普洱茶对糖尿病前期患者肠道中短链脂肪酸的影响

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分类号：R587.1单位代码：10183研究生学号：2015744036密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）普洱茶对糖尿病前期患者肠道中短链脂肪酸的影响EffectofPu'erteaonshortchainfattyacidsintheintestinaltractofpatientswithprediabetes作者姓名：辛可嘉类别：临床医学硕士领域（方向）：内科学指导教师：刘煜教授培养单位：第二医院2018年4月 普洱茶对糖尿病前期患者肠道中短链脂肪酸的影响EffectofPu'erteaonshortchainfattyacidsintheintestinaltractofpatientswithprediabetes作者姓名：辛可嘉领域（方向）：内科学指导教师：刘煜教授类别：临床医学硕士答辩日期：2018年5月31日 未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则应承担侵权的法律责任。，吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：５７日期：ＶＭＳ年月日） 中文摘要普洱茶对糖尿病前期患者肠道中短链脂肪酸的影响背景：普洱茶是一种独特的微生物发酵茶，具有多种对人体有益的化学成分，其保健功效更是受到国人青睐，近年来关于普洱茶的研究越来越多，对其调节血糖、血脂的研究更是热点，这为2型糖尿病提供了新的保健和改善症状的方法。肠道内短链脂肪酸（short-chainfattyacids，SCFA）是由肠道菌群发酵未被消化吸收的碳水化合物产生的，在人体内不同的代谢过程中发挥重要作用，有研究发现SCFA与2型糖尿病的能量代谢平衡密切相关，通过与其受体结合调节胃肠道激素分泌、胰岛素敏感性及糖脂代谢等。目的：本研究旨在评价普洱茶改善糖尿病前期患者糖脂代谢及胰岛功能的作用，并通过气相色谱质谱联用技术明确饮用普洱茶对糖尿病前期患者肠道中短链脂肪酸的影响。方法：选取来自吉林大学第二医院内分泌科门诊（2016年2月~2017年5月）的糖尿病前期患者24例（符合WHO1999年诊断标准）参与本研究，所有患者均未应用过任何降糖药物治疗。将糖尿病前期患者随机分为饮茶组（男4例，女8例，年龄39-63岁，平均51.4±7.2岁）和对照组（男5例，女7例，年龄35-64岁，平均52.8±8.3岁），饮茶组患者餐中饮用200ml-300ml温水调配1g普洱茶粉，每日3次，持续12周。对照组患者餐中饮用200-300ml温水，每日3次，持续12周。研究期间嘱所有患者低脂饮食，每日运动至少30分钟，每周电话随访1次，随访患者喝茶、喝水及饮食运动情况。所有糖尿病前期患者在研究开始前及12周后均采空腹血液、粪便及行OGTT检查，采集的血液用来检测血糖、血脂、胰岛功能，并利用气相色谱质谱联用技术检测患者粪便中的短链脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸等。结果的统计分析应用SPSS21.0统计软件完成。结果：1.治疗12周后普洱茶组的餐后2小时血糖、总胆固醇、低密度脂蛋白较治疗前明显降低（p＜0.05），而对照组在研究期间无明显变化。2.与对照组相比，普洱茶组餐后1小时和2小时胰岛素分泌水平显著提高（p=0.031，p=0.049），I 餐后1小时和2小时血清C肽分泌水平明显增加（p=0.013，p=0.001）。3.饮用普洱茶显著增加了糖尿病前期患者粪便中丁酸的浓度（p=0.004）及SCFAs总量（p=0.006），而对照组患者粪便中的SCFAs浓度虽然呈现降低趋势，但差异无统计学意义。结论：饮用普洱茶可降低糖尿病前期患者餐后血糖、血清总胆固醇和低密度脂蛋白水平，改善胰岛功能。同时，饮用普洱茶可增加糖尿病前期患者肠道中丁酸浓度以及SCFAs总含量。本研究提示普洱茶可能通过调节肠道中SCFAs的代谢来改善糖尿病前期患者的糖脂代谢。关键词：普洱茶，糖尿病前期，短链脂肪酸，糖脂代谢，胰岛功能II ABSTRACTEffectofPu'erteaonshortchainfattyacidsintheintestinaltractofpatientswithprediabetesBackground:Pu'erteaisauniquemicrobialfermentedteathathasmanybeneficialchemicalcomponentsforthehumanbody.Itshealthbenefitsarefavoredbypeopleinthecountry.Inrecentyears,moreandmoreresearchesonPu'erteahavebeencarriedout,anditsresearchonregulatingbloodsugarandbloodlipidshasbeencarriedout.Itisahotspot,whichprovidesnewcarefortype2diabetesandimprovessymptoms.Intestinalshort-chainfattyacids(SCFA)areproducedbycarbohydratesthathavenotbeendigestedandabsorbedbytheintestinalmicrofloraandplayanimportantroleindifferentmetabolicprocessesinthehumanbody.SomestudieshavefoundthatSCFAandtype2Thebalanceofenergymetabolismindiabetesiscloselyrelatedtotheregulationofgastrointestinalhormonesecretion,insulinsensitivity,andglucoseandlipidmetabolismthroughbindingtoitsreceptors.Objective:ToevaluatetheroleofPu-erhteainimprovingglyco-lipidmetabolismandpancreaticisletfunctioninpatientswithpre-diabetes.Gaschromatography-massspectrometry(GC-MS)techniquewasusedtodeterminetheeffectofdrinkingPu-erhteaonshort-chainfattyacidsintheintestineofpre-diabeticpatients.Methods:24pre-diabeticpatients(inlinewiththeWHO1999diagnosticcriteria)fromtheEndocrinologyClinicoftheSecondHospitalofJilinUniversityfromFebruary2016toMay2017wereenrolledinthisstudy.Noneofthepatientshadanyhypoglycemicagentstreatment.Patientswithpre-diabeteswererandomlyIII dividedintodrinkinggroup(4males,8females,aged39-63years,mean51.4±7.2years)andcontrolgroup(5malesand7females,aged35-64years,mean52.8±8.3yearsold),drinkingteagrouppatientsdrink200ml-300mlwarmwaterdeploymentof1gPu-erhteapowder,3timesadayfor12weeks.Patientsinthecontrolgroupdrank200-300mlofwarmwaterthreetimesadayfor12weeks.DuringthestudyZhuHuanzhelow-fatdiet,exercisedailyforatleast30minutes,weeklytelephonefollow-up1,followedbypatientsdrinkingtea,drinkingwateranddietmovements.Allpre-diabeticpatientsunderwentfastingblood,fecesandOGTTbeforeand12weeksafterthestudy.Bloodsamplesweretakenforbloodglucose,lipids,andpancreaticisletfunction.Gaschromatography-massspectrometry(GC-MS)wasusedtodetectshort-chainFattyacidsincludeaceticacid,propionicacid,butyricacid,isobutyricacid,valericacid,isovalericacidandthelike.ThestatisticalanalysisoftheresultsusingSPSS21.0statisticalsoftwaretocomplete.Results:1.After12weeksoftreatment,thebloodsugar,totalcholesterolandlowdensitylipoproteininthePu'erteagroupweresignificantlylowerthanthosebeforetreatment(P<0.05),buttherewasnosignificantchangeinthecontrolgroupduringthestudyperiod.2.Comparedwiththecontrolgroup,thelevelsofinsulinsecretionincreasedsignificantly(P=0.031,p=0.049)at1hourand2hoursafterthemealinthePu-erhteagroup.ThelevelsofserumC-peptideincreasedsignificantlyat1hourand2hoursafterthemealp=0.013,p=0.001).3.Puerteasignificantlyincreasedtheconcentrationofbutyricacid(p=0.004)andtotalamountofSCFAs(p=0.006)infecesofpre-diabeticpatients,whiletheSCFAsconcentrationdecreasedinthefecesofthecontrolgroup,butthedifferencewasnotstatisticallysignificant.Conclusions:DrinkingPu-erhteacanreducepostprandialbloodglucose,serumtotalcholesterolandlowdensitylipoproteinlevelsinpatientswithpre-diabetesandimproveisletfunction.Atthesametime,drinkingpu-erhteacanincreasetheIV