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活性和灭活鼠李糖乳杆菌GG对饮食诱导大鼠肥胖的预防作用:白色与棕色脂肪组织的调控机制及菌株活性的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8
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本研究针对肥胖这一全球性代谢疾病,探讨了活性和热灭活Lactobacillus rhamnosus GG(LGG)对高脂高果糖饮食诱导的大鼠肥胖的预防效果。通过分析白色脂肪组织(WAT)的脂代谢关键酶(如FAS、ATGL)和棕色脂肪组织(BAT)的产热标记物(UCP1、CPT-1b),发现两种形式的LGG均能有效抑制WAT脂肪堆积,并通过不同机制激活BAT功能。该研究为益生菌和灭活菌在肥胖干预中的应用提供了新证据,尤其凸显了灭活菌的安全性优势。
肥胖已成为全球公共卫生危机,与糖尿病、心血管疾病等并发症密切相关。当前研究指出,高脂高果糖饮食不仅导致白色脂肪组织(WAT)异常扩张,还会引发肠道菌群失调。尽管益生菌(如Lactobacillus rhamnosus GG, LGG)在调节代谢方面展现出潜力,但其活菌应用存在安全性争议。为此,研究人员探索了热灭活LGG(后生元)作为替代方案的可行性,重点关注其对WAT和棕色脂肪组织(BAT)的调控作用。
来自CIBERobn和巴斯克政府资助的研究团队,通过大鼠模型评估了活性和灭活LGG对饮食诱导肥胖的干预效果。研究采用高脂高果糖饮食(40%脂肪,10%果糖)诱导肥胖,并分别给予1×109
CFU/天的活性或热灭活(80°C, 20分钟)LGG干预6周。通过检测血清指标(葡萄糖、TG、NEFA)、脂肪组织重量、酶活性(LPL、FAS、CPT-1b、CS)及蛋白表达(如UCP1、PPARα、NRF1),结合Western blot等技术,系统分析了脂代谢和线粒体功能相关通路。
3.1 体重与脂肪组织质量
高脂饮食组(HFHF)大鼠体重和内脏/皮下WAT质量显著增加,而活性和灭活LGG干预均能完全阻止这一现象,但未改变BAT重量。这表明LGG的作用主要针对WAT的脂肪堆积。
3.2 血清指标
活性LGG显著降低血清TG和空腹血糖,灭活LGG仅对血糖有改善作用,提示活性菌在调节脂质代谢方面更具优势。
3.3 WAT脂代谢机制
活性LGG通过三重机制抑制脂肪积累:降低脂蛋白脂肪酶(LPL)活性以减少脂肪酸摄取、抑制脂肪酸合成酶(FAS)活性以阻断新生脂肪生成,并上调脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)促进脂解。而灭活LGG仅通过抑制FAS发挥作用,表明其作用靶点更为局限。
3.4 BAT产热与线粒体功能
两种LGG形式均能上调BAT的产热关键蛋白UCP1和脂肪酸氧化酶CPT-1b,并激活调控因子CIDEA和DIO2。但仅在活性LGG组观察到线粒体密度标记物柠檬酸合成酶(CS)活性增强,以及转录因子NRF1表达增加,说明活菌对线粒体生物合成的调控更全面。
结论与意义
该研究首次系统比较了活性和灭活LGG在预防饮食性肥胖中的异同。两者均能有效减少WAT脂肪堆积并激活BAT产热,但活性菌通过多靶点调控(脂摄取、合成与分解)展现更强代谢改善能力,而灭活菌则侧重抑制脂肪合成。值得注意的是,灭活菌在安全性(如避免活菌感染风险)和储存便利性上更具优势,为肥胖干预提供了新选择。论文发表于《The Journal of Nutritional Biochemistry》,为益生菌和后生元的精准应用奠定了理论基础,尤其为特殊人群(如免疫缺陷者)的肥胖管理开辟了路径。未来研究需进一步解析灭活菌的有效成分及其与宿主互作的分子机制。
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