茶成分對(duì)腸道菌群的調(diào)控作用及其健康效應(yīng)的研究進(jìn)展

儲(chǔ)思遠(yuǎn),錢利生,陳海敏*

1浙江理工大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)藥學(xué)院 浙江省植物次生代謝調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州 310018;2 浙江理工大學(xué)紹興生物醫(yī)藥研究院,紹興 312369;3浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,杭州 310058

茶葉是風(fēng)靡全球的三大飲料之一。根據(jù)不同的生產(chǎn)以及加工方式,茶葉可分為紅茶、黑茶、綠茶、烏龍茶等。茶葉中主要含有茶多酚類、生物堿、氨基酸類和多糖等化學(xué)成分[1],具有降血壓、抗氧化、抗菌、抗炎、抗疲勞、降糖等諸多活性[2],可改善機(jī)體健康。茶葉的營(yíng)養(yǎng)成分與腸道菌群具有雙向協(xié)同,共同調(diào)節(jié)機(jī)體健康的作用。茶成分難以在胃中消化,進(jìn)入后腸可被腸道菌群分解,發(fā)揮益生元作用。目前,有關(guān)茶成分調(diào)控腸道菌群的研究多集中于茶多酚、茶多糖、茶色素等,這些單體成分或組合物可以直接或間接調(diào)節(jié)宿主腸道微生態(tài),從而改善機(jī)體健康[3-5]。

人體腸道存在規(guī)模龐大且復(fù)雜的微生物群落,其中擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)和放線菌門(Actinobacteria)是腸道菌群的主要組成部分。且腸道菌群與生物機(jī)體的健康存在緊密的聯(lián)系,腸道菌群紊亂會(huì)誘導(dǎo)肥胖和糖尿病等疾病及其并發(fā)癥的形成[6,7];腸道菌群-腸-肝循環(huán)直接影響機(jī)體對(duì)脂質(zhì)吸收與代謝[8];腸道菌群可介導(dǎo)腸-腦軸對(duì)大腦神經(jīng)活動(dòng)的調(diào)節(jié)作用[9],同時(shí)腸道菌群可能對(duì)心理障礙及其治療產(chǎn)生影響[10,11]。且腸道菌群對(duì)于機(jī)體的健康促進(jìn)效益很大程度上依賴于代謝產(chǎn)物的作用[12]。腸道菌群可以代謝生產(chǎn)有益化合物,如短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs),阻礙病原體,調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的分化和增殖[13]。也可通過代謝產(chǎn)生膽汁酸類,吲哚類衍生物和膽堿代謝物等諸多代謝產(chǎn)物,影響基因表達(dá),調(diào)控下游的相關(guān)信號(hào)通路,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體健康的調(diào)節(jié)作用[14]。腸道菌群對(duì)于生物體的生理和心理健康的重要性日益突顯。其與宿主形成了穩(wěn)定的共生體,腸道菌群在結(jié)構(gòu)和豐度上所產(chǎn)生的任何變化,都會(huì)對(duì)腸道代謝保護(hù)等功能產(chǎn)生極大的影響,從而對(duì)人體健康產(chǎn)生直接的影響。

本文綜述了茶多酚、茶色素、茶多糖和茶籽皂素等成分對(duì)腸道菌群的調(diào)控作用及其對(duì)機(jī)體的健康益處,闡明了不同茶成分、腸道菌群和機(jī)體健康之間的相互關(guān)系,為更加系統(tǒng)和科學(xué)地利用茶成分來改善腸道微生態(tài),從而為增進(jìn)人類健康提供科學(xué)參考和理論依據(jù)。

1 茶多酚對(duì)腸道微生物的調(diào)節(jié)

茶多酚(tea polyphenol,TP)是茶葉中一類含有兒茶素類、黃酮類、黃酮醇類、酚酸及縮酚酸類等多種化學(xué)成分的復(fù)合物,占茶葉干重的15%～30%[15]。其中兒茶素類化合物包括表兒茶素(epicatechin,EC),表沒食子兒茶素(epigallocatechin,EGC)和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)等。茶多酚具有抗氧化、抗炎和抗菌等作用,已被證明對(duì)保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng),預(yù)防非酒精性脂肪肝和糖尿病等病癥具有一定積極作用,是茶葉中具有重要生物活性作用的物質(zhì)和形成茶葉色香味的主要成分之一[16,17]。

