植物益生元對腸道菌群的調節及對機體糖代謝吸收的影響

左超

【摘 要】：植物益生元作為膳食補充劑，可以選擇性的刺激腸道有益菌生長、調節胃腸菌群平衡、改善腸道微環境、抑制有害菌群的增殖，從而對宿主產生有益的影響，改善宿主健康狀態。腸道菌群作為人體“第二大代謝系統”與許多疾病的發生密切相關。很多研究對植物益生元調節機體腸道菌群、調節糖代謝的作用機制進行了研究。本文就植物益生元對腸道菌群的調節及對機體糖代謝吸收的影響展開探討。

【關鍵詞】：糖類;營養調節;植物益生元;腸道菌群;微生態

引言

研究表明，人體微生物與人體細胞數量相近，數量龐大的微生物與宿主相互作用影響著宿主的健康。腸道菌群失衡與眾多疾病的發生發展密切相關，如肥胖、心血管疾病、糖尿病等代謝性疾病，并可能扮演病因的角色。維持腸道菌群的健康與穩態對預防和控制慢性代謝性病的發生與發展有重大的意義。

1 腸道微生物

相較于皮膚、口腔、陰道等部位，胃腸道的微生物在取樣方面更加復雜。近年來，大量的研究者關注于腸道微生物群，因為此處存在最大的微生物密度及數量。而大多數的數據來源于糞便取樣，少部分來源于黏膜活檢取樣。雖然糞便取樣簡便，但是其中的微生物群并不能代表完整腸道內微生物群的狀態，因為，近年來有研究發現，小腸內存在大量的細菌組成，與結腸內細菌相比動態變化性更，而且由于腸道各段內食物分子大小不同，腸道菌群種類區別較大。并且大量的數據來源于北美和歐洲的研究，而亞洲、非洲及南美的數據較少，因此存在選擇偏倚。胃腸道的微生物主要由兩大門類組成：厚壁菌門和擬桿菌門，除此之外還有10個不同門類的細菌在腸道微生物中占有重要組成部分，此外包括病毒及真菌等。研究發現厚壁菌和擬桿菌之間的比例在人群間存在較大差別，然而某種細菌的大量耗竭，可能會引起疾病的發生，例如柔嫩梭菌群與炎性腸病的發生間存在重要聯系。我們知道腸道菌群與宿主間存在重要聯系，但是我們不清楚哪個關鍵物種，或者說腸道菌群整體發揮重要作用。物種間的菌株差異決定了它們是致病菌或益生菌。

2 植物益生元對人類機體代謝的影響及對腸道菌群的調節

2.1 植物益是調節食用者腸道菌群結構的關鍵因素

大量的研究表明，食品的組分可以顯著改變食用者自身的腸道菌群結構，從而影響其機體的代謝、免疫、生理、生化、藥理等多方面的過程，對健康有不可忽視的作用。膳食組分會影響宿主腸道菌群組成，食品中的營養物質經小腸消化吸收后，不能被小腸吸收的食物成分進入大腸后被腸菌代謝，生成不同的代謝物，不同代謝底物的優勢菌群會有顯著差異，進而也會影響腸菌的組成。例如，研究結果顯示，在瘦型小鼠腸道菌群中的擬桿菌門的細菌數量比肥胖型小鼠腸道菌群中的數量高50%;厚壁菌門的細菌相應的減少了。他們通過給肥胖型小鼠進行低能量飼料喂食之后，發現擬桿菌門的細菌含量有了明顯的增加，而厚壁菌門也相應的降低。另外，通過使用植物益生元（低聚果糖）特異性的提高受試小鼠腸道內雙歧桿菌的數量，并發現肥胖小鼠的血液內毒素濃度因此降到了正常水平。這一研究證實通過植物益生元進行飲食誘導腸道益生菌的生長，可以使宿主對代謝性內毒素血癥產生一定的抵抗作用。由此可見，植物益生元作為膳食補充劑，同樣是決定腸道菌群的最重要因素之一。

2.2 腸道微生物與非酒精性脂肪肝

非酒精性脂肪肝是肝臟代謝綜合征的表現，在肥胖的人群中容易發病。它包含多種肝臟病理表型：單純性脂肪變性、非酒精性脂肪性肝炎、終末期肝病或肝硬化。非酒精性脂肪肝中的肝纖維化或肝硬化與肝癌的發病中存在重要聯系。出生時腸道微生物群的形成可能影響非酒精性脂肪肝的發病，研究發現堅持母乳喂養的人群中非酒精性脂肪肝的發病率大大降低。而且人類基因組中缺乏一些代謝復雜碳水化合物的酶，而某些腸道微生物可以將這些復雜碳水化合物分解為短鏈脂肪酸。擬桿菌門和壁厚菌門細菌都可以編碼碳水化合物降解酶，然而與厚壁菌門相比，擬桿菌門編碼碳水化合物降解酶的數量更多。研究發現與健康人群相比，非酒精性脂肪肝和肥胖癥患者擬桿菌/厚壁菌的比值更高。而且與肥胖及健康人相比非酒精性脂肪肝患者中大腸桿菌的數量更多。比較16例活檢證實的非酒精性脂肪肝炎患者與22例健康人的糞便菌群，在種屬水平上，非酒精性脂肪肝炎患者的糞腸桿菌和厭氧桿菌含量較低，副桿菌屬含量較高。目前存在多項研究提示，腸道微生物的代謝活動可能參與調解肝臟脂肪生成，并最終影響肝臟細胞脂肪變性過程，但是目前沒有明確某種細菌或哪些代謝產物在其中發揮作用。

2.3 對機體糖代謝和吸收的調節是通過調控腸道菌群完成的

運用于食品產業的植物益生元有很多種，包括低聚果糖、菊粉、低聚異麥芽糖、人參多糖、木聚糖、寡果糖、抗性糊精、柑橘纖維和果聚糖等。其中研究最多、運用最廣泛的植物益生元就是低聚果糖和菊粉，不僅因為它們的口感為甜味，又不被機體吸收，是很好的甜味劑替代物;更重要的是它們對腸道內病原菌生長的抑制作用和對機體糖類和脂類代謝的調節作用。例如，低聚果糖及其單體衍生物可以抑制膽汁酸鹽對腸道內雙歧桿菌群的不良影響，并因此改變腸道微環境的pH值，抑制病原菌的生長。其它幾類常被用作食品補充劑的植物益生元包括：低聚異麥芽糖、低聚木糖、抗性糊精和柑橘纖維。

結語

食品工業在未來的發展中，應該對膳食補充劑分類進行細化，并著眼于不同植物益生元對腸道菌群結構的調控和影響的研究上來。這是目前食品添加劑開發的一個非常重要的研究熱點。為了尋找更健康、更安全、更有效的膳食補充劑，通過確認每種植物益生元調控機體糖代謝的作用，可以解釋該益生元作為食品補充劑的必要性。結合基因組學的方法，可以更好的詮釋針對新的食品級植物益生元調控特征性腸道菌群的結構特征，能夠為其在食品工業的開發和利用提供新的指導建議，并體現其在精準膳食選擇方面的應用價值。

參考文獻

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