納米甘薯渣纖維素降血糖血脂的功效及其分子機理的研究.pdf

1、納米纖維素(cellulose nanocrystal，CNC)是天然纖維素或微晶纖維素經(jīng)強酸降解而制得，它不但具有纖維素的基本結構與性能，還具有納米顆粒的特性。目前國內外關于納米纖維素的研究較少，主要集中在制備和理化特性方面，而關于納米纖維素在生理功能方面的報道尚未有。本文主要以納米甘薯渣纖維素為原料，對其功能特性及降血糖血脂功效及其機理進行研究，為納米纖維素的深入研究和實際應用提供理論依據(jù)。其研究的主要結論如下:
　　(1)以

2、甘薯渣為原料，制備普通甘薯渣纖維素、微晶甘薯渣纖維素、納米甘薯渣纖維素，通過對膽固醇和膽酸鈉吸附能力，油脂吸附性，陽離子交換能力，葡萄糖束縛力，酶活力抑制力，粘度以及紅外光譜的測定，分析研究納米甘薯渣纖維素的功能特性及對比分析粒度大小對其功能特性的影響。結果表明，隨著甘薯渣纖維素粒度的減小，其功能特性逐漸增加，納米甘薯渣纖維素的膽固醇和膽酸鈉吸附能力，油脂吸附性，陽離子交換能力，葡萄糖束縛力及淀粉酶和胰脂肪酶活力抑制力都顯著性增加(P＜

3、0.05)，其粘度值也最大，而紅外光譜的測定表明，納米甘薯渣纖維素仍表現(xiàn)為纖維素的基本結構，同時吸水性基團增強。這說明納米甘薯渣纖維素具有較好的功能特性。
　　(2)研究納米甘薯渣纖維素對糖尿病大鼠降血糖功效及其機理。選用40只雄性大鼠，然后隨機分為5組，其中1組大鼠喂食基礎飼料作為正常組，另外4組采用鏈脲佐菌素(STZ)誘導大鼠建立糖尿病模型組，分別為對照組、普通甘薯渣纖維素組(OC)、微晶甘薯渣纖維素組(MCC)和納米甘薯渣纖

4、維素組(CNC)，試驗期28天。結果表明:糖尿病對照組大鼠的采食量、空腹血糖，糖化血清蛋白，血脂，肝脂均顯著高于空白組(P＜0.05)，體重，胰島素和肝糖原含量明顯下降(P＜0.05)，其胰島素形態(tài)也發(fā)生改變，說明造模成功。喂食不同粒度甘薯渣纖維素的糖尿病大鼠的體重，血清胰島素，肝糖原和肝臟中GK和PPAR-γ的表達量有所增加，而空腹血糖，糖化血清蛋白，血脂，肝脂和肝臟中GLUT2，G6Pase和PEPCK的表達量等都有所下降，其中喂食

5、納米甘薯纖維素的大鼠的變化具有顯著性，并且其顯著性上調了肝臟中GK和PPAR-γ蛋白和mRNA的表達量(P＜0.05)。說明納米甘薯渣纖維素具有較好的調節(jié)糖尿病大鼠血糖血脂的作用，其降糖機理可能是通過減緩機體對葡萄糖的吸收，降低空腹血糖值，改善糖耐量，同時增加機體對胰島素敏感性和胰島素分泌量，促進肝糖原合成，調節(jié)肝臟中糖脂代謝的平衡，起到降血糖的作用。
　　(3)糖尿病的發(fā)生會對腸道內環(huán)境有一定的影響，通過研究納米甘薯渣纖維素對糖

6、尿病大鼠腸道內環(huán)境的影響，分析其與降血糖作用的相關性。選用40只成年雄性大鼠，然后隨機分組為5組，其中1組喂食基礎飼料作為正常組，另外4組采用鏈脲佐菌素(STZ)誘導大鼠建立糖尿病模型組，分別為對照組、普通甘薯渣纖維素組(OC)、微晶甘薯渣纖維素組(MCC)和納米甘薯渣纖維素組(CNC)。結果表明:糖尿病模型組大鼠的盲腸組織，盲腸內容物重和游離氨含量，盲腸內容物有害微生物大腸桿菌和腸球菌的數(shù)量等有所增加，而盲腸內容物短鏈脂肪酸含量和有益

