膳食多酚對(duì)腸道菌群影響研究進(jìn)展

任彩君，吳黎明，王 凱

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所, 北京 100093）

多酚（polyphenol）是一大類廣泛存在于自然界、具有大量酚羥基結(jié)構(gòu)單元的植物次生代謝產(chǎn)物。多酚協(xié)助植物應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫或病蟲害入侵，對(duì)植物具有重要生理意義[1]。多酚主要分為兩大類：一類是包括水楊酸、咖啡酸、阿魏酸等在內(nèi)的小分子酚酸類物質(zhì)及黃酮類物質(zhì)，另一類是單寧類的大分子物質(zhì)。多酚能夠有效清除自由基、影響細(xì)胞間的信號(hào)傳導(dǎo)，也具有調(diào)節(jié)抗氧化相關(guān)基因表達(dá)的作用，發(fā)揮抗氧化、抗炎癥、抗癌等生理作用，對(duì)人體健康具有重要意義[2]。

膳食多酚是指人體從日常飲食中攝取獲得的多酚類物質(zhì)。目前，膳食多酚按結(jié)構(gòu)被劃分為酚酸（phenolic acids）、類黃酮（flavonoids）、1，2-二苯乙烯（stilbenes）和木脂素（lignans）四大類[3]，在人們?nèi)粘Ｊ秤玫乃?、蔬菜、谷類和豆類、茶、咖啡、蜂蜜和紅酒等食物中廣泛存在，上述食物是獲取膳食多酚的最主要來源。具體而言,食物中最為常見的酚酸類物質(zhì)是咖啡酸和阿魏酸，咖啡酸大量存在于蔬菜、水果和咖啡等食物中，而阿魏酸主要分布于谷類食物，如米糠和麥麩中。類黃酮類也在飲食中廣泛存在，類黃酮又由多個(gè)亞類構(gòu)成，如黃酮類、異黃酮類、黃酮醇類、黃烷酮類、黃烷醇類和花色素。黃酮醇類化合物在類黃酮中最常見，以槲皮素為主，這一物質(zhì)在蔬菜中含量較高，特別是洋蔥中含有較多的槲皮素[4]。黃烷醇類物質(zhì)也是較為常見的黃酮類化合物，其中以兒茶素為代表，在紅酒、巧克力、蓮藕等中含量極為豐富。還有異黃酮類物質(zhì)主要分布于豆類食物如大豆、豌豆及堅(jiān)果中，花色素及單寧主要分布于草莓、藍(lán)莓和櫻桃等水果中。對(duì)于1，2-二苯乙烯類化合物而言，食物中存在多種結(jié)構(gòu)形式，白藜蘆醇是這類物質(zhì)的代表，主要分布于葡萄、決明子、花生等食物中。木脂素主要來源于谷類以及纖維類食物中，如燕麥、黑麥和全谷物食品中[3,5]。研究表明，膳食多酚具有抗氧化、抑菌消炎、抗病毒、抗癌變和腫瘤、降血壓降血脂、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、增強(qiáng)免疫功能等多種生物學(xué)活性，可以清除自由基等代謝廢物、舒張血管、促進(jìn)損傷修復(fù)等，因此攝食富含多酚類的食物可降低慢性疾病發(fā)生率[2,6-8]。

益生元（prebiotics）是一類對(duì)腸道健康有益的食物組分，它能以有益的方式改變腸道菌群構(gòu)成及代謝，為腸道中的有益菌提供營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)其在腸道中定植，誘導(dǎo)有益菌，并產(chǎn)生包括短鏈脂肪酸（SCFA，short chain fatty acid）在內(nèi)的多種細(xì)菌代謝物，同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)性地拮抗有害菌在腸道中的增殖與定植[9]。腸道既是最大的消化系統(tǒng)也是最大的免疫器官，在人體消化吸收、機(jī)體免疫和神經(jīng)調(diào)節(jié)等活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。腸道菌群是腸道微環(huán)境的組成部分，腸道菌群的平衡對(duì)于維持腸道健康有著重要意義。膳食多酚作為益生元發(fā)揮功效主要是通過刺激有益微生物群的生長并有效減少有害菌的定植而實(shí)現(xiàn)的，因此可以對(duì)腸道菌群進(jìn)行靶向調(diào)節(jié)，這對(duì)維持腸道平衡和促進(jìn)人體健康起到了非常積極的作用[9]。本文綜述了近年來圍繞膳食多酚對(duì)腸道菌群的調(diào)控研究，并總結(jié)了膳食多酚對(duì)腸道菌群調(diào)控機(jī)制，為深入系統(tǒng)且更科學(xué)地研究、開發(fā)與利用膳食多酚提供可借鑒的理論依據(jù)。

