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目的:探讨高脂饮食(high-fat diet,HFD)对勃起功能影响的可能机制,以及观察HFD对肠道菌群的影响。方法:(1)20只10月龄雄性SD大鼠随机分成两组:对照组(n=10,喂食常规饲料)和模型组(n=10,喂食高脂饲料)。4个月后,检测其体重、空腹血糖(fasting blood-glucose,FBG)和血脂水平等指标,同时用最大海绵体内压(intracavernous pressure,ICP)和平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)的比值评价其勃起功能,探讨HFD对勃起功能的影响。采用苏木精-伊红(H&E)染色观察肝脏和阴茎组织的形态结构变化、Masson’s三色染色观察海绵体平滑肌纤维化程度;免疫组织化学法(immunohistochemical,IHC)检测海绵体组织中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白介素-6(interleukin-6,IL-6)表达水平;Western blot检测海绵体组织中磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、丝氨酸/苏氨酸激酶(protein kinase B,AKT)、核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)、TNF-α和IL-6等蛋白的表达情况,研究HFD激活慢性炎症因子的表达导致勃起功能改变的可能机制。(2)20只9月龄KM小鼠随机分为对照组(n=10)和模型组(n=10),连续喂食2个月制备HFD模型。采用16S r RNA基因测序技术检测其肠道菌群组成,GC-MS非靶向代谢组学技术分析菌群代谢产物的变化。结果:(1)与对照组比较,模型组大鼠的FBG差异无统计学意义(P>0.05);模型组大鼠的体重增量、总胆固醇(total cholesterol,TCH)、甘油三酯(triglyceride,TG)和低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)等水平均明显升高(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平降低(P<0.01),ICP/MAP值降低(P<0.001);肝脏组织中出现大量脂滴空泡;海绵体血管平滑肌细胞(cavernosum smooth muscle cells,CSMCs)排布欠规则,肌纤维间隙增宽,肌纤维含量明显减少,胶原纤维含量明显增多;阴茎海绵体血管内皮细胞(endothelial cells,ECs)萎缩,连续性中断;同时其海绵体组织中PI3K、AKT、NF-κB、TNF-α和IL-6等的表达水平明显升高(P<0.05)。(2)与对照组相比,模型组小鼠体重和血糖值较对照组明显增高(P<0.001);模型组小鼠肠道菌群组成发生明显改变,在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)丰度降低(P<0.01),拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度升高(P<0.01);在属水平上,Lactobacillus、Bifidobacterium丰度降低(P<0.05),AF12、Streptococcus和Erysipelotrichaceae丰度升高(P<0.05)。代谢组学分析筛选并定性到32个差异性物质,与对照组相比,模型组有16个物质下降,16个物质升高;HFD对菌群-宿主共代谢通路具有显著影响;关联分析表明Lactobacillus与氨基丁酸、葡糖二酸和阿拉伯糖均呈现较高的正相关,与异亮氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、胆酸和缬氨酸均呈现较高的负相关;Bifidobacterium与乙醇酸、3-羟基吡啶和葡糖二酸均呈现较高的正相关,而与缬氨酸呈现较高的负相关。Streptococcus与色氨酸、脯氨酸和焦谷氨酸均呈现较高的正相关;AF12与色氨酸呈现较高的负相关;Erysipelotrichaceae与腐胺呈现较高的负相关。结论:HFD可引起海绵体组织炎性水平升高,导致CSMCs和ECs形态异常,增加患ED的风险。HFD能够引起肠道微生物多样性及其代谢产物发生改变,可能导致与炎症相关的代谢通路激活,增加机体的炎症水平。维持肠道菌群环境稳态在维护宿主健康中发挥着重要的作用。