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基于代谢组学研究荡秋千运动下普洱茶茶褐素对大鼠代谢综合征改善作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-28
核心提示:荡秋千具有消愁解忧、调节情感、娱乐身心等效果,是一项有助于身心健康的活动。但关于荡秋千活动的生理学基础、对心脑血管疾病以及代谢综合征(MS)的预防效果还鲜见报道。
   荡秋千具有消愁解忧、调节情感、娱乐身心等效果,是一项有助于身心健康的活动。但关于荡秋千活动的生理学基础、对心脑血管疾病以及代谢综合征(MS)的预防效果还鲜见报道。
 
  茶褐素(TB)是指由茶叶中以儿茶素为主的多酚类化合物氧化聚合而成的一类复杂的高聚复合物,常伴有多糖蛋白复合物的络合,具有酚类物质的特性。目前的研究还发现TB具有较强的调节血脂代谢能力,可促进大鼠体内胆固醇的排泄。在普洱茶中TB是一类重要的功能成分,其相对含量可达17%以上,不仅对普洱茶色泽、茶汤品质的形成有着重要的作用,其生物活性也越来越受到关注。
 
  云南农业大学食品科学技术学院的吴恩凯、张婷婷和龚加顺*等人对TB在高脂血症大鼠体内的代谢组学已经作了一些探讨,重点研究了基于1H-核磁共振(1H-NMR)的代谢组学方法,分析荡秋千运动下普洱茶TB在代谢综合征大鼠血清内的代谢组学变化,揭示普洱茶TB预防大鼠代谢综合征的物质基础,明确荡秋千运动与TB是否具有协同增效的作用,一方面为荡秋千运动提供生理学依据,另一方面也为预防代谢综合征开辟新途径。
 
  大鼠血清代谢产物OPLS-DA结果
 
  大鼠干预63 d后,采用1H-NMR技术分析血清代谢产物。下图为大鼠血清NMR图谱,以常规正常对照组为例标注了大鼠血清主要代谢产物。
 
  结果显示,积分值集中分布于散点图的椭圆内(95%可信区间),模型拟合效果好。不存在特异点,两组的分布区域完全分开,说明荡秋千运动对大鼠血清图谱产生了影响。
 
  因OPLS-DA存在过度拟合的可能,采用200 次排序检验对模型进行验证。得到最右端点处于同色点的最高位置,说明随机排列产生的R2、Q2均小于原始模型,且蓝色散点部分的回归线截距为负值,说明OPLS-DA模型是可靠的,不存在过度拟合,模型有效。
 
  大鼠血清中潜在标志物的筛选
 
  结果显示,相较于常规正常对照组,荡秋千后可显着提高正常对照组大鼠血清中HDL、异亮氨酸、3-羟基丁酸相对含量,显着降低二甲基甘氨酸、精氨酸、糖原、α-葡萄糖相对含量。本研究结果说明荡秋千有助于调节脂代谢、改善糖代谢,促进机体能量代谢。
 
  相较于常规MS模型组,荡秋千后可显着提高MS模型组大鼠血清中乳酸、丙氨酸相对含量,显着降低LDL/VLDL、异亮氨酸相对含量。相较于常规罗格列酮组,荡秋千后可显着提高罗格列酮组大鼠血清中甜菜碱、糖原相对含量,显着降低LDL/VLDL、异亮氨酸、胆碱、甘油相对含量。相较于常规洛伐他汀组,荡秋千后可显着提高洛伐他汀组大鼠血清中HDL、丙氨酸相对含量,显着降低异亮氨酸相对含量,升高HDL水平。
 
  相较于常规TB低剂量组,荡秋千后可显着降低TB低剂量组大鼠亮氨酸、丙酮酸、柠檬酸相对含量。相较于常规TB中剂量组,荡秋千后可显着升高TB中剂量组大鼠HDL相对含量,降低LDL/VLDL相对含量。相较于常规TB高剂量组,荡秋千后可显着升高TB高剂量组大鼠HDL相对含量,降低LDL/VLDL和乳酸相对含量。荡秋千MS模型组与荡秋千正常对照组相比,丙氨酸、谷氨酰胺、二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、甜菜碱、精氨酸、糖原、二甲胺、α-葡萄糖相对含量均显着升高,而LDL/VLDL、异亮氨酸、3-羟基丁酸、丙酮相对含量均显着下降。
 
  在荡秋千条件下,相较于MS模型组,TB低剂量组大鼠的3-羟基丁酸相对含量显着升高,二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、甜菜碱、糖原、甘氨酸、甘油、α-葡萄糖相对含量增加,HDL、LDL/VLDL、异亮氨酸、亮氨酸、乳酸、丙酮酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、谷氨酰胺、胆碱相对含量减少。相较于MS模型组,TB中剂量组的HDL相对含量显着升高,而LDL/VLDL、异亮氨酸、精氨酸相对含量显着下降,亮氨酸、乳酸、丙氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酰胺、胆碱、甜菜碱、甘氨酸、甘油相对含量下降。相较于MS模型组,TB高剂量组的3-羟基丁酸相对含量显着升高,而LDL/VLDL、乳酸、丙氨酸、精氨酸相对含量显着下降,异亮氨酸、亮氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酰胺、胆碱、甘油磷酰胆碱、氧化三甲胺、甜菜碱、甘氨酸相对含量下降。
 