1 腸道菌群

1.1 腸道菌群簡(jiǎn)介

人體腸道包含多達(dá)100萬億的腸道菌，有研究表明，腸道微生物主要以厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、疣微菌門（Verruconicrobia）和梭桿菌門（Fusobacteria）6大細(xì)菌門為主體。在健康的成年人腸道中，厚壁菌門和擬桿菌門占總體的90%以上。這些菌群中如雙歧桿菌和乳酸菌，屬于對(duì)人體健康起積極作用的有益菌，作為抗氧化劑調(diào)節(jié)代謝過程中的氧化應(yīng)激反應(yīng)，可以有效抑制大腸內(nèi)氨、糞臭素及胺類致癌物等的形成，增加有機(jī)酸的生成，降低結(jié)腸及糞便pH，抑制病原菌生長；促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞DNA合成，促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的增殖。腸道微生物群與腸道細(xì)胞、黏膜屏障共同構(gòu)成腸道微環(huán)境，且保持平衡狀態(tài)，任何一方受到影響，都將破壞腸道菌群平衡，危害人體健康[10]。目前研究發(fā)現(xiàn)，膳食和藥物等外界因素可以調(diào)節(jié)腸道菌群及其微環(huán)境的平衡，其中膳食調(diào)節(jié)起著最顯著的作用，主要表現(xiàn)為膳食中的益生元物質(zhì)可以改善腸道中有益菌的生長增殖情況，有助于有益菌與致病菌競(jìng)爭(zhēng)腸道增殖環(huán)境，從而抑制致病菌的生長。此外益生元也可促進(jìn)有益菌的代謝活動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)人體有益的代謝物，發(fā)揮其相應(yīng)的生理功能，促進(jìn)人體健康。

1.2 腸道菌群的生理功能

健康腸道中菌群的穩(wěn)定是相對(duì)的，不同菌群之間需維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的比例，以協(xié)助宿主發(fā)揮多種重要的生理功能。

腸道菌群對(duì)人體生理功能的影響主要體現(xiàn)在三方面：a. 影響宿主代謝。腸道菌群可發(fā)酵碳水化合物、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等，并合成維生素、一些必需和非必需氨基酸、以及多種短鏈脂肪酸，并協(xié)助完成膽汁的生物轉(zhuǎn)化；同時(shí)腸道菌群可將一些不被降解的糖類物質(zhì)進(jìn)行代謝降解，如纖維素、半纖維素、抗性淀粉、樹膠、果膠等，這些物質(zhì)將有助于宿主吸收對(duì)人體健康有益的營養(yǎng)物質(zhì)，為人體生長發(fā)育提供營養(yǎng)和能量。研究表明，腸道菌群可將多酚中的糖苷降解為苷元，再進(jìn)一步降解為芳香酸，由此發(fā)揮生理作用，如黃酮醇可以降解為羥苯乙酸，從而抑制血小板聚集[11-12]。b. 影響宿主免疫系統(tǒng)。有研究表明，腸道菌群可以協(xié)助B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等抗原呈遞細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，特別是防止對(duì)腸道微生物具有免疫耐受性的病原菌入侵機(jī)體，進(jìn)而對(duì)機(jī)體起到保護(hù)作用[13]。在對(duì)無菌小鼠進(jìn)行的研究中發(fā)現(xiàn)，腸道菌群對(duì)淋巴組織的功能產(chǎn)生明顯影響。同時(shí)，在一定條件下，腸道菌群協(xié)助免疫系統(tǒng)對(duì)病原菌產(chǎn)生反應(yīng)，并對(duì)抗原耐受性的調(diào)控途徑產(chǎn)生影響[14]。c. 影響腸道屏障功能。一些研究表明，正常的腸道菌群在定植過程中對(duì)腸道屏障功能的發(fā)育起著重要的作用，且腸道菌群通過誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞的增殖并促進(jìn)腸上皮的完整，來保障腸道屏障功能的正常。因此腸道菌群是維持腸道屏障功能所必須的，在調(diào)節(jié)腸道屏障功能中起著重要的作用[15]。

1.3 腸道菌群失調(diào)與疾病

在健康狀態(tài)下，腸道菌群維持在一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，各種菌在一定范圍內(nèi)維持于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這也被稱為腸道菌群穩(wěn)態(tài)。而一旦這種穩(wěn)定的平衡關(guān)系被打破，便可能導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)。導(dǎo)致菌群失調(diào)的因素有很多，包括膳食、年齡、藥物、壓力、吸煙習(xí)慣以及缺乏鍛煉等[12]，其中膳食是腸道菌群的主要調(diào)控因子，將會(huì)直接影響腸道菌群的構(gòu)成和功能。研究表明，母乳中含有的低聚糖不僅促進(jìn)了嬰兒腸道中乳酸菌和雙歧桿菌的增殖，同時(shí)也加速了嬰兒免疫系統(tǒng)的成熟[16]。年齡也是腸道菌群的另一項(xiàng)調(diào)控因子，隨著機(jī)體的衰老，腸道菌群的多樣性會(huì)發(fā)生巨大變化，最明顯的表現(xiàn)是厚壁菌門和擬桿菌門的比例發(fā)生改變，這也會(huì)導(dǎo)致因衰老所引起的免疫炎癥環(huán)境的變化。進(jìn)一步研究表明，因身體衰老導(dǎo)致機(jī)能的退化會(huì)引起唾液功能受損、消化道消化困難和營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長，以及營養(yǎng)素吸收不規(guī)律所導(dǎo)致的營養(yǎng)不良也會(huì)引起腸道菌群失調(diào)[17-18]。此外，藥物也是腸道生態(tài)環(huán)境的一個(gè)調(diào)節(jié)因子，特別是抗生素會(huì)顯著改變腸道菌群的構(gòu)成和功能[19-20]?？股貢?huì)使腸道菌群的定植耐藥性喪失，使得經(jīng)抗生素治療后腸道菌定植率大大降低；抗生素也會(huì)造成來自宿主的唾液酸增加，進(jìn)一步被條件致病菌利用[21]。另外還有一些非膳食的環(huán)境因素也會(huì)引起腸道菌群的失調(diào)，如壓力、吸煙習(xí)慣和缺乏鍛煉等，以上諸多因素會(huì)引發(fā)機(jī)體氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腸道菌群紊亂[22]。目前，腸道菌群的失調(diào)可被分為幾種情況，包括共生菌數(shù)量減少；病原菌無規(guī)律生長和腸道菌群多樣性下降。但研究發(fā)現(xiàn)，最常見的腸道菌群失調(diào)情況是以上三種情形同時(shí)存在而導(dǎo)致的腸道菌群紊亂[23-24]。

