸、丙酸和正丁酸的含量明显上升，给药后丙酸和正给药组的乙酸、丙酸和正丁酸的含量明显上升，给药后丙酸和正丁酸基本恢复到正常水平丁酸基本恢复到正常水平

6、, ,而乙酸含量虽有所上升而乙酸含量虽有所上升, ,但未能达到正但未能达到正常水平常水平, ,可能生成乙酸的某些厌氧益生菌未能恢复正常水平。可能生成乙酸的某些厌氧益生菌未能恢复正常水平。糖尿病小鼠血糖升高时糖尿病小鼠血糖升高时, ,肠道益生菌肠道益生菌( (双歧杆菌双歧杆菌, ,乳酸杆菌乳酸杆菌) )、梭、梭菌的数量降低菌的数量降低; ;经二甲双胍处理后小鼠血糖降低经二甲双胍处理后小鼠血糖降低, ,肠道益生菌、梭菌的数量恢复肠道益生菌、梭菌的数量恢复到正常值到正常值但某些条件致病菌但某些条件致病菌, ,如大肠埃希菌、肠球菌和真菌等如大肠埃希菌、肠球菌和真菌等, ,在整个实在整个实验里呈递增状态

7、验里呈递增状态D-D-乳酸是肠道细菌酵解的产物乳酸是肠道细菌酵解的产物, ,其代谢变化与肠道细菌的增殖程其代谢变化与肠道细菌的增殖程度相关度相关,D-,D-乳酸的量可间接反映肠道细菌的增殖情况。乳酸的量可间接反映肠道细菌的增殖情况。由于由于D-D-乳酸的变化与血糖变化方向一致乳酸的变化与血糖变化方向一致, ,提示提示D-D-乳酸可能是一个乳酸可能是一个病理性因素病理性因素, ,其含量的上升其含量的上升, ,可能与致病菌的增加有关。可能与致病菌的增加有关。糖尿病动物及患者血浆中的糖尿病动物及患者血浆中的D-D-乳酸含量显著升高。乳酸含量显著升高。D-D-乳酸正常情况下很少被吸收乳酸正常情况下很少

8、被吸收, ,且哺乳动物不具备将其快速降解且哺乳动物不具备将其快速降解的酶系统。只有当肠黏膜通透性增加时的酶系统。只有当肠黏膜通透性增加时, ,肠道中细菌产生的大量肠道中细菌产生的大量D-D-乳酸才能通过受损黏膜入血乳酸才能通过受损黏膜入血, ,使血浆使血浆D-D-乳酸水平升高。由于血乳酸水平升高。由于血浆浆D-D-乳酸来源于肠道乳酸来源于肠道, ,血浆血浆D-D-乳酸含量升高反映了肠道乳酸含量升高反映了肠道D-D-乳酸的乳酸的高水平状态。高水平状态。肠道通透性增加在糖尿病发病机制中发挥着关键作用。肠道通透性增加在糖尿病发病机制中发挥着关键作用。糖尿病小鼠粪便中糖尿病小鼠粪便中D-D-乳酸含量显著升高乳酸含量显著升高, ,一定程度上反映一定程度上反映出糖尿病小鼠肠道存在黏膜受损通透性增加的变化。出糖尿病小鼠肠道存在黏膜受损通透性增加的变化。当肠黏膜通透性增加时血中当肠黏膜通透性增加时血中D-D-乳酸及脂多糖均显著增加乳酸及脂多糖均显著增加, ,且二且二者具有正相关性者具有正相关性总之，糖尿病组总之，糖尿病组D-D-乳酸含量的上升是肠道功能受损的一种表现乳酸含量的上升是肠