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調(diào)節(jié)

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茶與健康:茯磚茶調(diào)節(jié)脂代謝和腸道菌群的研究進(jìn)展

根據(jù)加工方法將中國(guó)茶葉主要分為六大類:綠茶(未發(fā)酵茶)、白茶和黃茶(輕微發(fā)酵茶)、烏龍茶(半發(fā)酵茶)、紅茶(全發(fā)酵茶)和黑茶(后發(fā)酵茶)。

與其他茶葉相比,黑茶因其復(fù)雜的微生物后發(fā)酵過(guò)程而具有獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)。黑茶又可以分為茯磚茶(Fuzhuan Brick Tea,F(xiàn)BT)、普洱熟茶、康磚茶和青磚茶等。

茯磚茶主要產(chǎn)于湖南省和陜西省,是邊疆藏族、蒙古族和維吾爾族等少數(shù)民族生活中必不可少的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。其特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)發(fā)酵階段,在FBT表面和內(nèi)部形成獨(dú)特的“金花”,“金花”主要優(yōu)勢(shì)菌為冠突散囊菌(Aspergillus cristatus)。發(fā)酵后FBT味道濃郁,具有獨(dú)特的香氣從而被越來(lái)越多的消費(fèi)者接受和喜愛(ài)。

最近幾十年,大量的研究表明FBT具有多種生物活性,特別是抗肥胖和降脂活性成為研究的熱點(diǎn),同時(shí)越來(lái)越多的研究表明FBT調(diào)節(jié)脂代謝的活性可能跟其調(diào)節(jié)腸道菌群活性相關(guān)。

文章對(duì)FBT的調(diào)節(jié)脂代謝和腸道菌群研究進(jìn)行了總結(jié),以提高對(duì)FBT生物活性的認(rèn)識(shí),促進(jìn)FBT的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)利用。

調(diào)節(jié)脂代謝活性

由于飲食結(jié)構(gòu)的變化、缺乏運(yùn)動(dòng)和攝入過(guò)多的卡路里,肥胖作為慢性代謝疾病在過(guò)去幾十年中急劇增加,被認(rèn)為是世界范圍內(nèi)嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)健康問(wèn)題之一。

很多流行病學(xué)研究和臨床實(shí)驗(yàn)都表明茶葉具有很好的抗肥胖活性。其中FBT具有優(yōu)異的抗肥胖活性,可以作為降脂減肥的潛在選擇。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)FBT可以顯著抑制高脂膳食誘導(dǎo)的體重增加、脂肪組織堆積、脂肪細(xì)胞增殖、肝臟重量、肝臟脂質(zhì)沉積、胰島素抵抗,以及降低血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)含量。

王蝶等用高脂飲食誘導(dǎo)肥胖的大鼠模型比較FBT和綠茶的抗肥胖作用,結(jié)果表明FBT和綠茶均能降低食物利用率和體重增加,而FBT在降低血清TG水平的效果優(yōu)于綠茶。

另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)茯磚茶與山楂、蒲公英根、薄荷葉、茴香、橘子皮和洋甘菊以5:5:5:6:3:5:4比例復(fù)配后可以顯著緩解高脂飲食誘導(dǎo)的高血脂癥和代謝紊亂。

然而FBT中具有抗肥胖的生物活性成分仍不清楚,茶多酚一直被認(rèn)為是茶葉中抗肥胖活性的主要成分。

體外實(shí)驗(yàn)表明FBT中的多酚成分對(duì)胰脂肪酶具有顯著的抑制活性,半數(shù)抑制濃度(IC50)為0.81 mg/mL。

傅冬和等研究了水、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇提取的FBT組分的抗肥胖活性,結(jié)果表明所有FBT提取物都可以激活過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)和PPARδ,并抑制法尼酯X受體(FXR)。

ZHOU等從FBT中分離得到多酚組分,利用大鼠模型研究FBT多酚的抗肥胖活性,結(jié)果表明FBT多酚可以顯著調(diào)節(jié)高脂飲食大鼠的腸道炎癥、腸道屏障和腸道菌群進(jìn)而調(diào)節(jié)高脂膳食大鼠的脂代謝。

最近的研究發(fā)現(xiàn)FBT中的多糖組分也可以顯著抑制高脂膳食誘導(dǎo)的代謝綜合征。

另外一項(xiàng)研究表明FBT隨著貯藏年限的延長(zhǎng),對(duì)α-淀粉酶活性抑制能力降低而對(duì)脂肪酶的抑制能力增加,同時(shí)抑制α-淀粉酶活性與茶紅素、茶多酚的含量呈正相關(guān),而抑制脂肪酶活性與茶多糖、茶褐素的含量呈正相關(guān)。

茶褐素是發(fā)酵茶中重要活性物質(zhì),F(xiàn)BT中茶褐素也可以通過(guò)促進(jìn)脂肪細(xì)胞產(chǎn)熱從而抑制高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肥胖。

FBT中不同組分抗肥胖活性具有特異性,哪個(gè)組分具有調(diào)節(jié)脂代謝活性還需要進(jìn)一步研究。

同時(shí),很多研究者對(duì)FBT降脂減肥的分子機(jī)制進(jìn)行了系列研究,主要包括:

