葉良金

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茶葉對腸道微生物影響的研究進(jìn)展

葉良金

（安徽省黃山市黃山區(qū)新明鄉(xiāng)農(nóng)技站，安徽黃山 245704）

茶葉的抗氧化、降脂減肥、降血糖、增強(qiáng)免疫、抗癌等活性一直是食品領(lǐng)域的研究熱點，隨著腸道微生物研究技術(shù)的成熟和深入，茶葉對腸道微生物的影響也引起研究者的廣泛關(guān)注。本文歸納總結(jié)茶葉對腸道微生物影響的研究進(jìn)展，并對茶葉與腸道微生物影響的研究方向和不足進(jìn)行展望。

茶葉；多酚；多糖；腸道微生物

人體腸道中棲居著大量的微生物，數(shù)量可達(dá)到1014個，它們在腸道中形成了一個極其復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。越來越多的研究表明腸道微生物與人體的健康密切相關(guān)[1,2]。腸道菌群參與從膳食中能量攝取、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、產(chǎn)生重要的代謝產(chǎn)物、調(diào)節(jié)脂肪合成和代謝、促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟等[1,3]。同時腸道菌群紊亂失調(diào)也會導(dǎo)致各種疾病，如糖尿病、代謝綜合征、高血壓、心腦血管疾病及自身免疫性疾病等[4-6]。因此保持腸道微生態(tài)的平衡對人體健康具有重要意義。茶葉由茶樹的葉片（Camellia sinensis L.）加工而成的，起源中國并在中國具有重要的保健和藥用價值[7]。現(xiàn)代研究表明茶葉具有抗氧化、降脂減肥、降血糖、增強(qiáng)免疫、抗癌等活性的觀念被世界上越來越多的人所接受，并且已經(jīng)成為僅次于水的第二大飲料[8]。隨著腸道微生物研究技術(shù)的成熟和深入，茶葉對腸道微生物的影響也引起研究者的廣泛關(guān)注。本文歸納總結(jié)了茶葉對腸道微生物的研究進(jìn)展，并對茶葉與腸道微生物的研究方向和不足進(jìn)行展望。

1 腸道微生物的組成及代謝

人體的胃腸各段都棲居著數(shù)量眾多的微生物在腸道中成為了人體一個非常重要的“被忽略的人體器官”[1,2]。人體腸道中含有至少1000～1150種細(xì)菌微生物，主要由擬桿菌門（Bacteroidetes）和厚壁菌門（Firmicutes）組成，并且可占到總腸道微生物的90%以上。除此之外腸道微生物還含有疣微球菌門（Verrucomicrobia）、梭桿菌門（Fusobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）及變形菌門（Proteobacteria）[5]。腸道微生物的質(zhì)量接近人體肝臟的質(zhì)量達(dá)到1.2kg，這些微生物編碼基因大約為人體自身基因數(shù)量的150倍[5,9]。其中這些基因包括了多酚類物質(zhì)的代謝修飾、復(fù)雜糖苷鍵的水解利用等人體不具備的代謝功能相關(guān)酶的基因，在參與代謝人體胃腸不可消化的物質(zhì)同時會產(chǎn)生一些對人體有益的代謝產(chǎn)物，如乙酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸，這些代謝產(chǎn)物除了為腸壁細(xì)胞提供能量外還參與促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育與成熟、增加腸道蠕動、降低腸道炎癥、抑制腫瘤細(xì)胞增殖及調(diào)節(jié)脂肪的合成及存儲等[10]。同時也有很多報道指出腸道菌群紊亂失調(diào)與肥胖、糖尿病、高血壓、關(guān)節(jié)炎、甚至腫瘤有著密切的關(guān)系[4-6]。