concentrationofbutyricacidinintestinaltractandthetotalcontentofSCFAsinpre-diabeticpatients.ThisstudysuggeststhatPu'erteamayimproveglucoseandlipidmetabolisminpre-diabeticpatientsbyregulatingSCFAsmetabolismintheintestine.KeywordsPu'ertea,pre-diabetes,short-chainfattyacids,glucoseandlipidmetabolism,pancreaticisletfunctionV 目录第1章引言........................................................................................1第2章文献综述....................................................................................32.1普洱茶与2型糖尿病....................................................................32.1.1普洱茶的简介..........................................................................32.1.2普洱茶的降血糖作用..............................................................32.1.3普洱茶的调节血脂作用..........................................................42.1.4普洱茶防治2型糖尿病的机理..............................................52.2短链脂肪酸与2型糖尿病............................................................52.2.1SCFAs概述..............................................................................52.2.2SCFAs受体..............................................................................62.2.3SCFAs与胰岛素抵抗..............................................................72.2.4SCFAs与GLP-1......................................................................72.2.5SCFAs与糖尿病相关炎症......................................................8第3章材料与方法..............................................................................103.1研究对象.......................................................................................103.1.1入选对象................................................................................103.1.2纳入标准................................................................................103.2研究方案.......................................................................................103.3研究仪器和试剂..........................................................................113.3.1主要仪器................................................................................113.3.2主要试剂................................................................................113.4样本采集及检测方法..................................................................113.4.1样本采集................................................................................113.4.2生化指标的检测....................................................................11VI 3.4.3短链脂肪酸的检测................................................................123.5统计学分析..................................................................................14第4章结果......................................................................................154.1研究对象一般资料......................................................................154.2血糖、血脂的变化......................................................................154.3胰岛功能的变化..........................................................................164.4短链脂肪酸的变化......................................................................17第5章讨论......................................................................................19第6章结论......................................................................................22参考文献...................................................................................................23作者简介及在学期间所取得的科研成果..............................................30致谢...................................................................................................31VII 英文缩略词表缩写词英文全称中文全称SCFAshort-chainfattyacids短链脂肪酸T2DMType2diabetesmellitus2型糖尿病IGRimpairedglucoseregulation糖调节受损IFGimpairedfastingglucose空腹血糖受损IGTimpairedglucosetolerance糖耐量减低TCtotalcholesterol总胆固醇TGtriglyceride甘油三酯HDL-CHighdensitylipoproteincholesterol高密度脂蛋白胆固醇LDL-CLowdensitylipoproteincholesterol低密度脂蛋白胆固醇FBGfastingblood-glucose空腹血糖P1BG1hourspostprandialbloodsugar餐后1小时血糖P2BG2hourspostprandialbloodsugar餐后2小时血糖GLP-1Glucagon-likepeptide1胰高血糖素样肽-1LPSlipopolysaccharide脂多糖TNF-αTumorNecrosisFactor-α肿瘤坏死因子-αIL-6interleukin-6白细胞介素-6IL-1interleukin-1白细胞介素-1IL-12interleukin-12白细胞介素-12IL-10interleukin-10白细胞介素-10GPR43Gprotein-coupledreceptor43G蛋白耦联受体43GPR41Gprotein-coupledreceptor41G蛋白耦联受体41FFAR2FreeFattyAcidReceptor2游离脂肪酸受体2FFAR3FreeFattyAcidReceptor3游离脂肪酸受体3VIII 第1章引言糖尿病前期又称糖调节受损（ImpairedGlucoseRegulation，IGR），是指血糖超过正常值,但还没有达到糖尿病的诊断标准，包括空腹血糖受损(ImpairedFastingGlucose，IFG)和糖耐量异常(ImpairedGlucoseTolerance，IGT)[1]。