丙酸对猪肝脏脂质代谢及其相关基因表达的影响

本试验旨在通过盲肠灌注丙酸钠研究其对生长猪肝脏脂质代谢及其相关基因表达的影响。选用16头生长猪,安装盲肠瘘管,随机分为对照组和处理组,每组8个重复,分别灌注等量的生理盐水及丙酸钠,试验28天结束屠宰采样,测定肝脏脂肪代谢相关指标。结果表明,(1)丙酸钠能显著降低肝脏甘油三酯的含量(P<0.05),而对总胆汁酸、谷丙转氨酶等无显著影响(P>0.05);(2)丙酸显著降低脂肪酸合成酶(FAS)含量(P<0.05),对游离脂肪酸(NEFA)、总脂酶无显著影响(P>0.05);(3)丙酸显著降低ACOX1、CPT1B的表达水平(P<0.05);对SREBP1、ACC、CPT1A表达无显著影响(P>0.05)。综上,丙酸降低肝脏TG水平,影响脂质代谢相关基因表达。本文为解析肠道微生物代谢对机体代谢的作用提供一定理论依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 动物试验2
1.1.1 试验对象2
1.1.2 样品采集3
1.2 样品检测3
1.2.1 主要材料3
1.2.2 肝脏生化指标的测定3
1.2.3 肝脏组织甘油三酯的测定3
1.2.4 游离脂肪酸的测定3
1.2.5 脂肪酸合成酶的测定3
1.2.6 总酯酶的测定3
1.2.7 脂肪代谢相关基因表达的测定4
1.3 数据分析4
2 结果与分析4
2.1 灌注丙酸钠对肝脏生化指标的影响4
2.1.1 总胆固醇4
2.1.2 谷丙转氨酶5
2.1.3 谷草转氨酶5
2.1.4 总胆汁酸5
2.2 灌注丙酸钠对肝脏脂代谢指标的影响6
2.2.1 甘油三酯6
2.2.2 游离脂肪酸6
2.3 灌注丙酸钠对脂肪代谢相关酶活水平的影响7
2.3.1 脂肪酸合成酶7
2.3.2 总酯酶7
2.4 灌注丙酸钠对肝脏生化指标的影响7
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/> 3 讨论8
致谢8
参考文献9
丙酸对猪肝脏脂质代谢及其相关基因表达的影响
引言
引言 脂肪酸(fatty acid),是指一端含有一个羧基的长脂肪族碳氢链,有机物,通式是CnH2n+1COOH。低级的脂肪酸是无色液体,有刺激性气味;高级的脂肪酸是蜡状固体,无可明显嗅到的气味。脂肪酸在有充足氧供给的情况下,可氧化分解为CO2和H2O,释放大量能量,因此脂肪酸是机体主要能量来源之一。
根据其碳原子数目的不同,脂肪酸又可分为短链脂肪酸、中链脂肪酸和长链脂肪酸。短链脂肪酸(SCFAs)也称挥发性脂肪酸,是体内微生物重要的发酵产物,主要包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸,其中乙酸、丙酸、丁酸占95 %以上。宿主肠道内存在数量庞大、种类丰富的微生物群。人体内定植在肠道的微生物数量约有1014个,其编码的基因数量是宿主基因的150多倍[1]。体内的SCFA主要由未被宿主消化吸收的碳水化合物如非淀粉多糖(NSP)、寡糖、抗性淀粉等在结肠中经过厌氧菌酵解形成[2]。此外,肠道中未被吸收的寡糖,蛋白质以及肠道分泌物等也可生成少量的SCFAs。参与肠道SCFAs合成的细菌主要有结肠和盲肠中的拟杆菌、双歧杆菌、梭菌、弧菌等大量的厌氧菌。其中,结肠中的产丁酸菌主要有梭状芽孢杆菌、真杆菌、梭杆菌等[3]。大肠中产生的SCFAs有95%被结肠迅速吸收,为结肠上皮提供能量,是上皮细胞最主要的能量来源;剩下的5%以粪便的形式排出体外[4]。它们不仅可以作为营养物质被吸收利用,还在机体内发挥多种生理作用。SCFAs作为营养物质,能够为宿主提供能量。尤其是在反刍动物中,SCFAs是其机体的主要能量来源。在单胃动物中,丁酸是肠黏膜细胞的主要能量来源,它对结肠健康起着重要作用[5]。SCFAs还能够降低肠道pH,促进有益菌的生长,抑制有害菌群的增殖,从而改善肠道屏障功能及免疫功能。
动物体内的糖主要来源于消化道吸收和糖异生两种途径,这两种途径又受到多种外源因素和内源因素的影响。对于非反刍动物,日粮中的淀粉是其体内糖的主要来源,淀粉在消化道内经过消化酶的水解变为葡萄糖,后被肠道分解利用。而反刍动物体内糖的来源则有所不同,由于反刍动物瘤胃中含有大量的微生物,可以使日粮中的纤维素和淀粉经过发酵生成乙酸、丙酸、丁酸等SCFAs。其中丙酸又是糖异生的主要前体,因此反刍动物体内的糖主要来源于糖异生。SCFAs在对机体的糖代谢发挥重要作用的同时,对机体脂代谢也存在重要的调节作用。SCFAs能调节体内脂肪酸合成、氧化以及分解之间的平衡,它能激活脂肪酸氧化,抑制脂肪酸的从头合成和分解,降低血浆中游离脂肪酸的浓度。SCFAs能通过激活GPR41和GPR43受体增加GLP1、PYY等胃肠激素的分泌量。GLP1能抑制体内脂肪的合成,促进脂肪的氧化。同时,SCFAs能够激活肝脏和肌肉组织中的AMPK[6]。AMPK的激活能够降低脂肪酸合成相关酶的活性,提高脂肪酸氧化相关酶的活性,进而抑制肝脏脂肪酸的合成,促进脂肪酸的氧化,从而对机体脂肪代谢发挥一定的调节作用。胆固醇是由其前体乙酰辅酶A经复杂的代谢途径合成,这个过程的限速酶是3羟基3甲基戊二酰CoA还原酶(HMGCR)。SCFAs能够激活AMPK而使该酶发生磷酸化而受到抑制,进而降低胆固醇的合成。此外,SCFAs还能够通过激活其受体刺激GLP1和PYY的分泌,进而调节机体内胆固醇的稳态[78]。综上,SCFAs对宿主糖脂代谢发挥着重要影响[911]。
丙酸是一种重要的短链脂肪酸,它经血液吸收后在肝脏中进行分解代谢,参与丙酮酸逆转化葡萄糖,同时可能抑制脂肪合成。丙酸在肝脏进行分解代谢可转化为琥珀酸盐,随后转化为草酰乙酸进而成为糖异生的前体[12]。在反刍动物机体内,由丙酸参与的糖异生作用生成的葡萄糖占机体内葡萄糖合成总量的45%,同时,丙酸也可作为脂肪合成及蛋白质合成的前体[13]。除此之外,丙酸还起到抑制胆固醇合成的作用,且对血清甘油三酯的含量也存在一定影响。研究表明,丙酸能增加健康人体血清甘油三酯含量[14]。丙酸能够刺激PYY和GLP1的分泌,而PYY和GLP1亦可影响机体的糖脂代谢[1517]。因此,丙酸不仅能影响宿主机体的糖代谢,而且对机体脂质代谢也发挥着重要作用。

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