楊 陳，胡 超，黃鳳洪

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/油料脂質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部油料加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/油料油脂加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，武漢 430062)

大量研究表明，腸道菌群的失調(diào)與代謝性疾病[1-3]、腸道疾病[4]、癌癥[5-6]與自身免疫性疾病[7]等疾病的發(fā)生相關(guān)。合理的膳食營(yíng)養(yǎng)有助于維持調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的平衡，從而促進(jìn)機(jī)體健康，而膳食脂肪酸在維持機(jī)體健康方面發(fā)揮重要的作用。美國(guó)醫(yī)學(xué)研究院(IOM)提出，人體每天對(duì)膳食脂肪酸的攝入應(yīng)不低于160mg，而目前，我國(guó)成年人每天攝入的膳食脂肪酸僅為37.6mg[8]。2016年12月，國(guó)際益生菌與益生元科學(xué)協(xié)會(huì)(ISAPP)發(fā)布共識(shí)聲明[9]，首次將多不飽和脂肪酸、多酚、黃酮等脂質(zhì)列入益生元的涵蓋范圍。本文系統(tǒng)地闡述不同類(lèi)型的膳食脂肪酸對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用，以及通過(guò)膳食脂肪酸調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡來(lái)緩解各種疾病發(fā)生發(fā)展的相關(guān)研究進(jìn)展，為未來(lái)脂肪酸的個(gè)體化健康膳食管理和疾病防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 膳食脂肪酸與腸道微生態(tài)

大量研究證實(shí)，膳食脂肪酸可以直接或間接的影響腸道微生態(tài)，改變機(jī)體腸道菌群的數(shù)量和組成，影響腸道黏膜屏障生理特性和功能。

1.1 多不飽和脂肪酸

常見(jiàn)的ω-3多不飽和脂肪酸有α-亞麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等，后三種多存在于深海魚(yú)類(lèi)脂肪中，而前者主要存在于亞麻等植物種子中。ω-6 PUFA包括花生四烯酸(AA)和亞油酸(LA)等，它們的來(lái)源也以植物種子如花生、菜籽、葵花籽為主。一些研究表明，多不飽和脂肪酸可以影響并改變腸道菌群的組成和腸道代謝進(jìn)程，其中ω-3多不飽和脂肪酸能顯著調(diào)節(jié)腸道菌群的數(shù)量和組成。Bomba A等[10]研究幼豬口服多不飽和脂肪酸發(fā)現(xiàn)，不飽和脂肪酸能提高腸道微生物的數(shù)量，尤其顯著地提高了乳酸桿菌的數(shù)量。Nielsen S等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在嬰兒牛乳中添加魚(yú)油，嬰兒糞便中的菌群組成發(fā)生了改變，其多樣性增加。Ringo E等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在魚(yú)類(lèi)飼料中增加7.0%的亞麻酸或4%的PUFA混合物，魚(yú)類(lèi)腸道中菌群數(shù)量發(fā)生改變，其中乳酸菌占比最高，而亞油酸即ω-6 PUFA飼料喂養(yǎng)的魚(yú)類(lèi)腸道菌群中乳酸菌數(shù)量較少。此外，目前仍有大量的研究證實(shí)PUFA可以有效地改變腸道菌群的組成，提高腸道內(nèi)益生菌的數(shù)量，然而PUFA如何作用于腸道微生態(tài)，其影響菌群改變的分子機(jī)制仍是亟待探究和解決的問(wèn)題。

