淀粉是人类日常饮食中碳水化合物类营养物质的最大来源,而淀粉在体内的消化吸收过程与很多疾病息息相关,其中包括了近些年来发病率居高不下的肥胖症及2型糖尿病等代谢类疾病。淀粉的消化行为对机体的生理效应有着较大影响,其主要表现为血糖短时间内急剧上升,而机体长期进化已适应了此种血糖波动,并通过血糖-胰岛素浓度来调节血糖平衡。生活中存在着一些淀粉消化速率被改变的情况,如人们提出用非能量型的人工甜味剂替代蔗糖等能量型甜味剂以降低能量摄入,但近期有研究显示人工甜味剂暴露会改变胃动力学而促进消化过程,这是对淀粉消化的促进作用;另一方面,淀粉酶类抑制剂是糖尿病人的主流药物之一,其原理是利用淀粉酶抑制剂类降糖药来减缓淀粉消化从而控制血液中葡萄糖浓度,这是对淀粉消化的抑制作用。上述淀粉消化过程的正向或反向调节对机体现有血糖-胰岛素平衡系统的影响,以及消化速率调节过程中一些潜在风险的研究目前还较少。本研究聚焦于对淀粉消化的调节,利用人工甜味剂暴露建立动物体内淀粉消化的促进模型和糖苷酶抑制剂建立动物体内淀粉消化的抑制模型,通过检测消化水平、吸收水平、消化吸收综合评价、基因水平、肠道微生态变化等指标来探究一定时间段的淀粉消化能力改变是否存在潜在风险。得出的主要实验结果如下所示:1.通过前期的预实验摸索实验条件确定了用甜度12的三氯蔗糖溶液进行暴露,用0.3%CMC、20%淀粉的半固体糊通过灌胃的方式进食的条件下搭建淀粉消化的促进模型。用人类每日最大剂量一倍的浓度阿卡波糖和伏格列波糖一日两次在进食前对小鼠灌胃暴露建立淀粉消化的抑制模型。通过对模型效果的检测实验确定成功搭建两种淀粉消化调控模型。2.在淀粉消化促进模型作用一周以后,检测升糖指数(GI)、大鼠动态血糖、相关基因水平以及肠道微生态等生理指标,结果显示短期处于淀粉消化促进的环境下暴露组GI值相对于水组有比较明显的上升,而在相关基因水平和动态血糖波动水平上都没有造成显著的差异。并结合其他的研究,发现肠道微生态的变化更倾向于不是淀粉消化促进所引起的。3.对葡萄糖耐受长期跟踪实验发现,淀粉消化促进模型的短期作用不会明显改变机体葡萄糖耐受能力,而长期处于促进模型条件下不管是各时间点的血糖值还是血糖值点曲线下面积暴露后都显著高于对照,表明机体葡萄糖耐受能力有所下降。4.在淀粉消化抑制模型作用两周后,结肠中的总糖含量差异相比于回肠位置差异的显著减弱,暗示了本工作中微生物发酵过程快速降解了未消化的淀粉。利用宏基因组16s测序分析,观察到多种微生物相对与对照组有显著差异,表明本工作中的淀粉消化抑制打破了肠道微生态平衡。5.对短链脂肪酸检测发现乙酸和丁酸在抑制模型下显著上升,而丙酸却没有显著变化。通过对盲肠结肠进行葡萄糖及短链脂肪酸感应吸收相关基因的检测发现在回肠中SCFA转运相关蛋白MCT-1和SMCT-1的表达量有一定程度的降低,盲肠组织中短链脂肪酸感应相关受体FFAR2和FFAR3的基因表达量显著降低。基因水平的检测结果暗示了组织中的变化可能是由三种SCFA综合作用的结果。6.基于生物信息学的代谢途径预测结果(PICRUST)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,但预测中尚无丙酸浓度无显著差异的解释。综上,我们认为短期的淀粉消化能力的促进并不会引起生理上的显著变化,但长期促进会引起机体糖代谢紊乱及葡萄糖不耐受;而淀粉消化的抑制则主要作用于肠道微生物环境,且并不需要太长周期的暴露或改变即可导致SCFA总量显著变化,但其中丁酸的浓度并没有显著差异。虽然SCFA被认为对人体有利,但过高浓度的SCFA影响及SCFA的不平衡生成的生理变化仍需深入研究。