试验设计 采用雄性Wistar大鼠（180 ~ 200 g）作为试验研究对象，用正常饮食（ND）或高脂饮食（HFD）喂养大鼠12周，然后将各饮食组的大鼠随机分为四个亚组，包括ND和HFD喂养的大鼠用载体处理（NDV和HFV）；ND和HFD喂养的大鼠用XOS处理，10%的XOS溶解在PBS中（1 ml/d：NDPE和HFPE）；ND和HFD喂养的大鼠用益生菌处理，剂量为1*108 CFU的益生菌副干酪乳杆菌（L. paracasei）STII01 HP4（1 ml/d：NDPO和HFPO）；ND和HFD喂养的大鼠使用合生元处理，联合XOS和益生菌副干酪乳杆菌（L. paracasei）STII01 HP4（NDC和HFC），持续12周，测定代谢参数、血压、心率变异、左心室功能、心脏线粒体功能、全身性炎症和氧化应激。 试验结果 （1）XOS改善了肥胖胰岛素抵抗大鼠的代谢参数和全身性炎症 如表1所示，在基线时，所有的代谢参数包括体重、血浆葡萄糖、胰岛素TC、TG和LDL水平在ND和HFD喂养的大鼠之间没有差异；在食用HFD 12周后，HFD喂养的大鼠的体重、食物摄入量、血浆胰岛素、HOMA指数、TC和LDL水平都高于ND喂养的大鼠，而没有改变血浆葡萄糖和TG水平。
如表2所示，与HFV大鼠相比，用XOS治疗可降低血浆胰岛素、TC水平、LDL水平和HOMA指数，而不改变血浆葡萄糖和TG水平。此外，XOS降低了大鼠的体重和内脏脂肪重量，且该组大鼠的食物摄入量也有所减少。
（2）XOS改善了肥胖胰岛素抵抗大鼠的血压 如图1所示，在基线，SBP、DBP和MAP在ND和HFD喂养的大鼠之间没有区别；在HFD喂养的大鼠中，SBP、DBP和MAP在食用HFD 12周后都有所增加。
如图2所示，与HFV大鼠相比，XOS治疗4周后观察到SBP、DBP和MAP的降低；在治疗的第8周和第12周，与HFV大鼠相比，用XOS治疗的HFD大鼠的SBP、DBP和MAP仍然较低。
（3）XOS改善了肥胖胰岛素抵抗大鼠的心脏交感神经平衡 如图3所示，与HFV和NDV组相比，XOS最早在治疗4周后就将LF/HF比率恢复到正常水平。此外，与HFV组相比，XOS组增加了HFnu。
（4）XOS改善了肥胖胰岛素抵抗大鼠的左心室功能 如图4所示，与HFV大鼠相比，用XOS治疗后4周，%LVFS和%LVEF都有所增加；与NDV大鼠相比，XOS能使%LVFS和%LVEF恢复到正常水平内。
如表3所示，与NDV相比，HFV组的LV功能参数包括ESP、dP/dt max、SV和%LVEF都有所下降，而EDP、dP/dt min和ESV则有所上升；与HFV相比，XOS在改善HFD喂养大鼠的ESP、EDP、dP/dt max、dP/dtmin、ESV、SV和%LVEF方面具有心脏保护作用。
（5）XOS减少了肥胖胰岛素抵抗大鼠的氧化应激 如图5所示，与NDV组相比，HFV组大鼠的血清和心脏MDA水平增加；与HFV大鼠相比，XOS可降低HFD喂养大鼠的血清和心脏MDA水平；HFV大鼠的心脏4-HNE蛋白表达增加，而XOS降低了HFD喂养大鼠的心脏4-HNE蛋白表达。
（6）XOS减轻了肥胖胰岛素抵抗大鼠的心脏线粒体功能障碍 如图6所示，与NDV大鼠相比，HFV大鼠的心脏线粒体ROS水平、心脏线粒体膜去极化和线粒体肿胀增加；与HFV大鼠相比，XOS具有减轻HFD喂养大鼠的心脏线粒体ROS水平、心脏线粒体膜去极化和心脏线粒体肿胀的效果。心脏线粒体的代表性电子显微照片显示，与NDV组相比，HFV组的嵴折叠和心脏线粒体肿胀更大，而与HFV组相比，XOS减少了心脏线粒体的肿胀，表明嵴折叠有所改善。
如图7所示，与NDV组相比，HFV大鼠的线粒体复合物I和III蛋白表达减少；与HFV相比，XOS增加了线粒体复合物I和III蛋白的表达。
试验结论 总之，本文研究了XOS对肥胖胰岛素抵抗大鼠的心脏功能障碍的影响，研究发现，长期食用HFD引起的肥胖胰岛素抵抗与高血压、心脏交感神经失衡和心脏功能障碍有关。XOS通过改善心脏线粒体功能障碍、减少氧化应激和炎症，改善了胰岛素抵抗，减少了血脂异常，减弱了心脏交感神经失衡，降低了血压，并改善了左心室功能障碍。以上结果表明，XOS可以通过改善肥胖胰岛素抵抗大鼠的心脏线粒体功能障碍来减弱心脏功能障碍。 参考资料： Tunapong W, Apaijai N, Yasom S, et al. Chronic treatment with prebiotics, probiotics and synbiotics attenuated cardiac dysfunction by improving cardiac mitochondrial dysfunction in male obese insulin-resistant rats[J].European Journal of Nutrition, 2018, 57(6):2091-2104. |