ω-3PUFA也能影響小腸上皮細(xì)胞生理特性，加強(qiáng)小腸對(duì)外源病原菌和內(nèi)部炎癥的抵御能力，從而提高腸道上皮組織的屏障功能。Willemsen LE等[13]研究表明，多不飽和脂肪酸通過(guò)提高腸道上皮細(xì)胞的抗性，降低IL-4介導(dǎo)的滲透性，從而提高上皮細(xì)胞屏障功能。Wang X等[14]研究ω-3 PUFAs通過(guò)修飾細(xì)胞內(nèi)的腸脂肪酸結(jié)合蛋白(I-FABP)，來(lái)激活PPPARγ通路和上調(diào)TJ蛋白的表達(dá)，通過(guò)這種方式來(lái)對(duì)腸道黏膜屏障起到保護(hù)效應(yīng)。李興照等[15]利用大鼠燒傷模型作為實(shí)驗(yàn)組，定期尾靜脈注射一定濃度的ω-3魚(yú)油脂肪酸，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組大鼠體內(nèi)促炎癥介質(zhì)IL-6、TNF-α等水平顯著降低，ω-3PUFA能有效緩解炎癥反應(yīng)，對(duì)腸道黏膜具有一定的修復(fù)損傷能力和保護(hù)其屏障作用。王化芬等[16]利用創(chuàng)傷性休克(TS)大鼠模型研究得到ω-3PUFA能有效地修復(fù)TS大鼠腸道黏膜損傷，抑制腸道上皮對(duì)促炎因子的釋放。黃志清等[17]選用大鼠腸道上皮細(xì)胞來(lái)源的IEC-6細(xì)胞體外培養(yǎng)，用LPS、DHA、EPA處理細(xì)胞，檢測(cè)細(xì)胞IL-1β、IL-6、TNF-α基因mRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示，DHA、EPA處理組顯著地降低細(xì)胞IL-1β基因mRNA的表達(dá)量，EPA處理組還能顯著地降低IL-6、TNF-α基因mRNA的表達(dá)量，該研究也驗(yàn)證了ω-3PUFA對(duì)小腸細(xì)胞炎癥基因表達(dá)的調(diào)控和抗炎功效。

目前有研究顯示，ω-6 PUFA對(duì)腸道菌群的研究影響較小[12]。一些研究表明，高含量的ω-6 PUFA對(duì)腸道微生態(tài)平衡具有負(fù)面效應(yīng)。Ghosh S等[18]研究給予C57BL/6小鼠富含ω-6 PUFA(玉米油)的飲食，結(jié)果顯示，ω-6 PUFA促進(jìn)小鼠腸道微生物過(guò)度生長(zhǎng)，而擬桿菌和壁厚菌數(shù)量減少。也有研究發(fā)現(xiàn)，ω-6 PUFA喂養(yǎng)的C57BL/6小鼠體內(nèi)腸蛋白酶數(shù)量增加，并且ω-6 PUFA誘導(dǎo)了小鼠體重增加和肝臟脂肪浸潤(rùn)現(xiàn)象，并一定程度上改變了腸道微生物的組成[19-20]。

一些研究也發(fā)現(xiàn)，一定比例的ω-6/ω-3PUFA更有利于腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)。張欣等[21]研究表明，在小鼠的食物中添加不同比例的ω-6/ω-3PUFA，即添加10%花生四烯酸飼料(ω-6/ω-3PUFA比例為28∶1)、添加10%魚(yú)油飼料(0.5∶1)和對(duì)照組(9∶1)，高比值(28∶1)的膳食營(yíng)養(yǎng)喂養(yǎng)的小鼠體內(nèi)變形菌門(mén)和厚壁菌門(mén)的數(shù)量增加。上述研究表明，不合理的膳食結(jié)構(gòu)影響腸道菌群的組成，菌群失調(diào)容易引發(fā)各種疾病。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)對(duì)居民日常攝入的ω-6/ω-3PUFA比例推薦是4∶1～6∶1[22]，而一些研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)居民日常生活膳食脂肪酸攝入的比例約為7∶1～8∶1[23]，說(shuō)明我國(guó)居民食物營(yíng)養(yǎng)仍然存在一定程度的不均衡，提高一些富含ω-3PUFA的膳食使ω-6/ω-3PUFA比例均衡，對(duì)保證機(jī)體健康具有重要意義。

1.2 單不飽和脂肪酸

單不飽和脂肪酸(MUFA)對(duì)腸道菌群的調(diào)控也具有非常重要的作用[24-25]。Mujico JR等[26]檢測(cè)80只小鼠分別攝入油酸復(fù)合物、ω-3脂肪酸混合物和高脂膳食后的肥胖小鼠體重和腸道菌群，取其第19w糞便分析腸道菌群，發(fā)現(xiàn)攝入高脂飼料會(huì)導(dǎo)致糞便菌群的改變，這是肥胖的一個(gè)顯著表型特征，攝入油酸復(fù)合物可以抵抗高脂引起的腸道紊亂和改善體重。