2007~2008年的一项流行病学统计显示我国糖尿病前期的患病率为15.15％,是2型糖尿病的强大后备军，虽然目前2型糖尿病无法治愈，但糖尿病前期是可逆的，对该人群进行早期干预，可使2型糖尿病的发病风险降低58％[2]。2型糖尿病是由遗传、环境、饮食等因素共同作用导致的疾病，其具体发病机制还没有被完全阐述清楚。近些年来随着人们对肠道菌群的深入研究，发现其组成改变与2型糖尿病的发生、发展密切相关，高糖高脂饮食可改变肠道菌群的结构，从而引起肠道菌群失调，使机体产生慢性低度炎症，导致胰岛β细胞被破坏甚至凋亡，同时伴随胰岛素抵抗发生，最终促进2型糖尿病的发生、发展。肠道菌群参与2型糖尿病发病的机制可能与肠道内短链脂肪酸的产生及变化有关。食物中的碳水化合物有一些是不能被人体消化吸收，肠道菌群能产生丰富的糖苷水解酶和多糖裂解酶，将这些不能消化吸收的碳水化合物酵解为短链脂肪酸，在人体内存在的短链脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸等。短链脂肪酸参与人体的代谢过程，尤其与T2DM的能量代谢平衡密切相关，可通过与其受体结合调节胃肠道激素分泌、胰岛素敏感性及糖脂代谢。Breton［3］等研究发现在人体进食后，大肠杆菌可释放某些细菌蛋白，利于丁酸盐的产生，影响脑-肠轴相关信号介质(如GLP-1、肽YY等)的释放，抑制大脑食欲中枢，使人产生饱腹感。乙酸可通过激活副交感神经系统，刺激胰岛β细胞分泌更多胰岛素，导致摄食量的进一步增加，形成一种正反馈，从而促进胰岛素［4］抵抗和2型糖尿病的产生。有证据表明丁酸经由cAMP依赖机制，促进结肠L细胞分泌GLP-1和PYY，抑制免疫细胞炎症的发展；丙酸通过GPR41信［5］号通路调控肠道糖异生，影响机体的糖代谢,这些发现提示SCFAs对人体代谢具有多效性，可作为治疗和预防T2DM的新靶点。1 普洱茶是一种产自中国云南的红茶，因其突出的保健功效而深受国人喜爱，其减肥、降脂、降血糖、抗氧化等作用是近年来食品保健邻域研究的热点，目前已有不少文献报道了普洱茶对2型糖尿病有一定的治疗作用，这为2型糖尿病提供了新的保健和改善方法。有研究提示普洱茶还具有调节肠道菌群失调的作用，但饮用普洱茶是否会影响肠道内短链脂肪酸的产生，目前并没有相关研究。因此，探寻普洱茶调节糖脂代谢的相关具体机制还需要更为深入的研究。本研究旨在评价普洱茶改善糖尿病前期患者糖脂代谢及胰岛功能的作用，并通过气相色谱质谱联用技术测定糖尿病前期患者粪便中短链脂肪酸的含量，明确饮用普洱茶是否对糖尿病前期患者肠道中短链脂肪酸产生影响，同时探讨普洱茶对肠道内短链脂肪酸的影响与其改善糖脂代谢之间的关系。2 第2章文献综述普洱茶是产自中国云南的一种红茶，近年来已被证明可以改善糖脂代谢，还具有明显的减肥、抗氧化、抗炎等作用，这些作用主要取决于茶多糖和茶多酚等有效成分，但是还需要进一步的研究来探索这一机制。肠道内短链脂肪酸(short-chainfattyacids,SCFAs)主要产生于结肠，是由肠道菌群发酵未被吸收的碳水化合物产生的，研究发现SCFAs通过调节胃肠道激素分泌、胰岛素敏感性等调节2型糖尿病的糖脂代谢，参与2型糖尿病的发生、发展。本文将对普洱茶、短链脂肪酸与2型糖尿病之间的关系作如下综述。2.1普洱茶与2型糖尿病普洱茶是具有多种保健作用的茶叶，近年来关于普洱茶可以治疗2型糖尿病的功效受到了广泛的关注，越来越多的研究表明普洱茶具有降低2型糖尿病小鼠的血糖，改善糖脂代谢，缓解糖尿病症状的作用。2.1.1普洱茶的简介普洱茶，山茶科山茶属植物，主要产自我国云南省的西双版纳、临沧、普洱等地区，以大叶种晒青毛茶为原料，经过加工发酵而成，是一种独特的微生物发酵茶，其含有茶多酚、茶多糖、生物碱、咖啡因等多种有效化学成分。当今研究发现普洱茶具有降血糖、降血脂、调节免疫，降低炎症，预防血管疾病，抗肿瘤，防辐射等多种功效，其中调节血糖和血脂的功效更是目前研究的热点，这些功效均为2型糖尿病提供了新的保健和防治策略。2.1.2普洱茶的降血糖作用目前已有很多研究报道过普洱茶的降血糖作用。有研究表明，普洱茶提取物茶褐素可有效降低2型糖尿病小鼠的血糖水平并改善其糖、脂代谢，作用机制可能与增加胰岛素敏感性有关[6]。普洱茶中的多酚类物质儿茶素也有降血糖的功效[7]。还有研究发现普洱茶中单体功能成分没食子酸有激活PPARγ的效果，3 对α-淀粉酶也有较强的抑制作用，可为普洱茶的降糖降脂作用机理提供一定的理论依据[8]。杨新河等[9]研究发现普洱茶水提取物对α-葡萄糖苷酶活性有显著的抑制作用。一组小鼠体内外实验表明[10]，普洱茶茶多糖可以有效抑制α-葡萄糖苷酶活性，甚至比2型糖尿病常用药“阿卡波糖”的抑制效果更好。苏静静等[11]用普洱茶干预治疗高糖阳性饲料诱导的成年小鼠后发现普洱茶具有降低体质量的作用，抑制小鼠血清中的α-葡萄糖苷酶活性，有效降低血糖和血清胰岛素水平，改善胰岛素抵抗，可作为预防治疗糖尿病和高血糖症的保健饮品。栗志文等通过动物实验比较普洱茶提取物与绿茶提取物的降糖功效，结果显示两种茶叶提取物都可以降低糖尿病模型大鼠的空腹血糖,同时均能降低血糖曲线下面积,但普洱茶提取物在降低大鼠空腹血糖和血糖曲线下面积方面要优于绿茶提取物,同时普洱茶提取物还能够显著降低大鼠空腹血清胰岛素,其整体降糖功效明显比绿茶提取物要好[12]。2.1.3普洱茶的调节血脂作用早在1986年Sano[13]等通过试验发现普洱茶可以降低血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)，并促进脂肪组织中TG分解，减少脂肪组织重量。之后的动物实验发现[14-17]普洱茶能有效降低甘油三酯(TG)、血清总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的水平，同时升高高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平，并且可以改善肝组织脂肪变性，对高脂饮食引起的高脂血症和脂肪肝有辅助治疗作用。Fujita[18]进行的一项临床试验发现高胆固醇血症患者连续摄入普洱茶提取物4个月后，体重、血清中TC和LDL水平均显著降低。李捷等[19]在给60例高脂血症患者服用普洱茶片后,患者血清中的TC、TG、LDL水平均显著降低。虽然多项研究表明普洱茶可以调节血脂、防治高脂血症,但目前对其降脂机制报道的较少。郭少晨等[20]的实验提示普洱茶降血脂的作用机制可能是：抑制肝脏中鲨烯合成酶的表达量及其活性，影响从甲羟戊酸到胆固醇生成之间的过程，从而抑制内源性胆固醇的生物合成，降低细胞内胆固醇浓度，同时提高低密度脂蛋白受体的表达，促进低密度脂蛋白胆固醇进入肝细胞代谢过程。ZengL等[21]通过研究普洱茶水提物调节血脂代谢的机制发现，普洱茶粗提物是3-羟基-3甲基戊二酰还原辅酶A(HMGR)和胰脂肪酶(PL)的竞争性抑制剂，是脂蛋白4 相关卵磷脂酶A(LPPLA)的非竞争性抑制剂，普洱茶可能通过抑制以上3种酶类的活性发挥其降脂功效。2.1.4普洱茶防治2型糖尿病的机理普洱茶可以有效防治2型糖尿病，主要是通过调控糖脂代谢实现的。普洱茶提取物可以有效抑制α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶等水解酶的活性，减少其对多糖和寡糖的水解，从而减少肠道内葡萄糖的吸收。普洱茶中的茶多酚被证明具有促进胰岛素分泌，改善胰岛素抵抗的作用，从而促进机体葡萄糖的转运和利用，同时茶多酚还可以通过PI3K途径、AMPK信号通路等调节肝脏糖异生作用，使肝糖原输出减少，促进糖原合成[22]。普洱茶还能够抑制参与脂质合成与积累的相关酶的活性，并降低相关转录因子的表达，从而促进脂质氧化，减轻脂代谢紊乱。有研究指出，氧化应激导致更多自由基的产生，抗氧化防御能力降低，与2型糖尿病的发生发展有密切联系[23]，普洱茶具有较好的清除自由基能力[24]，很大程度上可减轻细胞因子导致的胰岛细胞损伤，延缓胰岛细胞衰竭，保护胰岛功能。近年来，肠道菌群作为一个研究热点被证明可能直接或间接地影响糖尿病的发生及发展，有动物实验[25]提示普洱茶茶褐素有调整肠道菌群失调的作用，但目前并没有研究证实普洱茶可通过调整肠道菌群来防治2型糖尿病。2.2短链脂肪酸与2型糖尿病T2DM是一种慢性代谢性疾病，其特征是胰岛素抗性建立后胰岛β细胞功能的耗竭，胰岛素产生相对不足导致高血糖。有研究表明代谢性疾病（包括肥胖和糖尿病）中炎症的发生可能与肠道微生物群的改变有关。短链脂肪酸是由肠道菌群发酵碳水化合物产生的代谢产物，研究发现，SCFAs在改善T2DM代谢功能方面发挥积极效应，主要通过降低炎症状态，减少胰岛素抵抗，增加GLP-1分泌刺激胰岛素释放等途径实现。2.2.1SCFAs概述SCFAs是由1-6个碳原子组成的有直链和支链构象的有机脂肪酸，通过肠5 道菌群在结肠发酵膳食纤维等未被消化吸收的碳水化合物产生。常见的SCFAs包括甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，异丁酸，戊酸，异戊酸和己酸，90-95％的SCFAs存在于结肠中，主要由乙酸盐，丙酸盐和丁酸盐组成[26]。