(1)FBT可以降低宿主內(nèi)毒素(Lipopolysaccharide,LPS)和慢性炎癥水平。腸道中革蘭氏陰性菌釋放的LPS可進(jìn)入血液,通過(guò)激活Toll樣受體4(Toll-like receptors 4,TLR4)誘導(dǎo)炎癥、胰島素抵抗和代謝紊亂。因此,降低LPS和炎癥水平在預(yù)防代謝紊亂中起著重要作用。FBT可以顯著降低高脂飲食小鼠血清中LPS水平并抑制其炎癥反應(yīng)進(jìn)而調(diào)節(jié)宿主脂代謝。

(2)FBT緩解宿主氧化損傷。高脂飲食可能會(huì)導(dǎo)致宿主的氧化應(yīng)激增加,從而引發(fā)肝臟脂肪變性誘發(fā)許多其他代謝類疾病,其中宿主的抗氧化酶是防御活性氧的主要酶,在控制脂質(zhì)過(guò)氧化中起重要作用。FBT及其活性成分可以顯著提高高脂膳食小鼠血清及肝臟中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性從而降低小鼠的氧化損傷。

(3)FBT改善肝功能。肝臟是脂肪生成和脂質(zhì)代謝的中心,因此調(diào)節(jié)肝臟中與脂肪酸合成和脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因表達(dá)水平可以調(diào)節(jié)脂代謝及預(yù)防肥胖。FBT可以通過(guò)降低谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)水平改善肝功能,同時(shí)可以降低肝臟中脂肪合成、積累相關(guān)基因的表達(dá),增加脂肪酸氧化、分解代謝相關(guān)基因的表達(dá),從而調(diào)節(jié)宿主脂代謝。

(4)FBT抑制消化酶活性。脂肪酶在脂肪水解、吸收和代謝過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用,因此抑制脂肪酶可以有效抑制人體對(duì)脂肪酸的吸收從而控制肥胖。FBT中多酚組分與脂肪酶結(jié)合,造成酶結(jié)構(gòu)的改變,從而起到對(duì)胰脂肪酶的抑制作用,其IC50為0.81 mg/mL。

(5)FBT可以促進(jìn)脂肪產(chǎn)熱,抑制脂肪沉積。FBT及茶褐素可以激活棕色脂肪組織并促使白色脂肪組織的褐變及促進(jìn)脂肪組織產(chǎn)熱從而降低高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖。

(6)FBT調(diào)節(jié)腸道微生物群。腸道菌群與機(jī)體生理功能密切相關(guān),腸道菌群紊亂可能導(dǎo)致宿主代謝綜合征、肥胖等各類疾病。很多文獻(xiàn)報(bào)道茶葉可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群進(jìn)而有助于預(yù)防代謝類疾病。同樣,F(xiàn)BT及其成分也可以改善肥胖小鼠的腸道菌群。LIU等用抗生素處理的偽無(wú)菌小鼠模型進(jìn)一步驗(yàn)證了FBT的抗肥胖活性與腸道菌群的關(guān)系,結(jié)果表明FBT可以顯著改善高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖,而FBT在偽無(wú)菌小鼠體內(nèi)表現(xiàn)出有限的抗肥胖活性,因此腸道微生物在FBT的調(diào)節(jié)脂代謝中起關(guān)鍵作用。

FBT抗肥胖及調(diào)節(jié)脂代謝活性已經(jīng)被廣泛報(bào)道,然而FBT調(diào)節(jié)脂代謝活性的研究仍然存在一些不足,主要包括:

(1)FBT經(jīng)過(guò)微生物的后發(fā)酵,F(xiàn)BT的化學(xué)成分比其他類茶葉復(fù)雜得多,是哪種成分具有抗肥胖活性有待深入研究。FBT中仍有許多未知化合物有待進(jìn)一步分離、純化和鑒定及活性評(píng)價(jià)。

(2)很多研究表明發(fā)酵茶中茶褐素可能是其重要的活性物質(zhì)。FBT也含有豐富的茶褐素,然而關(guān)于FBT茶褐素的制備、結(jié)構(gòu)和生物活性的信息依然有限。

(3)FBT抗肥胖活性已經(jīng)經(jīng)過(guò)了大量的研究,然而其潛在分子機(jī)制尚不清楚,有待進(jìn)一步研究。

(4)FBT降脂減肥的活性主要還是集中在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上,依然缺乏臨床數(shù)據(jù)作為支撐。

調(diào)節(jié)腸道微生物活性

腸道微生物在調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能中起著至關(guān)重要的作用,更被視為“被遺忘的器官”,同時(shí)腸道菌群可以作為連接飲食和宿主健康的重要橋梁。

尤其益生菌和益生元可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群進(jìn)而影響宿主健康,因而受到越來(lái)越多的關(guān)注。

茶葉中多酚和多糖等成分均可以逃避消化系統(tǒng)的消化進(jìn)入大腸與腸道菌群發(fā)生相互作用,F(xiàn)BT及其活性成分對(duì)腸道微生物的影響也受到了廣泛關(guān)注。

體外實(shí)驗(yàn)表明,F(xiàn)BT或其組分可以通過(guò)降低厚壁菌門/擬桿菌門(Firmicutes/Bacteroidetes)的比率來(lái)調(diào)節(jié)腸道菌群組成,同時(shí)可以減少Escherichia、γ-Proteobacteria_B38等有害腸道微生物群的相對(duì)豐度,促進(jìn)Bacteroides、Bifidobacterium、Faecalibacterium等有益腸道微生物的增殖從而發(fā)揮其益生的活性。

FBT及其組分可以調(diào)節(jié)腸道微生物群的代謝途徑和代謝產(chǎn)物,如FBT水提物可以增加丁酸含量,茯磚茶多糖及金花菌多糖可以顯著增加乳酸、乙酸和丙酸的水平,基于宏基因組測(cè)序研究結(jié)果表明純化的茯磚茶多糖成分可以促進(jìn)腸道菌群的合成和優(yōu)化代謝途徑。