腸道菌群失調(diào)同機(jī)體多種疾病相關(guān)，由于腸道菌群的組成受很多因素影響，如膳食習(xí)慣、生活習(xí)慣和鍛煉習(xí)慣等，這些因素也是肥胖、二型糖尿病、心血管疾病等的致病因素[25]。已有研究得出，因腸道菌群失調(diào)造成的機(jī)體致病機(jī)理主要包括三個(gè)方面：a.大量增殖的革蘭氏陰性菌加速細(xì)菌內(nèi)毒素的釋放，造成機(jī)體免疫力下降，增加患病風(fēng)險(xiǎn)；b.菌群發(fā)酵產(chǎn)物中短鏈脂肪酸含量下降，使腸黏膜細(xì)胞獲得的能量不足，同時(shí)腸道pH升高，誘發(fā)疾??；c.失調(diào)的腸道菌群刺激機(jī)體產(chǎn)生炎癥因子，加速疾病發(fā)生。在營養(yǎng)不良的個(gè)體中腸道菌群可調(diào)控免疫代謝進(jìn)程的信號(hào)分子，通過干擾腸道上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞，形成一種炎癥環(huán)境，加速糖尿病的進(jìn)程及有關(guān)化合物的合成[26]。糖尿病患者一些特殊的腸道菌群，如腸球菌、腸桿菌、酵母菌等，不僅加速了肥胖和糖尿病的進(jìn)程，也加速了主要微型血管的合成過程，進(jìn)而誘發(fā)糖尿病并發(fā)癥，如視網(wǎng)膜病變、腎病等[22]。腸道菌群失調(diào)也是腸道屏障完整性被破壞的觸發(fā)因子，而腸道屏障功能的破壞也伴隨著肌動(dòng)蛋白表達(dá)的增強(qiáng)，同時(shí)如脂多糖、肽聚糖和尿毒癥毒素等的一類物質(zhì)通透性增強(qiáng)且轉(zhuǎn)移加快，因此誘導(dǎo)膿毒血癥的發(fā)展，同時(shí)也激活了機(jī)體免疫系統(tǒng)[25-26]。對(duì)于微生物相關(guān)分子模型將會(huì)引起與TLRs中的TLR4相關(guān)的促炎反應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)而引發(fā)一系列反應(yīng)，最突出的是導(dǎo)致促炎反應(yīng)中分子的釋放，影響葡萄糖和胰島素的代謝和響應(yīng)，進(jìn)一步消耗糖類化合物同時(shí)還導(dǎo)致大量氧自由基的釋放，而這一途徑將深入到肥胖和糖尿病發(fā)展進(jìn)程中的代謝損傷[27]。

綜上所述，飲食會(huì)對(duì)腸道菌群組成造成影響，因此可以通過合理調(diào)控飲食結(jié)構(gòu)，對(duì)腸道菌群組成進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高益生元或有益成分的攝入。膳食多酚作為一種益生元，其結(jié)構(gòu)中包含許多羥基，可與有害菌細(xì)胞膜上的脂質(zhì)雙分子層結(jié)合，影響其結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮[28]。多酚在機(jī)體中發(fā)生反應(yīng)生成過氧化氫，會(huì)破壞有害菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。多酚參與體內(nèi)多種酶反應(yīng)，調(diào)節(jié)機(jī)體代謝；或與金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)，導(dǎo)致有害菌的相關(guān)反應(yīng)中酶因缺乏輔基的結(jié)合位點(diǎn)而無法發(fā)生反應(yīng)[29]。多酚通過以上多種途徑調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)，從而對(duì)腸道菌群進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)也對(duì)機(jī)體因菌群紊亂誘發(fā)的疾病產(chǎn)生一定影響。

2 膳食多酚對(duì)腸道菌群的調(diào)控

多酚類物質(zhì)經(jīng)人體攝入后，會(huì)被機(jī)體識(shí)別為外源化合物，導(dǎo)致其生物利用率會(huì)顯著低于一些微量及常量營養(yǎng)素[30]。酚類物質(zhì)進(jìn)入小腸后，因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和聚合度導(dǎo)致其在小腸部位吸收較少，且吸收主要在酚類物質(zhì)發(fā)生去偶聯(lián)反應(yīng)之后[31]。較低復(fù)雜度的酚類物質(zhì)可發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、水解反應(yīng)及共軛反應(yīng)等，所得產(chǎn)物將進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞和肝細(xì)胞。同時(shí)經(jīng)過這一系列生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的多種活性代謝物，如葡萄糖醛酸、硫酸鹽和甲基衍生物等，經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)至組織器官中，最終隨尿液代謝排出體外。但大部分未被小腸吸收的多酚類物質(zhì)會(huì)到達(dá)結(jié)腸，在結(jié)腸內(nèi)微生物的作用下進(jìn)行消化吸收，以被機(jī)體利用[32-33]。