膳食是影響人體腸道健康最重要的元素之一，主要包含經(jīng)過人體胃腸消化系統(tǒng)消化后，不能被消化酶消化和小腸吸收的成分，這些不被消化吸收的膳食進(jìn)入大腸后被腸道微生物菌群代謝利用[11]。不同的膳食種類會被不同的腸道微生物利用，產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物進(jìn)而可重復(fù)地影響宿主腸道微生物的結(jié)構(gòu)及其基因和功能，從而調(diào)節(jié)人體的代謝和健康水平[9,11,12]。腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)和功能及其所產(chǎn)生的活性代謝產(chǎn)物已經(jīng)成為維持人體健康及改善治療相關(guān)疾病的新靶點。利用不同結(jié)構(gòu)的膳食干預(yù)靶向調(diào)節(jié)宿主腸道微生物對維持人體健康意義重大并成為科學(xué)家的研究熱點。隨著第二代高通量測序技術(shù)的完善和普及，并且宏基因組、代謝組、蛋白組、轉(zhuǎn)錄組學(xué)的發(fā)展并逐漸運用到宿主健康與腸道微生物的關(guān)系的研究中，為進(jìn)一步深入闡明腸道微生物的結(jié)構(gòu)、功能和代謝機(jī)制提供了技術(shù)可能[13-16]。

2 茶葉水提物對腸道微生物的影響

茶葉的減肥、降血糖、增強(qiáng)免疫、抑制癌細(xì)胞增殖等活性等一直是食品等領(lǐng)域的研究熱點[17]。然而關(guān)于茶葉眾多活性的分子機(jī)制一直是一個研究難點，隨著腸道微生物的研究深入，科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)茶葉中的不能被人體消化吸收的多酚和多糖對腸道微生物的調(diào)節(jié)可能是茶葉發(fā)揮其活性主要作用的靶點之一。屠幼英等人利用綠茶、綠茶的酵母發(fā)酵液和云南緊壓茶激活雙歧桿菌和乳酸桿菌的實驗中發(fā)現(xiàn)綠茶的酵母發(fā)酵液處理后菌液中雙歧桿菌比對照含量高62.5%，綠茶的酵母發(fā)酵液和云南緊壓茶處理后菌液中乳酸桿菌比空白中高40%。結(jié)果表明茶葉對雙歧桿菌和乳酸桿菌兩種常見益生菌具有一定的激活作用[18]。近些年越來越多的研究者利用不同動物模型研究茶葉對宿主腸道微生物影響[19]。曾婷玉等利用不同劑量的茯磚茶水提物（15.75、31.5、 63 mg/day/mouse）對小鼠腸道中乳桿菌、雙歧桿菌、腸球菌和大腸桿菌數(shù)量的影響，結(jié)果表明中劑量和高劑量的茯磚茶水提物可以顯著抑制腸道中有害菌群的增長而促進(jìn)有益微生物的增殖，其中對乳桿菌的增殖效果最為明顯并且呈劑量依賴性[20]。Foster等人利用高脂誘導(dǎo)大鼠的肥胖模型研究茯磚茶茶湯對高脂誘導(dǎo)大鼠肝的保護(hù)作用及對腸道微生物影響，結(jié)果表明茯磚茶可以顯著緩解大鼠肝代謝紊亂及減輕脂肪組織的炎癥，同時可以改變大鼠的腸道功能及并增加Lactobacillus spp.的含量[21]。Seidavi等人利用肉雞為動物模型，研究魚油和綠茶對胃、回腸和盲腸腸道微生物的影響，結(jié)果表明魚油添加2.0%和并且綠茶添加1.5%可以顯著保護(hù)肉雞胃、回腸和盲腸腸道微生物的平衡[22]。Singh等人利用高脂誘導(dǎo)小鼠肥胖模型研究綠茶和麥芽低聚糖對肥胖小鼠代謝和腸道微生物的影響，結(jié)果表明顯示綠茶和麥芽低聚糖可以改善高脂導(dǎo)致的代謝綜合征并且可以顯著提高有益菌（Lactobacillus, Bifido-bacteria, Akkermansia和 Roseburia spp.）的相對豐度，調(diào)節(jié)Firmicutes/Bacteriodetes的比例，增加Prevotella/Bacteroides 比例，表明綠茶和麥芽低聚糖可能是通過調(diào)節(jié)腸道微生物從而改善高脂導(dǎo)致代謝綜合征[23]。Seo等人研究發(fā)酵的綠茶提取物對高脂誘導(dǎo)的肥胖小鼠影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的綠茶提取物可以減輕小鼠的重量和脂肪的積累，并且恢復(fù)高脂誘導(dǎo)的腸道菌群紊亂，調(diào)節(jié)Firmicutes/Bacter-oidetes和Bacteroides/Prevotella比例[24]。Liu等人利用高脂誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型比較綠茶、烏龍茶和紅茶對高脂誘導(dǎo)紊亂小鼠腸道菌群影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三種茶湯均可以提高小鼠菌群的多樣性和改變小鼠菌群結(jié)構(gòu)，LEfSe分析顯示高脂或者茶湯干預(yù)會導(dǎo)致30種關(guān)鍵微生物種屬包括Allobaculum、Bacteroides、Akkermansia、Lachnospiraceae、Rikenella、Alistipes等發(fā)生顯著變化，Spearman線性分析發(fā)現(xiàn)這些微生物變化和小鼠的肥胖相關(guān)指標(biāo)有顯著相關(guān)性[25]。除了體外和動物實驗，不同臨床干預(yù)實驗用來研究茶葉對人體腸道菌群的影響。在體內(nèi)干預(yù)實驗中，不經(jīng)常喝茶的志愿者在喝10天的綠茶后再停止喝茶7天研究綠茶對人體腸道微生物的影響，結(jié)果表明綠茶可以顯著增加人體腸道中Bifidobacterium的含量[26]。但Janssens等人對用綠茶對志愿者臨床干預(yù)12周發(fā)現(xiàn)綠茶并不能顯著改變?nèi)说哪c道微生物的組成[27]。

