張露瀠，趙 健，蘭 歡，曾 榛，宋家樂

桂林醫(yī)學院 1.基礎(chǔ)醫(yī)學院；2.藥學院；3.公共衛(wèi)生學院，廣西 桂林 541100

腸黏膜屏障在腸道中起著生理屏障的作用，在機體的防御功能中占有重要地位[1]。越來越多的證據(jù)表明[2-4]，腸黏膜屏障通透性改變與眾多疾病有關(guān)，如炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)[包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease,CD)]、腸易激綜合征(irritable bowel syndrome, IBS)、結(jié)腸癌(colon cancer, CRC)等。腸黏膜屏障完整性的重建和腸道通透性的維持對恢復機體正常生理活動起關(guān)鍵作用，且尋找安全有效的天然產(chǎn)物[3]對腸黏膜屏障功能和腸道通透性進行改善也具有重要的現(xiàn)實意義。近年來，隨著人們對綠色健康飲食的熱衷，植物多酚類化合物逐漸受到大家的廣泛關(guān)注。相關(guān)研究顯示，水果、蔬菜、谷物中富含的多酚類化合物,可有效降低包括胃腸道在內(nèi)的多種疾病的發(fā)生率[5]。植物多酚類化合物主要包括酚酸類化合物、黃酮類化合物、單寧等，它們除了具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌等功能，還可提高機體免疫力、改善自身情緒、促進人體腸道健康，現(xiàn)已被醫(yī)藥、食品和營養(yǎng)保健等多個領(lǐng)域關(guān)注[6-7]。本文將從以下方面對腸道通透性及植物多酚類化合物與腸道通透性的相關(guān)研究作一概述。

1 腸黏膜屏障功能與腸道通透性

腸道通透性與腸黏膜屏障功能有關(guān)，正常的腸道通透性取決于腸黏膜屏障的完整性。腸黏膜屏障包括機械屏障、生物屏障、免疫屏障和化學屏障，它們之間相互影響，共同維護腸黏膜屏障正常生理功能，對改善腸道通透性起重要作用。

1.1 機械屏障機械屏障由完整的腸黏膜上皮細胞構(gòu)成，是腸黏膜屏障最基礎(chǔ)也是相對重要的部分。腸黏膜上皮細胞間的連接有緊密連接、黏附連接、縫隙連接和橋粒，其中緊密連接是該機械屏障連接復合體頂端最主要的連接方式[8]。單層腸上皮細胞之間的緊密連接呈連續(xù)環(huán)狀的條帶結(jié)構(gòu)，其間的跨膜蛋白、信號分子等相互作用共同維持著細胞極性、腸上皮完整性及通透性，防止病原微生物、抗原和毒素等的入侵[9]。正常情況下腸道機械屏障對機體能產(chǎn)生較好的保護作用，但在疾病狀態(tài)下，上皮細胞通透性增加，對機體產(chǎn)生不良影響[10]。

1.2 生物屏障生物屏障是可以抵抗外來菌株的腸內(nèi)常駐菌群，主要由大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、葡萄球菌屬、腸球菌屬和雙歧桿菌屬等組成[11]。通常情況下，益生菌黏附在腸黏膜上皮細胞表層，競爭營養(yǎng)物質(zhì)和空間,產(chǎn)生有機酸及細菌素等來抑制侵襲性菌群生長，加強腸黏膜屏障功能，阻止病原體入侵[12-13]。

1.3 免疫屏障免疫屏障由腸黏膜相關(guān)淋巴組織、腸道內(nèi)漿細胞分泌的抗體、炎癥細胞因子和防御素等組成。它們可識別自身抗原和外源性抗原物質(zhì)，誘發(fā)腸道免疫反應，是腸道免疫穩(wěn)態(tài)的重要保障。其中炎癥細胞因子通過影響緊密連接復合體來調(diào)節(jié)腸道上皮細胞表面的受體及功能，從而導致細胞緊密連接松弛，上皮通透性增加[14-15]。

1.4 化學屏障化學屏障由腸黏膜上皮分泌的黏液，消化道分泌的胃酸、膽汁酸、溶菌酶、各種消化酶等組成。杯狀細胞及上皮細胞分泌的黏蛋白和腸腺潘氏細胞分泌的防御素、溶菌酶等共同組成了腸上皮黏液層，在腸腔中發(fā)揮殺菌和抑菌作用[16]。同時，腸道內(nèi)大量消化液、抑菌物質(zhì)等又可起到稀釋毒素、降解細菌代謝產(chǎn)物、保護腸壁的作用。