1.3 飽和脂肪酸

目前，研究者普遍認(rèn)為過(guò)多的攝入飽和脂肪酸(SFA)能增加機(jī)體膽固醇水平，容易導(dǎo)致肥胖和心血管類(lèi)疾病的發(fā)生。一項(xiàng)納入60項(xiàng)研究的薈萃分析結(jié)果表明，月桂酸即飽和脂肪酸的一種，能極大地提高總膽固醇水平[27]。其他一些研究也表明，機(jī)體攝入過(guò)多的SFA可能使膽固醇和甘油三酯水平升高，增加動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[28-29]。

SFA的過(guò)多攝入可能會(huì)增加一系列相關(guān)疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期攝入富含SFA食物，容易導(dǎo)致腸胃信號(hào)受損、腸道菌群組成發(fā)生變化，影響腸道菌群對(duì)能量調(diào)節(jié)的控制[30]。Ringo E等[12]研究表明，以SFA作為飼料的魚(yú)類(lèi)腸道菌群幾乎沒(méi)有乳酸菌出現(xiàn)，而含有不飽和脂肪酸的飼料喂養(yǎng)的魚(yú)類(lèi)腸道中乳酸菌的數(shù)量增加。目前，關(guān)于SFA如何作用于腸道微生態(tài)及其如何影響疾病發(fā)生的機(jī)制的研究仍然較少，也是亟待解決的問(wèn)題。

2 膳食脂肪酸調(diào)節(jié)腸道菌群影響疾病進(jìn)程

膳食脂肪酸能有效地通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)影響許多慢性疾病發(fā)生和發(fā)展。

2.1 肥胖

PUFA對(duì)機(jī)體肥胖誘導(dǎo)的腸道微生態(tài)紊亂能起到一定的改善功效并有效控制體重增加。路媛媛等[31]研究表明，給予肥胖小鼠魚(yú)油ω-3PUFA和高脂飼料，并喂養(yǎng)16w，采集糞便，檢測(cè)到ω-3PUFA能有效地改善肥胖小鼠腸道菌群紊亂的狀況，同時(shí)檢測(cè)到ω-3PUFA喂養(yǎng)的肥胖小鼠組腸道中炎癥因子的表達(dá)水平顯著低于高脂飼料喂養(yǎng)的肥胖小鼠組，因而進(jìn)一步驗(yàn)證了ω-3PUFA對(duì)肥胖小鼠腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)和改善作用。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，某些短鏈脂肪酸如醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯或其添加物的膳食補(bǔ)充，能改善腸道微生物菌群落結(jié)構(gòu)，使厚壁菌的數(shù)量減少，擬桿菌數(shù)量增加，并抑制慢性炎癥的發(fā)生，高脂肪飲食喂養(yǎng)引起的體重增加也顯著地受到一定的抑制[32]。Chambers等[33]針對(duì)60位肥胖成年人的研究表明，每天10g丙酸酯的攝入，24w連續(xù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，短鏈脂肪酸丙酸酯能有效降低肥胖病人體重增加，腹腔內(nèi)脂肪的分布顯著減少，并且肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量降低。Mujico JR等[26]研究表明，由飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠，分別攝入高脂膳食、油酸復(fù)合物S1和ω-3PUFA復(fù)合物S2(EPA 和DHA)三種不同飲食，發(fā)現(xiàn)高脂膳食導(dǎo)致體重顯著增加；攝入S1小鼠體重降低，并且小鼠腸道微生物總數(shù)顯著增加，恢復(fù)了腸道菌群平衡；攝入S2飲食的小鼠也顯著地增加了乳酸桿菌的數(shù)量，由此說(shuō)明，油酸和ω-3PUFA可以抵抗高脂引起的腸道菌群紊亂和改善體重。

