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高能膳食是导致代谢综合征(metabolic syndrome, MS)的元凶之一,过量脂肪可引起结肠菌群紊乱和黏膜氧化应激,是导致MS的重要因素。但膳食中高脂和蛋白氧化修饰是否引起结肠产自由基菌群增殖变化、进而导致黏膜氧化应激,尚无系统研究报道。本实验用高脂膳食诱导小鼠肥胖,同时采用白藜芦醇、硫辛酸、槲皮素、丹酚酸B干预,饲喂10周结果显示,高脂膳食使结肠自由基水平和丙二醛(MDA)显著升高,而总抗氧化能力(T-AOC)和乳杆菌数量显著下降(P <0.05),大肠杆菌和粪肠球菌数量显著上升(P <0.05)。硫辛酸和白藜芦醇可显著抑制自由基、调节菌群紊乱。抗氧化剂均可显著抑制高脂膳食引起结肠脂质过氧化,其中白黎芦醇的效果最佳。相关性分析显示,结肠大肠杆菌和肠球菌均与黏膜ROS和MDA正相关。乳杆菌与黏膜T-AOC正相关。说明高脂膳食可引起结肠氧化应激和菌群紊乱,抗氧化剂具有种类依赖性的干预效果。将12周高脂膳食饲喂小鼠按体重分为肥胖、亚肥胖和肥胖抵抗型,分别添加0.06%和0.03%白藜芦醇进行干预。结果显示,高脂膳食肥胖小鼠结肠乳杆菌显著少于肥胖抵抗和亚肥胖小鼠(P <0.05),内容物T-AOC下降。0.06%白藜芦醇干预使肥胖、亚肥胖和肥胖抵抗小鼠结肠内容物T-AOC分别提高256%、147%和335%。相关性分析表明,结肠乳杆菌与黏膜自由基、大肠杆菌和粪肠球菌负相关,与内容物总抗显著正相关。粪肠球菌与黏膜自由基显著正相关。表明白藜芦醇在结肠肠腔发挥抗氧化活性,抑制菌群紊乱和黏膜氧化应激。而结肠内容物总抗和乳杆菌水平偏低可能与肥胖程度有关。分别用H2O2/Cu2+、HClO和MDA处理酪蛋白,均可导致产物酪蛋白的羰基含量显著升高(P <0.05),HClO作用最强,体外消化率、酪氨酸和巯基含量降低(P <0.05),氧化后酪蛋白饲喂10周,引起小鼠结肠乳杆菌降低(P <0.05),其中存活乳杆菌以氧化应激耐受性菌株为主,同时,大肠杆菌和粪肠球菌含量升高(P <0.05),结肠黏膜和内容物T-AOC显著下降(P <0.05)。相关性分析显示,蛋白质体外消化率与粪肠球菌负相关,羰基含量与乳酸菌显著负相关与大肠杆菌和粪肠球菌显著正相关(P <0.05)。结肠内容物T-AOC分别与粪肠球菌和乳杆菌呈负相关和正相关。说明,氧化酪蛋白在结肠引起产自由基细菌增殖,T-AOC下降,抑制对氧化敏感乳杆菌的生长,并引起黏膜氧化应激。最后,利用模拟结肠体外培养模型进行实验。单甘酯处理后培养液中乳杆菌数量下降,羟自由基抑制能力显著下降(P <0.05),大肠杆菌升高、粪肠球菌显著升高(P <0.05),培养液中T-AOC下降。白藜芦醇可显著升高乳杆菌、降低大肠杆菌粪肠球菌数量,培养液中H2O2显著降低、T-AOC显著升高(P <0.05)。不同氧化酪蛋白处理均导致培养液T-AOC显著降低。H2O2/Cu2+氧化组乳杆菌显著降低(P <0.05),粪肠球菌数量上升20.2%。MDA氧化酪蛋白组大肠杆菌和粪肠球菌数量升高。H2O2/Cu2+和HClO处理酪蛋白导致培养液羟自由基清除率显著下降但MDA处理组无显著变化。乳杆菌与培养液总抗和羟自由基抑制能力显著正相关,与H2O2含量负相关。大肠杆菌、粪肠球菌与培养液H2O2含量显著正相关,与培养液总抗和羟自由基清除能力负相关。体外实验结果和动物实验结果相符。本研究主要结论为:1)高脂膳食引起结肠黏膜氧化应激、乳杆菌降低、大肠杆菌和粪肠球菌升高,降低结肠内容物总抗氧化能力。2)白藜芦醇通过调节结肠肠腔氧化还原状态抑制高脂引起的菌群紊乱和黏膜氧化应激。3)酪蛋白经氧化修饰水解率和抗氧化氨基酸含量降低,可引起小鼠结肠菌群紊乱和黏膜氧化应激。本研究对阐明MS发生机制和利用营养手段干预MS具有一定理论和应用价值。