據(jù)報(bào)道，正常人體的腸道菌群中厭氧菌的數(shù)量比兼性厭氧菌和需氧菌的數(shù)量多2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，由此可將其分為主要菌群和次要菌群。主要菌群數(shù)量在log（107～108）CFU/g以上，主要為原籍菌或常駐菌，包括優(yōu)桿菌、擬桿菌、雙歧桿菌等菌屬；次要菌群在log（107～108）CFU/g以下，主要為外籍菌或過路菌，包括鏈球菌、腸球菌、大腸桿菌和乳桿菌等[10]。來自不同膳食中的多酚類物質(zhì)對(duì)部分菌群的生長、增殖有著促進(jìn)或抑制作用[10]。膳食多酚對(duì)腸道菌群發(fā)揮著促進(jìn)有益菌生長、抑制有害菌生長的作用，從而對(duì)腸道菌群的結(jié)構(gòu)和數(shù)量產(chǎn)生影響，調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)的穩(wěn)定情況，使有益菌對(duì)人體健康發(fā)揮相應(yīng)的作用。目前，膳食多酚與腸道菌群間的相互作用已有許多學(xué)者進(jìn)行研究并得出一系列結(jié)果，就幾例膳食多酚對(duì)腸道菌群影響的典型研究進(jìn)行歸納概括如下（圖1）。

圖1 膳食多酚對(duì)腸道菌群的影響Fig.1 Effect of dietary polyphenols on intestinal microbiota

2.1 茶多酚

茶多酚是茶葉中多羥基酚類物質(zhì)的總稱，主要包括兒茶素類物質(zhì)、4-羥基黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等，其中以兒茶素和黃酮兩種物質(zhì)為主[34]。茶多酚能通過優(yōu)先抑制腸道中致病菌但不影響有益菌生長的方式，創(chuàng)造有利于有益菌生長的腸道環(huán)境，從而促進(jìn)有益菌生理活性的發(fā)揮，并調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)[35]。于子婷等[36]通過飼喂小鼠不同劑量的茶多酚，并分析小鼠腸道微生物的多樣性，發(fā)現(xiàn)茶多酚在達(dá)到一定濃度時(shí)可以增加腸道菌群微生物的多樣性，其中對(duì)乳桿菌的增殖效果最為明顯且具有劑量依賴性。吳根梁等[37]從陳年茯磚茶中提取出茶多酚，加入到含65歲老年人腸道菌群的混合培養(yǎng)基中進(jìn)行體外靜態(tài)厭氧培養(yǎng)，于0、4、8、12、24 h設(shè)置空白組和陳茶多酚組，培養(yǎng)相應(yīng)時(shí)間后采樣，檢測(cè)相應(yīng)的腸道菌群的情況。研究結(jié)果表明，陳年茯磚茶中的茶多酚類物質(zhì)與老年人腸道菌群在體外相互作用下，菌群豐度和多樣性均有所提高；此外在培養(yǎng)4 h和12 h的情況下，腸道中的埃希氏菌屬和γ-變形菌綱_B38含量下降，擬桿菌屬和雙歧桿菌屬等菌屬含量有所提高，表明陳年茯磚茶的茶多酚類物質(zhì)有益于改善老年人的腸道菌群結(jié)構(gòu)。GUO等[38]提取綠茶中的茶多酚物質(zhì)，并通過建立肥胖小鼠模型，探究茶多酚對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，在高脂膳食組中菌群多樣性降低并顯著低于高脂膳食-綠茶多酚組，同時(shí)擬桿菌門豐度相對(duì)增加，厚壁菌門豐度相對(duì)下降，這一結(jié)果表明綠茶中的茶多酚能提高腸道菌群的多樣性，調(diào)節(jié)菌群的構(gòu)成比例，從而改善并維持腸道菌群的生態(tài)平衡，有益于人體健康。綜上發(fā)現(xiàn)，茶多酚這一物質(zhì)可以提高腸道菌群的多樣性，改變部分菌群的豐度及比例，使得有益菌更好地發(fā)揮對(duì)人體健康的促進(jìn)作用。