肠道内SCFAs的浓度和构成主要取决于肠道内菌群的组成、摄入的膳食纤维类型等，SCFAs在人体内参与不同的代谢，发挥不同的功能：乙酸通过结肠吸收进入体循环并到达外周组织，为宿主细胞提供能源,约提供人体日总能量的10%；丙酸经血液循环进入到肝脏中分解代谢，参与丙酮酸逆转化为葡萄糖的过程，并且能够抑制胆固醇的合成；丁酸是结肠上皮细胞的主要能量来源[27]。SCFAs具有多种生理功能，可以减轻肠道内炎症反应，增强肠道上皮屏障保护功能，预防结直肠癌，对代谢性疾病，高胆固醇血症，非酒精性脂肪性肝病，肥胖等多种疾病都具有改善效果[28]，此外，SCFAs还能促进胰岛素分泌,提高机体对胰岛素的敏感性，改善胰岛素抵抗。一言以蔽之,SCFAs在维持机体稳态及正常生理代谢中发挥着十分重要的作用。2.2.2SCFAs受体SCFAs调节代谢的作用主要取决于其受体在不同的组织中表达，目前发现的SCFAs受体仅有两种：G蛋白耦联受体43(GPR43，又名游离脂肪酸受体2，FFAR2)、G蛋白耦联受体41(GPR41，又名游离脂肪酸受体3，FFAR3)[29]。SCFAs通过与受体特异性结合参与机体周围组织的能量代谢，GPR43通过G蛋白通路Gi/o和Gq/11引起细胞内cAMP的降低和Ca2+的增多，GPR41通过Gi/o引起细胞内cAMP的降低[30]。两种受体在多种细胞中表达，包括结肠肠内分泌L细胞，粘膜肥大细胞，脂肪组织，嗜中性粒细胞和单核细胞等。受体的激活影响不同的功能，这取决于它们的组织分布，例如，FFAR3参与由脂肪细胞和血脂调节引起的SCFAs刺激的瘦素产生，而FFAR2参与调节炎症和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）分泌[31]。FFARs的表达可能通过基因表达的表观遗传调控受不同组成的肠道菌群的影响[32]。特别是FFAR3的启动子区域在瘦型对照组中比2型糖尿病和肥胖受试者显示更高的甲基化。微生物群落与表观遗传调控之间的这些相互作用可能导致FFARs的表达和信号传导的改变，并最终影响代谢疾病的发生及发展。6 2.2.3SCFAs与胰岛素抵抗有证据表明，SCFAs可防止饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗[33]。肠道微生物群中的变化以及因此导致的SCFAs变化与肥胖、胰岛素抵抗以及糖尿病的发展均有关系。给正常无菌小鼠移植肥胖小鼠盲肠中的肠道菌群导致正常小鼠体重增加[34]。相反，肠道菌群组成的调节导致丁酸生成增加，可抑制高脂饲料喂养小鼠的体重增加和胰岛素抵抗[35]。此外，在向代谢综合征的男性患者体内注入丁酸产生性肠道菌群后，发现其胰岛素敏感性得以改善[36]。SCFAs中，丁酸似乎在肥胖和糖尿病的病理学中起重要作用。小鼠口服丁酸钠可显著提高血浆胰岛素水平，在高脂饮食中补充丁酸盐可使小鼠的胰岛素敏感性增加和肥胖减少[37]，一项宏基因组学研究表明，肥胖受试者中产丁酸的细菌丰度大大减少[38]，这些都表明丁酸在人体健康代谢中发挥着重要作用。GPR43缺陷小鼠经普通饮食喂养后呈现肥胖表型，而过度表达GPR43的小鼠即使是高脂饮食喂养也是瘦的，这表明SCFAs对GPR43的激活可以抑制脂肪细胞中的胰岛素信号传导，从而抑制脂肪组织中脂肪的积累，并促进其他组织中脂质和葡萄糖的代谢[39]。肝脏AMP活化蛋白激酶(AMPK)信号转导通路和过氧化物酶体增殖物活化受体(PPAR)γ在机体糖代谢及脂代谢过程中发挥重要作用，摄入高膳食纤维可使门静脉中SCFA浓度升高，激活肝脏AMPK信号通路，从而促进脂肪酸氧化、抑制糖异生和脂肪生成[40]。内源性SCFAs可通过升高PPARγ靶基因的表达来抑制高脂饮食诱发的小鼠代谢异常，使其由脂肪生成向脂肪氧化转变，但在PPARγ基因缺失的小鼠体内，SCFAs则没有抑制肝脏脂肪变性的作用[41]。此外，SCFAs还可以通过促进胰高血糖素样肽(GLP)-1、肽YY、瘦素等胃肠道激素的分泌，降低体内血糖、游离脂肪酸水平，改善机体胰岛素抵抗[42]。2.2.4SCFAs与GLP-1GLP-1是由肠道L细胞（一种开放型肠上皮内分泌细胞）分泌的一种脑肠肽，是参与葡萄糖代谢稳态的肠促胰岛素激素，主要有降低血浆葡萄糖浓度，改善胰岛素分泌和抵抗，保护胰腺β细胞等作用[43,44]。15年前就有研究证实SCFAs可诱导GLP-1向血浆中释放[45]，后来多项研究发现，SCFAs与增加GLP-17 分泌有关，有趣的是，直肠给SCFAs可增加GLP-1分泌，但静脉注射SCFAs对增加GLP-1分泌并没有效果，主要是因为FFAR2和FFAR3在结肠中表达，且在产生GLP-1的L细胞中表达尤其强烈，SCFAs通过激活GPR43和GPR41介导GLP-1的分泌。Tolhurst等[46]发现，乙酸盐和丙酸盐通过激活FFAR2刺激小鼠结肠内GLP-1的分泌，此外，FFAR2基因缺陷小鼠与野生型小鼠相比，GLP-1基础水平降低43％，糖负荷情况下GLP-1分泌减少47％。丁酸盐处理人类L细胞系NCI-H716细胞导致GLP-1分泌增加，并使参与GLP-1合成和分泌的基因表达增加，Yadav等[36]认为丁酸盐与L-细胞的相互作用可能是通过FFAR3介导的，因为丁酸盐诱导的GLP-1分泌增加与FFAR3表达增加有关。这些都提示GPR43和GPR41在SCFAs介导的GLP-1分泌中发挥重要作用。2.2.5SCFAs与糖尿病相关炎症T2DM的特征在于低度炎症，伴随白细胞介素IL-6，IL-1或肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等水平的增加。这些炎症因子在胰岛素靶组织中上调，包括肝脏，脂肪组织和肌肉，从而导致胰岛素抵抗[47-49]。据报道，肠道菌群组成的改变促进脂肪组织的促炎症反应，与肥胖和随后的胰岛素抵抗均有关[50]。肠道菌群及其代谢产物的组成主要受饮食变化的影响[51-53]。高脂饮食会导致SCFAs减少和脂多糖（LPS）水平增加[54]，LPS可诱导促炎症分子释放，增加肠上皮通透性并促进炎症反应[55]。而膳食纤维的适当摄入可通过产生SCFAs，特别是丙酸和丁酸，增强体内抗炎反应[56,57]。SCFAs可能是通过抑制TNF-α、IL-6等炎症因子和诱导抗炎因子发挥其抗炎作用的。例如，高脂饮食饲喂的动物给予丁酸盐可显著降低TNF-α，IL-1和IL-6在肝脏中的表达，从而减少肝脏脂肪变性和炎症[58]。丁酸还可以抑制促炎性细胞因子IL-12和TNF-α的分泌，并增加抗炎细胞因子IL-10的释放[59]。SCFAs发挥其抗炎作用的分子机制可能与其G蛋白偶联受体FFAR2和FFAR3的激活有关[60]。据报道，SCFAs可能影响白细胞亚群，包括多形核（PMN）细胞活化[61-63]，FFAR2似乎是调节这些效应的关键分子，FFAR2mRNA主要在免疫细胞中表达，特别是在PMN细胞中，此外，FFAR2在白细胞祖细胞向单核细胞或嗜中性粒细胞的分化过程中被诱导，表明它可能在白细胞的分化和8 活化中具有重要的功能[64]。Maslowski等研究证实，SCFAs和FFAR2之间的相互作用可以调节炎症反应[65]，与野生型小鼠相比，FFAR2缺陷小鼠的免疫细胞增加了炎性介质的产生。由SCFAs介导的另一种抗炎机制表现为粘附分子在内皮细胞的下调，最终抑制白细胞迁移到炎症部位[53]。通过抑制炎性细胞的粘附和趋化性，SCFAs能够减少免疫细胞浸润到脂肪组织[66]。9 第3章材料与方法3.1研究对象3.1.1入选对象本研究纳入2016年02月~2017年05月期间就诊于吉林大学第二医院内分泌科门诊的24例糖尿病前期患者，随机分为2组：普洱茶组12例,对照组12例。所有受试者均已知情并签署知情同意书。3.1.2纳入标准所有入选患者需满足以下条件：符合WHO1999年糖尿病前期的诊断标准：（1）空腹血浆葡萄糖（FPG）水平6.1~<7.0mmol/L；和/或（2）口服葡萄糖耐量试验（OGTT）中，2小时血糖（2hPG）水平7.8~<11.1mmol/L。心、肝、脑、肾等重要器官功能正常。排除其他系统和器官恶性肿瘤、自身免疫性疾病，排除胃肠道疾病，排除服用抗生素或益生元、饮用咖啡及其它茶水、应用降糖药物者。3.2研究方案将24例糖尿病前期患者随机分为2组：普洱茶组12例,对照组12例。普洱茶组患者餐中饮用200-300ml温水调配1g普洱茶粉，每日3次，持续12周。对照组患者餐中饮用200-300ml温水，每日3次，持续12周。研究期间嘱所有患者低脂饮食，每日运动至少30分钟，每周电话随访1次，随访患者喝茶、喝水及饮食运动情况。所有的糖尿病前期患者在研究开始前及12周后均采空腹血液、粪便及行OGTT检查。检验时需要的全血以及血清用来检测血糖、血脂、胰岛功能，粪便用来检测短链脂肪酸。10 3.3研究仪器和试剂3.3.1主要仪器（1）气-质联用仪（Agilent7890A/5975C）美国安捷伦公司（2）涡旋仪（QL-866）海门其林贝尔仪器制造有限公司（3）冷冻离心机（H1650-W）长沙湘仪离心器有限公司（4）电子分析天平美国梅特勒-托利多仪器公司（5）各种规格微量加样器美国ThermoFisher公司（6）制冰机常熟市雪科电器有限公司（7）-80℃冰箱德国ThermoFisher公司（8）色谱柱：agilentDB-WAX毛细管柱(柱长30m，内径0.25mm，膜厚0.25um)3.3.2主要试剂速溶普洱茶茶粉（云南大叶帝红生物科技有限公司），磷酸（国药），乙酸乙酯（MERCKGC-MS），无水硫酸钠（沃凯99.9%），乙酸(国药≥99.5%)，丙酸（TCI>99.0%），丁酸（TCI>99.0%），异丁酸（国药>99.0%），戊酸（TCI>98.0%），异戊酸（TCI>99.0%），己酸（阿拉丁≥99.5%），异己酸（阿拉丁98%）。3.4样本采集及检测方法3.4.1样本采集清晨空腹及OGTT1小时、2小时肘正中静脉采集血样，测定生化指标的血样立即送至吉大二院检验科测定；用于检测短链脂肪酸的粪便样本收集至无菌便盒，编号后于-80℃冰箱保存，便于统一测定。3.4.2生化指标的检测吉大二院检验科全自动生化检测仪UniCelDXC600/800：采用葡萄糖氧化酶法测定血糖；采用酶偶联比色法测定血脂（甘油三酯Triglycerides，TG；总胆固醇Totalcholesterol，TC；低密度脂蛋白胆固醇Lowdensitylipoprotein，11 LDL-C；高密度脂蛋白Highdensitylipoprotein，HDL-C)。