裂褶菌发酵物抗缺氧机理研究

本课题是对裂褶菌发酵物抗缺氧机理的应用基础研究。申请者采用发酵工程技术，从2001年开始，先后对10多种食药两用菌的菌丝体及发酵物进行了抗缺氧效果筛选和评价研究，经多次常压密闭缺氧研究实验发现，裂褶菌发酵物可显著延长小鼠密闭缺氧存活时间，具有显著抗缺氧作用。基于前期研究成果，本课题旨在模拟建立海拔5000m以上动物缺氧实验模型和氯化钴损伤PC12细胞缺氧实验模型，从裂褶菌发酵物对缺氧动物糖代谢、能量代谢关键酶活性、线粒体呼吸功能的影响研究及对缺氧损伤PC12细胞的保护作用研究入手，深入解析和揭示裂褶菌发酵物对缺氧动物抗缺氧的生理生化机理，为进一步优化裂褶菌发酵过程，批量制备功能发酵物食品基础原料，研发具有自主知识产权的新型高原致适应剂奠定技术基础。

背景：高原缺氧严重影响高原人群的生产和生活。高原缺氧会降低机体有氧代谢能力，引起脑供血不足，严重影响了高原人群的劳动能力和认知效能。高原病防治的西药副作用大，使用受限；中药价格昂贵，资源有限。研制开发管用实用的新型高原致适应剂，一直是我国高原病防治领域的重大课题之一。.主要研究内容：以自主筛选研制的具有显著抗缺氧作用的裂褶菌发酵为研究对象，课题拟采用低压氧舱模拟高海拔环境复制缺氧实验模型和神经元细胞糖氧剥夺损伤实验模型，从发酵物对实验动物糖代谢、能量代谢关键酶活性、线粒体呼吸功能的影响及其对糖氧剥夺损伤神经元细胞保护作用等研究入手，解析裂褶菌发酵物的抗缺氧机理，优化发酵过程和条件，提高目标产物产量。.重要结果：裂褶菌发酵物能显著提高缺氧动物的肌糖原、肝糖原水平，显著提高缺氧动物的骨骼肌、心肌和大脑中ATP含量，显著降低缺氧动物的全血、骨骼肌和心肌中的乳酸含量，显著提高缺氧动物左心室肌中琥珀酸脱氢酶的活性。裂褶菌发酵物对缺氧动物的心肌和骨骼肌线粒体呼吸功能无明显影响。在一定浓度范围内，裂褶菌发酵物对缺糖缺氧损伤神经元细胞具有保护作用。色谱柱分离的发酵物小分子部位的主要成分为6种寡糖；发酵物中的多糖分子量为38 Kda，其基本结构单元为葡萄糖。裂褶菌发酵物的乙醇提取物和乙醇不溶物均具有非常显著的抗缺氧作用。通过对裂褶菌发酵过程和条件的优化研究，菌丝体和胞外多糖产量提高至17.09 g/L和7.74 g/L。研制了构成简单、成本合理的适用于裂褶菌工业发酵的半合成培养基。.意义：本课题从裂褶菌发酵物对缺氧动物的糖代谢、能量代谢关键酶活性和线粒体呼吸功能的影响及其对糖氧剥夺损伤神经元细胞保护作用的研究，揭示了裂褶菌发酵物抗缺氧的生理生化机制，为以食用真菌发酵物为功能基料的抗缺氧食品的研制与应用奠定了技术基础。