2.2 葡萄多酚

葡萄多酚存在于葡萄皮和葡萄籽中，主要包括酚酸類、黃烷醇類、黃烷酮類、黃酮醇類、花色苷以及白藜蘆醇。葡萄多酚自身作為供氫體，可以形成穩(wěn)定的自由基，在氧化反應(yīng)中發(fā)揮作用，對(duì)機(jī)體起到抗氧化作用。葡萄多酚還具有潛在的益生元效應(yīng)，可以調(diào)控腸道菌群的構(gòu)成，并生成對(duì)宿主有益的短鏈脂肪酸[39]。研究發(fā)現(xiàn)，葡萄多酚普遍會(huì)對(duì)乳酸菌和雙歧桿菌這兩種腸道菌群產(chǎn)生影響，乳酸菌和雙歧桿菌是對(duì)人體有益的益生菌，能夠阻止致病菌的入侵和定植，也能促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的增殖，而梭菌、大腸桿菌等則對(duì)人體有害，即會(huì)對(duì)人體結(jié)腸黏膜產(chǎn)生有害作用。生成的短鏈脂肪酸對(duì)腸道生態(tài)環(huán)境的改善也發(fā)揮重要作用，其可調(diào)節(jié)腸道中致病菌的移位，給腸道細(xì)胞供給能量，抑制炎癥細(xì)胞釋放炎癥因子等，對(duì)保障人體健康有重要意義。ZHOU等[40]采集三名胃腸道健康志愿者的糞便，接種葡萄多酚后經(jīng)體外發(fā)酵，觀察腸道菌群的相關(guān)情況。研究發(fā)現(xiàn)，葡萄多酚會(huì)對(duì)部分腸道菌群產(chǎn)生影響并改變短鏈脂肪酸的結(jié)構(gòu)。此外，發(fā)酵后的葡萄多酚促使雙歧桿菌、乳桿菌等腸道菌群數(shù)量明顯增多，并抑制溶組織梭菌和普雷沃氏菌屬的生長，但對(duì)細(xì)菌總數(shù)沒有顯著影響。DOLARA等[41]探究經(jīng)葡萄多酚飼養(yǎng)的小鼠糞便中的菌群主要為雙歧桿菌、乳酸菌及擬桿菌等，而空白組為丙酸桿菌、梭菌及擬桿菌。兩組相比，梭菌和乳酸菌的含量差別很大，且雙歧桿菌在試驗(yàn)組中顯著增加，但細(xì)菌總數(shù)未呈現(xiàn)顯著變化。因此葡萄多酚可調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮腸道菌群對(duì)人體健康的有益作用。楊昌銘等[42]通過建立高脂膳食誘導(dǎo)小鼠血脂代謝紊亂模型，并隨機(jī)分為對(duì)照組、高脂組和原花青素B2干預(yù)組三組，探究原花青素B2對(duì)腸道菌群的影響。研究發(fā)現(xiàn)，與高脂組相比原花青素B2組占優(yōu)勢(shì)的菌屬為擬桿菌屬，其可顯著增加高脂膳食小鼠糞便中丁酸的含量，從而改善腸道環(huán)境，調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，緩解高脂膳食誘導(dǎo)的血脂代謝紊亂。LARROSA等[43]通過DSS（硫酸葡聚糖）誘發(fā)結(jié)腸炎嚙齒動(dòng)物模型，探究葡萄中白藜蘆醇對(duì)人體腸道菌群的影響。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組中主要的菌群為大腸桿菌和腸細(xì)菌，經(jīng)DSS給藥后糞便中乳酸桿菌和雙歧桿菌屬為主要菌屬，相較于對(duì)照組中大腸桿菌和腸細(xì)菌增加較少。QIAO等[44]探究白藜蘆醇對(duì)高脂飲食小鼠體內(nèi)腸道菌群的影響，結(jié)果表明，白藜蘆醇可調(diào)節(jié)高脂飲食引起的腸道菌群失調(diào)，增加擬桿菌門與厚壁菌門的比例，增加乳酸菌和雙歧桿菌的生長，調(diào)節(jié)腸道微生物的組成結(jié)構(gòu)，從而起到維護(hù)腸道菌群環(huán)境平衡的作用。因此葡萄中的白藜蘆醇也可調(diào)節(jié)人體腸道菌群結(jié)構(gòu)，對(duì)人體健康發(fā)揮有益作用。