腸道菌群與機(jī)體生理功能關(guān)系密切,腸道菌群紊亂會(huì)誘導(dǎo)肥胖、糖尿病、高血壓、結(jié)腸炎等多種疾病,因此維持腸道菌群平衡對(duì)保持機(jī)體健康、預(yù)防疾病具有重要意義。

越來(lái)越多的研究表明FBT可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮其生物活性,主要包括:

(1)調(diào)節(jié)腸道菌群與抗肥胖活性。腸道菌群在宿主的能量吸收、脂質(zhì)代謝及代謝類疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中,高脂可以顯著誘導(dǎo)小鼠腸道菌群紊亂,而FBT可以通過(guò)增加腸道菌群的α多樣性、降低厚壁菌門/擬桿菌門的比例、增加Lactobacillus、Bacteroides、Bifidobacteriaceae等有益腸道微生物、抑制Allobaculum、Helicobacter、Ruminococcaceae、Peptococcaceae、Peptostreptococcaceae、Erysipelotrichaceae等致病性腸道微生物進(jìn)而調(diào)節(jié)宿主脂代謝。最近有研究發(fā)現(xiàn)FBTPS可以逆轉(zhuǎn)高脂膳食誘導(dǎo)的腸道微生物多樣性降低、抑制Erysipelotrichaceae、Coriobacteriaceae、Streptococcaceae的增殖,同時(shí)茯磚茶多糖可以調(diào)節(jié)44個(gè)與代謝綜合征呈顯著性相關(guān)的關(guān)鍵操作分類單元(OTU)。李秀平等研究表明FBT通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群和膽汁酸代謝從而調(diào)節(jié)大鼠的脂代謝。ZHOU等利用肥胖大鼠模型和糞菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明FBT多酚組分抗肥胖活性依賴于腸道菌群,并且其調(diào)節(jié)脂代謝的活性與腸道中Akkermansiamuciniphila、Alloprevotella、Bacteroides、Faecalibaculum相關(guān)。

(2)調(diào)節(jié)腸道菌群與免疫活性。腸道菌群在宿主的免疫系統(tǒng)發(fā)育和成熟中發(fā)揮著重要作用,腸道菌群紊亂會(huì)破壞宿主免疫系統(tǒng)。茯磚茶多糖、金花菌胞內(nèi)和胞外多糖均可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群及改善腸道屏障進(jìn)而增加免疫抑制小鼠的免疫功能。

(3)調(diào)節(jié)腸道菌群與抗炎活性。結(jié)腸炎是一種慢性炎癥性腸道疾病,主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩病(CD)。盡管結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制依然不清楚,但是越來(lái)越多的研究表明腸道菌群紊亂、腸道屏障損傷與結(jié)腸炎發(fā)病進(jìn)程具有高度相關(guān)性。茯磚茶多糖和金花菌多糖均被報(bào)道可以緩解葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎,同時(shí)可以調(diào)節(jié)結(jié)腸炎小鼠模型的腸道菌群,并且相關(guān)性分析和糞菌移植結(jié)果均表明腸道菌群改變有助于結(jié)腸炎的改善。

FBT調(diào)節(jié)腸道菌群的研究已經(jīng)被廣泛報(bào)道,然而相關(guān)研究依然需要進(jìn)一步改進(jìn),主要包括:

(1)一些研究表明FBT活性與調(diào)節(jié)腸道微生物群有關(guān)。雖然可以通過(guò)相關(guān)性分析和偽無(wú)菌動(dòng)物模型進(jìn)行分析,但是依然需要利用無(wú)菌小鼠和糞菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

(2)FBT在體內(nèi)調(diào)節(jié)腸道菌群的研究主要依靠擴(kuò)增子二代測(cè)序技術(shù),然而這種技術(shù)不能鑒定到腸道菌群的種屬,因此急需要利用宏基因組測(cè)序技術(shù)進(jìn)一步挖掘發(fā)揮作用的關(guān)鍵菌種。

(3)FBT調(diào)節(jié)腸道菌群主要集中在FBT調(diào)節(jié)腸道菌群的研究,然而腸道菌群如何進(jìn)一步改善宿主健康的研究尚未見(jiàn)報(bào)道,因此需要利用宏基因組學(xué)結(jié)合代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白組學(xué)等技術(shù)進(jìn)一步挖掘FBT通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群改善宿主健康的分子機(jī)制。

結(jié) 論

FBT在中國(guó)南部和西部邊境地區(qū)作為傳統(tǒng)飲料而被廣泛飲用,因其獨(dú)特的風(fēng)味及保健功能引起了越來(lái)越多的關(guān)注,促進(jìn)了越來(lái)越多關(guān)于FBT的研究,特別在FBT生物活性方面取得了很多重要進(jìn)展。其中降脂減肥是FBT最重要的藥理功能,同時(shí)也是FBT研究最多的活性,然而FBT調(diào)節(jié)脂代謝活性的研究仍然存在一些不足,如FBT中降脂減肥活性成分鑒定,F(xiàn)BT調(diào)節(jié)脂代謝機(jī)制的挖掘等急需進(jìn)一步的研究。最近幾年,隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)BT調(diào)節(jié)腸道菌群的益生活性逐步被研究者重視,但總體研究處于初步階段,F(xiàn)BT調(diào)節(jié)腸道菌群的關(guān)鍵種屬及腸道菌群改善宿主健康的分子機(jī)制均不清楚。

