大白菜叶不溶性膳食纤维通过调控肠道菌群改善高脂饮食诱导的小鼠糖脂代谢紊乱

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Journal of Functional Foods 3.8

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  本研究针对高脂饮食(HFD)引发的糖脂代谢紊乱(GLMD)问题,从大白菜叶中提取不溶性膳食纤维(CIDF),通过体内实验证实其能显著改善小鼠血清脂质谱、葡萄糖耐量和胰岛素抵抗,机制涉及PPARα-LXRα-CYP7A1和PPARγ-PI3K-AKT通路调控及肠道菌群(如Bilophila)重塑。该研究为开发功能性食品提供了新思路,发表于《Journal of Functional Foods》。

  

论文解读
随着现代饮食结构变化,高脂饮食(HFD)导致的糖脂代谢紊乱(GLMD)已成为全球健康挑战,表现为肥胖、糖尿病等代谢性疾病高发。传统药物治疗存在副作用,而膳食纤维作为"第七大营养素"显示出独特优势。大白菜作为我国大宗蔬菜,其加工副产物富含不溶性膳食纤维(IDF),但相关研究尚属空白。河北农业大学食品科技学院的研究团队首次从大白菜叶中提取CIDF,系统探究其对HFD小鼠GLMD的改善作用及机制,成果发表于《Journal of Functional Foods》。

研究采用复合酶法提取CIDF(含68.55% IDF),通过FT-IR和SEM表征其结构特征,检测水合能力、葡萄糖/胆固醇吸附等理化性质。建立HFD诱导的C57BL/6J小鼠模型,设低脂饮食(LFD)、HFD、HFD+CIDF低/高剂量(250/500 mg/kg)四组,干预12周后分析血清指标、肝脏代谢通路蛋白(PPARα-LXRα-CYP7A1、PPARγ-PI3K-AKT)及肠道菌群16S rRNA测序,结合短链脂肪酸(SCFAs)气相色谱检测阐明作用机制。

3.1 CIDF结构特征与功能
CIDF具有典型多糖官能团(3421 cm-1处-OH峰)和片状多孔结构,水结合能力(6.73 g/g)和葡萄糖吸附能力(5.86 mmol/g)优异,α-淀粉酶抑制率达55%,胰脂肪酶抑制率达94%,为后续生物活性奠定基础。

3.2 改善GLMD表型
CIDF显著降低HFD小鼠血清TC、TG、LDL-C(P<0.05),减少肝脏脂滴积累;通过提高PPARα-LXRα-CYP7A1表达促进胆固醇向胆汁酸转化。同时降低空腹血糖(FBG)和HOMA-IR指数(P<0.01),激活PPARγ-PI3K-AKT通路增加肝糖原合成,但未改变胰岛结构,提示其作用不依赖胰岛素分泌。

3.3 肠道菌群调控
CIDF使菌群α多样性指数显著提高(P<0.05),有害菌Bilophila丰度降低85%,促SCFAs菌株Romboutsia和Akkermansia增加。相关性分析显示Bilophila与FBG、HOMA-IR正相关(r>0.6),而乙酸与这些指标负相关,提示CIDF可能通过抑制Bilophila增加乙酸产生(较HFD组提升42%)来改善代谢。

3.4 SCFAs代谢重塑
CIDF组乙酸、丙酸、丁酸和异丁酸浓度显著升高(P<0.05),其中异丁酸与Romboutsia丰度高度相关(r=0.82),可能通过支链氨基酸代谢影响脂糖代谢。

结论与意义
该研究首次揭示大白菜叶CIDF通过"菌群-代谢物-宿主"轴改善GLMD的双重机制:一方面通过PPARα-LXRα-CYP7A1促进肝脏脂质代谢,另一方面经PPARγ-PI3K-AKT增强糖原合成。特别发现Bilophila-乙酸轴的关键调控作用,为靶向菌群的膳食干预提供了新靶点。研究不仅提升了大白菜副产物的附加值,也为开发抗代谢紊乱功能性食品提供了理论依据,对推动农产品精深加工和慢性病防控具有双重价值。

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