2.3 果蔬多酚

果蔬中含有的多酚類功能成分，可以顯著調(diào)節(jié)機(jī)體血壓、血糖、血脂并起到抗癌、抗氧化、抑菌消炎等生理功能，在維持人體健康和疾病預(yù)防中發(fā)揮著重要作用。果蔬中多酚類物質(zhì)可選擇性地促進(jìn)雙歧桿菌等有益菌的生長、抑制類桿菌、腸球菌、葡萄球菌等有害菌的生長，通過此途徑調(diào)整腸道菌群的數(shù)量和比例，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)，使菌群結(jié)構(gòu)保持平衡，從而發(fā)揮對(duì)人體健康有益的作用[45]。張軍麗等[46]通過建立小鼠腹瀉模型，然后灌胃復(fù)合菌-荔枝多酚，探究其對(duì)腸道菌群的影響作用。研究表明，復(fù)合菌-荔枝多酚能增加腹瀉后小鼠腸道菌群的數(shù)量，增強(qiáng)腸道菌群的微生態(tài)穩(wěn)定性，但并未增加群落的多樣性。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是由于荔枝多酚可以抑菌、增強(qiáng)機(jī)體免疫力和預(yù)防疾病，因此需要抑制有害菌的增殖。唐詩等[47]探究了獼猴桃皮渣多酚提取物對(duì)腸道菌群的影響。研究發(fā)現(xiàn)，空白組腸道微生物主要是厚壁菌門，其次為變形菌門，擬桿菌門含量較少；而加入多酚提取物的樣品組腸道菌群構(gòu)成以厚壁菌門、擬桿菌門及放線菌門為主。兩組相比，發(fā)現(xiàn)多酚組中擬桿菌門與厚壁菌門的比例顯著升高。這一結(jié)果說明獼猴桃皮渣多酚提取物對(duì)腸道益生菌的增殖有一定促進(jìn)作用，其可以發(fā)酵腸道內(nèi)益生元，從而獲得有利于腸道微生態(tài)的代謝產(chǎn)物，同時(shí)在一定程度上可抑制有害菌的增殖。因此這種多酚提取物可改善腸道內(nèi)環(huán)境，為促進(jìn)腸道健康發(fā)揮積極作用。PUUPPONENPINIA等[48]發(fā)現(xiàn)，莓果酚對(duì)葡萄球菌有很好的抑制作用，部分莓果酚可抑制沙門氏菌，但對(duì)乳酸菌群不會(huì)產(chǎn)生影響，表明莓果酚可以抑制人體腸道中的致病菌。KABUKI等[49]對(duì)芒果種子提取物的研究發(fā)現(xiàn)，從芒果種子中提取出富含單寧和黃酮兩種多酚提取物能抑制革蘭氏陽性菌的生長增殖但對(duì)革蘭氏陰性菌無影響，對(duì)乳酸菌也沒有活性。因此可選擇性調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)人體健康。黃酮類化合物可以促進(jìn)腸道有益菌群的生長增殖。陳玉慧等[50]從青錢柳中分離純化得到青錢柳黃酮和三萜，采用體外厭氧糞樣混合培養(yǎng)的方式，評(píng)價(jià)青錢柳黃酮和三萜對(duì)人體腸道菌群的調(diào)節(jié)作用。研究表明，青錢柳黃酮和三萜類物質(zhì)可以有效促進(jìn)腸道中雙歧桿菌和乳酸菌等有益菌的生長增殖，對(duì)梭狀菌和擬桿菌產(chǎn)生抑制作用，改變腸道菌群的結(jié)構(gòu)但不會(huì)顯著影響腸道菌群的數(shù)量。由于益生元能夠通過刺激人體腸道中的有益菌的生長而對(duì)人體健康產(chǎn)生積極的影響，因此青錢柳中的黃酮和三萜可能發(fā)揮著益生元的作用，作為抗氧化劑抑制代謝過程中的氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而為腸道中有益菌的生長提供有利環(huán)境。因此青錢柳黃酮和三萜可調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，維持腸道微生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，進(jìn)而對(duì)人體健康發(fā)揮積極作用。

2.4 其他

蜂產(chǎn)品，如蜂膠等中含有豐富的多酚類物質(zhì)，以酚酸類和黃酮類為主，具有良好的生物學(xué)活性，如抗癌、抗病毒、抗氧化、抗炎癥等[51]。蜂膠多酚也如同其他膳食多酚一樣，會(huì)對(duì)人體腸道菌群的結(jié)構(gòu)、多樣性等方面有一定的調(diào)節(jié)作用。本團(tuán)隊(duì)[52]通過硫酸葡聚糖誘導(dǎo)大鼠潰瘍性腸炎，飼喂含蜂膠的膳食，研究蜂膠對(duì)大鼠潰瘍性結(jié)腸炎的影響，結(jié)果表明，添加蜂膠可以改善結(jié)腸炎的相關(guān)癥狀，同時(shí)顯著增加腸道菌群的多樣性。槲皮素和柚皮素是廣泛存在于多種膳食中的黃酮醇類物質(zhì)。石塔拉等[53]在體外用不同濃度槲皮素干預(yù)常見的幾種腸道單菌的生長增殖情況，結(jié)果表明，在體外200 μmol/L槲皮素可促進(jìn)腸道內(nèi)2種乳酸桿菌的生長，抑制中性菌和2種有害菌的增殖。因此膳食槲皮素可促進(jìn)腸道益生菌的生長，并作為益生元，調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)。柚皮素和槲皮素對(duì)所有被分析的腸道菌群的生長均有抑制作用，同時(shí)抑制效果與其添加劑量相關(guān)聯(lián)。然而其糖苷，即柚皮苷和蘆丁對(duì)腸道菌群的生長沒有抑制作用，但在一定條件下具有促進(jìn)作用。另外對(duì)橙皮素和蘆丁苷、橙皮苷也進(jìn)行了相同的研究，雖然在此情況下，苷元影響較弱，但也有劑量依賴性[54]。

