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目的:1.研究间歇性断食对老年前期肥胖大鼠代谢及肠道菌群的影响。2.研究不同断食形式对人体肠道菌群的影响。3.研究饮水断食对人体代谢的影响。方法:1.雌性Wistar大鼠经42w高脂高糖饲料饲养造模,根据体质量(x±SD)选取模型鼠进行间歇性断食干预。干预方法为每2w断食72h,总干预时间18w。干预后进行口服葡萄糖耐量试验、血脂四项检测。收集粪便,通过Illumina高通量测序检测16S rRNA基因V4可变区,运用BIPES、QIIME及LEfSe分析肠道菌群。2.招募健康志愿者进行持续7日的断食实验,分为饮水断食组和果汁断食组。收集断食前两周至断食后四周的粪便样本,通过Illumina高通量测序检测16S rRNA基因V4可变区,运用BIPES、QIIME及LEfSe分析肠道菌群。3.收集饮水断食组志愿者在断食前后的血液标本,进行生理生化指标检测以及预处理后进行核磁共振分析样本中的代谢产物。使用MestReNova对1H CPMG谱进行分析,Simca-P进行多元统计分析。根据人类代谢产物数据库对断食前后有统计差异的代谢产物成分进行鉴定。结果:1.大鼠实验中间歇性断食组体质量相对于模型对照组显著下降(P<0.01);高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇均显著下降(P<0.05);空腹血糖显著上升(P<0.01);葡萄糖耐量测试曲线下面积显著高于模型对照组,糖耐量减退(P<0.05);HE染色显示间歇性断食轻度减少肝脏脂肪变性。肠道菌群结果显示,断食组肠道菌群得到显著改善,具体表现为YS2、RF32、Helicobacteraceae(螺杆菌科)增加,Lactobacillus(乳杆菌属)、Roseburia(罗氏菌属)、Erysipelotrichaceae(韦荣球菌科)、Ralstonia(青枯菌属)、Bradyrhizobiaceae(慢生根瘤菌科)和RF39减少。Spearman相关性分析发现Bradyrhizobiaceae与总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇呈正相关;RF39与大鼠体质量呈正相关。2.饮水断食比果汁断食对人肠道菌群的影响更为强烈,且效果在宿主恢复饮食后能长久维持。但饮水断食的效果具有个体差异,总的来看饮水断食能使肠道菌群变成以Prevotella(普雷沃氏菌属)、Bacteroides(拟杆菌属)、Faecalibacterium(柔嫩菌属)和Succinivibrio(琥拍酸弧菌属)为主。3.饮水断食前后的代谢产物水平存在明显差异,断食期间3-羟基丁酸酯和乙酰乙酸的表达上升(P<0.05),而丙氨酸、谷氨酸盐、组氨酸、氧化三甲胺、β-葡萄糖、α-葡萄糖的表达显著下降(P<0.05)。断食期间,机体的血糖、胰岛素、甘油三酯下降,酮体、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、血肌酐、血尿酸、皮质醇升高,提示机体可能通过促进代谢脂肪酸、肌肉、核酸等物质产生能量。机体代谢改变可能与脂肪酸合成、鸟氨酸循环、氨基酸代谢、丙氨酸循环、转录翻译、酮体代谢、三羧酸循环、糖异生、糖酵解等多个通路相关。在恢复饮食3天后代谢产物水平恢复至与断食前相似。结论:1.间歇性断食能改善肠道菌群,降低老年前期肥胖大鼠体质量和血脂水平,但对糖代谢可能有不良影响。2.无卡路里摄入比限制卡路里摄入的断食方式对肠道菌群影响更大。3.饮水断食能把拟杆菌为主的肠道菌群变为以普雷沃氏菌为主,而对普雷沃氏菌为主的肠道菌群结构影响不大。4.机体在饮水断食期间可能通过调节能量相关的代谢通路,消耗脂肪酸、肌肉、核酸维持机体活动所需的能量消耗。5.饮水断食后恢复饮食第3天,机体的代谢产物都恢复到正常水平,但肠道菌群仍没有恢复,说明机体代谢调节比肠道菌群对饮食的改变更加敏感。总体而言,断食对肠道菌群的影响个体差异性较为显著,用于临床疾病预防和治疗仍需深入研究,但能为肥胖患者提供新的视角。