吉大二院核医学科全自动化学发光免疫分析仪（ADVIACentaurXP）采用直接化学发光检测技术测定血清胰岛素和C肽的水平。3.4.3短链脂肪酸的检测一、实验步骤①标准品配置准确称量乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和己酸纯标准品，用乙酸乙酯配置成0.1μg/mL，0.5μg/mL，1μg/mL，5μg/mL，10μg/mL，20μg/mL，50μg/mL，100μg/mL，200μg/mL九个混合标准浓度梯度。②标准品前处理取600μL的标准品，加入终浓度为500μM的异己酸作为内标，混匀加入进样瓶，待GC-MS检测。③样品前处理将样品冰上解冻，准确称取100mg样品于2mL玻璃离心管中。加入1000μL0.5%的磷酸重悬，震荡混匀2min；17949g离心10min，取上清液800μL，加入等量的乙酸乙酯提取，震荡混匀2min，17949g离心10min；取600μL上层有机相，加入终浓度为500μM的4-甲基戊酸作为内标，混匀加入进样瓶，待GC-MS检测。④GC-MS检测色谱条件：色谱柱agilentDB-WAX毛细管柱(30m*0.25mmID*0.25um)；分流进样，进样量1μL，分流比10:1。进样口温度250℃；离子源温度230℃；传输线温度250℃，四极杆温度150℃。程序升温起始温度90℃；然后以10℃/min升温至120℃；再以5℃/min升温至150℃；最后以25℃/min升温至250℃维持2min。载气为氮气，载气流速1.0mL/min。MS条件：电子轰击电离（EI）源，全扫及SIM扫描方式，电子能量70eV。二、方法验证①混标总离子流色谱图(TIC)12 图3.1混标总离子流色谱图（TIC）从TIC图表现上看，7个短链脂肪酸均能够区分。其中内标（异己酸）出峰时间为7.482分钟，与其他短链脂肪酸标准品明显分离，表明方法良好。出峰顺序：乙酸（Aceticacid），丙酸（Propionicacid），异丁酸（Isobutyricacid），丁酸（Butyricacid），异戊酸（Isovalericacid），戊酸（Valericacid），己酸（caproicacid）。②标准曲线和线性范围对短链脂肪酸标准液的浓度系列分别进行GC-MS检测，以标准品各组分的浓度为横坐标，峰面积/内标为纵坐标，以此来考察标准溶液的线性。得到的各成分的线性回归方程见表3.2。相关系数均>0.99。表3.27种短链脂肪酸标准品组分的线性回归方程相关系数线性范围精密度重复性名称线性方程（R2）(ug/ml)RSD(%)RSD(%)乙酸Y=0.008954x+0.015500.99980.1~2001.833.77丙酸Y=0.007424x+0.0039490.99971.0~2001.633.46丁酸Y=0.02032x+0.025860.99960.1~2002.214.12异丁酸Y=0.001737x+0.0017900.99971.0~2001.661.50戊酸Y=0.02465x+0.016720.99740.1~500.871.49异戊酸Y=0.02359x+0.017150.99690.1~501.092.04己酸Y=0.02134x+0.015760.99840.1~500.672.33精密度:将混标浓度为50μg/mL的标准样品分别在GC-MS上连续进样6次，并对每种组分与内标的比值计算精密度。短链脂肪酸标准溶液中各组分的相对标准偏差13 （RSD）在0.67%~2.21%之间，表明仪器的精密度良好。重复性：将同一个样品重复处理六份分别在GC-MS上进样，计算每种组分的浓度。各组分浓度的相对标准偏差（RSD）在1.49%~4.12%之间，表明重复性良好。三、样品分析由图3.2可知,样品与标准品的出峰位置、出峰时间基本完全吻合,证明各峰位物质即是待测物质。图3.2样品中典型的总离子流色谱图TIC3.5统计学分析本研究应用SPSS21.0统计软件进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差（x±s）表示，治疗前后采用配对t检验，两组之间均数的比较采用方差分析，P<0.05表示差异有统计学意义。14 第4章结果4.1研究对象一般资料将两组糖尿病前期患者的基本临床资料进行整理，见表4.1。两组在性别、年龄、BMI等方面的差异均无统计学意义。表4.1两组基本临床资料普洱茶组（n=12）对照组（n=12）女/男8/47/5年龄(岁)51.42±7.2352.83±8.33BMI(kg/m2)25.06±4.8226.62±3.41腹围（cm）85.42±12.9287.75±9.564.2血糖、血脂的变化评估治疗前后两组患者血糖、血脂的变化，统计分析示：空腹血糖、高密度脂蛋白、甘油三酯治疗前后两组均无明显差别。在第12周时普洱茶组的餐后2小时血糖、总胆固醇、低密度脂蛋白较基线时明显降低（p＜0.05），与之相比对照组在研究期间无明显变化，见表4.2。表4.2两组患者治疗前后血糖、血脂的变化普洱茶组对照组0周12周0周12周FBG（mmol/L）5.85±0.545.65±0.605.94±0.665.92±0.65P2BG（mmol/L）9.72±1.198.42±1.00*9.05±1.579.72±2.26TC（mmol/L）5.18±0.814.54±0.60*5.02±0.824.95±0.64HDL（mmol/L）1.29±0.381.31±0.301.16±0.301.18±0.32LDL（mmol/L）2.98±0.382.54±0.49*2.84±0.952.79±0.74TG（mmol/L）2.62±1.702.06±1.231.93±0.792.62±2.32注：*表示0周vs12周p＜0.05。普洱茶组患者P2BG（p=0.004）、TC（p=0.001）、LDL（p=0.003）水平显著降低。15 4.3胰岛功能的变化通过分析，两组患者第0周时的胰岛功能无显著差异。图4.1展示了两组患者治疗前后胰岛功能的变化情况：两组的空腹胰岛素水平治疗前后无明显变化，然而与对照组相比，普洱茶组治疗后餐后1小时和2小时胰岛素分泌水平显著提高（p=0.031，p=0.049）；两组的空腹血清C肽水平治疗前后无明显变化，然而与对照组相比，普洱茶组治疗后餐后1小时和2小时血清C肽分泌水平明显增加（p=0.013，p=0.001）。图4.1普洱茶组和对照组治疗前后胰岛功能变化的比较注：A为血清胰岛素水平的变化，B为血清C肽水平的变化。*代表普洱茶组vs对照组p＜0.05，差异有统计学意义。16 4.4短链脂肪酸的变化采用GC-MS技术测定了两组糖尿病前期患者治疗前后粪便中乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸的含量，具体结果见图4.2。结果显示普洱茶显著增加了糖尿病前期患者粪便中丁酸的浓度（表4.3，p=0.004）及SCFAs总量（表4.3，p=0.006），而对照组患者粪便中的SCFAs浓度呈降低趋势，但差异无统计学意义。表4.3两组患者治疗前后SCFAs的测定结果（ug/g）普洱茶组对照组P值P值0周12周0周12周乙酸1199.51±569.111456.55±633.050.0721187.13±613.391034.50±691.730.190丙酸706.15±422.61839.19±526.700.176606.06±350.70487.85±227.490.111丁酸727.35±435.22964.97±547.560.004*703.69±404.41651.29±398.720.470异丁酸81.41±44.0488.22±59.300.44069.27±59.2768.56±50.790.962戊酸117.68±81.83133.90±85.110.105105.15±59.3885.47±59.670.069异戊酸74.02±55.3572.55±65.190.90178.36±70.5968.10±53.590.537总SCFAs2906.11±1356.643555.37±1698.840.006*2749.67±1327.652395.77±1142.790.104注：*p＜0.05，差异有统计学意义。17 图4.2普洱茶组和对照组治疗前后粪便中短链脂肪酸的变化注：*代表0周vs12周p＜0.05，差异有统计学意义。18 第5章讨论大多数关于普洱茶降血糖、降血脂的研究是在大、小鼠和细胞系水平进行的,而以人为研究对象的临床研究甚少，本研究以糖尿病前期患者为研究对象，主要研究了饮用普洱茶对糖尿病前期患者糖脂代谢、胰岛功能及肠道中短链脂肪酸的影响。糖尿病前期是一种血糖介于正常和糖尿病之间的特殊状态，是正常人向糖尿病患者的过渡阶段，这一阶段是可逆的，对糖尿病前期患者进行早期干预及治疗可降低其发展为糖尿病的风险。本研究结果表明饮用普洱茶的糖尿病前期患者餐后2小时血糖明显降低，很多动物实验都报道了普洱茶具有明显降低血糖、改善糖尿病症状的作用。有临床研究显示普洱熟茶标准提取物（普洱熟茶片）能够有效降低糖尿病患者的空腹血糖水平[67]，但该研究并没有观察普洱熟茶片对餐后血糖的影响。另一项基于代谢综合征患者的临床研究证明普洱茶提取物可有效控制血糖水平，降低空腹及餐后血糖，这与我们的研究结果一致。有研究指出茶叶中的多酚类物质能够抑制消化酶（如淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶）的活性，从而减少食物吸收，达到降低血糖的效果[68]。杨新河等研究发现普洱茶水提取物对α-葡萄糖苷酶活性有显著的抑制作用[9]。这些都为普洱茶可显著降低餐后血糖提供了依据。本研究还观察了普洱茶对胰岛功能的影响，结果显示饮用普洱茶可显著提升糖尿病前期患者餐后胰岛素及血清C肽的分泌水平，具有改善胰岛功能的作用。普洱茶中的茶多酚被证明具有促进胰岛素分泌的作用，这一点与我们的研究结果相符。普洱茶还可以清除体内自由基，在2型糖尿病患者体内自由基的产生较正常人多，且自由基清除酶的活性下降，饮用普洱茶可以减少自由基的产生，缓解细胞因子导致的胰岛细胞损伤，延缓胰岛细胞衰竭，从而使胰岛素分泌增加，达到降糖的功效。2型糖尿病常常伴有血脂代谢紊乱，是导致心血管疾病的危险因素。普洱茶是国内首个被报道具有降低血脂的中国红茶，大多数研究表明普洱茶可以降低血清中TG、TC和LDL-C的水平。