多項(xiàng)研究表明,茶多酚可以顯著降低厚壁菌門(Firmicutes)與擬桿菌門(Bacteroidetes)的比例(F/B),提高有益菌阿克曼氏菌屬(Akkermansia)的相對(duì)豐度,降低有害菌震顫桿菌屬(Oscillibacter)相對(duì)豐度,并促進(jìn)SCFAs的生成[18-28]。阿克曼氏菌屬存在于腸道黏液層,通過控制宿主黏液周轉(zhuǎn),改善腸道屏障功能[29];而震顫桿菌屬與肥胖相關(guān),與腸屏障完整性呈負(fù)相關(guān)[30]。EGCG被證明可以減少抗腫瘤藥物環(huán)磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)所誘導(dǎo)的腸道菌群紊亂現(xiàn)象,降低了毛螺菌科(Lachnospiraceae)和脫硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)的水平,而增加了鼠桿狀菌科(Muribaculaceae)的水平[27]。在體外糞菌發(fā)酵情況下,茶多酚提升雙歧桿菌屬(Bifidobacterium),擬桿菌屬(Bacteroides),乳桿菌屬(Lactobacillus)的相對(duì)豐度,并促進(jìn)SCFAs的形成[19,22,28]。雙歧桿菌屬和乳桿菌屬可分解益生元,有助于改善腸道生態(tài),增強(qiáng)腸道屏障功能[31]。Henning等[18]發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充茶多酚后副擬桿菌和假丁酸弧菌屬豐度上升,有助于SCFAs的形成。此外,研究表明腸道噬菌體群落可能介導(dǎo)了茶多酚對(duì)腸道菌群豐度的調(diào)節(jié)作用,值得深入研究[32]。

茶多酚有助于維持血糖穩(wěn)態(tài)、保護(hù)胰腺功能,從而改善代謝作用[22,25,33]。Huang等[25]發(fā)現(xiàn)結(jié)合了多酚成分的茶渣可以激活I(lǐng)NS-R/IRS2/PI3K/AKT/Glut-4/PPAR-γ等胰島素通路,促進(jìn)葡萄糖在肝臟的運(yùn)輸和儲(chǔ)存,減少糖異生,表現(xiàn)出顯著的降糖活性。茶多酚還被證明可調(diào)節(jié)氨基酸合成、核糖體合成、碳代謝和脂質(zhì)代謝等代謝途徑的基因表達(dá)[34],并通過上調(diào)AMPK磷酸化,調(diào)節(jié)碳水化合物代謝,發(fā)揮降糖作用[33]。

茶多酚被證明對(duì)于肥胖引起的后續(xù)病癥具有一定的積極作用,其通過降低細(xì)胞因子水平來緩解炎癥,提高抗氧化能力,上調(diào)腸道緊密連接蛋白水平,從而維持腸道屏障的完整性[20,27,29,35]。Ye等[35]發(fā)現(xiàn)茶多酚可降低全身脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)水平,進(jìn)一步抑制核因子κB的活化,顯著降低高脂飲食(high fat diet,HFD)小鼠血清腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-6水平,從而減輕肥胖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。EGCG[27]可恢復(fù)緊密連接蛋白ZO-1、occludin和claudin1的水平,調(diào)節(jié)抗氧化酶的活性,降低免疫相關(guān)細(xì)胞因子TNF-α、IL-10和IL-21水平,減輕氧化應(yīng)激。EGCG[27]和綠茶茶多酚[20]均可提高腸道中SCFAs水平,維護(hù)腸道黏膜完整性;也可通過與白細(xì)胞上的SCFA受體結(jié)合,影響宿主抗感染能力[36,37]。茶多酚可以抑制唾液和小腸中的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶,促進(jìn)碳水化合物在大腸中殘留,為SCFAs的生成提供底物[38,39],也可促進(jìn)杯狀細(xì)胞生長(zhǎng),從而增加與SCFAs產(chǎn)生有關(guān)菌屬的生長(zhǎng)[22]。因此,通過優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu),促進(jìn)SCFAs的產(chǎn)生,進(jìn)而保護(hù)腸道黏膜,可能為茶多酚類抗胃腸道毒性和緩解結(jié)腸炎的機(jī)制之一。