因此文章綜述了FBT調(diào)節(jié)脂代謝和腸道菌群的研究進(jìn)展以增加人們對(duì)FBT生物活性的認(rèn)識(shí)的同時(shí),并指出了研究中的不足,從而促進(jìn)FBT的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)利用。

來(lái)源:中國(guó)茶葉加工

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茶與健康,茶及其功能成分對(duì)腸道菌群調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展

茶的抗炎解毒作用早在《神農(nóng)本草經(jīng)》就有記載。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,茶的保健作用越來(lái)越受到人們的重視。茶富含茶多酚、茶多糖、茶氨酸、咖啡堿等多種功能成分,具有預(yù)防肥胖、糖尿病、慢性炎癥和其他疾病的潛力。

腸道菌群被認(rèn)為是一個(gè)重要的“新陳代謝器官”和“內(nèi)分泌器官”,由腸道內(nèi)約100萬(wàn)億個(gè)微生物組成,腸道菌群與肥胖、糖尿病、高血壓等疾病的發(fā)生密切相關(guān)。

近年來(lái),越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)茶葉獨(dú)特的保健作用可以歸因于茶及功能成分和腸道菌群之間的相互作用。大量文獻(xiàn)證實(shí)了生物利用度低的茶多酚能夠被大腸中的微生物吸收利用,從而產(chǎn)生健康益處。但茶與腸道菌群之間的相互作用機(jī)制尚不清楚,究竟是微生物參與下茶功能成分的代謝產(chǎn)物的直接作用,還是茶葉刺激腸道特定有益微生物生長(zhǎng)進(jìn)而產(chǎn)生有益代謝物的間接作用。

因此,文章歸納總結(jié)了近些年國(guó)內(nèi)外關(guān)于茶及其功能成分與腸道菌群之間的互作關(guān)系,梳理了“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產(chǎn)物—宿主健康”的調(diào)節(jié)作用機(jī)制,以期為茶及其功能成分的健康功能研究提供新思路。

腸道菌群與人體穩(wěn)態(tài)的關(guān)系

在人體腸道中生存著多種微生物,這些微生物在溫暖、營(yíng)養(yǎng)豐富的腸道環(huán)境中生長(zhǎng)、繁殖,能隨著宿主一起進(jìn)化,是人體不可分割的一部分。人體所攜帶的微生物群能隨著人體的發(fā)育而平行發(fā)展,并在成年直至死亡保持其時(shí)間穩(wěn)定性和多樣性。

腸道菌群能通過(guò)其豐富的代謝物,如短鏈脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs),在人體的免疫、代謝和神經(jīng)系統(tǒng)等方面產(chǎn)生重要的影響。在健康成年人腸道中,擬桿菌門(Bacteroidetes)和厚壁菌門(Firmicutes)為優(yōu)勢(shì)菌群,占腸道菌群總數(shù)的90%以上,其次是放線菌門(Actinobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)等。

腸道中各種微生物按一定的比例組合,互相制約,互相依存,進(jìn)而維持腸道穩(wěn)態(tài)相對(duì)平衡。而精神壓力、飲食習(xí)慣、抗生素、腸道pH值異常等因素都會(huì)破壞腸道穩(wěn)態(tài)平衡,使腸道菌群失調(diào),在一定程度上造成機(jī)體代謝紊亂、炎癥反應(yīng),甚至引起其它相關(guān)疾病,如胃腸道疾病、腦疾病等。

其中飲食是影響腸道菌群最主要的因素,健康飲食(如高膳食纖維、益生元等)會(huì)促進(jìn)有益菌富集,如產(chǎn)SCFAs的乳桿菌屬(Lactobacillus)和雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)數(shù)量的增加,從而增強(qiáng)胰島素敏感性,促進(jìn)宿主健康。非健康飲食(如高糖、高熱量飲食等)會(huì)改變腸道菌群組成,增加革蘭氏陰性細(xì)菌的比例,而過(guò)多的革蘭氏陰性細(xì)菌會(huì)刺激脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)的產(chǎn)生,增加腸道通透性,導(dǎo)致肥胖、炎癥乃至內(nèi)毒素血癥。

因此,飲食對(duì)于維持和塑造宿主的腸道菌群穩(wěn)態(tài)意義重大,直接關(guān)系到宿主健康。

茶及其功能成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

到目前為止,茶中已知化合物有700多種,其中包括茶多酚、茶多糖、茶氨酸、咖啡堿等。研究表明茶及其功能成分對(duì)人體腸道菌群多樣性起到重要作用,包括促進(jìn)阿克曼氏菌屬(Akkermansia)、雙歧桿菌屬(Bifidobacteria)、羅斯氏菌屬(Roseburia)等益生菌的生長(zhǎng),抑制腸桿菌科(Enterobacteriaceae)、螺桿菌屬(Helicobacter)等有害菌生長(zhǎng)。

1、茶對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

在葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型中,六大茶類被證明均具有益生元作用,能明顯增加結(jié)腸炎小鼠腸道菌群多樣性,減少潛在有害細(xì)菌的豐度和增加潛在有益細(xì)菌的豐度。