7、微生物乳酸桿菌和雙岐桿菌的數(shù)量下降，說明糖尿病的發(fā)生導致其腸道內環(huán)境發(fā)生改變，使得腸道內代謝發(fā)生紊亂。而喂食甘薯渣纖維素可以降低糖尿病大鼠盲腸游離氨含量和盲腸內容物有害菌的數(shù)量，同時增加盲腸內容物短鏈脂肪酸含量和有益菌數(shù)量，其中喂食納米甘薯渣纖維素具有顯著改善作用(P＜0.05)，同時對小腸及結腸組織形態(tài)具有較好的改善效果。說明納米甘薯渣纖維素通過對腸道內環(huán)境的改善，調節(jié)腸道糖脂代謝，改善由于腸道內環(huán)境變化造成的代謝紊亂現(xiàn)象，起到協(xié)同降

8、血糖的作用。
　　(4)研究納米甘薯渣纖維素降血脂的功效，從分子學水平分析其作用機理。選用40只雄性大鼠，然后隨機分成5組，其中1組喂食基礎飼料作為正常組，另外4組喂食高脂飼料和添加不同粒度甘薯渣纖維素的高脂飼料，分別作為對照組、普通甘薯渣纖維素組(OC)、微晶甘薯渣纖維素組(MCC)和納米甘薯渣纖維素組(CNC)。結果表明:高脂膳食對照組的大鼠體重增加量、采食量、血脂和肝脂的含量均顯著高于空白組(P＜0.05)，同時肝臟組織中出

9、現(xiàn)許多脂肪滴。說明高脂膳食容易導致高脂血癥。喂食不同粒度甘薯渣纖維素后，其體重增加量，采食量，血脂和肝脂有所下降，其中納米甘薯渣纖維素能顯著降低其體重增加量(P＜0.05)，血脂和肝脂，減少肝臟組織中脂肪滴的含量，同時納米甘薯渣纖維素顯著性下調肝臟中SREBP-2，CYP7A1，F(xiàn)XR和HMG-CoA R的mRNA含量和蛋白表達量(P＜0.05)。納米甘薯渣纖維素主要通過對脂質和膽固醇的吸附，減少外源性膽固醇的含量，同時調節(jié)肝臟中脂質代

10、謝相關基因和蛋白的表達，減少內源性膽固醇的合成，來調節(jié)血脂肝脂，起到降血脂的功效。
　　(5)主要探討納米甘薯渣纖維素對高脂膳食大鼠腸道的影響，分析其與降血脂的相關性，選用40只雄性大鼠，然后隨機分成5組，其中1組喂食基礎飼料作為正常組，另外4組喂食高脂飼料和添加不同粒度甘薯渣纖維素的高脂飼料，分別作為對照組、普通甘薯渣纖維素組(OC)、微晶甘薯渣纖維素組(MCC)和納米甘薯渣纖維素組(CNC)。結果表明:隨著甘薯渣纖維素粒度的減

11、小，盲腸內容物中游離氨的濃度和有害菌的數(shù)量逐漸降低，盲腸組織的各指標、盲腸內容物的短鏈脂肪酸濃度，pH值和有益菌中雙岐桿菌的數(shù)量逐漸增加，其中納米甘薯渣纖維素組的變化具有顯著性(P＜0.05)，同時具有改善小腸和結腸形態(tài)的作用。納米甘薯渣纖維素組的大鼠回腸中ASBT蛋白的表達顯著性下調，ASBT和IBABPmRNA的表達顯著性降低(P＜0.05)。納米甘薯渣纖維素顯著性增加糞便中總膽汁酸和中性固醇的含量(P＜0.05)，說明納米甘薯渣纖