  结果显示,在常规饲养条件下,相较于正常对照组,MS模型组大鼠二甲基甘氨酸、丙氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、甜菜碱、牛磺酸、精氨酸、糖原、甘油相对含量显着升高,异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、3-羟基丁酸相对含量显着下降,LDL/VLDL、乳酸、胆碱、甘油磷酰胆碱、α-葡萄糖相对含量增加,HDL相对含量下降。相较于MS模型组,罗格列酮组大鼠的乳酸相对含量显着下降,3-羟基丁酸相对含量增加,LDL/VLDL、异亮氨酸、丙氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、柠檬酸、二甲基甘氨酸、胆碱、甜菜碱、精氨酸、糖原相对含量下降。相较于MS模型组,洛伐他汀组大鼠的缬氨酸、二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、糖原、α-葡萄糖相对含量显着升高,乳酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸相对含量显着下降,HDL、亮氨酸、丙氨酸、甜菜碱、精氨酸、甘油相对含量增加,而柠檬酸相对含量下降。相较于MS模型组,TB高剂量组大鼠的甘油相对含量显着增加,而LDL/VLDL、丙氨酸、甘油磷酰胆碱相对含量显着减少,3-羟基丁酸、乳酸、甜菜碱相对含量增加,异亮氨酸、柠檬酸、二甲基甘氨酸、胆碱、精氨酸、糖原、α-葡萄糖相对含量下降。相较于MS模型组,TB中剂量组大鼠的LDL/VLDL、异亮氨酸相对含量显着下降,亮氨酸、乳酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、二甲基甘氨酸、胆碱、甘油磷酰胆碱、甜菜碱、牛磺酸、糖原、甘油相对含量下降。相较于MS模型组,TB低剂量组大鼠的3-羟基丁酸、琥珀酸相对含量显着升高,LDL/VLDL相对含量显着下降,异亮氨酸、丙氨酸、甜菜碱相对含量下降,乳酸相对含量升高。
 
  结果显示,相对于常规MS模型组,常规罗格列酮组大鼠血清中乳酸相对含量显着降低(P<0.05);常规洛伐他汀组大鼠血清中乳酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸相对含量均显着降低(P<0.05),缬氨酸、二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、糖原、α-葡萄糖相对含量均显着升高(P<0.05)。与MS模型组相比,常规TB低剂量组大鼠血清中LDL/VLDL相对含量显着降低(P<0.05),3-羟基丁酸、琥珀酸相对含量显着升高(P<0.05);常规TB中剂量组大鼠血清中LDL/VLDL、异亮氨酸均显着降低(P<0.05);TB高剂量组大鼠血清中LDL/VLDL、丙氨酸、甘油磷酰胆碱相对含量均显着降低(P<0.05),甘油相对含量显着升高(P<0.05)。
 
  不同组别大鼠血清中差异代谢物的解释和探讨
 
  大鼠干预63 d后,采用1H-NMR技术分析血清代谢产物。下图为大鼠血清NMR图谱,以常规正常对照组为例标注了大鼠血清主要代谢产物。
 
  结果显示,积分值集中分布于散点图的椭圆内(95%可信区间),模型拟合效果好。不存在特异点,两组的分布区域完全分开,说明荡秋千运动对大鼠血清图谱产生了影响。因OPLS-DA存在过度拟合的可能,采用200 次排序检验对模型进行验证。得到最右端点处于同色点的最高位置,说明随机排列产生的R2、Q2均小于原始模型,且蓝色散点部分的回归线截距为负值,说明OPLS-DA模型是可靠的,不存在过度拟合,模型有效。
 
  结    论
 
  结果显示,相较于常规正常对照组,荡秋千后可显着提高正常对照组大鼠血清中HDL、异亮氨酸、3-羟基丁酸相对含量,显着降低二甲基甘氨酸、精氨酸、糖原、α-葡萄糖相对含量。本研究结果说明荡秋千有助于调节脂代谢、改善糖代谢,促进机体能量代谢。
 
  相较于常规MS模型组,荡秋千后可显着提高MS模型组大鼠血清中乳酸、丙氨酸相对含量,显着降低LDL/VLDL、异亮氨酸相对含量。相较于常规罗格列酮组,荡秋千后可显着提高罗格列酮组大鼠血清中甜菜碱、糖原相对含量,显着降低LDL/VLDL、异亮氨酸、胆碱、甘油相对含量。相较于常规洛伐他汀组,荡秋千后可显着提高洛伐他汀组大鼠血清中HDL、丙氨酸相对含量,显着降低异亮氨酸相对含量,升高HDL水平。
 