此外,研究還發(fā)現(xiàn)茶多酚可緩解記憶和情緒的變化,并可以調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律[40]。EC可緩解焦慮,并升高海馬體腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)水平,恢復(fù)了糖皮質(zhì)激素受體、礦物皮質(zhì)激素受體和11β-HSD1的表達(dá)[40]。也可改善腸道菌群豐度異常情況,使乳桿菌相對(duì)豐度上升,腸桿菌豐度下降[40]。乳桿菌在HFD誘導(dǎo)的焦慮中發(fā)揮作用[41],腸桿菌則被證明與雙相情感障礙和抑郁癥相關(guān)[42,43]。EC可直接或者間接發(fā)揮對(duì)大腦神經(jīng)的保護(hù)作用[44,45]。茶多酚可通過促進(jìn)腸道有益菌群生長(zhǎng)和影響代謝途徑來調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律[26]?？梢?茶多酚通過調(diào)節(jié)微生物群進(jìn)而緩解情緒障礙[46]。

綜上,茶多酚可增加阿克曼氏菌屬、雙歧桿菌屬、擬桿菌屬豐度,調(diào)節(jié)了乳桿菌屬和梭菌豐度,降低厚壁菌門豐度以及厚壁菌門和擬桿菌門的比例(見表1)。茶多酚調(diào)節(jié)細(xì)胞因子水平和抗氧化酶活性,從而減輕炎癥和緩解氧化應(yīng)激。通過調(diào)節(jié)腸道緊密連接蛋白表達(dá),緩解腸道炎癥,激活胰島素通路,降低血糖水平。此外,茶多酚還能調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律和緩解情緒障礙。

表1 茶多酚類成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

2 茶多糖對(duì)腸道菌群和健康的影響

茶多糖,是茶葉的重要生理活性成分之一,具有降血糖、抗氧化、降血脂、增強(qiáng)機(jī)體免疫能力及預(yù)防治療心血管疾病等多種生物活性[47,48]。茶多糖普遍可改善腸道菌群結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)SCFAs和色氨酸等衍生代謝產(chǎn)物水平,進(jìn)而顯著影響免疫平衡、能量代謝和黏膜完整性維護(hù)等生理活動(dòng)[3,49-52]。

茶多糖可促進(jìn)2型糖尿病大鼠結(jié)腸有益菌的生長(zhǎng),顯著降低肥胖小鼠中厚壁菌門相對(duì)豐度,顯著提高擬桿菌門相對(duì)豐度,降低厚壁菌門與擬桿菌門的比例[53]。而且震顫桿菌屬、嗜膽菌屬(Bilophila)和梭菌屬XIVb(ClostridiumXIVb)等與肥胖和炎癥呈正相關(guān)[54]的菌屬的豐度下降。茯磚茶多糖灌胃促進(jìn)了潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)小鼠的有益菌群的增殖,如乳桿菌和阿克曼氏菌屬[50]。體外厭氧發(fā)酵證明茯磚茶多糖純化成分在一定程度上可以逆轉(zhuǎn)炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)患者體內(nèi)腸道菌群的失調(diào)[55,56]。此外,研究發(fā)現(xiàn)茶多糖體外發(fā)酵液對(duì)LPS處理的RAW264.7巨噬細(xì)胞具有抗炎作用,可能與其中的SCFAs代謝產(chǎn)物有關(guān)[55]。茶多糖可促進(jìn)疾病模型小鼠腸道內(nèi)SCFAs的產(chǎn)生[3,50,51]。