HUANG等發(fā)現(xiàn)普洱茶干預(yù)處理能夠明顯緩解葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的腸道炎癥;與此同時(shí),普洱茶干預(yù)處理能夠降低潛在有害細(xì)菌螺桿菌屬、藍(lán)綠藻菌屬(Lachnoclostridium)、腸桿菌科相對(duì)豐度的降低和促進(jìn)有益細(xì)菌阿克曼氏菌屬、乳桿菌屬、Muribaculum和Ruminococcaceae UCG-014相對(duì)豐度的增加。而糞菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明普洱茶能夠通過(guò)逆轉(zhuǎn)腸道菌群的失調(diào)狀態(tài)進(jìn)而改善由葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎,這種改善作用可能歸功于小鼠盲腸中SCFAs含量上升和結(jié)腸過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ表達(dá)的增加。這些研究表明茶葉具有益生元活性,并且茶葉的健康功能至少一部分歸功于它對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用。

2、茶多酚對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

ZHOU等發(fā)現(xiàn)茯磚茶多酚干預(yù)能明顯減輕由高脂飲食誘導(dǎo)的大鼠腸道菌群區(qū)系失調(diào),大鼠腸道菌群多樣性增加,厚壁菌門/擬桿菌門比值降低,某些核心微生物的相對(duì)豐度明顯上升,包括粘液阿克曼氏菌種(Akkermansia muciniphila)、擬普雷沃菌屬(Alloprevotella)、擬桿菌屬(Bacteroides)和糞桿菌屬(Faecalibaculum),并通過(guò)糞菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明,茯磚茶多酚的減肥作用與腸道菌群有直接關(guān)聯(lián)。WU等證明在葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)腸炎模型中,表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)對(duì)結(jié)腸炎的緩解作用是通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群實(shí)現(xiàn)的,EGCG能有效提高產(chǎn)SCFAs的微生物的相對(duì)豐度,如阿克曼氏菌屬、乳桿菌屬。茶多酚的益生元作用能緩解由不利因素所引起的腸道菌群失調(diào),雖然不同來(lái)源的茶多酚調(diào)節(jié)的具體細(xì)菌分類群可能不同,但毫無(wú)疑問(wèn)茶多酚的健康功能與腸道菌群有著密不可分的聯(lián)系。

3、茶多糖對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

茶多糖能使腸道菌群多樣性增加,在糖尿病模型鼠腸道中發(fā)現(xiàn),茶多糖能使產(chǎn)SCFAs微生物的相對(duì)豐度提高,如毛螺菌屬(Lachnospira)、食物谷菌屬(Victivallis)和羅斯氏菌屬,進(jìn)而改善糖脂代謝。同時(shí),在葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的腸炎模型中,茶多糖被發(fā)現(xiàn)能促進(jìn)擬桿菌屬的生長(zhǎng),擬桿菌屬能夠減少糞便和血漿中的LPS水平,進(jìn)而增強(qiáng)腸道上皮屏障功能,抑制腸道和全身炎癥。因此,茶多糖能促進(jìn)產(chǎn)SCFAs等的潛在有益微生物的生長(zhǎng)和抑制產(chǎn)LPS微生物的生長(zhǎng)進(jìn)而改善腸道菌群的結(jié)構(gòu)與組成,維持人體腸道菌群穩(wěn)態(tài)。

4、茶葉中其它功能成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

茶皂素又名茶皂甙,是由茶樹(shù)種子中提取出來(lái)的一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的糖苷類化合物,分子量較大,極性強(qiáng),易溶于水。李玉等用茶皂素飼喂斷奶羔羊,腸道菌群分析結(jié)果表明,與機(jī)體免疫力和消化能力增強(qiáng)有關(guān)的有益菌的相對(duì)豐度明顯增加,而與機(jī)體感染正相關(guān)的有害菌相對(duì)豐度明顯減少。因此,茶皂素對(duì)羔羊的腸道菌群有良好的正向影響,茶皂素干預(yù)能夠增加腸道菌群多樣性,改善腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài),增強(qiáng)機(jī)體的免疫力和消化能力。

此外,茶葉中的主要功能成分還包括茶氨酸和咖啡堿等,但由于茶氨酸、咖啡堿等功能成分具有極高的生物利用度,在到達(dá)大腸前已基本完成吸收,而腸道菌群主要分布在大腸。因此,目前關(guān)于它們與腸道菌群的互作關(guān)系尚不清楚。

茶及其功能成分調(diào)節(jié)腸道菌群

影響宿主健康的可能機(jī)制

LIPINSKI等認(rèn)為生物可利用性低的化合物一般具有以下特征:(1)化合物分子量>500,LogP>5;(2)化合物中的-OH或-NH數(shù)量≥5;(3)化合物中可形成氫鍵的N基或O基數(shù)≥10。而茶葉中的多種功能成分如茶黃素、茶紅素、茶多糖等大分子化合物由于具有以上全部或部分結(jié)構(gòu)特征,難以直接被人體吸收。

但有研究表明這些化合物能成為腸道菌群的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),一方面這些未被吸收的物質(zhì)能在腸道菌群的參與下,降解為SCFAs等小分子功能物質(zhì)供人體吸收利用,另一方面這些物質(zhì)還能調(diào)節(jié)腸道菌群,促進(jìn)產(chǎn)SCFAs等物質(zhì)的有益微生物大量生長(zhǎng),抑制產(chǎn)LPS等物質(zhì)的有害微生物的生長(zhǎng)。

KOROPATKIN等發(fā)現(xiàn)腸道菌群可以通過(guò)初級(jí)降解和次級(jí)降解將茶葉中的多糖物質(zhì)代謝成以SCFAs為主的次生代謝物。此外腸道中未被人體直接吸收利用的茶多酚往往能在腸道菌群作用下,逐步轉(zhuǎn)化為芳香族化合物、酚酸等物質(zhì),從而表現(xiàn)出更高的生理活性,供人體吸收利用。

