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中國食品學(xué)報(bào)
JournalofChineseInstituteofFoodScienceandTechnology
ISSN1009-7848,CN11-4528/TS
《中國食品學(xué)報(bào)》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文
題目:燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響
作者:高曉晗,王利國,張?jiān)娢?戴雪伶,張靜,魏濤,米生權(quán),孫雅煊
網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期:2022-06-14
引用格式:高曉晗,王利國,張?jiān)娢?戴雪伶,張靜,魏濤,米生權(quán),
稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響[J/OL].中國食品學(xué)報(bào).
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中國食品學(xué)報(bào)
燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的
影響1
高曉晗1,王利國2,張?jiān)娢?,戴雪伶1,張靜1,魏濤1,米生權(quán)1,孫雅
煊1?
(1北京聯(lián)合大學(xué)生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京100191;2谷之禪張家口食品有限公司河北張家口075000;3
北京大興興華中學(xué)北京102600)
*通信作者孫雅煊E-mail:******@
摘要目的:探討燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響。方法:采用高脂飼料喂養(yǎng)ICR小
鼠,腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素(50mg/kg)建立糖尿病小鼠模型。將成模小鼠隨機(jī)分為3組,分別為高脂組、陽性
對照組【二甲雙胍200mg/(kg·d)】和高脂燕麥青稞粉組。喂養(yǎng)6周期間,觀察每組的體重和血糖水平變化,6周后
摘眼球取血,檢測血脂、空腹血糖及血清胰島素。留取肝臟組織測定丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶
(SOD)活力、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力以及谷胱甘肽(GSH)等氧化應(yīng)激標(biāo)志物水平。結(jié)果:與高脂
組比較,高脂燕麥青稞粉組能有效緩解糖尿病小鼠的癥狀,HE染色表明,燕麥青稞粉可以改善小鼠胰腺組織病理狀
態(tài);II型糖尿病小鼠空腹血糖水平顯著降低(P<),HDL-c和LDL-c含量極顯著降低(P<),TG含量無
顯著變化(P>),TC含量顯著降低(P<);GSH-px水平得到顯著升高(P<),SOD的水平顯著升高
(P<),MDA含量無顯著差異(P>)。與高脂組相比較,高脂燕麥青稞粉組血清胰島素極顯著升高(P<
),高脂組與空白對照組比較,極顯著升高(P<)。喂養(yǎng)燕麥青稞粉的高脂組小鼠中腸道菌群的乳酸菌含量
與高脂組相比得到改善。結(jié)論:燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠血糖水平有降低作用,可在一定程度上調(diào)節(jié)血脂代謝紊
亂,其改善II型糖尿病的具體機(jī)制可能與提高機(jī)體抗氧化活性相關(guān)。
關(guān)鍵詞燕麥青稞粉;II型糖尿病;血糖;血脂;氧化應(yīng)激
EffectofOatBarleyPowderonGlucoseandLipidMetabolismandOxidative
StressinTypeIIDiabeticMice
GaoXiaohan1,WangLiguo2,ZhangShiwen3,DaiXueling1,ZhangJing1,WeiTao1,MiShengquan1,SunYaxuan1?
(1BeijingKeyLaboratoryofBioactiveSubstancesandFunctionalFoods,BeijingUnionUniversity,Beijing100191
.,Zhangjiakou075000,.Hebei
3BeijingDxingXinghuaHighSchool,Beijing102600)
AbstractObjective:Toinvestigatetheeffectsofoatbarleypowderonglucoseandlipidmetabolismandoxidativestressin
:ICRmicewerefedhigh-fatdiet,combinedwithsmalldose(50mg/kg)intraperitoneal
-fatgroup,a
positivecontrolgroup(metformin200mg/kg·d)andahigh-
andbloodglucoseofeachgroupduringthesampleadministration,takethebloodfromtheeyeballafter6weeksofsample
administration,anddetectbloodlipids,
activityofmalonaldehyde(MDA),superoxidedismutase(SOD),glutathioneperoxidase(GSH-Px)activity,andglutathione
(GSH).Results:Comparedwiththehigh-fatgroup,thehigh-fatoatbarleypowdergroupcaneffectivelyalleviatethe

