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《江南大学》 2014年
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益生乳酸菌的降糖作用及其机制的研究

陈佩  
【摘要】:糖尿病被公认为世界第三大致死性疾病,其发病率及患者总数在全世界范围内呈逐年增加趋势,且Ⅱ型糖尿病患者的比例高达90%以上。目前的药物治疗通常会引起一系列的不良反应,如腹泻、耐药性和继发性失效等问题。近年来由于乳酸菌的天然性和安全性,逐渐成为糖尿病防治的研究热点。乳酸菌潜在的防治糖尿病的功能已得到动物及临床实验的证实和广泛的认可,然而其具体的防治机理尚不明确。因此,本文以乳酸菌为研究对象,体外筛选出具有潜在降糖作用的菌株,并在体内对其功能进行验证,再利用细胞模型初步探讨乳酸菌对糖尿病干预的机制,最后研究其在实际生产中的应用价值。 利用乳酸菌的基本益生特性,包括耐酸、耐胆盐、粘附、抗氧化以及对-葡萄糖苷酶(-glucosidas)活力的抑制能力,以鼠李糖乳杆菌LGG(Lactobacillus rhamnosus GG,ATCC53103)作为阳性对照,从17株乳酸菌中筛选到2株具有较好和1株具有较差潜在降糖作用的乳酸菌,分别为干酪乳杆菌CCFM0412(L. casei CCFM0412)、鼠李糖乳杆菌CCFM0528(L. rhamnosus CCFM0528)和植物乳杆菌CCFM11(L. plantarumCCFM11)。PCA分析表明,CCFM0412的综合得分高于对照菌株LGG,而CCFM0528的综合得分与LGG最相近,CCFM11的综合得分则最低。 利用高脂饲料喂食和注射链脲佐菌素(STZ)诱导的Ⅱ型糖尿病小鼠模型来评价乳酸菌CCFM0412、CCFM0528和CCFM11的预防和治疗作用。结果发现,CCFM0412和CCFM0528与对照菌株LGG相比,其对Ⅱ型糖尿病有很好的预防作用,可以显著降低糖尿病小鼠的空腹和餐后血糖水平,而与这两株菌相比CCFM11降低小鼠空腹和餐后血糖的效果较差。喂食乳酸菌后可降低小鼠血清中HbA1c和内毒素的含量,升高胰岛素和肝糖原水平,降低预防组的促炎因子水平,降低血脂水平,显著改善小鼠体内的氧化指标,改善胰岛细胞受损状态。总体表现为预防组效果优于治疗组,CCFM0412和CCFM0528对一些指标的调节作用甚至优于对照菌株LGG。 利用细胞模型,并结合动物实验结果,初步探讨乳酸菌的降糖机制。结果表明,乳酸菌CCFM0412和CCFM0528可下调糖尿病小鼠肠道-glucosidase(sucrase-isomaltase,S-I)、与葡萄糖吸收相关的钠葡萄糖共转运载体l(sodium glucose cotrans poners l,SGLT-l)和葡萄糖协助扩散转运载体2(facilitative glucose transporters2, GLUT-2)的mRNA表达量,并在Caco-2细胞的Transwell模型中验证了乳酸菌CCFM0412和CCFM0528对-glucosidase活力和葡萄糖转运的抑制作用,及对S-I、GLUT-2和SGLT-l的mRNA表达量的调节作用;乳酸菌可调节糖尿病小鼠脾脏中细胞因子的mRNA表达量,使促炎因子下调,抑炎因子上调,且CCFM0412与CCFM0528的效果优于CCFM11,并在HT-29细胞的炎症因子模型中验证了乳酸菌对细胞因子分泌的影响及mRNA表达量的调节作用;乳酸菌可提高糖尿病小鼠肝脏中葡萄糖转运蛋白4(translocation ofglucose transporter4, GLUT-4)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisomeproliferator-activated receptor γ, PPAR-γ)和过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisomeproliferator-activated receptor, PPAR-)的mRNA表达量,从而改善胰岛素抵抗降低小鼠的血糖和血脂水平,在HepG2细胞的胰岛素抵抗模型验证了乳酸菌对胰岛素抵抗状态的缓解作用,并可调节GLUT-4、PPAR-和PPAR-γ的mRNA表达量。 乳酸菌CCFM0412和CCFM0528在乳制品及豆制品中的应用研究表明,CCFM0412与CCFM0528可以作为补充发酵剂用于发酵乳的制作,其对产品的理化指标和质构等指标无有害影响,并且其在豆乳中的生长和产酸能力良好,可以用作潜在的发酵剂用于酸豆乳的生产。由此可见,CCFM0412和CCFM0528可用于商业上功能性发酵制品的开发。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:R371;TS201.3

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