FoodampFunction人

本文转自：代谢组metabolome

导读

运动所致疲劳（EF）被定义为由于长时间的剧烈运动，不能够发起或维持自发的随意活动。除了感到疲劳和失去活力，EF也会对人体心脏机能和认知能力等生理功能产生消极的影响。内源性代谢紊乱被认为是EF的主要表现型。在厌氧条件下，糖原代谢会导致乳酸堆积，活性氧的产生以及异常的氨基酸和胆汁酸代谢。肠道微生物能够编码丰富的代谢酶，在维持人体内环境和代谢系统的稳定性方面起着关键作用。通过之前的研究我们发现，肠道菌群失调与EF相关。人参是PanaxginsengC.A的根茎部分，是世界范围内著名的功能性食品和中草药。近年来，通过临床和动物实验已经证实了人参水提物（WEG）对EF的疗效,然而目前尚未清楚WEG的分子作用机制。我们首先通过高效液相色谱-串联三重四级杆质谱和高效液相色谱-蒸发光散射检测法表征了WEG的化学组成，然后以内源代谢和肠道菌群为研究重点在负重游泳老鼠模型中评估WEG的抗EF效果。结果表明，WEG含有90%的糖类和皂苷，口服WEG可通过改善能量代谢，氧化应激，脂质过氧化，炎症反应，胆汁酸、氨基酸、脂肪酸和脂类代谢紊乱以及肠道菌群失调，从而发挥抗EF作用。WEG中的糖类和人参皂苷作为特定肠道细菌的能量底物，可以对肠道微生物群进行有益调控，重构肠道微生物生态系统，触发多种分子和细胞信号通路(如丁酸或TGR5信号)，从而达到治疗EF的效果。本研究帮助使我们更深入地了解WEG是如何缓解EF的。

论文ID

原名：Ginsengamelioratesexercise-inducedfatiguepotentiallybyregulatingthegutmicrobiota

译名：人参通过调节肠道菌群潜在改善运动所致的疲劳

期刊：FoodFunction

IF：4.

发表时间：.04.06

通讯作者：许军，陈虎彪，李松林

通讯作者单位：香港浸会大学中医药学院；中国中医科学院江苏分院；南京中医药大医院

实验设计

结果与讨论

1WEG的化学表征如图1A1，B和表S1所示，检测到了WEG中全部的28种人参皂苷，总量为12.92mgg-1。高效凝胶渗透色谱图表明WEG中多糖呈现宽的分子量分布，从1kDa到kDa（图1A2）。单糖成分分析表明WEG多糖中Glc,Gal,Ara,GlcA,GalA,Man,Rha和Fuc的摩尔比例为:96:80:94:79:21:13:1，并且WEG中多糖的含量为50.41mgg-1（图1A3，B和表S1）。此外，WEG中10种低聚糖和9种游离单糖的含量分别为.00mgg-1和40.16mgg-1（图1A4，5，B和表S1)。总的来说，测定的人参皂苷，多糖，低聚糖和单糖的总量占WEG的90.15%(w/w)。图1.WEG中人参皂苷和糖类的定性定量表征。A1:人参皂苷的UHPLC-QqQ-MS/MS谱图;A2:多糖的HPGPC谱图;A3:多糖中单糖的UHPLC-QqQ-MS/MS谱图;A4:游离低聚糖和单糖的UHPLC-QqQ-MS/MS谱图;A5:游离低聚糖和单糖的HPLC-ELSD谱图;B:人参皂苷和糖类的含量,n=3。2WEG恢复EF所改变的生化参数与对照组相比，负重游泳14d的模型组大鼠体重显著降低了22.80%（p0.05）（图2A）。EF模型显著提高了血清中CP，LDH、MDA、BUN、TG的水平，降低了GPx、Glc和SOD水平（图2B）。在模型组中，血清促炎性细胞因子IL-1β与对照组相比过度表达了.79%（p0.05）（图2C）。此外，与对照组相比，模型组TGR5/β-肌动蛋白的比例显著降低了31.66%（p0.05）（图2D）。WEG处理选择性地恢复了模型组中EF所改变的生化参数。与模型组相比，WEG处理组显著提高了血清中LA,CP,LDH,BUN,Glc和SOD的含量（图2B），将促炎症细胞因子IL-1β的表达降低了69.84%（图2C），TGR5/β-肌动蛋白的比例提高了.85%（图2D）。图2.WEG恢复EF所改变的生化参数（n=4–8;★:p0.05,与对照组相比;+:p0.05,与模型组相比）。A:体重;B1:LA;B2:CP;B3:LDH;B4:MDA;B5:BUN;B6:TG;B7:GPx;B8:Glc;B9:SOD;C:IL-1β;D:TGR5/β-肌动蛋白。3WEG修复EF相关的代谢紊乱方法验证的结果（表S2）以及QC样品在PLS-DA评分图上的高度重叠（图5）表明这种代谢组学方法的精密度和稳定性。使用R2和Q2的交叉验证对模型预测法进行评估，血清和粪便PLS-DA模型的稳健性通过个排列检验（p0.05）进行测定（图S1）。OPLS-DA评分图显示对照组和模型组的血清和粪便样品在阴离子和阳离子模式下均高度分离为两簇，表明EF使得机体的内源性代谢发生很大变化。然后使用VIP5的离子筛选由EF引起的大量代谢物（图S1C和D）。通过比对在线人类代谢组数据库（HMDB:

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