茶多糖可顯著改善2型糖尿病[51]和肥胖大鼠的代謝以及血脂紊亂[3]。茶多糖可通過抑制促凋亡蛋白Bax表達(dá)、促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)從而抑制胰腺組織細(xì)胞的過度凋亡,保護(hù)胰腺組織、改善胰島素抵抗,發(fā)揮降血糖功效[51]。茶多糖還可促進(jìn)氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝、糖代謝和其他次生代謝產(chǎn)物的生物合成[52,56],下調(diào)肝臟中與脂合成相關(guān)基因的表達(dá)[3],降低血清內(nèi)甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白-膽固醇、游離脂肪酸、總膽固醇水平,提高血清內(nèi)高密度脂蛋白-膽固醇水平;以及降低肝臟中TG含量[3],從而降低脂肪積累。

茶多糖還具有改善氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的作用[3,50,51,55,56]。茶多糖可提高2型糖尿病大鼠肝臟中超氧化物歧化酶活性、過氧化氫酶活性與總抗氧化能力、顯著降低脂質(zhì)氧化能力,改善肝臟氧化應(yīng)激作用起到保護(hù)肝臟的功效[51];降低肥胖小鼠血清中LPS、細(xì)胞因子TNF-α、IL-6和C-反應(yīng)蛋白水平,緩解了小鼠的炎癥反應(yīng)[3]。Yang等[50]發(fā)現(xiàn)茶多糖可顯著上調(diào)SCFAs水平,顯著改變色氨酸代謝,提高吲哚-3-乙醛(indole-3-acetaldehyde,IAld)和吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)的含量,顯著提高結(jié)腸炎小鼠芳香烴受體(aromatic hydrocarbon receptor,AhR)和IL-22的結(jié)腸表達(dá),從而促進(jìn)腸道緊密連接蛋白ZO-1和occludin的表達(dá)和組裝,減輕結(jié)腸組織損傷和炎癥,保護(hù)腸道屏障[57,58]。

綜合來看,茶多糖可以增加雙歧桿菌屬和擬桿菌屬的相對(duì)豐度,抑制梭菌屬生長(zhǎng),調(diào)節(jié)阿克曼氏菌屬、普雷沃氏菌屬、乳桿菌屬的豐度(見表2);影響SCFAs的產(chǎn)生和色氨酸代謝,并下調(diào)脂質(zhì)合成相關(guān)基因的表達(dá),從而調(diào)節(jié)糖、脂和氨基酸代謝,改善血脂紊亂和降低肝臟脂肪的積累,茶多糖還提高抗氧化酶活性,改善肝臟氧化應(yīng)激作用,降低細(xì)胞因子和LPS水平,緩解炎癥反應(yīng)。此外,茶多糖還可改善胰腺損傷,減輕結(jié)腸組織損傷[51,52]。

表2 茶多糖類成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

3 茶色素對(duì)腸道菌群和健康的影響

茶色素主要有茶褐素(theabrownin,TB)、茶黃素(theaflavin,TF)和茶紅素(thearubigin,TR)等。茶色素可調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)[4,59,60],緩解肥胖[4,61-64],調(diào)節(jié)代謝,緩解炎癥、氧化和腸道損傷[63-66],緩解認(rèn)知功能障礙并調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律[64,66]。

茶褐素可以顯著改善抗生素導(dǎo)致的脫污染,調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào),促進(jìn)乳桿菌屬和雙歧桿菌屬的增殖,抑制腸球菌屬和大腸桿菌生長(zhǎng)[59]。雙歧桿菌屬和乳桿菌屬可增強(qiáng)機(jī)體免疫力、降低血清膽固醇水平、促進(jìn)抗炎癥因子產(chǎn)生、抑制致病菌群的生長(zhǎng),從而促進(jìn)機(jī)體健康[67]。Gong等60]和Jiang[4]發(fā)現(xiàn)茶褐素可通過恢復(fù)/增加擬桿菌門豐度,恢復(fù)/減少厚壁菌門豐度;降低瘤胃球菌屬相對(duì)豐度,上調(diào)阿克曼氏菌屬、乳桿菌屬和毛螺菌屬(Lachnospira)相對(duì)豐度,優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu)。