可可作為目前許多備受歡迎的休閑食品的組分，其中所含的多酚類物質(zhì)具有增強(qiáng)免疫力、抗炎癥、降低血小板活性、降低膽固醇水平等生理功能，可有效預(yù)防心腦血管疾病?？煽啥喾右矠槿梭w多項(xiàng)生理功能的發(fā)揮起到關(guān)鍵性的作用。TZOUNIS等[54]通過臨床隨機(jī)實(shí)驗(yàn)，令兩組志愿者分別攝食高含量可可和低含量可可的黃烷醇飲料，進(jìn)行4周代謝，收集其攝食前后的糞便樣品，并結(jié)合熒光原位雜交發(fā)檢測(cè)細(xì)菌情況。研究發(fā)現(xiàn)，可可可以促使雙歧桿菌和乳酸桿菌等腸道微生物含量增加，同時(shí)促使梭狀芽孢桿菌等厚壁菌門類的腸道微生物豐度下降。因此食用可可黃烷醇可顯著影響人體腸道菌群的生長。在黑巧克力中已檢出黃烷酮單體，可通過日常攝食達(dá)到促進(jìn)腸道健康的作用。TZOUNIS等[54]進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，對(duì)黃烷醇單體即兒茶素和表兒茶素進(jìn)行分批厭氧培養(yǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，黃烷醇單體可以促進(jìn)大腸中菌群的增殖。其中，兒茶素可促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸桿菌以及真細(xì)菌中球菌的生長，同時(shí)對(duì)大腸桿菌也有一定程度的影響，并抑制溶組織梭菌的生長。在低濃度條件下，表兒茶素也可促進(jìn)真細(xì)菌中球菌的生長，但對(duì)其他菌屬?zèng)]有顯著影響。兩種黃酮醇單體對(duì)細(xì)菌總數(shù)均沒有明顯影響。在黃烷酮單體對(duì)腸道菌群的誘導(dǎo)下，腸道中糖化代謝增強(qiáng)，進(jìn)而代謝得到短鏈脂肪酸、丙酸和丁酸等對(duì)人體腸道健康有益的代謝物。

以上研究表明，多酚類物質(zhì)可以改變腸道菌群的組成，即促進(jìn)有益菌生長，亦可抑制有害菌生長。大部分來源的膳食多酚幾乎不會(huì)抑制乳酸菌群的生長，還可能會(huì)刺激某些乳酸菌菌株的生長。另外還有研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群可以將多酚轉(zhuǎn)化為能夠影響腸道及機(jī)體健康的生物活性物質(zhì)。膳食中的多酚類物質(zhì)可以調(diào)節(jié)細(xì)菌代謝物的酶活性，減少人群患癌風(fēng)險(xiǎn)。這些研究均表明多酚類物質(zhì)能影響腸道菌群組成并發(fā)揮調(diào)控作用，對(duì)調(diào)節(jié)人體健康發(fā)揮積極作用（表1）。

表1 膳食多酚對(duì)腸道菌群的調(diào)控Table 1 Regulation of dietary polyphenols on intestinal microbiota

3 膳食多酚與腸道菌群的相互作用

膳食多酚可作為腸道菌群的發(fā)酵底物，因其不能被小腸吸收，可直接到達(dá)結(jié)腸被腸道菌群利用，此外其代謝物也可通過與腸上皮細(xì)胞的相互作用，進(jìn)一步影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)和數(shù)量。因此膳食多酚可通過調(diào)節(jié)腸道菌群的構(gòu)成來維持腸道健康。膳食多酚一方面可促進(jìn)腸道中有益菌的增殖，抑制有害菌的增殖，并調(diào)節(jié)腸道菌群的構(gòu)成及生理功能。另一方面腸道菌群中的有益菌能發(fā)揮益生元的作用，促進(jìn)多酚在腸道中的代謝，加速腸道對(duì)多酚及其他營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。因此腸道菌群對(duì)多酚在腸道中的生物轉(zhuǎn)化起到一定的作用，而多酚也是腸道菌群發(fā)酵利用的良好底物。腸道菌群與膳食多酚之間相互作用，共同發(fā)揮對(duì)人體健康的有益影響。

膳食多酚按存在形態(tài)被分為游離態(tài)多酚和結(jié)合態(tài)多酚，游離態(tài)多酚在小腸中吸收，結(jié)合態(tài)多酚往往需要到達(dá)結(jié)腸部位，在此處所分泌的相關(guān)代謝酶的作用下降解為游離態(tài)，進(jìn)而被人體吸收利用。腸道微生物對(duì)膳食多酚的作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是腸道微生物直接作用于結(jié)合態(tài)多酚，將其降解為游離態(tài)多酚；二是在腸道分泌的相關(guān)酶作用下將多酚分解代謝并加以吸收利用[55]（圖2）。

圖2 腸道微生物對(duì)膳食多酚的作用Fig.2 Effects of intestinal microorganisms on dietary polyphenols

膳食多酚對(duì)腸道微生物的影響也表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是膳食多酚影響腸道菌群的構(gòu)成；二是膳食多酚影響腸道中酶的活性。具體而言，膳食多酚可選擇性地促進(jìn)有益菌生長，抑制有害菌生長，改變腸道菌群的構(gòu)成，從而更好地發(fā)揮維持人體健康的作用。膳食多酚對(duì)酶系統(tǒng)產(chǎn)生的影響可通過多種途徑實(shí)現(xiàn)，具體途徑為：多酚通過改變腸道微生物的種類與數(shù)量來影響腸道中酶的種類與數(shù)量；多酚與機(jī)體中的金屬離子螯合，使部分酶因缺乏輔基而喪失功能活性；多酚還可直接抑制酶的活性（圖3）。