3 茶多酚對腸道微生物的影響

近年來，植物多酚相關(guān)的產(chǎn)品保健食品、疾病預(yù)防及輔助治療領(lǐng)域已經(jīng)受到廣泛關(guān)注[28]。很多植物多酚進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后并不能被酶消化和小腸吸收從而進(jìn)入大腸與結(jié)腸中微生物組相互作用，一方面微生物可以轉(zhuǎn)化多酚類物質(zhì)使多酚發(fā)生開環(huán)、脫甲基、脫羥基、水解、解聚還原等生化反應(yīng)從而生成新的代謝產(chǎn)物，另一方面多酚也有類似低聚糖的益生效果，可以影響腸道微生物的結(jié)構(gòu)、組成和功能，特別可以增加雙歧桿菌、Akkermansia等益生菌[29,30]。茶多酚是茶葉中多羥基酚類化合物的總稱（主要包括兒茶素類化合物、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類）并且為茶葉中最重要的活性物質(zhì)，其中綠茶中茶多酚的含量約占茶干重的15%-20%[31]。茶多酚特別是兒茶素類物質(zhì)的生物利用率低，進(jìn)入消化系統(tǒng)能夠被人體吸收的兒茶素量非常有限，因此人體攝入的大多數(shù)的兒茶素是直接進(jìn)入結(jié)腸，然后與腸道微生物發(fā)生相互作用進(jìn)而發(fā)揮其生理活性[32-34]。體外實驗表明烏龍茶中EGCG、GCG和EGCG3"Me多酚類物質(zhì)就可以顯著抑制Eubacterium-Clostridium、Clostridium histo-lyticcum和Bacteroides-Prevotella的豐度而有效促進(jìn)雙歧桿菌（Bifidobacterium spp.）和乳酸菌-腸球菌屬（Lactobacillus-Enterococcus spp.）的增殖[35]。

體內(nèi)實驗顯示灌胃烏龍茶EGCG3"Me8周可以明顯降低Firmicutes/Bacteroidetes比值，緩解高脂導(dǎo)致的腸道紊亂[36]。而紅茶多酚可以明顯促進(jìn)小鼠腸道中Klebsiella、Enterococci和Akkermansia的增加而降低bifidobacteria的豐度[37]。HARA等人用豬為模型研究茶多酚對豬腸道微生物影響，結(jié)果表明0.2%的茶多酚干預(yù)兩周可以明顯增加lactobacilli的水平而降低總菌和bacteroidaceae的水平[38]。Unno等人用0.3%或者0.6%的EGCG喂食灌胃干預(yù)大鼠4周，然后利用16S測序研究EGCG對大鼠腸道微生物的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)EGCG可以降低Clostridium spp.并增加Bacteroides的相對豐度[39]。同時研究表明茶多酚在大腸中的微生物代謝產(chǎn)物同樣有具有很好的益生活性[33]。Gross等人利用NMR和GC-MS探究紅茶多酚在腸道中的代謝和轉(zhuǎn)化情況，結(jié)果表明紅茶多酚會被腸道微生物降解成不同的代謝產(chǎn)物，并且不同的個體腸道微生物對紅茶多酚的代謝有很大的差異[40]。另外Lee等人報道茶多酚在腸道中的代謝產(chǎn)物對Bifidobacterium spp和Lactobacillus sp等益生菌的抑制作用較弱，但是對Bacteroides spp、Clostridium difficile和Clostridium perfringens等腸道致病菌有顯著的抑制作用，因此結(jié)果表明茶多酚在腸道的代謝產(chǎn)物對腸道微生物同樣有益生活性[41]。