茶褐素對(duì)肥胖的潛在功效已被人們所關(guān)注[4,61-64]。茶褐素已在多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭斜蛔C明可調(diào)節(jié)機(jī)體(包括血清和大腦)中的脂質(zhì)代謝[64],改善脂肪酸氧化、脂肪分解[63],下調(diào)肝臟TG水平[63],緩解肝臟損傷,降低脂肪重量,抑制肥胖形成[4]。Li等[63]證明茶褐素可上調(diào)與血清素相關(guān)的阿克曼氏菌屬、擬桿菌屬和副桿菌屬的相對(duì)豐度,從而調(diào)節(jié)血清素信號(hào)通路,預(yù)防和治療非酒精脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)。Huang等[68]發(fā)現(xiàn)茶褐素抑制與膽鹽水解酶活性相關(guān)的微生物,增加了回腸膽汁酸(bile acids,BAs)水平,進(jìn)而抑制腸道FXR-FGF15信號(hào)通路,促進(jìn)BAs的肝臟產(chǎn)生,激活肝臟FXR[68],進(jìn)而調(diào)節(jié)BAs和脂質(zhì)的穩(wěn)態(tài),影響機(jī)體脂代謝[69]。茶褐素也被證明可通過FXR調(diào)節(jié)葡萄糖的穩(wěn)態(tài),影響機(jī)體糖代謝[68,69],茶黃素還與血清和腦組織代謝,尤其是氨基酸、嘌呤衍生物代謝密切相關(guān)[64]。

研究表明茶褐素可緩解UC[65]、NAFLD[63]和代謝綜合征(metabolic syndrome,MS)[64]的炎癥反應(yīng),氧化應(yīng)激和腸道損傷。茶褐素和茶黃素可顯著上調(diào)機(jī)體的抗氧化能力,顯著降低肝臟炎癥因子(IL-1,IL-6,TNF-α)的水平,從而緩解炎癥和氧化應(yīng)激[64,66];重組腸道微生物群、改變核心微生物群代謝物(SCFAs和必需氨基酸),可以加強(qiáng)免疫反應(yīng)、增加緊密連接蛋白的表達(dá),從而緩解腸道損傷并維持腸道穩(wěn)態(tài)[66]。Yang等[65]發(fā)現(xiàn)茯磚茶褐素可通過調(diào)節(jié)腸道菌群紊亂,上調(diào)參與AhR通路的腸道菌群如乳桿菌屬和副薩特氏菌屬(Parasutterella)的相對(duì)豐度,提高色氨酸代謝產(chǎn)物IAld和IAA水平,上調(diào)緊密連接蛋白ZO-1和occludin表達(dá),進(jìn)而激活A(yù)hRs,促進(jìn)IL-22的產(chǎn)生,誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞再生,促進(jìn)腸屏障修復(fù),提高結(jié)腸抗氧化能力,減輕結(jié)腸損傷和炎癥。

茶色素可緩解衰老相關(guān)認(rèn)知功能障礙并調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律[64,66]。茶黃素處理可增加放線菌門的相對(duì)豐度,降低擬桿菌門和變形菌門的相對(duì)豐度,上調(diào)厚壁菌門與擬桿菌門的比例;上調(diào)雙歧桿菌屬和梭菌屬,降低毛螺菌科、擬桿菌屬和羅斯拜瑞氏菌屬(Roseburia)的相對(duì)豐度,調(diào)節(jié)菌群代謝物,上調(diào)大腦神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平,從而有效緩解認(rèn)知和空間記憶障礙[66]。茶黃素可通過微生物群-腸道-大腦軸緩解衰老相關(guān)的認(rèn)知功能障礙[66]。Hou等[64]發(fā)現(xiàn)在茶黃素處理后,與肝臟晝夜節(jié)律基因密切相關(guān)種屬的豐度得到了調(diào)節(jié),上調(diào)了類球布勞特氏菌(Blautiacoccoides)、Clostridialesbacterium42_27和FirmicutesbacteriumASF500的相對(duì)豐度,而降低泡囊短波單胞菌(Brevundimonasvesicularis)的相對(duì)豐度。

