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低聚木糖可改善高膽固醇飲食引起的高膽固醇血癥并調節倉鼠的甾醇排泄和腸道微生物群
發(fā)布時(shí)間 : 2022.02.25
低聚木糖 降低膽固醇活性 中性和酸性固醇 短鏈脂肪酸 腸道菌群




試驗部分

       將24只雄性倉鼠(8周齡)飼養在23℃的塑料籠子中(n =2只/籠),進(jìn)行12/12小時(shí)的明暗循環(huán)。在2周的馴化期間,所有倉鼠均飼喂鼠糧。第0周初,將所有倉鼠隨機分為3組(n =8),分別飼喂三種配方的飼料(表1),即低膽固醇飼料(LCD)、高膽固醇飼料(HCD)和HCD添加5%低聚木糖飼料(XOS),喂養6周。每?jì)商煊涗浺淮问澄飻z入量,每周測量體重。在第0周和第6周通宵禁食后從眶后竇采集血液樣本。在第6周結束時(shí),處死所有倉鼠,并取出肝臟、心臟、腎臟、睪丸、附睪脂肪組織和腎周脂肪組織,用生理鹽水清洗,-80℃保存,并進(jìn)一步檢測腸道微生物群、糞便中性和酸性甾醇的變化。


試驗結果
       如表2所示,LCD組、HCD組和XOS組倉鼠的食物攝入量、能量攝入量、體重均無(wú)顯著(zhù)差異;心臟、腎臟、附睪和腎周脂肪的重量沒(méi)有顯著(zhù)差異,但是HCD組和XOS組的肝臟和睪丸重量顯著(zhù)重于LCD組。

      如表3所示,試驗開(kāi)始時(shí),LCD組、HCD組和XOS組倉鼠的TC、HDL-C、non-HDL-C、TG水平及HDL-C/TC、non-HDL-C/HDL-C比值相近。試驗結束時(shí),HCD組倉鼠血漿TC和non-HDL-C顯著(zhù)提高,表明飼糧中添加0.2%的膽固醇能夠誘導倉鼠發(fā)生高膽固醇血癥。然而XOS組倉鼠血漿TC和non-HDL-C水平顯著(zhù)低于飼喂HCD飼糧的倉鼠,表明XOS飼糧可有效降低血漿TC和non-HDL-C水平。此外,XOS組的TG、non-HDL-C/HDL-C比值和log(TG/HDL-C)均顯著(zhù)低于HCD組,表明XOS對血脂有較強的調節作用。


       如表4所示,LC-MS分析確定了34種中性固醇??偟膩?lái)說(shuō),XOS組的倉鼠比HCD組排泄更多的中性甾醇,且XOS組的倉鼠排泄總中性甾醇量比HCD組增加1.68倍。但是,有6種中性甾醇HCD組比XOS組排泄的較多。


       由表5所示,整體來(lái)看,XOS組的倉鼠比HCD組糞便酸性甾醇排泄量顯著(zhù)增加,表明添加X(jué)OS能促進(jìn)倉鼠糞便酸性甾醇的排泄。此外,XOS組的倉鼠10種膽汁酸排泄量較HCD組增加1.00-6.32倍。本研究發(fā)現,與LCD組相比,HCD組的糞便乙酸和丁酸水平顯著(zhù)降低。相比之下,XOS組糞便中顯著(zhù)增加1.5倍乙酸,2.23倍丙酸和1.7倍丁酸。另外,結果顯示飲食中補充XOS能顯著(zhù)降低糞便pH值。


       由圖1所示,HCD組和XOS組的Chao 1和Shannon指數無(wú)顯著(zhù)差異,說(shuō)明在高膽固醇飼料中添加X(jué)OS不會(huì )改變微生物群落的豐富度和多樣性(圖1A和1B)。在未加權和加權的UniFrac主協(xié)調分析中,觀(guān)察到LCD組、HCD組和XOS組的腸道微生物群有明顯的聚類(lèi),這表明LCD組、HCD組和XOS組中微生物構成的響應是不同的(圖1C和1D)。
 
       由圖2所示,在門(mén)水平上,LCD組、HCD組和XOS組中厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)均占主導地位(圖2A),XOS組倉鼠飼喂第6周后增加了擬桿菌門(mén)的相對豐度,降低了厚壁菌門(mén)的相對豐度(圖2A)。在科水平上,微生物種群的主要類(lèi)型為Erysipelotrichaceae、Bacteroidales_S24-7 group、Eubacteriaceae、Ruminococcaceae和Lachnospiraceae(圖2B)。
 
試驗總結

       研究表明,XOS可顯著(zhù)降低血漿總膽固醇(TC)、非高密度脂蛋白膽固醇(non-HDL-C)和三?;视?TG),分別為11.24%、24.89%和38.72%, 這種益處與糞便中的中性和酸性甾醇以及SCFAs的增加有關(guān)。 此外,通過(guò)飲食補充XOS可以改變腸道微生物群的組成。因此,補充XOS可以降低血漿膽固醇水平,增加中性和酸性甾醇的排泄,并通過(guò)改變腸道微生物群組成促進(jìn)SCFAs的產(chǎn)生。



參考資料:
A. Abdulaziz Abbod Abdo,  Zhang C,  Lin Y, et al. Xylo-oligosaccharides ameliorate high cholesterol diet induced hypercholesterolemia and modulate sterol excretion and gut microbiota in hamsters[J]. Journal of Functional Foods, 2021, 77(2):104334.