pancreas;itcouldsignificantlyreducethefastingbloodglucoseleveloftypeIIdiabeticmice(P<),ithasavery
significanteffectonreducingHDL-candLDL-ccontent(P<),thereisnosignificantdifferenceinTGcontent(P>),
作者簡介:高曉晗(1998—),女,碩士生
網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間:2022-06-1413:57:06網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址:.
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2中國食品學(xué)報(bào)
andithasasignificanteffectonTCreduction(P<);ThelevelofGSH-pxwassignificantlyincreased(P<),thelevel
ofSODwassignificantlyincreased(P<),andtherewasnosignificantdifferenceinthecontentofMDA(P>).
Comparedwiththehigh-fatgroup,thehigh-fatoatbarleypowdergrouphadaverysignificantincreaseinseruminsulin
(P<),andthehigh-fatgrouphadaverysignificantincrease(P<)
oflacticacidbacteriaintheintestinalflorainthehigh-fatgroupfedoatbarleymealwasimprovedcomparedwiththehigh-fat
:OatbarleypowderhastheeffectofloweringbloodsugarintypeIIdiabeticmice,andhasacertain

relatedtoimprovingthebody'santioxidantactivity.
Keywordsoatbarleyflour;typeiidiabetes;bloodglucose;bloodlipids;oxidativestress
燕麥(AvenasativaL)是一種營養(yǎng)價(jià)值全面的全谷物雜糧,為禾本科燕麥屬一年生糧、飼兼用作
物,又名莜麥、玉麥、鈴鐺麥。燕麥在全世界范圍內(nèi)種植廣泛,主要栽培種分為有稃和裸粒兩大類
型。我國是裸燕麥起源的中心,裸燕麥?zhǔn)呛颖钡貐^(qū)的主要作物。本研究以河北地區(qū)的裸燕麥粉為原
料。燕麥中含有豐富的B族維生素,蛋白質(zhì)以及β-葡聚糖等,具有一定的降脂[1-2]、降糖[3]、抗氧
化[4-5]和治療皮炎[6-7]等功效。青稞(Hordeumvulgare)是大麥的一種特殊類型,是我國西藏地區(qū)人們
對多棱裸粒大麥的統(tǒng)稱,是該地區(qū)的主要作物,適應(yīng)性廣,抗逆行強(qiáng)。特殊的生長環(huán)境導(dǎo)致青稞有豐
富的次生代謝產(chǎn)物[8],富含具有降血脂[9-10]、清腸、調(diào)節(jié)血糖[11]以及降低膽固醇[12-14]等生理功能的β-
葡聚糖及可抗氧化的酚類化合物[15]。以燕麥、青稞為原料的食品雖被廣泛開發(fā),但仍需充分挖掘其價(jià)
值,使產(chǎn)品更加安全、健康。
糖尿病分為I型糖尿病和II型糖尿病,II型糖尿病又被稱作非胰島素依賴型糖尿病。至今,糖尿
病患者的數(shù)量增長十分快速,預(yù)計(jì)到2040年,。臨床研究表
明糖尿病的發(fā)病機(jī)制是由多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果,糖尿病會(huì)使機(jī)體氧化損傷程度加劇,生物體內(nèi)自
由基的累積會(huì)對細(xì)胞及組織器官造成一定程度的氧化損傷,而氧化損傷會(huì)加快機(jī)體的衰老進(jìn)程,引發(fā)
多種疾病。糖尿病會(huì)誘發(fā)很多并發(fā)癥,如心腦血管的病變、糖尿病腎病等[16]。對于治療II型糖尿
病,已有很多臨床用藥,如二甲雙胍、阿卡波糖等,然而都有一定的副作用,如胰島素抵抗或腸胃不
適等。通過調(diào)解膳食,增加全谷物的攝入,來緩解II型糖尿病的各種并發(fā)癥的發(fā)生,是食品科學(xué)領(lǐng)域
的研究方向之一。茶葉、仙草、谷物等人們常食用的材料作為天然降血糖的食材而被廣泛關(guān)注[17-18]。
本研究通過采用高脂飲食配合小劑量鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)注射誘導(dǎo)II型糖尿病模型,
探討燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激作用,以期為青稞燕麥粉的開發(fā)、推廣提
供理論依據(jù)。
1材料與方法
、材料與試劑