綜上所述,茶色素主要通過增加擬桿菌門豐度,降低厚壁菌門豐度,降低厚壁菌門與擬桿菌門的比例,增加雙歧桿菌屬相對(duì)豐度,抑制腸球菌生長(zhǎng)(見表3),并影響腸道中代謝物(如SCFAs、BAs、色氨酸及其代謝產(chǎn)物)的水平,調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路,調(diào)節(jié)糖代謝和脂質(zhì)代謝,改善機(jī)體氧化損傷,減輕腸道損傷和炎癥,緩解認(rèn)知和空間記憶障礙,并調(diào)節(jié)肝臟中的晝夜通路,從而發(fā)揮健康效應(yīng)。

表3 茶色素類成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

4 茶籽皂素對(duì)腸道菌群和健康的影響

茶籽皂素又稱茶籽皂苷,茶皂素等,是從茶樹種子中分離出來的一類齊墩果烷型五環(huán)三萜類的混合物,具有抗菌[71]、抗病毒[72]、消炎、抗氧化等多種生物活性,目前研究主要集中在化學(xué)結(jié)構(gòu)及生物活性等方面[72]。而針對(duì)茶籽皂素對(duì)腸道菌群和機(jī)體健康的相關(guān)研究較少。

茶籽皂素可能通過腸道菌群介導(dǎo)其減輕肥胖的功效[73]。茶籽皂素可恢復(fù)/增加擬桿菌屬-普雷沃氏菌(Bacteroides-Prevotellaspp.)和脫硫弧菌(Desulfovibriosspp.)的豐度,恢復(fù)/下降雙歧桿菌(Bifidobacteriumspp.)和乳桿菌(Lactobacillusspp.)的豐度[73]。而普雷沃氏菌的增加,乳桿菌的減少,有助于減少能量積累和體重增加[73]。另一項(xiàng)研究表明,HFD會(huì)誘導(dǎo)雙歧桿菌和乳桿菌的豐度下降[74,75],脫硫弧菌豐度上升[75],這種差異可能是由于實(shí)驗(yàn)方法不同所導(dǎo)致。也有實(shí)驗(yàn)證明,乳桿菌和雙歧桿菌與體重增加表現(xiàn)出正相關(guān)性[76]。因此,不同種類的乳桿菌和雙歧桿菌對(duì)機(jī)體體重的影響仍需要進(jìn)一步闡明。

研究表明,茶籽皂素對(duì)高脂血癥大鼠和鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠腸道菌群具有正向調(diào)節(jié)作用,提高有益菌群相對(duì)豐度,抑制致病菌群,促使芽孢桿菌屬豐度上升/恢復(fù)至正常水平[77,78]。茶籽皂素主要通過調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體和胰高血糖素表達(dá)量,有效降低糖尿病大鼠的空腹血糖,并調(diào)節(jié)糖脂代謝、增強(qiáng)葡萄糖耐受程度,從而有效改善2型糖尿病大鼠的高血糖和血脂代謝紊亂癥狀[78],并改善了肥胖小鼠的糖耐量[73],調(diào)節(jié)了高脂血癥大鼠的血脂水平[79],且其效果與劑量濃度成正比[78,79]。茶皂素通過改善腸道菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)而調(diào)節(jié)糖代謝和脂質(zhì)代謝,是其發(fā)揮健康效應(yīng)的主要調(diào)控機(jī)制[77,79]。茶籽皂素可調(diào)節(jié)高脂血癥大鼠的血脂水平,提高機(jī)體的抗氧化能力,緩解肝臟脂肪變性程度,并改善機(jī)體氧化損傷和肝臟損傷[79],緩解HFD導(dǎo)致的內(nèi)毒素血癥,減少促炎巨噬細(xì)胞在結(jié)腸中的積聚[73]。此外,茶籽皂素還可改善海馬體中的神經(jīng)炎癥、膠質(zhì)細(xì)胞增生和腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子缺陷,從而預(yù)防肥胖小鼠因HFD誘導(dǎo)的識(shí)別記憶障礙。綜合來看,不同研究結(jié)果中茶籽皂素對(duì)脫硫弧菌屬豐度和厚壁菌門與擬桿菌門比例的調(diào)節(jié)并不一致,但總體上都有助于維護(hù)腸道菌群穩(wěn)態(tài)(見表4)。茶籽皂素通過靶向腸道菌群調(diào)節(jié)糖代謝和脂代謝,降低體重并緩解脂肪肝,改善機(jī)體氧化損傷和炎癥,改善識(shí)別記憶障礙等,進(jìn)而發(fā)揮健康益處。

