2020-08-07
期刊：《Food & Function》
影響因子：4.171
最近，派森諾生物與吉林體育學(xué)院合作，在《Food & Function》上發(fā)表論文，表明納米氣泡姜黃素提取物（NCE）能通過調(diào)節(jié)腸道菌群，從而影響小鼠的運(yùn)動(dòng)能力。
說到體育，我們一般會(huì)想到什么呢？張繼科、孫楊、姚明、劉翔……那么，體育運(yùn)動(dòng)員和我們有什么不一樣呢？直觀的表現(xiàn)就在于運(yùn)動(dòng)能力。他們每天都要通過高強(qiáng)度的訓(xùn)練，均衡的飲食來提升自己的運(yùn)動(dòng)能力。今天分享的這篇關(guān)于改善運(yùn)動(dòng)能力的文章，就是從腸道菌群的視角，利用高通量測序技術(shù)來發(fā)掘出它們之間的“連接點(diǎn)”。
首先，必須夸贊一下納米氣泡和姜黃素這一組合。納米氣泡（NBs），它具有穩(wěn)定性、高體積表面積、高氣體轉(zhuǎn)移、產(chǎn)生氧化劑等特性，也有研究表明納米氣泡水可顯著提高水體的溶解氧濃度，有效促進(jìn)植物、魚類和小鼠的生長；可引起高氧和誘導(dǎo)高代謝狀態(tài)，以維持較高的食物消化和吸收率。這一系列研究闡明了納米氣泡的強(qiáng)大優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，姜黃素具有高生物利用度和氧化特性，能夠減少運(yùn)動(dòng)引起的肌肉損傷，有證據(jù)表明姜黃素通過調(diào)節(jié)腸道屏障系統(tǒng)的細(xì)胞旁通透性來恢復(fù)腸道屏障功能。但是姜黃素的溶解性差，在腸道內(nèi)的吸收能力差，代謝速度快，容易被系統(tǒng)清除，其應(yīng)用受到了限制。那么，如果將納米氣泡和姜黃素結(jié)合起來，形成納米氣泡姜黃素，能否改善姜黃素的自身缺陷，并放大姜黃素的功效，做到事半功倍呢？接下來，我們就一起跟隨本研究的腳步，帶領(lǐng)我們走進(jìn)姜黃素、腸道菌群和運(yùn)動(dòng)能力之間不得不說的故事。
研究方法
測序技術(shù)：Illumina高通量測序平臺(tái)
測序模式：微生物組細(xì)菌16S rRNA基因V3V4區(qū)測序
實(shí)驗(yàn)對象：小鼠
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
將雄性ICR小鼠分為3組，每組8只，飼養(yǎng)于24±2 ℃室溫下、50±5%的濕度控制條件下，光照/暗循環(huán)12小時(shí)。每天口服0（對照組）、3.075（NCE-1 x）和15.375（NCE-5 x）g-1 kg-1 day-1 的納米氣泡姜黃素（NCE），持續(xù)6周。最后通過一系列的指標(biāo)測定，反映NCE的添加和含量對于小鼠的腸道菌群變化以及運(yùn)動(dòng)能力的改變。
研究結(jié)果
1、補(bǔ)充6周NCE后對小鼠的一般特征的影響
利用HPLC-PDA對NCE進(jìn)行色譜分析，發(fā)現(xiàn)NCE中姜黃素、去甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素的含量分別為8.53mg g?1、2.56mg g?1和2.45 mg g?1。表1展示了三組中小鼠的一般特征。初始體重（BW）、最終體重（BW）、食物攝取量和水?dāng)z取量菌均無顯著差異，表明NCE的補(bǔ)充對小鼠的體重沒有明顯影響。各組小鼠肝臟、腎臟、心臟、肺、棕色脂肪組織和盲腸重量也無顯著差異。但是，實(shí)驗(yàn)組小鼠的附睪脂肪墊重量顯著降低，肌肉重量顯著增加。也就是說，體重不變的情況下，小鼠的肌肉含量增加了。
2、對三組小鼠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)測試
NCE-1X小鼠和NCE-5X小鼠能堅(jiān)持更久的時(shí)間，也比對照組有更強(qiáng)的握力。同時(shí)，我們還可以觀察到前肢握力的增加具有劑量依賴效應(yīng)。
隨后，本研究對三組小鼠在15min游泳測試后，進(jìn)行疲勞分析。通過檢測乳酸、氨、葡萄糖、尿素氮（BUN）、肌酸激酶（CK）和乳酸脫氫酶（LDH）的水平，發(fā)現(xiàn)和對照組相比，乳酸、BUN、CK和LDH都顯著降低，且有劑量依賴效應(yīng)。氨的含量降低，而葡萄糖的含量升高且有劑量依賴效應(yīng)。由此表明，補(bǔ)充NCE可以改善運(yùn)動(dòng)后乳酸和氨的清除率，從而減輕身體疲勞；BUN水平能反映蛋白質(zhì)分解，而蛋白質(zhì)分解對肌肉收縮和強(qiáng)度有不利影響，導(dǎo)致疲勞，補(bǔ)充NCE后BUN水平降低，表明NCE能夠減輕急性運(yùn)動(dòng)引起的疲勞；NCE降低CK水平也表明，在運(yùn)動(dòng)過程中損傷誘導(dǎo)代謝物的積累減少，從而提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。此外，和對照組相比，肌糖原含量增加也具有劑量依賴效應(yīng)，從而反映出NCE的添加可以為身體運(yùn)動(dòng)提供更多的能量。
3、NCE對腸道菌群的影響
對小鼠盲腸內(nèi)容物進(jìn)行多樣性組成譜測序分析發(fā)現(xiàn)，三組小鼠腸道菌群的Beta多樣性具有差異，補(bǔ)充NCE-5X可顯著改變腸道菌群結(jié)構(gòu)。雖然三組小鼠腸道菌群都以擬桿菌門、厚壁菌門和變形菌門為主（合計(jì)約占95%），然而，補(bǔ)充NCE-5X的小鼠擬桿菌門的比例降低，厚壁菌門的比例增加，同時(shí)每組小鼠中各自富集的菌群物種也有所不同。以上分析結(jié)果表明，NCE可改變腸道菌群的組成。
討論
本研究指出，NCE發(fā)揮其生物活性的一個(gè)可能機(jī)制，是通過調(diào)節(jié)腸道微生物群，改變腸道微生物組成如促進(jìn)乳酸桿菌家族的生長，從而提高運(yùn)動(dòng)能力，并影響代謝網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而減少身體疲勞、發(fā)揮益生作用。未來可以通過進(jìn)一步的研究，以更好地了解營養(yǎng)補(bǔ)充背后的能量穩(wěn)態(tài)。
小編使出洪荒之力，終于把“NCE—腸道菌群—運(yùn)動(dòng)性能”的前因后果交代清楚了，今天的分享到這里就暫告一段落啦，欲知后事如何，請聽下回分解！
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本研究的測序和部分?jǐn)?shù)據(jù)分析工作由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。
文章索引：Yi-Ming Chen,Wan-Chun Chiu,Yen-Shuo Chiu et al. Supplementation of nano-bubble curcumin extract improves gut microbiota composition and exercise performance in mice
點(diǎn)擊閱讀原文：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/FO/C9FO02487E