LEE等[56]探究茶多酚及其代謝物與腸道菌群間的相互作用。茶多酚在糞便中所含的諸多菌群的作用下代謝加速，包括表兒茶素、兒茶素、三甲氧基沒食子酸、沒食子酸和咖啡酸等，在腸道菌作用下產(chǎn)生了菌群可利用的芳香族代謝物。茶多酚及其衍生物可顯著抑制產(chǎn)氣梭菌、艱難梭菌和擬桿菌的生長，而其他梭菌菌屬、雙歧桿菌以及乳酸菌則沒有顯著變化。因此腸道菌群促進(jìn)多酚代謝，使其代謝物在腸道中得到積累，從而發(fā)揮相應(yīng)的生理作用；而多酚及其代謝也可對(duì)腸道菌群的生長情況產(chǎn)生相應(yīng)的促進(jìn)或抑制作用。此外，梭菌和擬桿菌會(huì)增加結(jié)腸癌的患病風(fēng)險(xiǎn)，茶多酚對(duì)梭菌和擬桿菌生長的抑制作用會(huì)降低結(jié)腸癌的患病風(fēng)險(xiǎn)[57-58]。益生菌中的乳酸菌和雙歧桿菌可以維持腸道菌群平衡和腸道微生態(tài)環(huán)境。乳酸菌和雙歧桿菌可降低大腸中胺源致癌物的增加。芳香族代謝物的存在不會(huì)對(duì)益生元生長產(chǎn)生影響，因此在多酚代謝物存在的情況下腸道中有益菌仍可定植，并調(diào)控腸道菌群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)，促進(jìn)有益菌生長，抑制有害菌生長，進(jìn)而維持腸道菌群平衡[59]。這項(xiàng)研究表明，腸道菌群與多酚及其代謝物之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系。經(jīng)日常飲食攝入的多酚類物質(zhì)會(huì)對(duì)人體腸道菌群造成波動(dòng)。酚類物質(zhì)可調(diào)控菌群生長，既可刺激腸道中有益菌生長，也可抑制病原菌的生長，促進(jìn)腸道對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。

FOGLIANO等[60]在體外研究中發(fā)現(xiàn)，不溶于水的可可餾分的細(xì)菌發(fā)酵與雙歧桿菌和乳酸菌的增殖以及丁酸鹽的生成有關(guān)，這些微生物的變化與血漿三?；视秃虲反應(yīng)蛋白的降低有關(guān)，表明膳食中添加富含黃酮醇的食物成分會(huì)對(duì)機(jī)體健康產(chǎn)生有益影響。有研究表明，單體黃烷-3醇和富含黃烷-3醇來源的物質(zhì)，如巧克力、綠茶和黑加侖或葡萄籽提取物，可在體內(nèi)調(diào)節(jié)腸道菌群，產(chǎn)生諸如乳酸菌一類的有益菌，并抑制如梭狀芽孢桿菌一類的有害菌,生成的有益菌可調(diào)節(jié)人體腸道，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收，被抑制的有害菌可降低疾病的發(fā)生[61]。

VENDRAME等[62]通過對(duì)飲用野生藍(lán)莓飲料六周前后的志愿者糞便進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)，飲用藍(lán)莓飲料后糞便中雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌數(shù)量增加。雙歧桿菌和乳酸菌的細(xì)菌活性對(duì)人體健康有著積極作用，可以抑制微生物群中致癌酶活性，降低癌變機(jī)率；抑制病原菌生長。這項(xiàng)研究表明，飲用野生藍(lán)莓飲料可以調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)有益菌增殖，使野生藍(lán)莓飲料中的有益成分加速吸收。FEMIA等[61]設(shè)置空白對(duì)照組和多酚組飼喂大鼠15周后，發(fā)現(xiàn)對(duì)照組大鼠糞便中主要的微生物為擬桿菌、梭狀芽孢桿菌和丙酸桿菌，而多酚處理組發(fā)現(xiàn)的是擬桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌。由于乳酸菌和雙歧桿菌被認(rèn)為對(duì)腸道功能有益，而梭菌對(duì)結(jié)腸粘膜會(huì)產(chǎn)生有害作用，因此，這些腸道菌群結(jié)構(gòu)的改變提供了對(duì)致癌物、炎癥或氧化應(yīng)激加強(qiáng)的保護(hù)。

總而言之，膳食中的多酚類物質(zhì)及其代謝物與腸道菌群間存在著復(fù)雜的相互作用，共同促進(jìn)人體健康。

4 結(jié)語與展望

多酚類物質(zhì)被認(rèn)為是膳食中的重要健康因子，可發(fā)揮益生元功效。因其具有抗氧化、抗炎和其他有益作用，對(duì)心臟代謝、神經(jīng)系統(tǒng)及腫瘤防御等疾病方面有著非常積極的影響，也對(duì)不健康膳食習(xí)慣所造成的腸道菌群紊亂和維持腸道菌群穩(wěn)定過程發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用，而膳食多酚對(duì)腸道菌群在宿主的多種生理和代謝機(jī)制中起著重要作用。但多酚因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致其生物利用率較低，為解決這一問題，研究者需研發(fā)更多方法，提高其在胃腸道間的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，并促進(jìn)其向腸道目標(biāo)部位輸送更高濃度的多酚類化合物，以提高其利用率。盡管多酚類物質(zhì)生理功能方面的機(jī)制仍需進(jìn)一步研究，但目前研究已取得許多積極的進(jìn)展，這也為多酚類物質(zhì)在調(diào)節(jié)腸道菌群及預(yù)防因腸道菌群紊亂誘發(fā)的相關(guān)疾病方面的應(yīng)用提供了思路。