2 植物多酚類化合物對腸道通透性的影響

植物多酚類化合物是一類具有一個或多個酚羥基的植物化合物的總稱[17]。在日常飲食中，植物多酚類化合物主要存在于許多果蔬、谷物、飲品中，如蘋果、生菜、玉米、大豆、酒、咖啡等[18-19]。目前研究發(fā)現(xiàn)，植物多酚類化合物可通過調(diào)節(jié)機械屏障中腸道上皮細胞緊密連接、免疫及化學屏障中腸道細胞信號傳導和生物屏障中腸道微生物等方面影響腸道通透性。

2.1 植物多酚類化合物與腸道上皮細胞緊密連接腸道上皮細胞緊密連接是腸黏膜屏障中上皮細胞之間主要的連接方式，由多種蛋白共同組成，其中主要包括閉鎖蛋白(Claudin)、咬合蛋白(Occludin)和帶狀閉合蛋白(zonula occludens，ZO)家族等[8]，它們起到連接細胞骨架和傳遞信號分子的作用。通常認為Occludin可直接作用于與細胞骨架相結(jié)合的ZO-1蛋白，從而通過細胞骨架調(diào)控緊密連接來維持腸上皮細胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[20]。Claudin影響腸壁電荷的選擇和緊密連接的電阻，其表達的增高或降低會使細胞間的間隙發(fā)生改變[21]，從而影響細胞緊密連接及腸道通透性[22]。有研究表明，可可粉純化提取的多酚類化合物可改善由脫氧膽酸誘導的體外Caco-2單層細胞損傷模型中緊密連接蛋白ZO-1的蛋白分布情況和單層細胞旁轉(zhuǎn)運能力,影響腸道通透性[23]。AZZINI等[24]研究發(fā)現(xiàn)，草本植物菊苣中的多酚類化合物可抵抗Caco-2單層細胞模型體外誘導的氧化應激和細胞損傷，提高細胞模型跨膜電阻(transepithelial electrical resistance, TEER)值，加強細胞緊密連接，維持有效的腸屏障形態(tài)特征。NAKAHARA等[25]還發(fā)現(xiàn),從植物黃芩葉中分離得到的多酚類化合物可提高Caco-2單層細胞模型的TEER值、增強Claudin-1、ZO-2 mRNA表達水平及Occludin、ZO-2的蛋白表達水平，最終可改善腸道通透性。之后，有多項研究[26-28]也證實，植物多酚類化合物可通過調(diào)節(jié)相關(guān)緊密連接蛋白的表達來改善腸道細胞的緊密連接，從而影響腸道通透性，對腸黏膜屏障起到一定保護作用。