4 茶多糖對腸道微生物的影響

由于人體缺乏能夠水解和利用復(fù)雜碳水化合物的酶，因此膳食植物多糖絕大多數(shù)可以進(jìn)入結(jié)腸從而被腸道微生物水解利用，并產(chǎn)生短鏈脂肪酸等有益的代謝產(chǎn)物從而對人體產(chǎn)生益生活性，因此多糖對人體的作用靶點可能是腸道微生物從而發(fā)揮其降脂、減肥、免疫調(diào)節(jié)等活性[10,42]。茶多糖是茶葉中另外一種重要的活性物質(zhì)，越來越多的研究表明茶多糖具有免疫、抗氧化、降脂減肥、降血糖、抗癌等活性[7,8]。因此，推測茶多糖的活性可能是通過影響腸道微生物的結(jié)構(gòu)或者是其在腸道中代謝產(chǎn)物進(jìn)而促進(jìn)宿主的健康。徐貴珠在中華絨螯蟹的喂養(yǎng)過程中添加不同濃度的茶多糖和殼聚糖，結(jié)果表明茶多糖和殼聚糖可以明顯增加腸道和腸道蛋白的質(zhì)量，并且可以顯著降低氣單胞菌和大腸桿菌的數(shù)量而增加雙歧桿菌和乳酸桿菌的豐度[43]。茶多糖對腸道微生物的影響還停留在對特定微生物的影響上，利用16S測序或者宏基因組技術(shù)系統(tǒng)研究茶多糖對腸道微生物結(jié)構(gòu)和功能影響還未見報道。

5 茶葉其他成分對腸道微生物影響

除了多酚和多糖茶葉中還含有大量的茶氨酸、咖啡堿、茶皂素、茶色素、維生素等活性物質(zhì)[7]。葛艷以夏秋茶為原料提取茶氨酸并利用體外厭氧發(fā)酵的方法研究茶氨酸對腸道微生物的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)茶氨酸可以提高真細(xì)菌梭菌屬和乳酸菌的增殖而對乳酸菌影響不大，并可以顯著提高乳酸的生成[44]。袁鐘宇等人研究茶籽水提物、多糖和皂素對良鳳花肉雞腸道微生物的影響，結(jié)果顯示茶皂素可以提高乳酸桿菌的增殖而降低盲腸中大腸桿菌的含量[45]。Chen等人利用小鼠為模型研究四種草本茶葉的茶皂素對腸道微生物的影響，結(jié)果表明四種茶皂素均可以增加Bifidobacterium、Lactobacillus和Bacteroides有益菌的豐度，因此茶皂素的活性可能一部分是通過調(diào)節(jié)腸道微生物進(jìn)而促進(jìn)宿主健康[46]。

6 展望

隨著腸道微生物研究技術(shù)的成熟和深入，茶葉對腸道微生物的影響也引起研究者的廣泛關(guān)注。雖然茶葉與腸道微生物的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但仍然存在以下問題：（1）茶葉對腸道微生物的研究依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他研究，特別是無菌小鼠糞便移植、宏基因組學(xué)、代謝組學(xué)等先進(jìn)的研究手段都很少有相關(guān)報道；（2）茶葉對腸道微生物的影響主要集中在茶葉水提物和茶多酚的研究上，茶多糖可能為良好的益生元對腸道微生物的影響研究較少；（3）茶葉的活性是否與調(diào)節(jié)腸道微生物有關(guān)需要進(jìn)一步研究證明。

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（責(zé)任編輯：蔣文倩）

2017-08-12

S571.1

A

1006-5768（2017）03-120-005