本研究中，糖尿病前期患者在饮用普洱茶12周后TC和LDL-C水平显著降低，TG水平虽然降低，但差异没有统计学意19 义。血脂代谢紊乱会加重糖尿病患者的胰岛素抵抗，本研究提示普洱茶在降低血糖的同时，还降低了血清中TC、LDL-C的水平，通过改善脂质代谢有效缓解了血脂代谢异常对胰腺造成的负担。人体的肠道中有大量微生物寄宿，肠道菌群是其中的主角，健康人肠道内菌群的总量多达1014个，是人体细胞总和的10倍左右，可当作人体的“虚拟器［69］官”在维持机体内环境稳态方面发挥重大作用。有些动物实验利用粪菌移植等方法证明肠道菌群失调介导了饮食诱发的2型糖尿病等代谢性疾病，在疾病早期，菌群失调导致肠道屏障受损，肠道中的细菌及其产物（LPS、PG等）散播到外周代谢组织，使机体发生慢性低度炎症，炎症导致胰岛β细胞被破坏甚至凋亡，且逐渐发生胰岛素抵抗，从而促进2型糖尿病的发生、发展。短链脂肪酸作为肠道菌群的代谢产物，与GPCR等受体结合，介导一系列营养感应信号通路影响宿主外周组织的能量代谢。SCFAs由肠上皮细胞吸收入血，到达门［70]静脉，进入肝脏后参与葡萄糖及脂肪酸代谢，脂肪酸代谢是决定胰岛素敏感性的一个重要因素，肝脏、脂肪和肌肉等组织内脂肪酸代谢障碍可促进胰岛素抵抗的发生[71]。SCFAs通过激活GPR43和GPR41可增强外周组织如肌肉、脂肪组织的脂肪酸氧化利用，减少脂肪细胞内脂肪堆积，从而提高外周组织对胰岛素的敏感程度，改善机体胰岛素抵抗。此外，SCFAs还调节脑肠肽、胃肠肽等分泌，参与机体能量摄入与平衡，例如促进GLP-1、肽YY、瘦素等胃肠道激素的分泌，从而降低体内血糖、游离脂肪酸的水平[42]。本研究采用GC-MS技术检测糖尿病前期患者粪便中SCFAs的含量，观察了饮用普洱茶对糖尿病前期患者肠道中SCFAs的影响。GC-MS是目前许多文献中推荐首选的检测SCFAs的方法，样品前处理简单，色谱峰分离良好，操作简便。实验结果显示糖尿病前期患者在饮用普洱茶后粪便中的SCFAs总量和丁酸含量明显增加，而没有饮茶的对照组患者实验前后粪便中的SCFAs含量无明显变化。肠道内SCFAs的产生及组成主要取决于肠道内菌群的组成和摄入食物的类型。岳随娟等以普洱茶茶褐素(分子量>50kDa,TB)为研究对象,通过对大鼠灌胃茶褐素后分析其体内微生物的变化，结果显示普洱茶茶褐素可显著改善大鼠肠道菌群失调,有促进大鼠肠道乳酸杆菌、双歧杆菌增殖,抑制大肠杆菌、肠球菌生长的作用,并且随着时间的推移延长,改善菌群失调的效果越明显[72]。本研究20 中普洱茶对肠道中短链脂肪酸的影响可能与其调节肠道菌群有关，具体还需要更进一步深入的研究。另一方面，摄入可发酵的膳食纤维可增加SCFAs的浓度，而高脂饮食减少了SCFAs的产成。2010年Freeland和他的同事们观察到，高纤维谷物饮食增加高胰岛素血症人群中SCFAs的产量和GLP-1的分泌，这可能与降低糖尿病风险有关[73]。Jakobsdottir研究小组[57]用低脂肪或高脂肪饮食辅以可发酵的膳食纤维喂养大鼠，发现高脂饮食减少了SCFAs的生成，且血浆中胆固醇及炎性因子增多，但经过较长的实验期后，膳食纤维的摄入抵消了这些有害影响，SCFAs的生成得以恢复。有研究显示，摄入抗性淀粉后可出现饱腹感增加，血糖和胆固醇水平降低等积极的健康代谢，这与粪便中SCFAs浓度增加有关，特别是丙酸和丁酸[74]。丁酸有着重要的生理作用，在肠道的水平可减轻肠黏膜炎症和氧化状态，增强上皮防御屏障，预防大肠直肠癌，在肠外水平，对血红蛋白病，代谢性疾病，高胆固醇血症，胰岛素抵抗及缺血性中风等多种疾病具有改善效果[28]。在大多数这些研究中，丁酸盐浓度的增加与代谢健康的改善有关。在高脂饮食诱导的胰岛素抵抗和脂肪变性的大鼠模型中应用丁酸盐，减少了肝脂肪变性和炎症，促进了转氨酶的正常化，改善了胰岛素抵抗[59]。用丁酸盐治疗糖尿病大鼠可降低大鼠血浆葡萄糖及HbA1c，减少β细胞的凋亡并[75]［76］改善血浆胰岛素水平和葡萄糖稳态。王烨对新疆维吾尔族和哈萨克族T2DM与正常人群的粪便样本中SCFAs进行分析，发现哈萨克族T2DM人群粪便中丁酸含量明显下降，并且与空腹血糖值呈负相关；通过检测二甲双胍治疗的T2DM小鼠粪便中的SCFAs发现，治疗过程中粪便SCFAs的含量增加，而血糖值下降，提示二甲双胍改善糖尿病可能与肠道菌群及其代谢的改变有关。而在本研究中饮用普洱茶的糖尿病前期患者粪便中的SCFAs总含量增加，其中丁酸含量显著增加，且患者的血糖、血脂明显降低，胰岛功能有所改善，这提示普洱茶可能通过调节肠道中SCFAs的代谢来改善糖尿病前期患者的糖脂代谢。综上，本研究为糖尿病前期和2型糖尿病的防治提供了新思路以及新的保健方法。但本研究仍有不足之处，各组样本量较少，患者饮食、运动难以控制，可能对实验结果产生干扰，期望有后续研究可以进一步扩充样本量，并加强对患者的随访，使研究结果更具代表性及说服力。21 第6章结论1、饮用普洱茶可降低糖尿病前期患者餐后血糖、血清总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白(LDL-C)水平，改善胰岛功能。2、饮用普洱茶可增加糖尿病前期患者肠道中丁酸的浓度以及SCFAs总含量。3、本研究提示普洱茶可能通过调节肠道中SCFAs的代谢来改善糖尿病前期患者的糖脂代谢。22 参考文献[1]庄前玲,郭桂芳,李湘萍.糖尿病前期的临床研究进展[J].中华护理杂志,2011,46(8):832-834.[2]TheDiabetesPreventionProgramResearchGroup.Thediabetespreventionprogram:Baselinecharacteristicsoftherandomizedcohort[J].DiabetesCare,2000,23(11):1619-1629.[3]BretonJ,TennouneN,LucasN,etal.GutCommensalE.coliProteinsActivateHostSatietyPathwaysfollowingNutrient-InducedBacterialGrowth[J].CellMetab,2016,23(2):324-334.[4]PerryRJ,PengL,BarryNA,etal.Acetatemediatesamicrobiome-brain-β-cellaxistopromotemetabolicsyndrome[J].Nature,2016,534(7606):213-217.[5]FavaF,GitauR,GriffinBA,etal.Thetypeandquantityofdietaryfatandcarbohydratealterfaecalmicrobiomeandshort-chainfattyacidexcretioninametabolicsyndrome‘at-risk’population[J].InternationalJournalofObesity,2013,37(2):216-223.[6]徐湘婷，王鹏，罗绍忠，等.普洱熟茶茶褐素对2型糖尿病小鼠降糖作用研究[J].中国民族民间医药,2015,24(20):09-10.[7]张冬英，邵宛芳，蒋智林，等.普洱茶分离组分的降糖降脂活性作用研究[J].云南农业大学学报，2010，25(6):831-834.[8]张冬英,邵宛芳,刘仲华，等.普洱茶功能成分单体降糖降脂作用研究[J].茶叶科学,2009,29(01):41-46.[9]杨新河，黄建安，刘仲华，等.普洱茶对α-葡萄糖苷酶活性影响的研究[J].食品工业科技，2012，12(41):122.[10]DengYT,Lin-ShiauSY,ShyurLF,etal.Pu-erhteapolysaccharidesdecreasebloodsugarbyinhibitionofglucosidaseactivityinvitroandinmice[J].Food&Function,2015,6(5):1539-1546.23 [11]苏静静，王雪青，宋文军，等.普洱茶对小鼠血糖的干预作用[J].食品科学，2014，35(9):260-263.[12]栗志文，王媛媛，王根辈，等.普洱茶提取物与绿茶提取物降糖功效的研究[J].茶叶科学，2014，34(5):428-434.[13]SanoM,TakenakaY,KojmaR,etal.EffectsofPu-erhteaonlipidmetabolisminrats[J].ChemPharmBull,1986,34(1):221.[14]吴文华.晒青毛茶和普洱茶降血脂作用比较试验[J].中国茶叶,2005,27(1):15-15.[15]KuoKL,WengMS,ChiangCT,etal.Comparativestudiesonthehypolipidemicandgrowthsuppressiveeffectsofoolong,black,pu-erh,andgreentealeavesinrats[J].JournalofAgricultural&FoodChemistry,2005,53(2):480.[16]赵丽萍，邵宛芳.普洱茶对高脂血症大鼠的降脂和预防脂肪肝作用[J].西南农业学报,2010,23(2):579-583.[17]钟婕，李淑芳，易娟，等.普洱茶和绿茶在高脂血症大鼠降脂和预防脂肪肝中的应用[J].医学临床研究,2017,34(6).[18]FujitaH,YamagamiT.EfficacyandsafetyofChineseblacktea(Pu-ehr)extractinhealthyandhypercholesterolemicsubjects[J].AnnalsofNutrition&Metabolism,2008,53(1):33-42.[19]李捷,邱湘,范萍,等.普洱茶片调节高脂血症60例[J].中国中医药现代远程教育，2009，7(11):22-23.[20]郭少晨，刘洪娟.普洱茶对高脂血症大鼠胆固醇代谢的影响及作用机制[J].中国科学:生命科学，2012，42(11):883-892.[21]ZengL,YanJN,LuoL,etal.EffectsofPu-erhteaaqueousextract(PTAE)onbloodlipidmetabolismenzymes[J].Food&Function,2015,6(6):2008.