研究背景
葛根是一種傳統(tǒng)的藥用膳食補充劑，研究表明它在預(yù)防和治療II型糖尿病(T2DM)方面有顯著的益處。淀粉是葛根中對治療T2DM有決定性作用的主要物質(zhì)之一。然而，其降糖活性的潛在機制尚不清楚。
江西中醫(yī)藥大學(xué)在Oxidative Medicine and Cellular Longevity（IF=5.076））雜志上在線發(fā)表了題為“Kudzu Resistant Starch: An Effective Regulator of Type 2 Diabetes Mellitus”的研究論文。該研究闡述了葛根抗性淀粉對T2DM小鼠胰島素抵抗、腸道物理屏障和腸道微生物群的影響。結(jié)果表明，葛根抗性淀粉能顯著降低T2DM小鼠的空腹血糖值及血液中總膽固醇、總甘油三酯、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白水平并且提高胰島素合成效率，深入分析表明葛根抗性淀粉可以通過調(diào)節(jié)IRS 1/PI3K/AKT/Glut4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來提高T2DM小鼠的葡萄糖敏感性，暗示葛根抗性淀粉以及淀粉基功能產(chǎn)品可作為一種有前景的益生元，對T2DM以及人類健康中也有重要作用。
研究思路
NC：正常對照組；PC： 陽性對照組；RSH：高劑量抗性淀粉RSM：中劑量抗性淀粉；RSL：低劑量抗性淀粉。
研究結(jié)果
1. KRS對T2DM小鼠的體重及糖代謝的影響
結(jié)果顯示，krs治療組的體重增長率高于PC組，改善了T2DM體重增加降低且生長速度減慢的表征。NC組的空腹血糖（FBG）處于正常水平，PC組小鼠的血糖維持在較高水平，但經(jīng)krs治療后，降糖效果明顯。與PC組相比，KRS處理能有效抑制OGTT（口服葡萄糖耐量試驗）。
圖1. KRS對T2DM小鼠體重及糖代謝的影響
2. KRS對T2DM小鼠血脂代謝的影響
與NC組相比，PC組TG、TC、LDL-C水平顯著升高， HDL-C水平顯著降低。各組治療后TG、LDL-C水平均顯著降低。RSH組和RSM組HDL-C水平顯著升高，恢復(fù)正常水平。表明KRS可改善T2DM小鼠異常脂質(zhì)代謝。
圖2. KRS對T2DM小鼠TC (a)、TG (b)、HDL-c (c)、LDL-C (d)的影響。
3. KRS對T2DM小鼠血清胰島素水平及炎癥因子的影響
不同濃度的KRS可顯著降低血清胰島素水平，這可能是胰島素敏感性升高的原因。結(jié)果表明，KRS可通過調(diào)節(jié)胰島素通路相關(guān)蛋白的表達來緩解胰島素抵抗。
圖3. KRS對T2DM小鼠蛋白水平基因表達的影響。
4. KRS對T2DM小鼠腸道通透性及相關(guān)蛋白的影響
結(jié)果表明，KRS可改善腸道防御的修復(fù)，中劑量KRS可有效緩解腸道通透性異常現(xiàn)象，KRS對腸有一定的保護作用。
圖4. KRS對T2DM小鼠腸道通透性及緊密連接蛋白和粘蛋白的影響。
5. KRS對T2DM小鼠短鏈脂肪酸的影響
KRS處理后小鼠糞便中乙酸、丙酸和正丁酸的濃度發(fā)生變化。此外，與RSL組相比，RSH和RSM組小鼠會產(chǎn)生更多的SCFAs，尤其是丙酸和丁酸。結(jié)果表明，在攝入KRS在規(guī)定水平范圍內(nèi)，KRS可有效調(diào)節(jié)T2DM小鼠糞便中SCFAs的濃度。
圖5. KRS對T2DM小鼠SCFAs濃度的影響。
6. KRS對T2DM小鼠腸道菌群組成分析的影響
通過豐度和多樣性分析小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)，5組間Shannon值和Simpson值存在顯著差異。因此，各組小鼠腸道微生物的豐度和多樣性存在顯著差異。
在屬水平上對所有樣本進行Beta多樣性分析， PCoA評分顯示PC組與不同劑量的KRS治療組有明顯的分離，結(jié)果表明KRS影響了T2DM小鼠的腸道菌群。
圖6. 各類群的豐富度和多樣性(豐富度和均勻度)的比較。
圖7. 各類屬、門豐度分析
小結(jié)：Ⅱ型糖尿病(T2DM)是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，他的流行已成為21世紀(jì)全球公共衛(wèi)生關(guān)注的問題。本文通過不同劑量的KRS治療T2DM小鼠，證實KRS治療可恢復(fù)T2DM小鼠的體重并能有效降低血糖水平。KRS可能通過加速T2DM小鼠的脂質(zhì)代謝，維持正常的脂質(zhì)代謝，從而減少肝臟組織中的過度脂質(zhì)沉積，對肝臟起到有效的保護作用。
KRS可降低高血糖、高脂血癥和慢性全身炎癥，改善胰島素抵抗和糖耐量異常，促進T2DM小鼠肝糖原合成。其機制與IRS-1/PI3K/AKT/Glut4通路的調(diào)控有關(guān)。16s rRNA基因測序分析結(jié)果顯示，經(jīng)KRS處理后，T2DM小鼠腸道菌群豐度和結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，KRS在腸道菌群多樣性方面表現(xiàn)出不同的活性，說明KRS可能是一種潛在的預(yù)防和治療T2DM的功能性食品。