SPF級(jí)雄性ICR小鼠100只,體質(zhì)量20~22g,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,許可
證號(hào):SCXK(京)2016-0006。
基礎(chǔ)飼料購自北京市博愛科貿(mào)有限責(zé)任公司;%、蔗糖20%、蛋黃
粉5%、豬油15%、%、酪蛋白5%、%、磷酸氫鈣1%。高脂燕麥青稞粉組飼料
由高脂飼料與燕麥青稞粉1:1混合制成?？瞻籽帑溓囡劢M飼料由基礎(chǔ)飼料與燕麥青稞粉1:1混合制
成?；旌媳壤汕捌谠囼?yàn)所得。
燕麥青稞粉由谷之禪張家口食品有限公司提供。

鏈脲佐菌素,美國Sigma公司;葡萄糖測定試劑盒、甘油三酯(triacylglyceride,TG)試劑
盒、膽固醇(totalcholesterol,TC)試劑盒、低密度脂蛋白膽固醇(lowdensitylipoprotein
cholesterol,LDL-c)試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇(highdensitylipoproteincholesterol,HDL-c)試
劑盒、丙二醛(malonaldehyde,MDA)試劑盒、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)試劑
:.
高曉晗等燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響3
盒、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH-Px)試劑盒、谷胱甘肽(glutathione,GSH)
試劑盒和血清胰島素ELISA試劑盒,南京建成生物工程研究所。1%STZ配制:,冰浴
-檸檬酸鈉緩沖液中,定容到50mL。

酶標(biāo)儀、冷凍低速離機(jī)、紫外-可見光分光光度計(jì)、7180型全自動(dòng)生化分析儀,日本日立高新技
術(shù)公司。

采用小劑量STZ注射并給與高脂飼料誘導(dǎo)II型糖尿病小鼠模型。100只ICR小鼠按體質(zhì)量隨機(jī)
分為兩組,包括正常組20只,造模組80只,在屏障動(dòng)物房適應(yīng)性飼養(yǎng)7d。適應(yīng)期結(jié)束后,禁食12
h,但可自由飲水。造模組小鼠按50mg/kg劑量連續(xù)多次腹腔注射1%STZ溶液,正常組小鼠腹腔注
射等體積檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液[19]。腹腔注射STZ的同時(shí)給與高脂飼料。所有小鼠注射3d后禁食
12h檢測空腹血糖(fastingblood-glucose,FBG)濃度。
入試驗(yàn)組。動(dòng)物分為5組,分別為:空白對照組、空白燕麥青稞粉組(圖表中簡稱空白燕麥組)、高
脂燕麥青稞粉(圖表中簡稱高脂燕麥組)組、高脂組、陽性對照組?？瞻讓φ战M給與基礎(chǔ)飼料,空白
燕麥青稞粉組給與50%添加燕麥青稞粉的基礎(chǔ)飼料,高脂燕麥青稞粉組給與50%添加燕麥青稞粉的高
脂飼料,高脂組給與高脂飼料,陽性對照組給與高脂飼料且每天用200mg/kg濃度二甲雙胍灌胃,其
余組應(yīng)當(dāng)用溶劑灌胃。

對小鼠采取眼眶采血的方式,使用葡萄糖試劑盒測定FBG。

摘眼球采血1mL于EP管中,低速離心取上清,TG、TC、LDL-c和HDL-c的含量均使用全自動(dòng)
生化分析儀檢測。試劑盒測定小鼠中血清胰島素的含量。取肝臟組織,測定MDA、GSH含量以及
SOD、GSH-Px活力。

小鼠禁食且自由飲水12h,在0,,2h,3個(gè)時(shí)間點(diǎn)對各組小鼠進(jìn)行眼眶采血,低速離心取得
上清液,使用葡萄糖試劑盒測定3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的FBG。并計(jì)算曲線下的面積。

小鼠處死前3天,置于空籠中收集糞便,每組收集5g。提取樣本中的DNA,采取16SrDNA擴(kuò)
增子測序(16SrDNAAmpliconSequencing),利用保守區(qū)設(shè)計(jì)通用引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,然后對高變
區(qū)進(jìn)行測序分析和菌種鑒定。利用單端測序(Single-End)的方法,構(gòu)建小片段文庫進(jìn)行單端測序。
通過對Reads剪切過濾,OTUs(OperationalTaxonomicUnits)聚類,并進(jìn)行物種注釋及豐度分析,
揭示樣品物種構(gòu)成。

,數(shù)據(jù)以?x±s表示,采用單因素方差分析,組間兩
兩比較采用LSD和Duncan檢驗(yàn)法,,P<。:.
4中國食品學(xué)報(bào)
2結(jié)果與分析