[22]高媛圆，毛立民，徐平，等.茶多酚防治2型糖尿病的分子机理研究进展[J].茶叶科学,2015(3):239-247.[23]RizviSI,SrivastavaN.Erythrocyteplasmamembraneredoxsysteminfirstdegreerelativesoftype2diabeticpatients[J].InternationalJournalofDiabetes24 Mellitus,2010,2(2):119-121.[24]陈梅春，张海峰，潘志针，等.陈年普洱茶香气成分及清除DPPH自由基活性研究［J］.中国农学通报，2015，31(4):274.[25]SYue，JLiu，JGong.EffectsofTheabrowninExtractedfromPu-erhTeaontheIntestinalFlora[J].JournalofTeaScience,2016,36(3):261-267.[26]MortensenPB,ClausenMR.Short-chainfattyacidsinthehumancolon:relationtogastrointestinalhealthanddisease[J].ScandinavianJournalofGastroenterology,1995,31(sup216):132-148.[27]MacfarlaneGT,MacfarlaneS.Bacteria,colonicfermentation,andgastrointestinalhealth[J].JournalofAoacInternational,2012,95(1):50-60.[28]CananiRB,CostanzoMD,LeoneL,etal.Potentialbeneficialeffectsofbutyrateinintestinalandextraintestinaldiseases[J].WorldJournalofGastroenterology,2011,17(12):1519-1528.[29]BrownAJ,GoldsworthySM,BarnesAA,etal.TheorphanGprotein-coupledreceptorsGPR41andGPR43areactivatedbypropionateandothershortchaincarboxylicacids[J].JournalofBiologicalChemistry,2003,278(13):11312.[30]LePE,LoisonC,StruyfS,etal.Functionalcharacterizationofhumanreceptorsforshortchainfattyacidsandtheirroleinpolymorphonuclearcellactivation[J].TheJournalofBiologicalChemistry,2003,278(28):25481-25489.[31]StoddartLA,SmithNJ,MilliganG.Internationalunionofpharmacology.LXXI.FreefattyacidreceptorsFFA1,-2,and-3:pharmacologyandpathophysiologicalfunctions[J].PharmacologicalReviews,2008,60(4):405-417.[32]RemelyM,AumuellerE,MeroldC,etal.EffectsofshortchainfattyacidproducingbacteriaonepigeneticregulationofFFAR3intype2diabetesandobesity[J].Gene,2014,537(1):85-92.[33]LinHV,FrassettoA,JrEJK,etal.ButyrateandPropionateProtectagainstDiet-InducedObesityandRegulateGutHormonesviaFreeFattyAcid25 Receptor3-IndependentMechanisms[J].Plosone,2012,7(4):e35240.[34]TurnbaughPJ,LeyRE,MahowaldME,etal.Anobesity-associatedgutmicrobiomewithincreasedcapacityforenergyharvest[J].Nature,2006,444(7122):1027.[35]YadavH,LeeJH,LloydJ,etal.Beneficialmetaboliceffectsofaprobioticviabutyrate-inducedGLP-1hormonesecretion[J].TheJournalofBiologicalChemistry,2013,288(35):25088.[36]VriezeA,VanNoodE,HollemanF,etal.Transferofintestinalmicrobiotafromleandonorsincreasesinsulinsensitivityinindividualswithmetabolicsyndrome[J].Gastroenterology,2012,143(4):913-916.[37]GaoZ,YinJ,ZhangJ,etal.Butyrateimprovesinsulinsensitivityandincreasesenergyexpenditureinmice[J].Diabetes,2009,58(7):1509-1517.[38]QinJ,LiY,CaiZ,etal.Ametagenome-wideassociationstudyofgutmicrobiotaintype2diabetes[J].Nature,2013,490(7418):55.[39]KimuraI,OzawaK,InoueD,etal.Thegutmicrobiotasuppressesinsulin-mediatedfataccumulationviatheshort-chainfattyacidreceptorGPR43[J].NatureCommunications,2013,4(11):1829.[40]ZhangBB,ZhouG,LiC.AMPK:anemergingdrugtargetfordiabetesandthemetabolicsyndrome[J].CellMetabolism,2009,9(5):407-416.[41]DenBG,BleekerA,GerdingA,etal.Short-ChainFattyAcidsProtectAgainstHigh-FatDiet-InducedObesityviaaPPARγ-DependentSwitchFromLipogenesistoFatOxidation[J].Diabetes,2015,64(7):2398-2408.[42]FreelandKR,WoleverTM.Acuteeffectsofintravenousandrectalacetateonglucagon-likepeptide-1,peptideYY,ghrelin,adiponectinandtumournecrosisfactor-ߙ[J].BritishJournalofNutrition,2010,103(3):460-466.[43]HolstJJ.Thephysiologyofglucagon-likepeptide1[J].PhysiologicalReviews,2007,87(4):1409-1439.[44]RossSA,EkoeJM.Incretinagentsintype2diabetes[J].CanadianFamilyPhysician,2010,56(7):639-648.26 [45]DumoulinV,MoroF,BarceloA,etal.PeptideYY,glucagon-likepeptide-1,andneurotensinresponsestoluminalfactorsintheisolatedvascularlyperfusedratileum[J].Endocrinology,1998,139(9):3780-3786.[46]TolhurstG,HeffronH,LamYS,etal.Short-chainfattyacidsstimulateglucagon-likepeptide-1secretionviatheG-proteincoupledreceptorFFAR2[J].Diabetes,2012,61(2):364-371.[47]PickupJC,CrookMA.IstypeIIdiabetesmellitusadiseaseoftheinnateimmunesystem[J].Diabetologia,1998,41(10):1241-1248.[48]HotamisligilGS.Inflammationandmetabolicdisorders[J].Nature,2008,444(4):459-464.[49]ShoelsonSE,LeeJ,GoldfineAB.Inflammationandinsulinresistance[J].JournalofClinicalInvestigation,2006,116(7)：1793–1801.[50]MussoG,GambinoR,CassaderM.Obesity,diabetes,andgutmicrobiota:thehygienehypothesisexpanded[J].DiabetesCare,2010,33(10):2277-2284.[51]ZhangC,ZhangM,WangS,etal.Interactionsbetweengutmicrobiota,hostgeneticsanddietrelevanttodevelopmentofmetabolicsyndromesinmice[J].ISMEJournal,2010,4(2):232.