  相较于常规TB低剂量组,荡秋千后可显着降低TB低剂量组大鼠亮氨酸、丙酮酸、柠檬酸相对含量。相较于常规TB中剂量组,荡秋千后可显着升高TB中剂量组大鼠HDL相对含量,降低LDL/VLDL相对含量。相较于常规TB高剂量组,荡秋千后可显着升高TB高剂量组大鼠HDL相对含量,降低LDL/VLDL和乳酸相对含量。荡秋千MS模型组与荡秋千正常对照组相比,丙氨酸、谷氨酰胺、二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、甜菜碱、精氨酸、糖原、二甲胺、α-葡萄糖相对含量均显着升高,而LDL/VLDL、异亮氨酸、3-羟基丁酸、丙酮相对含量均显着下降。
 
  在荡秋千条件下,相较于MS模型组,TB低剂量组大鼠的3-羟基丁酸相对含量显着升高,二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、甜菜碱、糖原、甘氨酸、甘油、α-葡萄糖相对含量增加,HDL、LDL/VLDL、异亮氨酸、亮氨酸、乳酸、丙酮酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、谷氨酰胺、胆碱相对含量减少。相较于MS模型组,TB中剂量组的HDL相对含量显着升高,而LDL/VLDL、异亮氨酸、精氨酸相对含量显着下降,亮氨酸、乳酸、丙氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酰胺、胆碱、甜菜碱、甘氨酸、甘油相对含量下降。相较于MS模型组,TB高剂量组的3-羟基丁酸相对含量显着升高,而LDL/VLDL、乳酸、丙氨酸、精氨酸相对含量显着下降,异亮氨酸、亮氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酰胺、胆碱、甘油磷酰胆碱、氧化三甲胺、甜菜碱、甘氨酸相对含量下降。
 
  结果显示,在常规饲养条件下,相较于正常对照组,MS模型组大鼠二甲基甘氨酸、丙氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、甜菜碱、牛磺酸、精氨酸、糖原、甘油相对含量显着升高,异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、3-羟基丁酸相对含量显着下降,LDL/VLDL、乳酸、胆碱、甘油磷酰胆碱、α-葡萄糖相对含量增加,HDL相对含量下降。相较于MS模型组,罗格列酮组大鼠的乳酸相对含量显着下降,3-羟基丁酸相对含量增加,LDL/VLDL、异亮氨酸、丙氨酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、柠檬酸、二甲基甘氨酸、胆碱、甜菜碱、精氨酸、糖原相对含量下降。相较于MS模型组,洛伐他汀组大鼠的缬氨酸、二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、糖原、α-葡萄糖相对含量显着升高,乳酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸相对含量显着下降,HDL、亮氨酸、丙氨酸、甜菜碱、精氨酸、甘油相对含量增加,而柠檬酸相对含量下降。相较于MS模型组,TB高剂量组大鼠的甘油相对含量显着增加,而LDL/VLDL、丙氨酸、甘油磷酰胆碱相对含量显着减少,3-羟基丁酸、乳酸、甜菜碱相对含量增加,异亮氨酸、柠檬酸、二甲基甘氨酸、胆碱、精氨酸、糖原、α-葡萄糖相对含量下降。相较于MS模型组,TB中剂量组大鼠的LDL/VLDL、异亮氨酸相对含量显着下降,亮氨酸、乳酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸、二甲基甘氨酸、胆碱、甘油磷酰胆碱、甜菜碱、牛磺酸、糖原、甘油相对含量下降。相较于MS模型组,TB低剂量组大鼠的3-羟基丁酸、琥珀酸相对含量显着升高,LDL/VLDL相对含量显着下降,异亮氨酸、丙氨酸、甜菜碱相对含量下降,乳酸相对含量升高。
 
  结果显示,相对于常规MS模型组,常规罗格列酮组大鼠血清中乳酸相对含量显着降低(P<0.05);常规洛伐他汀组大鼠血清中乳酸、N-乙酰基-糖蛋白、谷氨酸相对含量均显着降低(P<0.05),缬氨酸、二甲基甘氨酸、甘油磷酰胆碱、糖原、α-葡萄糖相对含量均显着升高(P<0.05)。与MS模型组相比,常规TB低剂量组大鼠血清中LDL/VLDL相对含量显着降低(P<0.05),3-羟基丁酸、琥珀酸相对含量显着升高(P<0.05);常规TB中剂量组大鼠血清中LDL/VLDL、异亮氨酸均显着降低(P<0.05);TB高剂量组大鼠血清中LDL/VLDL、丙氨酸、甘油磷酰胆碱相对含量均显着降低(P<0.05),甘油相对含量显着升高(P<0.05)。
 
 
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