2.2 植物多酚類化合物與腸道上皮細胞信號傳導細胞信號傳導是通過信號分子與靶細胞受體之間的作用，將信號傳入細胞并進行系列傳遞的過程。細胞信號傳導可引起細胞因子表達量的改變和相關(guān)信號通路的活化，使細胞內(nèi)部產(chǎn)生特異的生物學效應。在腸道炎性反應中，促炎細胞因子可通過激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)、核因子-κB(nuclear factor-κB, NF-κB)、JAK2/STAT3等通路的信號傳導，產(chǎn)生系列炎性細胞因子，致使炎性瀑布爆發(fā)，釋放環(huán)氧合酶-2(Cyclooxygenase-2, COX-2)、誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)等來損傷腸黏膜屏障功能，增加腸道通透性[29-31]。近年來越來越多的研究顯示，植物多酚類化合物具有較好的抗炎作用，通過抑制信號通路中細胞因子的表達，降低炎癥因子的產(chǎn)生，改善腸道炎性反應，恢復受損腸黏膜屏障功能。KARKI等[32]研究了金蕎麥多酚提取物對脂多糖誘導的細胞炎癥模型的影響，結(jié)果表明該多酚提取物可通過抑制NF-κB信號通路中NF-κB p65的易位，降低炎癥因子及COX-2、iNOS的產(chǎn)生和表達，從而起到改善炎癥的作用。也有研究表明,植物橄欖油多酚可通過抑制MAPK和NF-κB信號通路中IκB磷酸化，阻止核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的活化，減少白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)等促炎細胞因子的產(chǎn)生，降低重要炎癥蛋白COX-2和iNOS的表達，起到保護腸道的作用[33]。此外，CHEN等[34]在三硝基苯磺酸誘導的UC模型小鼠中發(fā)現(xiàn)，紫山藥多酚提取物可通過調(diào)節(jié)iNOS、髓過氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)活性，降低血清促炎細胞因子干擾素-γ和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)生成水平，增強緊密連接蛋白Occludin、Claudin-1和ZO-1的表達，從而保護腸黏膜屏障功能，改善腸道通透性，對UC模型小鼠產(chǎn)生有效的抗炎治療作用。席進等[35]研究發(fā)現(xiàn)，綠茶多酚可顯著提高CD模型小鼠結(jié)腸組織Claudin-1和ZO-1的表達水平，降低小鼠腸黏膜p-JAK2及p-STAT3的表達水平，同時降低IL-6和TNF-α的生成水平，改善腸道通透性，減輕腸道局部炎癥反應。這些數(shù)據(jù)均表明植物多酚類化合物可通過調(diào)節(jié)腸道上皮細胞內(nèi)的信號分子來影響信號通路的活化和炎癥因子的表達，從而改善受損的腸黏膜屏障功能，影響腸道通透性。

2.3 植物多酚類化合物與腸道微生物腸道微生物對植物多酚類化合物的分解代謝發(fā)揮著重要作用,同時植物多酚類化合物的分解產(chǎn)物又可通過改變腸道微生物的種類、數(shù)量、代謝酶活性等，對腸黏膜屏障及腸道通透性產(chǎn)生影響。有研究表明，腸道微生物發(fā)酵膳食多酚可產(chǎn)生腸上皮細胞的重要能量來源丁酸，且分解產(chǎn)物丁酸在調(diào)節(jié)宿主免疫應答與氧化應激反應，增強腸黏膜屏障、改善腸道通透性等對 IBD 的發(fā)生、發(fā)展有積極作用[36-37]。另外，植物多酚類化合物可顯著影響腸道微生物的組成，選擇性促進益生菌或抑制病原菌的生長，從而改變腸道微生態(tài)[38]。有相關(guān)報道稱，通過體外實驗發(fā)現(xiàn)咖啡酸能夠抑制病原菌如艱難梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等的生長，并使雙歧桿菌和乳桿菌屬等益生菌的相對豐度增加[39]。FIRRMAN等[40]研究指出植物柚皮素可抑制腸球菌的生長，同時提升雙歧桿菌的相對豐度。此外，XUE等[41]將含有植物槲皮素、兒茶素和葛根素的液體培養(yǎng)基與人糞便菌群共同發(fā)酵24 h，發(fā)現(xiàn)3種植物多酚類化合物均能抑制擬桿菌門和厚壁菌門的生長，同時下調(diào)擬桿菌門與厚壁菌門的比例(P<0.01)，從而優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu)。綜上，植物多酚類化合物與腸道微生物之間存在極其微妙的聯(lián)系，它們對于加強腸黏膜屏障功能、改善腸道通透性、維持腸道微生態(tài)平衡具有重要作用。

3 總結(jié)與展望

腸黏膜屏障在防御外來物質(zhì)的侵襲和維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定中至關(guān)重要，其中任一屏障出現(xiàn)障礙均可導致腸道通透性的改變，影響腸道正常消化與吸收。植物多酚類化合物可通過調(diào)節(jié)腸道上皮細胞緊密連接、細胞信號傳導和腸道微生物等方式來影響腸道通透性，這也為腸道疾病的治療提供新的方向。然而，目前植物多酚類化合物對腸黏膜屏障功能及腸道通透性的具體作用機制尚未完全闡明，人們對于腸道疾病在病因?qū)W中的研究仍有許多問題尚未得到解答，用于改善和治療腸道通透性的食品、藥物仍需要不斷探索與發(fā)現(xiàn)。因此，未來進一步闡明具體作用機制, 認識腸黏膜屏障功能、改善腸道通透性尚需更多深入的研究。