人工甜味剂饮食暴露诱发餐后血糖异常升高的机制研究

On the basis of the previous study, it was found that the artificial sweetener sucralose three long-term exposure can induce postprandial glucose, further confirmed by the use of dynamic blood glucose monitoring and the sweet taste missing animal that the changes associated with charge sweetener recognition receptor protein T1R2/T1R3, which suggests the body long-term non-calories sweet administration may still change the blood glucose generation and transport, but what is the physiological mechanism? The analysis of the project correlation between postprandial blood glycemia and the sweet taste based on trying to pass through the digestive tract and starch enzyme digestion and absorption of blood biochemical indexes, glucose absorption gene quantitatively, isolated intestinal intestinal and Transwell glucose absorption model and pancreatic morphology observation angle, expounds the artificial sweetener exposure the influence of food digestion, intestinal glucose absorption and pancreatic function caused, and finally explain the physiological mechanism of abnormal postprandial blood glucose induced by the artificial sweetener. For a long time, few studies were reported between the sweet taste of food and nutrients, results of this project, from the molecular and physiological levels, can help in depth understanding of the physiological role of the sweet taste and provide scientific basis for controlling blood sugar, and the safe use of artificial sweeteners under new evaluation method.

申请人基于前期研究发现了人工甜味剂三氯蔗糖长期暴露可诱发餐后血糖异常升高，后利用动态血糖监测及甜味感受缺失动物进一步证实了该变化与负责甜味剂识别的受体蛋白T1R2/T1R3相关，这暗示了机体长期非能量型的甜味感受依然可能改变血糖生成及转运，然而其生理机制为何？本项目基于餐后血糖生成机制与甜味感受的相关性分析，试图通过消化道淀粉类酶酶活、血液消化吸收相关生化指标、葡萄糖转运相关基因定量、离体肠道和Transwell肠细胞两种葡萄糖吸收模型及胰腺形态学观察角度切入，分别阐述人工甜味剂暴露可能对食物消化，肠葡萄糖吸收及胰腺机能造成的影响，并最终解释人工甜味剂暴露诱发餐后血糖异常的生理机制。长期以来，甜味感受与食物营养素利用的互作关系研究极少，本项目从分子及生理水平的系统探究结果，将为深入理解甜味感受的生理作用及其对血糖调节机制提供科学依据，为人工甜味剂安全使用提出新的评价思路。

人工甜味剂被认为是代谢惰性的，但有研究表明，这些甜味剂可能具有改变食欲或葡萄糖代谢的作用。无能量甜味剂与许多不良代谢结果相关，包括肥胖、糖尿病等代谢综合症。本研究结合生理学，生物化学及分子生物学探究其生理机制，进一步从肠道微生态角度研究了人工甜味剂饮食暴露引发血糖波动的可能机制，研究也指出，降低日粮中可消化淀粉含量对人工甜味剂诱导的小鼠糖代谢紊乱有缓解作用。. 本研究主要的研究内容及实验结果如下：1）人工甜味剂饮食暴露引起血糖波动，随着人工甜味剂暴露时间延长，暴露组小鼠血糖升高加强，葡萄糖耐受受损更加严重；三氯蔗糖效果最明显；2）血糖变化与肠道甜味受体有关， T1R3基因敲除小鼠经过三氯蔗糖暴露后葡萄糖耐受性没有显著变化表明甜味受体信号通路很可能是人工甜味剂长期暴露诱发机体葡萄糖不耐受的作用靶点之一；3）甜味受体信号通路调节了肠道葡萄糖吸收能力，三氯蔗糖对普通小鼠进行暴露后发现，小鼠小肠甜味受体和葡萄糖转运体在小肠中显著上调，且在十二指肠段上调的倍数最大；T1R2和T1R3的表达随着三氯蔗糖甜度的升高而增强；SGLT-1和GLUT2的表达随着三氯蔗糖甜度的升高先增强后减弱；4）肠道微生态环境的变化也影响了葡萄糖耐受能力，肠道中乙酸和丁酸显著上升，而丙酸却没有显著变化，暗示了上述短链脂肪酸的浓度上升，可能与微生物淀粉利用增强后的SCFA合成前体CoA的积累变强有关；5)降低日粮中可消化淀粉含量可缓解人工甜味剂诱导的小鼠糖代谢紊乱）减少食物中可消化淀粉的含量能够有效地抑制三氯蔗糖暴露引起的体重增加、血糖水平升高、甜味味觉受体和葡萄糖转运体增加等问题。. 综上所述，我们认为人工甜味剂可与肠内分泌细胞上的甜味受体结合，进而间接作用于SGLT-1和GLUT2，影响葡萄糖穿过小肠壁膜上皮细胞，改变葡萄糖代谢。同时也可改变肠道微生态环境影响机体炎症水平，进而影响糖代谢。降低日粮中可消化淀粉含量通过调节血糖和体重，可缓解人工甜味剂诱发的葡萄糖代谢隐患。