2.2 腸炎

膳食脂肪酸能通過(guò)腸道菌群直接或間接地抑制腸炎發(fā)生過(guò)程中炎癥因子來(lái)延緩炎癥進(jìn)程。Ghosh S等[34]研究證實(shí)，高比值的ω-6/ω-3PUFA的膳食能誘導(dǎo)小鼠腸炎的發(fā)生，ω-6 PUFA膳食喂養(yǎng)的小鼠加重了小鼠腸炎的嚴(yán)重程度，而富含ω-3PUFA膳食組小鼠腸道炎癥減弱，并且腸道微生物中乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量也顯著地增長(zhǎng)。Ghosh S等[34]研究結(jié)果顯示，ω-3 PUFA膳食小鼠腸道內(nèi)有益菌如乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量增加，逆轉(zhuǎn)了結(jié)腸炎的發(fā)展。ω-6 PUFA促進(jìn)小鼠腸道微生物過(guò)度生長(zhǎng)，而擬桿菌和壁厚菌數(shù)量減少，加重了腸道損傷和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)。另一項(xiàng)研究也證實(shí)了給DSS誘導(dǎo)產(chǎn)生腸炎的大鼠定期喂養(yǎng)不同比例的亞油酸/α-亞麻酸，結(jié)果顯示，膳食比例LA/ALA為2時(shí)，腸炎大鼠體內(nèi)炎癥介質(zhì)下調(diào)，并且炎癥程度減輕[35]。

2.3 其他代謝疾病

膳食脂肪酸與腸道菌群之間相互作用的同時(shí)也參與其他一些疾病的發(fā)生發(fā)展。Kaliannan K等[36]研究膳食脂肪酸與腸道微生物相互作用對(duì)代謝性?xún)?nèi)毒素血癥的影響發(fā)現(xiàn)，ω-3PUFA促進(jìn)腸道產(chǎn)物和堿性磷酸酶的分泌，通過(guò)降低脂多糖產(chǎn)物和腸黏膜通透性來(lái)改變腸道菌群組成，從而降低代謝性?xún)?nèi)毒素血癥和炎癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。Everard A等[37]研究表明，給小鼠補(bǔ)充飽和脂肪酸會(huì)導(dǎo)致腸道內(nèi)菌群生態(tài)失調(diào)，雙歧桿菌的數(shù)量減少，厚壁桿菌和擬桿菌的比例增加，胰島素抵抗指數(shù)增加。

3 展望

多不飽和脂肪酸尤其是ω-3 PUFA能調(diào)節(jié)腸道菌群的數(shù)量和組成，影響腸道上皮細(xì)胞生理特性，加強(qiáng)腸道屏障的防御能力。ω-6 PUFA會(huì)降低腸道微生物的多樣性，促進(jìn)微生物單一過(guò)度生長(zhǎng)，并增加機(jī)體脂肪含量促使肥胖產(chǎn)生。合理比例的ω-6/ω-3PUFA被證實(shí)更有利于腸道菌群的調(diào)節(jié)。過(guò)多攝入SFA會(huì)增加心血管類(lèi)疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，容易導(dǎo)致腸胃信號(hào)受損[38-39]，而MUFA和SFA是否影響腸道微生態(tài)的研究較少。此外，腸道菌群的紊亂會(huì)引發(fā)各種疾病的發(fā)生，飲食對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)具有決定性的作用，膳食脂肪酸尤其是ω-3PUFA，能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)來(lái)降低肥胖、腸炎、代謝性?xún)?nèi)毒素血癥等疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，為研究疾病發(fā)生機(jī)制提供新的思路，對(duì)相關(guān)疾病的防治具有一定的價(jià)值和意義。

不同類(lèi)型的膳食脂肪酸與腸道菌群之間的作用機(jī)制仍然需要進(jìn)一步的挖掘研究。此外，針對(duì)膳食脂肪酸調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)預(yù)防疾病發(fā)生、緩解疾病發(fā)展的研究，也多限于肥胖、慢性腸道炎癥、代謝綜合征等，對(duì)于其他的一些慢性疾病如高血壓、糖尿病及癌癥等的作用效果和影響機(jī)制仍需更多的發(fā)掘。全面深入地開(kāi)展膳食脂肪酸對(duì)腸道微生態(tài)的功效作用和機(jī)制的挖掘研究，不僅為膳食脂肪酸相關(guān)食品和保健品的加工生產(chǎn)提供重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)也為未來(lái)脂肪酸的個(gè)體化健康膳食管理和疾病防治提供科學(xué)依據(jù)?！?/p>

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