人工甜味劑長(zhǎng)期暴露引起葡萄糖耐受性的改變及其分子機(jī)制研究.pdf

1、肥胖及相關(guān)性疾病的流行嚴(yán)重威脅人類健康，肥胖主要來(lái)源于能量攝入與能量消耗的失衡，高糖類食物過(guò)度攝入成為造成上述問(wèn)題的主要原因之一。高甜度人工甜味劑因其良好的甜味特性及高度安全性，作為解決高糖食物攝入的主要途徑，廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域，然而近年來(lái)其作用備受質(zhì)疑。味覺(jué)作為機(jī)體食物選擇和攝入行為的主要決定因素之一，與能量攝入息息相關(guān)。近年來(lái)，隨著味覺(jué)的深入研究發(fā)現(xiàn)，甜味受體不僅存在于口腔，還廣泛存在于胃腸道、胰腺等其它消化系統(tǒng)器官中，具有與口腔類

2、似的功能，與其特定部位的味覺(jué)感知和能量代謝平衡相關(guān)聯(lián)。所以本研究從甜味物質(zhì)甜度和甜味物質(zhì)感受味覺(jué)基礎(chǔ)的角度，以成年ICR雄性小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采用長(zhǎng)期暴露的方式，利用味覺(jué)行為學(xué)（雙瓶喜好）、舌上皮整體裝片、冰凍切片、HE染色、qPCR、ELISA等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探索了人工甜味劑甜度、機(jī)體葡萄糖代謝及腸道甜味受體三者之間的相關(guān)性。結(jié)果如下:
　　(1)甜味劑暴露甜度的確定
　　在實(shí)驗(yàn)室前期研究基礎(chǔ)上，利用TBP雙瓶喜好實(shí)驗(yàn)得到小鼠蔗

3、糖、三氯蔗糖、AK糖甜度偏好曲線，結(jié)合文獻(xiàn)資料，確定長(zhǎng)期暴露甜度為3、5、8、11.5、15（2％蔗糖溶液=甜度1）。
　　(2)人工甜味劑長(zhǎng)期暴露誘導(dǎo)小鼠體重的增加
　　甜味物質(zhì)長(zhǎng)期暴露后，三種甜味劑組小鼠體重-甜度均呈正相關(guān)，蔗糖11.5，15甜度組，AK糖11.5，15甜度組，三氯蔗糖15甜度組體重顯著大于飲水組。同時(shí)各甜度組小鼠溶液飲用量與前期實(shí)驗(yàn)得到的甜度偏好曲線相符，小鼠對(duì)等甜度的人工甜味劑溶液顯示相似的響應(yīng)。攝

4、食量方面，三氯蔗糖組和AK糖組小鼠與飲水組小鼠具有相似的日平均攝入量，且高于蔗糖組小鼠。
　　(3)人工甜味劑長(zhǎng)期暴露改變小鼠葡萄糖耐受性及胰島素分泌
　　在甜味物質(zhì)暴露前期、中期及后期，分別監(jiān)測(cè)小鼠葡萄糖耐受性的變化，發(fā)現(xiàn)隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)和甜度的增大，低甜度(相對(duì)甜度3、5、8)組小鼠葡萄糖耐受性增強(qiáng)，而高甜度（相對(duì)甜度11.5、15）組小鼠葡萄糖耐受性降低。暴露中期蔗糖11.5、15甜度組小鼠開(kāi)始出現(xiàn)葡萄糖耐受性降低，

5、直到暴露結(jié)束。而三氯蔗糖15甜度組及AK糖11.5、15甜度組小鼠暴露后期出現(xiàn)葡萄糖耐受性降低。
　　葡萄糖耐受實(shí)驗(yàn)同時(shí)檢測(cè)胰島素分泌，結(jié)果表明，除AK糖11.5甜度組外，三種甜味劑組小鼠胰島素分泌均呈現(xiàn)隨著甜度增加，先增后減的趨勢(shì)，并且拐點(diǎn)均出現(xiàn)在甜度為11.5的甜味暴露組。甜味暴露組相對(duì)飲水組小鼠空腹胰島素水平也是增加的。
　　(4)甜味長(zhǎng)期暴露影響腸促胰島素分泌及腸道甜味感受系統(tǒng)
　　相比上述甜味暴露對(duì)胰島素分泌

6、的影響，其對(duì)GLP-1和GIP(GLP-1; glucose-dependent insulinotropic peptide;GIP: glucose-dependentinsulinotropic peptide等)的影響較小，但也能說(shuō)明人工甜味劑長(zhǎng)期暴露改變其分泌過(guò)程，基于其半衰期較短、采血過(guò)程繁瑣等原因，反復(fù)測(cè)量十分必要。
　　小腸味覺(jué)基礎(chǔ)變化:甜味物質(zhì)長(zhǎng)期暴露增加小腸絨腺比，三種甜味劑組小鼠絨腺比變化均呈現(xiàn)隨甜度增加先增

7、大后減小趨勢(shì)，拐點(diǎn)出現(xiàn)于甜度8-11.5范圍內(nèi)。同時(shí)對(duì)小腸上甜味受體和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，甜味暴露組小鼠甜味受體以及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體mRNA表達(dá)量均高于飲水組，且除個(gè)別部位外，三種甜味劑暴露組小鼠甜味受體亞基T1R2和GLUT-2表達(dá)量在小腸各個(gè)部位隨甜度增加而增加，而T1R3亞基和SGLT-1(GLUT2:glucose transporter2SGLT-1:Na+-glucose cotransporter-1)表達(dá)量則隨甜度先增

8、大后減小，拐點(diǎn)大致出現(xiàn)在甜度8-11.5范圍內(nèi)，與腸道絨腺比的變化相符。
　　綜上所述，人工甜味劑與能量型蔗糖一樣，高甜度長(zhǎng)期暴露影響其體重的變化，引起小鼠葡萄糖耐受性的降低，改變胰島素、GLP-1、GIP的分泌現(xiàn)象。本文試圖從腸道甜味感受系統(tǒng)的角度來(lái)解釋上述現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)人工甜味劑長(zhǎng)期暴露上調(diào)了腸道甜味受體、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，影響腸促胰島素的分泌，基于腸道甜味受體對(duì)后兩者的調(diào)控作用以及后兩者對(duì)葡萄糖吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的重要調(diào)節(jié)作用，推測(cè)人工