人工甜味剂长期暴露引起葡萄糖耐受性的改变及其分子机制研究

发布时间：2018-03-06 09:13

本文选题：人工甜味剂　切入点：甜度　出处：《浙江工商大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：肥胖及相关性疾病的流行严重威胁人类健康,肥胖主要来源于能量摄入与能量消耗的失衡,高糖类食物过度摄入成为造成上述问题的主要原因之一。高甜度人工甜味剂因其良好的甜味特性及高度安全性,作为解决高糖食物摄入的主要途径,广泛应用于食品领域,然而近年来其作用备受质疑。味觉作为机体食物选择和摄入行为的主要决定因素之一,与能量摄入息息相关。近年来,随着味觉的深入研究发现,甜味受体不仅存在于口腔,还广泛存在于胃肠道、胰腺等其它消化系统器官中,具有与口腔类似的功能,与其特定部位的味觉感知和能量代谢平衡相关联。所以本研究从甜味物质甜度和甜味物质感受味觉基础的角度,以成年ICR雄性小鼠为实验对象,采用长期暴露的方式,利用味觉行为学(双瓶喜好)、舌上皮整体装片、冰冻切片、HE染色、qPCR、ELISA等实验技术,探索了人工甜味剂甜度、机体葡萄糖代谢及肠道甜味受体三者之间的相关性。结果如下： (1)甜味剂暴露甜度的确定在实验室前期研究基础上,利用TBP双瓶喜好实验得到小鼠蔗糖、三氯蔗糖、AK糖甜度偏好曲线,结合文献资料,确定长期暴露甜度为3、5、8、11.5、15(2%蔗糖溶液=甜度1)。 (2)人工甜味剂长期暴露诱导小鼠体重的增加甜味物质长期暴露后,三种甜味剂组小鼠体重-甜度均呈正相关,蔗糖11.5,15甜度组,AK糖11.5,15甜度组,三氯蔗糖15甜度组体重显著大于饮水组。同时各甜度组小鼠溶液饮用量与前期实验得到的甜度偏好曲线相符,小鼠对等甜度的人工甜味剂溶液显示相似的响应。摄食量方面,三氯蔗糖组和AK糖组小鼠与饮水组小鼠具有相似的日平均摄入量,且高于蔗糖组小鼠。 (3)人工甜味剂长期暴露改变小鼠葡萄糖耐受性及胰岛素分泌在甜味物质暴露前期、中期及后期,分别监测小鼠葡萄糖耐受性的变化,发现随着暴露时间的延长和甜度的增大,低甜度(相对甜度3、5、8)组小鼠葡萄糖耐受性增强,而高甜度(相对甜度11.5、15)组小鼠葡萄糖耐受性降低。暴露中期蔗糖11.5、15甜度组小鼠开始出现葡萄糖耐受性降低,直到暴露结束。而三氯蔗糖15甜度组及AK糖11.5、15甜度组小鼠暴露后期出现葡萄糖耐受性降低。葡萄糖耐受实验同时检测胰岛素分泌,结果表明,除AK糖11.5甜度组外,三种甜味剂组小鼠胰岛素分泌均呈现随着甜度增加,先增后减的趋势,并且拐点均出现在甜度为11.5的甜味暴露组。甜味暴露组相对饮水组小鼠空腹胰岛素水平也是增加的。 (4)甜味长期暴露影响肠促胰岛素分泌及肠道甜味感受系统相比上述甜味暴露对胰岛素分泌的影响,其对GLP-1和GIP(GLP-1； glucose-dependent insulinotropic peptide；GIP:glucose-dependent insulinotropic peptide等)的影响较小,但也能说明人工甜味剂长期暴露改变其分泌过程,基于其半衰期较短、采血过程繁琐等原因,反复测量十分必要。小肠味觉基础变化：甜味物质长期暴露增加小肠绒腺比,三种甜味剂组小鼠绒腺比变化均呈现随甜度增加先增大后减小趋势,拐点出现于甜度8-11.5范围内。同时对小肠上甜味受体和葡萄糖转运体表达检测发现,甜味暴露组小鼠甜味受体以及葡萄糖转运体mRNA表达量均高于饮水组,且除个别部位外,三种甜味剂暴露组小鼠甜味受体亚基T1R2和GLUT-2表达量在小肠各个部位随甜度增加而增加,而T1R3亚基和SGLT-1(GLUT2:glucose transporter2SGLT-1: Na+-glucose cotransporter-1)表达量则随甜度先增大后减小,拐点大致出现在甜度8-11.5范围内,与肠道绒腺比的变化相符。综上所述,人工甜味剂与能量型蔗糖一样,高甜度长期暴露影响其体重的变化,引起小鼠葡萄糖耐受性的降低,改变胰岛素、GLP-1、GIP的分泌现象。本文试图从肠道甜味感受系统的角度来解释上述现象,发现人工甜味剂长期暴露上调了肠道甜味受体、葡萄糖转运体的表达,影响肠促胰岛素的分泌,基于肠道甜味受体对后两者的调控作用以及后两者对葡萄糖吸收转运的重要调节作用,推测人工甜味剂通过影响肠道甜味受体的表达的方式调节机体葡萄糖的动态平衡。以上结论可为人工甜味剂的安全使用性判断提供新的思路,也为肥胖、糖尿病等代谢性疾病的治疗提供理论依据与研究方案。
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【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R589.2;TS202.3

【参考文献】