大量研究已經(jīng)證實(shí)茶及其功能成分主要是通過(guò)維持腸道微生物多樣性,促進(jìn)有益菌生長(zhǎng),抑制有害菌等方面調(diào)節(jié)腸道菌群,進(jìn)而調(diào)節(jié)微生物的代謝產(chǎn)物,供人體吸收利用,發(fā)揮茶及其功能成分的健康意義。結(jié)合文獻(xiàn)分析,茶及其功能成分與腸道菌群影響宿主健康的機(jī)制可能主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

1、茶及其功能成分—腸道菌群—SCFAs—宿主健康的調(diào)節(jié)機(jī)制

腸道菌群的基因遠(yuǎn)超人類基因150倍,微生物的遺傳多樣性使其具備了宿主所不具備酶和生化代謝途徑,并能編碼大量人體缺乏的酶,將多糖轉(zhuǎn)化為單糖和SCFAs。

SCFAs由腸道中的未消化食物的發(fā)酵和轉(zhuǎn)化形成,是腸道遠(yuǎn)端微生物的主要代謝物,主要包括乙酸、丙酸、丁酸。SCFAs被認(rèn)為與糖脂代謝、腸道炎癥、腸道屏障、腸道運(yùn)動(dòng)及免疫功能等密切相關(guān)。在葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的腸炎模型中,茶葉能夠增加小鼠腸道中產(chǎn)SCFAs微生物的相對(duì)豐度以及提高糞便中乙酸、丙酸和丁酸含量,從而緩解腸道炎癥。普洱茶多糖能夠顯著調(diào)節(jié)腸道菌群,促進(jìn)產(chǎn)SCFAs的微生物大量生長(zhǎng),增加小鼠糞便中SCFAs的含量。與多糖類似,機(jī)體攝入茶多酚也能增加SCFAs濃度和促進(jìn)產(chǎn)SCFAs微生物的生長(zhǎng)。同時(shí)WANG等發(fā)現(xiàn)攝入茶褐素能夠增加產(chǎn)生SCFAs的腸道菌群的豐度,并促進(jìn)結(jié)腸中SCFAs的形成,特別是丁酸的形成,進(jìn)而促進(jìn)白色脂肪米色化以及改善高脂飲食導(dǎo)致的炎癥紊亂。

因此,茶及其功能成分可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群,促進(jìn)產(chǎn)SCFAs的微生物的生長(zhǎng)繁殖,進(jìn)而增加機(jī)體內(nèi)的SCFAs含量,發(fā)揮相應(yīng)的健康功能。

2、茶及其功能成分—腸道菌群—BAs—宿主健康的調(diào)節(jié)機(jī)制

膽汁酸(bile acid,BAs)是另一類對(duì)人體健康有積極影響的化合物,由肝細(xì)胞合成。肝臟中合成的初級(jí)膽汁酸與?;撬岷透拾彼峤Y(jié)合并分泌到腸道,然后在腸道菌群的作用下發(fā)生脫羥基、差向異構(gòu)化和氧化等一系列反應(yīng),最終產(chǎn)生了次級(jí)膽汁酸。因此,腸道菌群對(duì)于BAs的代謝起到至關(guān)重要的作用。

此外,BAs的變化也與糖脂代謝、腸道屏障和炎癥水平等密切相關(guān)。研究表明,普洱茶及茶褐素能夠通過(guò)抑制與膽鹽水解酶(Bile-salt hydrolase,BSH)活性相關(guān)的微生物、增加回腸結(jié)合膽汁酸水平,進(jìn)而發(fā)揮降膽固醇和降脂作用。ZHU等通過(guò)聯(lián)合施用EGCG和咖啡堿,發(fā)現(xiàn)了茶葉降脂減肥的作用可能是因?yàn)镋GCG和咖啡堿能夠提高腸道菌群的膽汁鹽水解酶BSH基因表達(dá),促進(jìn)非共軛膽汁酸的生成,改變膽汁酸池,進(jìn)而抑制高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖。

因此,茶葉及其功能成分可以通過(guò)調(diào)節(jié)與BAs代謝密切相關(guān)的微生物的生長(zhǎng)繁殖,進(jìn)而改變機(jī)體內(nèi)的膽汁酸池,從而發(fā)揮降脂減肥功能。

3、茶及其功能成分—腸道菌群—其它腸道代謝產(chǎn)物—宿主健康的調(diào)節(jié)機(jī)制

LPS又稱內(nèi)毒素,是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁最外層組成成分。研究表明,腸道菌群紊亂會(huì)引起腸道屏障受損,LPS進(jìn)入宿主循環(huán),進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生一系列炎癥反應(yīng)。左高隆等發(fā)現(xiàn)茯磚茶顯著降低非酒精性脂肪肝病大鼠血清LPS水平,同時(shí)腸道中革蘭氏陰性細(xì)菌數(shù)量明顯下降,進(jìn)一步推測(cè)茯磚茶能抑制腸道中產(chǎn)LPS的革蘭氏陰性細(xì)菌生長(zhǎng)。

此外,茶及其功能成分還可以通過(guò)腸道菌群調(diào)節(jié)多種腸道菌群代謝產(chǎn)物的含量,如飽和脂肪酸、支鏈氨基酸、維生素K2等物質(zhì),進(jìn)而起到調(diào)節(jié)糖脂代謝、保護(hù)骨骼等功能。