表4 茶籽皂苷類成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

5 總結(jié)與展望

綜上,茶多酚、茶多糖、茶色素和茶皂素等多種茶成分具有益生元的作用,可通過調(diào)控腸道菌群,從而起到改善機(jī)體代謝、增進(jìn)健康的功效(見圖1),主要表現(xiàn)為:(1)茶成分可以被腸道菌群轉(zhuǎn)化為其他生物活性物質(zhì),從而影響機(jī)體健康。(2)茶成分可以促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)和/或抑制有害菌生長(zhǎng),改善腸道微生態(tài)。(3)腸道菌群可產(chǎn)生特定代謝產(chǎn)物,并通過相關(guān)信號(hào)通路調(diào)節(jié)機(jī)體代謝,進(jìn)而影響健康。以腸道菌群為靶點(diǎn)為闡明茶成分的健康效應(yīng)及其作用機(jī)制的研究開辟了一條新途徑。

圖1 茶成分調(diào)控腸道菌群和改善機(jī)體健康作用機(jī)制

有關(guān)茶成分、腸道菌群與機(jī)體健康相互關(guān)系的研究仍有一些問題有待進(jìn)一步深入研究和探討。(1)茶成分調(diào)控腸道菌群的研究主要聚焦在茶多酚類,有關(guān)茶多糖和茶色素等的成分研究相對(duì)較少,不同茶類中不同成分之間是否存在協(xié)同性或相互抑制仍有待深入研究。(2)采用相同疾病模型的不同研究結(jié)果出現(xiàn)較大差異,甚至結(jié)果相悖,是否是攝入劑量不同或個(gè)體差異所導(dǎo)致有待進(jìn)一步研究闡明。(3)茶成分及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物與腸道菌群之間存在的復(fù)雜的雙向調(diào)節(jié)及其調(diào)控媒介分子和內(nèi)在作用機(jī)制的研究都還鮮有報(bào)道。現(xiàn)有研究多為現(xiàn)象性結(jié)果,如菌株豐度和宿主生理生化水平的變化,對(duì)其背后的作用機(jī)制探討甚少。而對(duì)茶成分靶向腸道菌群發(fā)揮健康調(diào)節(jié)作用的內(nèi)在機(jī)制解析不夠深入,其中涉及的生化和分子信號(hào)通路尤其值得關(guān)注。(4)茶成分在腸道中會(huì)被分解或轉(zhuǎn)化,因此結(jié)合代謝組學(xué)分析,可以更好地捕捉茶成分腸道代謝產(chǎn)物的變化并解釋其對(duì)宿主健康的潛在作用機(jī)制。(5)將動(dòng)物模型與糞菌發(fā)酵相結(jié)合,可更全面闡述茶成分在腸道中的代謝情況,以及對(duì)于腸道菌群結(jié)構(gòu)和機(jī)體健康的影響,尤其是類器官培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展將有助于后續(xù)研究闡述茶成分和腸道菌群之間的相互作用機(jī)制。(6)腸道微生物群系及其特定菌株功能研究的不斷深入將有助于更好地闡明茶成分靶向腸道菌的健康效應(yīng)。總之,加快對(duì)茶成分靶向腸道菌群調(diào)控機(jī)體健康的作用機(jī)制的深入研究,將為通過飲茶或茶產(chǎn)制品改善人體腸道微生態(tài),從而促進(jìn)機(jī)體健康提供理論指導(dǎo),并為茶相關(guān)健康產(chǎn)品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。