摘要
糖尿病是继心血管疾病和癌症之后的第三大非传染性疾病，并具有视网膜病变等多种并发症，严重影响了人们的健康和生活水平。在糖尿病的病理生理机制中肠道菌群及其相关代谢产物发挥着重要作用。中药治疗糖尿病的历史悠久，其优势在于调节整体的身体状态，并不是单纯的降低血糖。黄芪多糖是中药黄芪的主要活性成分，具有抗氧化应激和免疫调节等多种生物活性，近年来已被用于治疗糖尿病，疗效良好且副作用小。目前中药通过调节肠道菌群治疗糖尿病的作用机制尚不明确，且多数利用动物模型进行研究。因此本课题利用体外发酵模型，从肠道微生态的角度出发，阐释黄芪多糖对糖尿病患者肠道菌群的调节作用以及对菌群代谢的影响，为黄芪多糖应用于糖尿病的治疗提供更多的依据。本论文的主要研究内容如下： 1.黄芪多糖体外模拟消化及发酵方面。黄芪多糖在体外模拟胃肠道消化阶段（胃和小肠）的多糖降解率为3.88%，并且在体外模拟发酵（结肠）之后的分子量明显变小，可以推测黄芪多糖基本不受胃肠道消化液的影响，能够进入到结肠部位被肠道菌群降解利用。 2.黄芪多糖体外发酵液抗氧化方面。经过黄芪多糖处理后，人体粪便的体外发酵液中还原能力有了显著提高，DPPH自由基的清除能力在糖尿病组中提升的不显著，但在正常人组中提升效果显著，羟自由基的清除能力提升不显著。总的来说，黄芪多糖具有一定的提升肠道微生态抗氧化的能力。 3.黄芪多糖调节肠道菌群（体外发酵的）产气方面。黄芪多糖对于人体肠道菌群的产气具有影响。黄芪多糖能够改善正常人和糖尿病人的肠道产气情况，增加肠道内二氧化碳以及甲烷的含量，并且在糖尿病人中效果更为显著。 4.黄芪多糖调节肠道菌群结构方面。黄芪多糖能够影响人体粪便体外发酵的肠道菌群结构。在门水平上黄芪多糖能够回调糖尿病人厚壁菌门及拟杆菌门的水平；在属水平上黄芪多糖能够显著提高糖尿病人中双歧杆菌、乳酸菌等菌种的含量，降低大肠杆菌、多尔氏菌等菌种的含量；并且黄芪多糖能够共同上调正常人和糖尿病人中的双歧杆菌属、长双歧杆菌等菌种，下调大肠杆菌、考拉杆菌等菌种，这与氨基酸的生物合成、ABCtransporters和氨基酰基-tRNA生物合成等代谢途径息息相关。 5.黄芪多糖调节肠道菌群代谢方面。黄芪多糖可以增加人体粪便发酵液中有益物质4-氨基丁酸、L-鸟氨酸、高丝氨酸、柠檬酸、3-吲哚醛的含量，减少尸胺、L-脯氨酸、腐胺的含量。黄芪多糖能够显著提高糖尿病人的乙酸、丙酸、丁酸产量，并且能够明显增加总酸的含量，提高人体肠道菌群发酵过程中的产酸能力。进一步研究发现黄芪多糖影响多种氨基酸合成代谢途径，主要为精氨酸和脯氨酸代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢。 6.黄芪多糖调节代谢产物抗糖化方面。黄芪多糖、乙酸、丙酸和柠檬酸均能够抑制糖基化终产物AGEs的形成，其中柠檬酸的抑制能力最强，当浓度为0.2mg/mL时抑制率达到了33.7%；四种物质在较高的浓度范围下，能够在一定程度上抑制糖基化引起的蛋白质疏水性结构降低，黄芪多糖、乙酸、丙酸能够阻止糖基化诱导的中?-螺旋含量的改变；并且四种物质能较好的抑制糖基化BSA结构中淀粉样?-交联结构的形成。总的来说，四种物质均具有一定的抗糖化能力。 综合来说，黄芪多糖可以通过调节肠道微生物和改善宿主代谢来影响糖尿病，具体来说黄芪多糖可以提高双歧杆菌、乳酸菌等有益菌相对丰度，减少大肠杆菌等菌种的相对丰度，同时提高短链脂肪酸、4-氨基丁酸、鸟氨酸、高丝氨酸、柠檬酸、3-吲哚醛等有益代谢物并降低尸胺、腐胺等有害代谢物的含量，并可能通过调节氨基酸的生物合成、氨基酰基-tRNA生物合成等代谢通路，提高抗糖化、抗氧化能力，改善肠道产气情况来影响糖尿病。
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