結(jié) 論

茶作為世界上最流行的飲料之一,其健康功能已在細(xì)胞、動(dòng)物乃至人體中得到了廣泛的研究。過(guò)去常常認(rèn)為茶的健康功能主要是殺菌、消炎、抗氧化等。

近年來(lái),腸道菌群研究逐漸受到廣泛的關(guān)注,從最初的“宿主—腸道菌群—疾病”到如今“宿主—腸道菌群—腸道代謝產(chǎn)物—疾病”,進(jìn)一步闡明了疾病與腸道菌群的關(guān)系。但是目前茶及其功能成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用的研究大多停留在調(diào)節(jié)腸道菌群紊亂、促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)、抑制有害菌生長(zhǎng)等層面,而缺乏關(guān)于茶及其功能成分調(diào)節(jié)腸道菌群和宿主健康的具體關(guān)系研究。

因此,文章在對(duì)近期相關(guān)研究進(jìn)行系統(tǒng)歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,形成了“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產(chǎn)物—宿主健康”的主要思路,以期為茶及其功能成分的健康功能研究提供新思路。

由于“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產(chǎn)物—宿主健康”的作用機(jī)制尚不清晰,導(dǎo)致茶葉及其功能成分作為益生元的市場(chǎng)發(fā)展前景受到限制。近年來(lái),“個(gè)體藥物反應(yīng)”被發(fā)現(xiàn)與腸道菌群的差異有明顯關(guān)系。與此同時(shí),隨著“精準(zhǔn)醫(yī)療”“精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)”和“精準(zhǔn)食品”概念的提出,也對(duì)闡明“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產(chǎn)物—宿主健康”四者間的關(guān)系提出了更高要求。在今后的研究中,科研人員應(yīng)借助更先進(jìn)的科學(xué)手段,如通過(guò)多組學(xué)聯(lián)用(如宏基因組、代謝組)的方式,進(jìn)一步闡明茶及其功能成分與腸道菌群之間的互作關(guān)系。利用分離純化腸道菌株和無(wú)菌鼠等技術(shù),探究茶及其功能成分的健康功能。盡管目前茶及其功能成分調(diào)節(jié)腸道菌群影響宿主健康的機(jī)制尚不清楚,但毫無(wú)疑問(wèn)的是,茶及其功能成分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用是其發(fā)揮健康功能的重要載體。

作者簡(jiǎn)介:

曾鴻哲

碩士研究生,主要從事茶葉深加工與功能成分利用研究,先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇,主持了國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃,參與了省級(jí)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目以及“精制川茶四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”開(kāi)放基金項(xiàng)目。

劉仲華

中國(guó)工程院院士、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授,現(xiàn)任湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任委員、茶學(xué)學(xué)科帶頭人,國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心主任、教育部植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心主任、教育部茶學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系加工研究室主任。主要從事茶葉加工理論與技術(shù)、茶葉深加工與資源利用、茶與健康、植物功能成分利用研究。揭示了黑茶品質(zhì)風(fēng)味形成機(jī)理,創(chuàng)立了黑茶優(yōu)質(zhì)高效加工關(guān)鍵技術(shù)體系;創(chuàng)建了茶葉功能成分和速溶茶綠色高效提制新技術(shù)體系。以第一完成人獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)、中華農(nóng)業(yè)英才獎(jiǎng),湖南省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)及湖南省十大創(chuàng)新獎(jiǎng)。獲發(fā)明專利授權(quán)60多件,發(fā)表SCI論文100多篇,主編或參編專著和教材15部。

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劉仲華院士團(tuán)隊(duì)說(shuō)安化黑茶調(diào)節(jié)腸道菌群功效及作用機(jī)理

腸道菌群作為人體重要的“微生物器官”,對(duì)人類健康發(fā)揮著重要作用。研究表明安化黑茶能有效調(diào)節(jié)腸道菌群的紊亂,促進(jìn)宿主健康。本期文章系統(tǒng)歸納了近年來(lái)關(guān)于安化黑茶及其主要活性成分調(diào)節(jié)腸道菌群的研究報(bào)道,總結(jié)了其調(diào)節(jié)作用對(duì)預(yù)防疾病的功效及相關(guān)機(jī)理的研究進(jìn)展,以為安化黑茶的進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)提供新思路。

安化黑茶調(diào)節(jié)腸道菌群作用的主要活性成分

安化黑茶的主要活性成分在調(diào)節(jié)腸道菌群方面具有一定作用,主要活性成分包括茶多糖、茶多酚、茶褐素及金花菌等。

1

茶多糖對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),茯磚茶多糖可以調(diào)節(jié)腸道微生態(tài),通過(guò)降低厚壁菌門/擬桿菌門的比值,同時(shí)促進(jìn)擬桿菌屬和普雷沃菌屬的增殖,抑制擬桿菌和埃希氏菌/志賀氏菌等有害結(jié)腸炎微生物群的生長(zhǎng),從而發(fā)揮益生功能。此外,茯磚茶多糖在調(diào)節(jié)菌群結(jié)構(gòu)的同時(shí),可調(diào)控腸道菌群的合成和優(yōu)化代謝途徑,如增加菌群中淀粉和蔗糖的代謝途徑及糖代謝酶的含量;可調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)物,顯著增加乳酸與短鏈脂肪酸(SCFAs)如乙酸、丙酸和正丁酸的水平,通過(guò)影響生理代謝功能來(lái)改善宿主健康。