圖1燕麥青稞粉對糖尿病小鼠體重的影響

給予燕麥青稞粉前,測量各組小鼠體重,根據(jù)圖1可看出,高脂燕麥組、高脂組以及陽性對照組
與空白對照組和空白燕麥青稞粉組小鼠比較,這3組小鼠體重較為輕,且同時(shí)出現(xiàn)了“三多”的典型
的糖尿病癥狀。給予燕麥青稞粉飼料6周后,各組體重都呈上升趨勢,體重較為穩(wěn)定,無明顯波動(dòng)幅
度,空白對照組與空白燕麥青稞粉組比較,小鼠體重并無明顯差異(P>)。陽性對照組、高脂燕
麥青稞粉組與高脂組比較,小鼠體重并無明顯差異(P>)。

ab
注:*與空白對照組相比,P<、**P<;#與高脂組相比,P<、##P<。
圖2血糖曲線下面積

小鼠在6周喂養(yǎng)結(jié)束后進(jìn)行該試驗(yàn),如圖2a所示,各組血糖值在灌胃葡萄糖30min后達(dá)到頂
峰,之后逐步下降,高脂燕麥青稞粉組、高脂組和陽性對照組血糖值在30~120min之間變化緩慢,
表現(xiàn)出明顯的葡萄糖不耐受?？瞻讓φ战M和空白燕麥青稞粉組小鼠血糖在120min時(shí)恢復(fù)正常。對曲
線AUC進(jìn)行計(jì)算,如圖2b所示,與空白對照組比較,空白燕麥組有顯著差異(P<),高脂組與
:.
高曉晗等燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響5
空白對照組比較有極顯著差異(P<),與高脂組相比,高脂燕麥青稞組無明顯差異(P>)。
50%的燕麥青稞粉并不能改善小鼠糖耐量的效果。

注:*與空白對照組相比,P<、**P<;#與高脂組相比,P<、##P<。
圖3燕麥青稞粉對糖尿病小鼠FBG的影響

在前兩周,高脂組的血糖值與空白對照組相比,存在極顯著差異(P<)。第6周,陽性對照
組與高脂組比較存在顯著差異(P<),6周內(nèi),空白組與空白燕麥青稞粉組比較無顯著差異
(P>),高脂燕麥青稞粉組與高脂組比較無顯著差異(P>)。

表1燕麥青稞粉對糖尿病小鼠血脂的影響
Table1Effectsofoatbarleypowderonbloodlipidsindiabeticmice
TC/mmol·L-1TG/mmol·L-1HDL-c/mmol·L-1LDL-c/mmol·L-1
±±±±
±±±±
±#±±##±##
±**±*±**±**
±##±##±±##
注:*與空白對照組相比,P<,**P<;#與高脂組相比,P<,##P<。
高脂組與空白對照組相比,其TC、HDL-c和LDL-c水平都存在極顯著差異(P<),TG水
平存在顯著差異(P<)。與高脂組比較,高脂燕麥青稞粉組的TC水平顯著降低(P<),而
TG水平無顯著差異(P>),但HDL-c和LDL-c的水平極顯著的降低(P<)。以上數(shù)據(jù)表
明,燕麥青稞粉對小鼠血脂起到一定的改善作用。:.
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表2燕麥青稞粉對糖尿病小鼠氧化指標(biāo)的影響
Table2Effectofoatbarleypowderonoxidationindexindiabeticmice
GSH-px/USOD/MDA/GSH/mgGSH·g-1prot
U·g-1Hbnmol·mg-1prot
±±±±
±±±±
±#±#±±
±**±*±**±**
±±##±#±
注:*與空白對照組相比,P<,**P<;#與高脂組相比,P<,##P<。
高脂燕麥青稞粉組的GSH-px水平與高脂組相比,顯著升高(P<),SOD的水平顯著升高
(P<),MDA的水平無顯著的差異(P>),GSH的水平無顯著差異(P>)。

圖4燕麥青稞粉對糖尿病小鼠血清胰島素的影響

注:*與空白對照組相比,P<,**P<;#與高脂組相比,P<,##P<。
與高脂組相比較,高脂燕麥青稞粉組胰島素有極顯著差異(P<),陽性對照組與高脂組比較
無顯著差異(P>)。高脂組與空白對照組比較,有極顯著差異(P<)。
:.
高曉晗等燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響7

