1. 研究目的与意义
肥胖是指脂肪在皮下或脏器内积聚过多造成的超重或脂肪层过厚的状态,现已成为一类严重威胁人类健康的重大慢性疾病。高热量高蛋白的食物摄入会直接增加机体脂肪含量,如运动量少,消耗与摄入不均衡,则会导致机体的肥胖。肥胖会使人产生代谢性疾病、消化系统疾病、呼吸系统疾病、内分泌系统病等诸多问题。如今全球肥胖发病率显著增加,成年人慢性病及代谢综合征随之增加,据统计每年有2800万人死于超重或肥胖的并发症。
目前预防和治疗肥胖症较常见的方法主要有药物疗法、饮食疗法、运动疗法和行为疗法四种,其中饮食疗法是相对更为安全、更为根本且更为持久的减肥方法。因此,筛选具有减肥作用的天然食品成为减肥研究过程中的一个重要课题。
蔗糖是人类日常生活中的必需品,而过度摄入蔗糖容易引发肥胖,因此探寻和开发蔗糖的替代品或抑制剂是科学界密切关注的话题。研究发现,L-阿拉伯糖可选择性抑制蔗糖酶的活性,降低葡萄糖吸收的速率,从而减少小肠对葡萄糖的吸收,降低血糖水平,L-阿拉伯糖由此成为了调节体内血糖水平、预防肥胖和治疗糖尿病等问题的研究焦点。
2. 研究内容和预期目标
L-阿拉伯糖存在于玉米皮、玉米秸秆、稻谷和小麦等作物中,本研究通过高脂饮食诱导小鼠的同时饲喂L-阿拉伯糖,研究其对肥胖小鼠血糖与脂质代谢的影响,为深入研究农作物奠定坚实的基础,也为农作物的高值化利用提供理论依据。根据查阅的文献资料,提出以下问题:
1、已知肥胖人群血浆中的游离脂肪酸、总胆固醇、总甘油三酯和低密度脂蛋白含量升高,高密度脂蛋白含量降低。而L-阿拉伯糖能够抑制水解双糖的酶,故能有效抑制蔗糖在小肠中的分解和吸收;未被分解的蔗糖被肠道微生物分解,释放大量有机酸,这些有机酸可有小抑制肝脏中脂肪合成,进而减少机体新生脂肪产生。在高脂饲料中添加L-阿拉伯糖,对肥胖小鼠的体重、游离脂肪酸、血糖和血脂有什么影响?
2、常用临床药物手册记载,二甲双胍为双胍类口服降血糖药,肥胖型患者使用后可减轻体重。美国医疗协会把 L-阿拉伯糖列入非处方药和抗肥胖剂的营养补充剂。在控制体重、降低血糖、调节脂质代谢和缓解肥胖上,L-阿拉伯糖的效果是否优于二甲双胍?
3. 国内外研究现状
国内外研究表明,L-阿拉伯糖是良好的天然甜味剂和蔗糖抑制剂,在降低血糖水平、预防肥胖和治疗糖尿病等方面有重要意义。然而,目前L-阿拉伯糖对高脂饮食诱导的肥胖小鼠的相关研究甚少,且研究内容中缺乏阳性对照组实验。
在Harry等的研究中,给予大鼠蔗糖食物的同时,对比添加 L-阿拉伯糖、大鼠豆类提取物、木槿提取物,发现L-阿拉伯糖对蔗糖摄入导致的血糖升高有显著抑制作用,且其功效远高于其它两种“碳水化合物抑制因子”;梁梅等以高脂饲料喂食小鼠,建立预防性肥胖高血脂模型,对苦丁茶水提取物、阿拉伯糖、乌龙茶提取物三种天然成分进行减肥降脂试验,以药物曲美减肥胶囊为阳性对照组,研究表明,相对于苦丁茶和乌龙茶提取物,L- 阿拉伯糖降低大鼠血清总胆固醇、甘油三酯 、低密度脂蛋白胆固醇 、Lee′s 指数和体内脂肪含量的效果更明显;刘秋晨等以小鼠为实验动物,建立肥胖模型,用L-阿拉伯糖干预治疗,实验期间监测空腹体重,血清甘油三酯、 总胆固醇、高密度脂蛋白、脏器指数和脂体比,实验表明只有达到有效剂量时,L-阿拉伯糖才能起到很好的作用效果,且L-阿拉伯糖的减肥作用效果不存在量效关系;姜彬通过提取工艺的建立和效果分析,确定了玉米秸秆中L-阿拉伯糖更优的提取方法,并建立了小鼠肥胖和糖尿病模型,研究表明L-阿拉伯糖可通过调节血糖代谢、血脂和胰岛素水平改善肥胖、II 型和 I 型糖尿病的部分指标,显著降低肥胖小鼠血清中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量。
4. 计划与进度安排
通过高脂高糖饲料饲喂8周,建立肥胖小鼠模型。将小鼠随机分为四组:(1)正常组(饲喂正常饲料 水)(2)模型组(饲喂高脂饲料 水)(3)阳性对照组(饲喂高脂饲料 二甲双胍)(4)阿拉伯糖组(饲喂高脂饲料 阿拉伯糖)
实验过程中监测指标:(1)体重:一周两次;(2)饮食量:一周两次;(3)血糖:一周一次;(4)OGTT:实验处理前和实验结束前各一次;(5)ITT:实验处理前和实验结束前各一次;(6)代谢笼:实验结束前2~3周;(7)收集粪便:每个月一次。
实验结束后取小鼠血液样本测定①禁食胰岛素;②血脂四项:TC、TG、HDL-C、LDL-C。
5. 参考文献
【1】刘秋晨,刘艳,单春乔,李晶晶,曹艳子,江国托,余丽芸.L-阿拉伯糖对肥胖小鼠减肥的影响[J].食品与发酵科技,2013,49(02):68-70 73.
【2】姜彬. 玉米秸秆中L—阿拉伯糖提取工艺的优化及其降糖降脂作用的研究[D].吉林农业大学,2018.
【3】陈海珊,李赐玉,石国良,周玉恒,蔡爱华,覃香香,赵志国.木二糖对营养性肥胖大鼠的减肥作用[J].食品科学,2014,35(11):255-259.
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