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                                  最新觀點| 全谷物燕麥麩可重塑腸道菌群,改善肌肉功能障礙

                                  燕麥麩是燕麥谷物加工過程中的副產品,屬于全谷物的一部分。它有助于益生菌(Lactobacillus, Lactobacillus spp., Bifidobacterium )的生長并生產短鏈脂肪酸SCFAs。腸道微生物群在調節飲食對代謝健康結果的影響方面發揮著關鍵作用。菌群失調會導致肌原性調節蛋白和肌原性分化減少等肌肉功能減弱。腸道微生物群和骨骼肌之間的串擾與SCFAs密切相關,并通過抑制細胞因子和炎性蛋白轉錄降低炎癥。然而,燕麥麩皮誘導的腸道適應變化與骨骼肌功能之間的關系尚不清楚。

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                                  陜西師范大學食品工程與營養科學學院胡新中教授團隊在 Food Research International 上發表了題為“ Oat bran prevents high-fat-diet induced muscular dysfunction, systemic inflammation and oxidative stress through reconstructing gut microbiome and circulating metabolome ”的研究性文章。文章研究了燕麥麩在高脂飲食誘導的肌肉功能障礙中的作用,探討了飲食導致的骨骼肌異質性的主要機制,評估了燕麥麩益生元潛力。研究設計如圖1所示。

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                                  圖1. 研究設計示意圖

                                  燕麥麩可以預防高脂飲食誘導的骨骼肌功能障礙

                                  盡管OB不能影響體重、能量攝入和骨骼肌質量指數(圖2A-D),但在握力和耐力跑方面防止了HFD誘導的骨骼肌功能障礙(圖2E & F)。對soleus樣本石蠟切片進行三重熒光標記分析發現(圖2G),慢肌纖維與快肌纖維的橫截面積比在OB干預下恢復正常(圖2H)。此外,OB改善了小鼠的甘油三酯和低密度脂蛋白和高密度脂蛋白水平(圖2I-L)。


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                                  圖2. 生長監測、骨骼肌功能和血脂差異

                                  燕麥麩通過減輕HFD引起的氧化應激和炎癥來改善骨骼肌功能

                                  OB減輕了HFD誘導的氧化應激和炎癥,表現為增加SOD、GSH和減少IL-1β、TNF-α。(圖3A-E)。此外OB干預還降低了編碼Ⅱa和Ⅱb型纖維基因的表達,下調了Drp1,Fis1 和 Cytc(圖3F)。

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                                  圖3. 骨骼肌相關炎癥、氧化應激及基因表達

                                  燕麥麩影響腸道微生物群組成

                                  16 s RNA測序測試結果顯示了各組之間腸道微生物群的獨特模式。與NC相比,放線菌門和疣微菌門在HFD下調,在HFOB和OB組中被上調。在屬的水平上,Bilophila Enterorhabdus 和 Bifidobacterium 豐度上升,RikenellaFaecalibaculum 和 Romboutsia 豐度下降(圖4)。與NC相比,與肥胖和脂代謝有關的厚壁菌門和擬桿菌門的相對豐度在HFOB和HFD發生了改變。此外,HFD大大減少的幾個有益的分類群,Akkermansia,Alistipes,Alloprevotella,Bacteroides 和 Clostridiumsensustricto1,在OB中恢復到與NC相似或更高的水平(圖4)。OB增加了乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽和異戊酸鹽,并且Alloprevotella Dubosiella RuminococcaceaeUCG-014 Bacteroides與乙酸和SCFAs正相關,Desulfovibrio Faecalibaculum , Rikenella 則相反;Desulfovibrio and Alloprevotella 與丁酸正相關。

                                  5.jpg圖4. 腸道微生物群變化

                                  作者進一步探索了燕麥麩攝入對血液代謝組的影響,并檢查了與OB誘導的腸道微生物群變化的潛在聯系??偣茶b定了1078種代謝物,其中大多數是脂類、類脂分子、有機酸和衍生物。OB部分逆轉了HFD誘導的這些代謝物的變化。此外,與NC相比,OB激活了多個顯著豐富的代謝途徑,例如支鏈氨基酸生物合成和降解、甘油磷脂代謝、泛酸和輔酶A生物合成、氨基酸代代謝、mTOR信號通路和凋亡途徑。網絡分析將MAPK信號識別為OB攝入相關的核心途徑。OB下調了Fas、Jnk、P13k、Mkp-1,并上調了Akt P13k。此外,對臨床指標(n=28)、腸道微生物(n=62)、血清代謝物(n=172)多變量預測小鼠骨骼肌狀態的分析發現,最佳選擇的關鍵預測因子包括Bifidobacterium Faecalibacterium Enterorhabdus Bacteroides 等幾種腸道微生物,以及葫蘆巴堿、琥珀酸鹽、半乳糖醇、L-酪氨酸、甜菜堿、肉堿、氰甾酮、蘋果酸鹽、蕓香苷和蔗糖等循環代謝物。

                                  總之,燕麥麩通過改善腸道微生物群組成、增加SCFAs產生和降低炎癥相關代謝物循環水平,對骨骼肌功能產生積極影響。燕麥麩顯著降低的炎癥相關代謝物的循環水平在MAPK信號傳導中起作用,從而影響脂質代謝、炎癥和氧化應激。該研究將燕麥麩飲食與骨骼肌功能聯系起來,為飲食干預和肌肉健康的更廣泛研究提供了有價值的補充,為進一步探索補充燕麥麩的最佳方案提供了機會。





                                  原文鏈接:

                                  https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113127



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