圖5胰島HE染色切片
Fig5HE-stainedsectionsofpancreaticislets
如圖5所示,(圖中病理切片放大倍數(shù)均為20x)空白對照組組組織染色均勻,腺泡細(xì)胞形態(tài)結(jié)
構(gòu)正常,胰島形狀規(guī)則,未見明顯炎癥?？瞻籽帑溄M組織染色均勻,腺泡細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常,胰島形
狀規(guī)則,未見明顯炎癥。高脂組組織染色均勻,腺泡細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常;胰島數(shù)量大量減少、面積減
小,局部僅存胰島中可見胰島細(xì)胞胞質(zhì)空泡化;局部淋巴管中可見淋巴細(xì)胞數(shù)量增多。高脂燕麥組組
織染色均勻,腺泡細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常;胰島數(shù)量大量減少、面積減小,局部僅存胰島中可見分裂象。
陽性對照組組織染色均勻,腺泡細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常,胰島形狀規(guī)則,未見明顯炎癥。整體表明,燕麥
青稞粉能部分改善小鼠胰腺組織的病理狀態(tài)。:.
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圖6燕麥青稞粉對糖尿病小鼠腸道菌群的影響

從圖6結(jié)果整體來看,各組整體菌群豐度有很大不同,其中乳酸菌(Lactobacillus,圖中紅色)
菌群在幾組間變化是非常明顯的。正常組中乳酸菌含量最高,極為明顯,模型組中乳酸菌含量降低至
幾乎沒有,高脂燕麥青稞粉組乳酸菌含量比高脂模型組的有一定程度的增加,陽性對照組的乳酸菌含
量明顯高于吃高脂燕麥青稞粉的組,說明燕麥青稞有一定作用,在腸道菌群的改變中起到一定的作
用,從而在一定程度上起到調(diào)節(jié)血糖的作用。
3討論
并發(fā)癥的產(chǎn)生是糖尿病患者死亡的主要原因。糖尿病患者胰島素生物學(xué)調(diào)節(jié)障礙,在血糖水平升
高時(shí)往往伴隨著脂代謝異常,糖尿病和高脂血癥更可能引起中風(fēng),冠狀動(dòng)脈疾病和肢體壞死等并發(fā)
癥,因此調(diào)節(jié)糖脂代謝紊亂十分重要[20-23]。通過研究數(shù)據(jù)表明,燕麥青稞粉可以降低II型糖尿病小
鼠的高血脂情況,說明其在降血脂方面有較好的活性,在預(yù)防與治療糖尿病方面有較好的應(yīng)用價(jià)
值[24-27]。II型糖尿病的發(fā)生與機(jī)體的氧化應(yīng)激反應(yīng)密切相關(guān),在糖尿病大鼠體內(nèi),氧化應(yīng)激水平升
高[20]。本研究結(jié)果顯示,燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠模型具有降低血糖的作用。與高脂組相比,
SOD水平和GSH-Px活力顯著升高,說明燕麥青稞粉起到了一定的抗氧化作用。HDL-c和LDL-c水
平都發(fā)生降低,LDL-c水平的降低將對糖尿病起到緩解作用,兩者水平的同時(shí)降低,可能與脂代謝紊
亂有關(guān),也可能是燕麥青稞粉只起到一定的調(diào)節(jié)作用,并不能對其產(chǎn)生治療的功效。
腸道菌群參與并影響著人體的物質(zhì)與能量代謝[28]。乳酸菌對糖脂代謝紊亂恢復(fù)和腸道菌群營養(yǎng)不
良的恢復(fù)的影響表現(xiàn)出種內(nèi)和種內(nèi)差異[29]。研究發(fā)現(xiàn),乳酸菌可以通過調(diào)節(jié)脂代謝、糖代謝等對糖尿
病產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用[30]。對小鼠的腸道菌群種類進(jìn)行了檢測,乳酸菌在不同組中差異較大,對糖脂代謝可
能具有一定的作用,具體的作用方式仍不清楚,可進(jìn)行進(jìn)一步探究。一些未知菌群在各組變化也十分
明顯,但是并不知道具體是什么種類,以及對血糖的調(diào)節(jié)起到何種作用,對此值得進(jìn)一步深入研究。
燕麥青稞粉可能通過調(diào)節(jié)腸道菌群來實(shí)現(xiàn)降血糖的作用。
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高曉晗等燕麥青稞粉對II型糖尿病小鼠糖脂代謝及體內(nèi)氧化應(yīng)激的影響9
32(8):18-20.
[2][D].鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué),2018:25-38.

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