葉良金

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茶葉對腸道微生物影響的研究進展

葉良金

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

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

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，數量可達到1014個，它們在腸道中形成了一個極其復雜的生態(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[1,2]。腸道菌群參與從膳食中能量攝取、營養(yǎng)物質的吸收、產生重要的代謝產物、調節(jié)脂肪合成和代謝、促進免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟等[1,3]。同時腸道菌群紊亂失調也會導致各種疾病，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]?，F(xiàn)代研究表明茶葉具有抗氧化、降脂減肥、降血糖、增強免疫、抗癌等活性的觀念被世界上越來越多的人所接受，并且已經成為僅次于水的第二大飲料[8]。隨著腸道微生物研究技術的成熟和深入，茶葉對腸道微生物的影響也引起研究者的廣泛關注。本文歸納總結了茶葉對腸道微生物的研究進展，并對茶葉與腸道微生物的研究方向和不足進行展望。

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]。腸道微生物的質量接近人體肝臟的質量達到1.2kg，這些微生物編碼基因大約為人體自身基因數量的150倍[5,9]。其中這些基因包括了多酚類物質的代謝修飾、復雜糖苷鍵的水解利用等人體不具備的代謝功能相關酶的基因，在參與代謝人體胃腸不可消化的物質同時會產生一些對人體有益的代謝產物，如乙酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸，這些代謝產物除了為腸壁細胞提供能量外還參與促進免疫系統(tǒng)的發(fā)育與成熟、增加腸道蠕動、降低腸道炎癥、抑制腫瘤細胞增殖及調節(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與肥胖、糖尿病、高血壓、關節(jié)炎、甚至腫瘤有著密切的關系[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，產生不同的代謝產物進而可重復地影響宿主腸道微生物的結構及其基因和功能，從而調節(jié)人體的代謝和健康水平[9,11,12]。腸道微生物菌群結構和功能及其所產生的活性代謝產物已經成為維持人體健康及改善治療相關疾病的新靶點。利用不同結構的膳食干預靶向調節(jié)宿主腸道微生物對維持人體健康意義重大并成為科學家的研究熱點。隨著第二代高通量測序技術的完善和普及，并且宏基因組、代謝組、蛋白組、轉錄組學的發(fā)展并逐漸運用到宿主健康與腸道微生物的關系的研究中，為進一步深入闡明腸道微生物的結構、功能和代謝機制提供了技術可能[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、增強免疫、抑制癌細胞增殖等活性等一直是食品等領域的研究熱點[17]。然而關于茶葉眾多活性的分子機制一直是一個研究難點，隨著腸道微生物的研究深入，科學家逐漸發(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量的影響，結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等人利用高脂誘導大鼠的肥胖模型研究茯磚茶茶湯對高脂誘導大鼠肝的保護作用及對腸道微生物影響，結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，結果表明魚油添加2.0%和并且綠茶添加1.5%可以顯著保護肉雞胃、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，結果表明顯示綠茶和麥芽低聚糖可以改善高脂導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節(jié)腸道微生物從而改善高脂導致代謝綜合征[23]。Seo等人研究發(fā)酵的綠茶提取物對高脂誘導的肥胖小鼠影響，結果發(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，并且恢復高脂誘導的腸道菌群紊亂，調節(jié)Firmicutes/Bacter-oidetes和Bacteroides/Prevotella比例[24]。Liu等人利用高脂誘導的肥胖小鼠模型比較綠茶、烏龍茶和紅茶對高脂誘導紊亂小鼠腸道菌群影響，結果發(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構，LEfSe分析顯示高脂或者茶湯干預會導致30種關鍵微生物種屬包括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指標有顯著相關性[25]。除了體外和動物實驗，不同臨床干預實驗用來研究茶葉對人體腸道菌群的影響。在體內干預實驗中，不經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12周發(fā)現(xiàn)綠茶并不能顯著改變人的腸道微生物的組成[27]。

3 茶多酚對腸道微生物的影響

近年來，植物多酚相關的產品保健食品、疾病預防及輔助治療領域已經受到廣泛關注[28]。很多植物多酚進入人體消化系統(tǒng)后并不能被酶消化和小腸吸收從而進入大腸與結腸中微生物組相互作用，一方面微生物可以轉化多酚類物質使多酚發(fā)生開環(huán)、脫甲基、脫羥基、水解、解聚還原等生化反應從而生成新的代謝產物，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構、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，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的生物利用率低，進入消化系統(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的兒茶素是直接進入結腸，然后與腸道微生物發(fā)生相互作用進而發(fā)揮其生理活性[32-34]。體外實驗表明烏龍茶中EGCG、GCG和EGCG3"Me多酚類物質就可以顯著抑制Eubacterium-Clostridium、Clostridium histo-lyticcum和Bacteroides-Prevotella的豐度而有效促進雙歧桿菌（Bifidobacterium spp.）和乳酸菌-腸球菌屬（Lactobacillus-Enterococcus spp.）的增殖[35]。

體內實驗顯示灌胃烏龍茶EGCG3"Me8周可以明顯降低Firmicutes/Bacteroidetes比值，緩解高脂導致的腸道紊亂[36]。而紅茶多酚可以明顯促進小鼠腸道中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，結果表明0.2%的茶多酚干預兩周可以明顯增加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化情況，結果表明紅茶多酚會被腸道微生物降解成不同的代謝產物，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，因此結果表明茶多酚在腸道的代謝產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雜碳水化合物的酶，因此膳食植物多糖絕大多數可以進入結腸從而被腸道微生物水解利用，并產生短鏈脂肪酸等有益的代謝產物從而對人體產生益生活性，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，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構或者是其在腸道中代謝產物進而促進宿主的健康。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量，并且可以顯著降低氣單胞菌和大腸桿菌的數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系統(tǒng)研究茶多糖對腸道微生物結構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[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，結果發(fā)現(xiàn)茶氨酸可以提高真細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節(jié)腸道微生物進而促進宿主健康[46]。

6 展望

隨著腸道微生物研究技術的成熟和深入，茶葉對腸道微生物的影響也引起研究者的廣泛關注。雖然茶葉與腸道微生物的研究已經取得了很大進展，但仍然存在以下問題：（1）茶葉對腸道微生物的研究依然遠遠落后于其他研究，特別是無菌小鼠糞便移植、宏基因組學、代謝組學等先進的研究手段都很少有相關報道；（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節(jié)腸道微生物有關需要進一步研究證明。

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（責任編輯：蔣文倩）

2017-08-12

S571.1

A

1006-5768（2017）03-120-005