食品中AGEs组分在实验动物体内消化代谢、转运吸收和排泄机制研究

Dietary advanced glycation end products ( AGEs )are described in relation to development of diabetic complications, and other chronic disease as well . In the previous study, applicant found that food especially high-protein, high-fat and high temperature processed food contained higher AGEs. However, the digestion, absorption, excretion and distribution in organs and tissues of AGEs is ominous, manner and mechanism of absorption in the small intestine is also not clear in the body. To solve these problems, the project proposes to establish healthy SD rats, ICR mice and Caco-2 cell model, prepare different solubility, molecular weight and the bound AGEs for animal feed and cells transmembrane transporter absorption test. In order to know the way of absorption and metabolism of dietary AGEs in vivo, the digestion and absorption characteristics of the different structure AGEs in healthy SD rats, the content of AGEs of different molecular weight, solubility and binding state in urine, serum ,organs and tissues were analyzed by isotope labeling, HPLC-MS/MS analysis techniques.To explore the transport mechanism of AGEs in the body, the absorption manner of differenct bound AGEs in Caco-2 Single cell layer model was studied. The results would provide the evidences of AGEs from the food nutritional and safty point of view.

食品中晚期糖基化末端产物（Advanced glycation end productes，AGEs）与糖尿病等慢性病发生密切相关。申请者在前期研究中发现食品特别是高蛋白高脂肪及高温加工食品中含有较高AGEs，但对AGEs在体内消化吸收、组织器官分布、排泄及机制仍然不清楚。针对上述问题，本项目拟通过体内和体外试验，以SD大鼠、ICR小鼠为动物模型，以Caco-2为细胞模型，通过动物喂养和细胞跨膜吸收转运试验，采用酶降解、超滤、HPLC-MS/MS、化学合成等研究手段，测定不同化学结构、分子量、溶解性和结合状态的AGEs组分在尿液、血清、各组织器官中含量，分析各AGEs组分在体内、体外的吸收、蓄积和排泄程度，明确食品中不同化学结构AGEs组分在体内的吸收规律，揭示不同物理性质AGEs在体内消化吸收、代谢和组织分布的特征，阐明AGEs在体内的吸收方式和转运机制，为食品营养和安全性提供理论依据。

晚期糖基化末端产物（Advanced Glycation End Products,AGEs）是食品加工与贮藏过程中由于发生美拉德反应或脂肪氧化等反应而形成的一类化合物。已有研究表明，其与慢性病的发生发展有密切关系。本项目主要研究了（1）通过模拟反应体系探究AGEs形成的动力学变化；（2） 采用体外模拟体系研究膳食AGEs的消化吸收规律；（3） 采用动物实验研究了膳食中AGEs物在不同组织器官中的积累和分布；（4）长期摄入膳食AGEs对于健康小鼠肝脏和肾脏功能的影响；（5）摄入膳食AGEs对于小鼠肠道菌群、代谢产物以及屏障功能的影响。研究结果表明，晚期糖基化末端产物的形成符合0级动力学规律；经过模拟胃和肠道消化后，食物中的AGEs和戊糖素均下降；动物试验结果显示膳食AGEs可显著性的增高CML在肾脏、心脏和肝脏中的积累，但对脾脏和肺中的CML积累无显著性的影响；CML在体内的积累量为心脏＞肾脏＞肝脏＞脾脏＞肺。随着喂养时间的延长，胃肠道组织中CML的含量呈现逐渐上升的趋势，在胃组织中，结合态的CML积累最多，但是在十二指肠、空肠、回肠和结肠中，游离态CML积累较多。同时改变了肠道组织中的氧化应激状态，膳食AGEs喂养大鼠后,其肝脏、肾脏IL-6、TNF-α含量均有不同程度的升高。游离态AGEs组肝脏、肾脏中IL-6的含量均显著高于对照组;结合态组、不溶组肾脏TNF-α含量比对照组大鼠略有升高,但未达到显著性差异。不同结合状态的膳食AGEs的喂养均对大鼠肝脏、肾脏造成了一定程度的损伤,引发大鼠肝脏、肾脏氧化应激和炎症反应。进一步研究发现饲喂高AGEs饲料12个月后，小鼠血清尿素氮（BUN）含量、血肌酐水平和白蛋白排泄率均显著性增加（P<0.05），小鼠肾脏IL-6）和TNF-α）的含量均显著性增加，而显著增加小鼠肝脏系数，并显著升高小鼠血清中转氨酶含量。小鼠肝脏中RAGE、IL-6和TNF-α等炎症因子的mRNA水平和蛋白表达水平均显著升高。小鼠摄入膳食AGEs 20周后肠道菌群α-多样性降低，组间差异明显；粪便中乙酸含量极显著降低（P＜0.01）和丁酸含量显著降低（P＜0.05），异丁酸异戊酸含量升高，肠道屏障功能受损，结肠紧密连接蛋白和表达下降。研究结果对于指导和评价膳食AGEs的营养安全性具有重要意义。