[52]WuGD,ChenJ,HoffmannC,etal.Linkinglong-termdietarypatternswithgutmicrobialenterotypes[J].Science,2011,334(6052):105-108.[53]DavidLA,MauriceCF,CarmodyRN,etal.Dietrapidlyandreproduciblyaltersthehumangutmicrobiome[J].Nature,2014,505(7484):559–563.[54]AmarJ,BurcelinR,RuidavetsJB,etal.Energyintakeisassociatedwithendotoxemiainapparentlyhealthymen[J].AmericanJournalofClinicalNutrition,2008,87(5):1219-1223.[55]MancoM,PutignaniL,BottazzoGF.Gutmicrobiota,lipopolysaccharides,andinnateimmunityinthepathogenesisofobesityandcardiovascularrisk[J].EndocrineReviews,2010,31(6):817-844.[56]JakobsdottirG,XuJ,MolinG,etal.High-fatdietreducestheformationofbutyrate,butincreasessuccinate,inflammation,liverfatandcholesterolinrats,27 whiledietaryfibrecounteractstheseeffects[J].PLoSONE,2013,8(11):e80476.[57]RoelofsenH,PriebeMG,VonkRJ.Theinteractionofshort-chainfattyacidswithadiposetissue:relevanceforpreventionoftype2diabetes[J].BeneficialMicrobes,2010,1(4):433-437.[58]G.MattaceRaso,R.Simeoli,R.Russoetal.Effectsofsodiumbutyrateanditssyntheticamidederivativeonliverinflammationandglucosetoleranceinananimalmodelofsteatosisinducedbyhighfatdiet[J].PLoSONE,vol.8,no.7,ArticleIDe68626,2013.[59]SaemannMD,BohmigGA,OsterreicherCH,etal.Anti-inflammatoryeffectsofsodiumbutyrateonhumanmonocytes:potentinhibitionofIL-12andup-regulationofIL-10production[J].TheFASEBJournal,2000,14(15):2380-2382.[60]VinoloMAR,RodriguesHG,NachbarRT,etal.Regulationofinflammationbyshortchainfattyacids[J].Nutrients,2011,3(10):858-876.[61]BrunkhorstBA,KrausE,CoppiM,etal.Propionateinducespolymorphonuclearleukocyteactivationandinhibitsformylmethionyl-leucyl-phenylalanine-stimulatedactivation[J].InfectionandImmunity,1992,60(7):2957-2968.[62]EftimiadiC,BuzziE,TonettiM,etal.Short-chainfattyacidsproducedbyanaerobicbacteriaalterthephysiologicalresponsesofhumanneutrophilstochemotacticpeptide[J].JournalofInfection,1987,14(1):43-53.[63]YuliI,OplatkaA.Cytosolicacidificationasanearlytransductorysignalofhumanneutrophilchemotaxis[J].Science,1987,235(4786):340-342.[64]SengaT,IwamotoS,YoshidaT,etal.LSSIGisanovelmurineleukocyte-specificGPCRthatisinducedbytheactivationofSTAT3[J].Blood,2003,101(3):1185-1187.[65]MaslowskiKM,VieiraAT,NgA,etal.RegulationofinflammatoryresponsesbygutmicrobiotaandchemoattractantreceptorGPR43[J].Nature,2009,461(7268):1282-1286.28 [66]MeijerK,DeVP,PriebeMG.Butyrateandothershort-chainfattyacidsasmodulatorsofimmunity:whatrelevanceforhealth[J].CurrentOpinioninClinicalNutritionandMetabolicCare,2010,13(6):715-721.[67]李捷,吉俊翠,李修宇,等.普洱熟茶片调节血糖的临床观察[J].云南中医学院学报,2009,32(2):47-48.[68]高媛圆,毛立民,徐平,等.茶多酚防治2型糖尿病的分子机理研究进展[J].茶叶科学,2015(3):239-247.[69]KobozievI,ReinosoWebbC,FurrKL,etal.Roleoftheentericmicrobiotainintestinalhomeostasisandinflammation[J].FreeRadicalBiology&Medicine,2014,68(3):122-133.[70]BeauvieuxMC,RoumesH,RobertN,etal.Butyrateingestionimproveshepaticglycogenstorageinthere-fedrat[J].BMCPhysiology,2008,8(1):19.[71]RobersonMD,BickenonAS,DennisAL,etal.Insulin-sensitizingeffectsofdietaryresistantstarchandeffectsonskeletalmuscleandadiposetissuemetabolism[J].AmericanJournalofClinicalNutrition,2005,82(3):559-567.[72]岳随娟,刘建,龚加顺.普洱茶茶褐素对大鼠肠道菌群的影响[J].茶叶科学,2016,36(3):261-267.[73]FreelandKR,WilsonC,WoleverTM.Adaptationofcolonicfermentationandglucagon-likepeptide-1secretionwithincreasedwheatfibreintakefor1yearinhyperinsulinaemichumansubjects[J],BritishJournalofNutrition,2010,103(1):82-90.[74]LangenMA,DielemanLA.Prebioticsinchronicintestinalinflammation.InflammatoryBowelDiseases,2009,15(3):454-462.[75]KhanS,JenaGB.Protectiveroleofsodiumbutyrate,aHDACinhibitoronbeta-cellproliferation,functionandglucosehomeostasisthroughmodulationofp38/ERKMAPKandapoptoticpathways:studyinjuvenilediabeticrat.Chemico-biologicalinteractions,2014,213(17):1–12,2014.[76]王烨.肠道菌群代谢产物与糖尿病的相关性研究[D].新疆医科大学，2008.29 作者简介及在学期间所取得的科研成果作者简介：辛可嘉，女，1992年11月出生，汉族，陕西汉中人。教育背景：2010年9月至2015年7月就读于吉林大学，取得临床医学学士学位；2015年9月至今就读于吉林大学第二医院，攻读内科学（内分泌）专业型硕士学位。在学期间所取得的科研成果：[1]辛可嘉,刘煜.多预测因子在1型糖尿病风险评价中的作用［J］.中国实验诊断学,2017,21(12):2203-2205.30 致谢光阴荏苒，白驹过隙。研究生三年的求学时光最终化为几万字的硕士论文和对生活的无限感恩。在论文定稿的最后，我必须要对出现在我生命中的、带给我快乐和温暖的、给予我教导和帮助的老师、同学们表示感谢。首先要感谢我的导师刘煜教授。她严谨的治学态度、深刻的思想见解和严格的学术要求深深影响着我。从论文的选题、提纲，到文稿的修改、润色，都倾注了老师的心血和精力。学生愚钝荒疏，屡有困惑，老师总不厌其烦帮我缕析义理、答疑解惑。学生稚气率性，难免遇挫，老师总将自己的人生思考和处世之道倾囊相授。高山仰止，师恩永铭，唯有勤学善思、敬业奉献来回报老师的谆谆教诲。还要感谢吉大二院内分泌科这个大家庭，在这里我学到了很多专业知识和临床经验，并且感受到了如家般的温暖，感谢科里每位老师对我的教导和鼓励，感谢师兄师姐们对我的关心和爱护，感谢研究生同学们的友爱和帮助。还要特别感谢我的父母和家人，他们是我最坚强的后盾和精神支柱，正因为有他们一直以来的陪伴和支持，我才可以坚定地完成学业，我会继续努力，不辜负所有人的爱和期待。最后衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的各位专家教授。31