2

茶多酚對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

研究表明,茶多酚及其衍生物可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群有效地抑制肥胖及其相關(guān)代謝紊亂。在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠模型中,茯磚茶多酚干預(yù)能有效緩解高脂飲食引起的腸道菌群失調(diào),提高菌群多樣性水平,并調(diào)節(jié)腸道微生物相關(guān)的腸道氧化應(yīng)激和腸道屏障功能,包括腸道炎癥和腸道屏障的完整性,從而發(fā)揮抗肥胖的作用。

3

茶褐素對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

研究表明,茶褐素能顯著改善抗生素的脫污染作用,通過(guò)促進(jìn)大鼠腸道益生菌如乳酸桿菌、雙歧桿菌的增殖和抑制大腸桿菌、腸球菌生長(zhǎng),緩解腸道菌群失調(diào);同時(shí),益生菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如乳酸、有機(jī)酸和細(xì)菌素等起到控制病原菌的生長(zhǎng)和繁殖的作用。然而,目前關(guān)于茯磚茶茶褐素調(diào)節(jié)腸道菌群的報(bào)道有限,有待深入研究。

4

金花菌對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

茯磚茶中獨(dú)特的金花菌是生長(zhǎng)在茶磚表面和內(nèi)部的金黃色顆粒狀真菌,作為茯磚茶發(fā)酵過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)真菌,被鑒定為冠突曲霉(Aspergilluscristatus,A.cristatus)或冠突散囊菌(Eurotiumcristatum,E.cristatum),對(duì)茯磚茶的感官品質(zhì)和保健功效均有重要的影響。

研究發(fā)現(xiàn),茯磚茶中潛在生物活性物質(zhì)A.cristatus的胞外多糖和胞內(nèi)多糖均不能在上消化道中消化,但能被腸道微生物降解,促進(jìn)SCFAs的產(chǎn)生,可通過(guò)降低厚壁菌門/擬桿菌門的比值和增加普雷沃氏菌屬的相對(duì)豐度來(lái)調(diào)控腸道菌群結(jié)構(gòu),進(jìn)而增強(qiáng)宿主的免疫功能,促進(jìn)機(jī)體健康。

安化黑茶調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮的功效

1

降脂減肥

近年來(lái),大量學(xué)者通過(guò)建立高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型,發(fā)現(xiàn)茯磚茶對(duì)肥胖小鼠的代謝改善與腸道菌群的調(diào)節(jié)密切相關(guān)。

2

抗炎

體外厭氧發(fā)酵試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),茯磚茶多糖及其純化組分可調(diào)節(jié)炎癥性腸病患者腸道菌群的組成與結(jié)構(gòu),使其接近健康組的菌群組成。

3

免疫調(diào)節(jié)

研究表明,茯磚茶多糖具有免疫調(diào)節(jié)活性,也與腸道菌群的調(diào)節(jié)密切相關(guān),通過(guò)建立環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫抑制小鼠模型,發(fā)現(xiàn)茯磚茶多糖能有效改善腸道菌群的失調(diào),增強(qiáng)宿主的免疫功能。

4

抗糖尿病

通過(guò)高脂高糖飼料聯(lián)合鏈脲佐霉素建立2型糖尿病小鼠模型,發(fā)現(xiàn)茯磚茶能增加腸道中有益菌的生長(zhǎng),調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào),進(jìn)而改善2型糖尿病的代謝紊亂。

5

肝保護(hù)作用茯磚茶可通過(guò)腸道菌群-肝軸改善酒精性肝損傷,促進(jìn)Muribaculaceae和Lactobacillus等益生菌的增殖來(lái)緩解酒精引起的腸道菌群失調(diào);增加盲腸中SCFAs的水平并降低酒精喂養(yǎng)小鼠的色氨酸含量;通過(guò)上調(diào)上皮緊密連接蛋白的表達(dá)來(lái)改善酒精受損的腸道屏障功能;降低脂多糖水平,抑制肝臟TLR4/NF-B信號(hào)通路,從而改善酒精性肝損傷。

安化黑茶調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮功效的機(jī)理

大量研究表明,安化黑茶及其活性成分可增加腸道菌群多樣性,促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng),抑制條件致病菌的生長(zhǎng),進(jìn)而通過(guò)影響腸道菌群的代謝產(chǎn)物,特別是SCFAs、腸-肝的膽汁酸和色氨酸代謝物,顯著影響免疫平衡、能量代謝和黏膜完整性的維持等,從而發(fā)揮促進(jìn)宿主健康的功效。

展 望

近年來(lái),安化黑茶及其主要活性成分在調(diào)節(jié)腸道菌群、改善機(jī)體健康方面的研究取得了許多重要進(jìn)展,但是總體研究仍存在許多不足:

1. 安化黑茶中許多活性成分的結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步表征。

2. 安化黑茶及活性成分、腸道菌群、菌群代謝物和功能活性之間的互作及相關(guān)機(jī)制尚不清晰。

3. 安化黑茶調(diào)節(jié)腸道菌群的關(guān)鍵種屬及發(fā)揮益生功能的分子機(jī)制研究還不夠深入。

今后應(yīng)利用宏基因組、代謝組等多組學(xué)聯(lián)用技術(shù)探究安化黑茶及活性成分、腸道菌群及其代謝產(chǎn)物間的相互作用,篩選關(guān)鍵腸道菌株,并采用無(wú)菌鼠和糞便移植等技術(shù),進(jìn)一步探究安化黑茶及活性成分調(diào)節(jié)腸道菌群和影響宿主健康的分子機(jī)制。

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