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茶與健康:茯磚茶調節(jié)脂代謝和腸道菌群的研究進展

根據(jù)加工方法將中國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,黑茶因其復雜的微生物后發(fā)酵過程而具有獨特的風味品質。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養(yǎng)補充劑。其特點是經(jīng)過發(fā)酵階段,在FBT表面和內部形成獨特的“金花”,“金花”主要優(yōu)勢菌為冠突散囊菌(Aspergillus cristatus)。發(fā)酵后FBT味道濃郁,具有獨特的香氣從而被越來越多的消費者接受和喜愛。

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,同時越來越多的研究表明FBT調節(jié)脂代謝的活性可能跟其調節(jié)腸道菌群活性相關。

文章對FBT的調節(jié)脂代謝和腸道菌群研究進行了總結,以提高對FBT生物活性的認識,促進FBT的進一步研究與開發(fā)利用。

調節(jié)脂代謝活性

由于飲食結構的變化、缺乏運動和攝入過多的卡路里,肥胖作為慢性代謝疾病在過去幾十年中急劇增加,被認為是世界范圍內嚴重的醫(yī)學健康問題之一。

很多流行病學研究和臨床實驗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。

動物實驗研究發(fā)現(xiàn)FBT可以顯著抑制高脂膳食誘導的體重增加、脂肪組織堆積、脂肪細胞增殖、肝臟重量、肝臟脂質沉積、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肥胖的大鼠模型比較FBT和綠茶的抗肥胖作用,結果表明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比例復配后可以顯著緩解高脂飲食誘導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,茶多酚一直被認為是茶葉中抗肥胖活性的主要成分。

體外實驗表明FBT中的多酚成分對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,結果表明所有FBT提取物都可以激活過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,結果表明FBT多酚可以顯著調節(jié)高脂飲食大鼠的腸道炎癥、腸道屏障和腸道菌群進而調節(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的代謝綜合征。

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

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

FBT中不同組分抗肥胖活性具有特異性,哪個組分具有調節(jié)脂代謝活性還需要進一步研究。

同時,很多研究者對FBT降脂減肥的分子機制進行了系列研究,主要包括:

(1)FBT可以降低宿主內毒素(Lipopolysaccharide,LPS)和慢性炎癥水平。腸道中革蘭氏陰性菌釋放的LPS可進入血液,通過激活Toll樣受體4(Toll-like receptors 4,TLR4)誘導炎癥、胰島素抵抗和代謝紊亂。因此,降低LPS和炎癥水平在預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進而調節(jié)宿主脂代謝。

(2)FBT緩解宿主氧化損傷。高脂飲食可能會導致宿主的氧化應激增加,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,在控制脂質過氧化中起重要作用。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氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(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代謝的中心,因此調節(jié)肝臟中與脂肪酸合成和脂質代謝相關的基因表達水平可以調節(jié)脂代謝及預防肥胖。FBT可以通過降低谷草轉氨酶(AST)和谷丙轉氨酶(ALT)水平改善肝功能,同時可以降低肝臟中脂肪合成、積累相關基因的表達,增加脂肪酸氧化、分解代謝相關基因的表達,從而調節(jié)宿主脂代謝。

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

(5)FBT可以促進脂肪產熱,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脂肪組織產熱從而降低高脂飲食誘導的肥胖。

(6)FBT調節(jié)腸道微生物群。腸道菌群與機體生理功能密切相關,腸道菌群紊亂可能導致宿主代謝綜合征、肥胖等各類疾病。很多文獻報道茶葉可以通過調節(jié)腸道菌群進而有助于預防代謝類疾病。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菌小鼠模型進一步驗證了FBT的抗肥胖活性與腸道菌群的關系,結果表明FBT可以顯著改善高脂飲食誘導的肥胖,而FBT在偽無菌小鼠體內表現(xiàn)出有限的抗肥胖活性,因此腸道微生物在FBT的調節(jié)脂代謝中起關鍵作用。

FBT抗肥胖及調節(jié)脂代謝活性已經(jīng)被廣泛報道,然而FBT調節(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)過微生物的后發(fā)酵,F(xiàn)BT的化學成分比其他類茶葉復雜得多,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一步分離、純化和鑒定及活性評價。

(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。FBT也含有豐富的茶褐素,然而關于FBT茶褐素的制備、結構和生物活性的信息依然有限。

(3)FBT抗肥胖活性已經(jīng)經(jīng)過了大量的研究,然而其潛在分子機制尚不清楚,有待進一步研究。

(4)FBT降脂減肥的活性主要還是集中在細胞和動物實驗驗證上,依然缺乏臨床數(shù)據(jù)作為支撐。

調節(jié)腸道微生物活性

腸道微生物在調節(jié)機體生理功能中起著至關重要的作用,更被視為“被遺忘的器官”,同時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調節(jié)腸道菌群進而影響宿主健康,因而受到越來越多的關注。

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及其活性成分對腸道微生物的影響也受到了廣泛關注。

體外實驗表明,F(xiàn)BT或其組分可以通過降低厚壁菌門/擬桿菌門(Firmicutes/Bacteroidetes)的比率來調節(jié)腸道菌群組成,同時可以減少Escherichia、γ-Proteobacteria_B38等有害腸道微生物群的相對豐度,促進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及其組分可以調節(jié)腸道微生物群的代謝途徑和代謝產物,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,基于宏基因組測序研究結果表明純化的茯磚茶多糖成分可以促進腸道菌群的合成和優(yōu)化代謝途徑。

腸道菌群與機體生理功能關系密切,腸道菌群紊亂會誘導肥胖、糖尿病、高血壓、結腸炎等多種疾病,因此維持腸道菌群平衡對保持機體健康、預防疾病具有重要意義。

越來越多的研究表明FBT可以通過調節(jié)腸道菌群發(fā)揮其生物活性,主要包括:

(1)調節(jié)腸道菌群與抗肥胖活性。腸道菌群在宿主的能量吸收、脂質代謝及代謝類疾病中發(fā)揮關鍵作用。在高脂膳食誘導的肥胖小鼠模型中,高脂可以顯著誘導小鼠腸道菌群紊亂,而FBT可以通過增加腸道菌群的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而調節(jié)宿主脂代謝。最近有研究發(fā)現(xiàn)FBTPS可以逆轉高脂膳食誘導的腸道微生物多樣性降低、抑制Erysipelotrichaceae、Coriobacteriaceae、Streptococcaceae的增殖,同時茯磚茶多糖可以調節(jié)44個與代謝綜合征呈顯著性相關的關鍵操作分類單元(OTU)。李秀平等研究表明FBT通過調節(jié)腸道菌群和膽汁酸代謝從而調節(jié)大鼠的脂代謝。ZHOU等利用肥胖大鼠模型和糞菌移植實驗進一步證明FBT多酚組分抗肥胖活性依賴于腸道菌群,并且其調節(jié)脂代謝的活性與腸道中Akkermansiamuciniphila、Alloprevotella、Bacteroides、Faecalibaculum相關。

(2)調節(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,腸道菌群紊亂會破壞宿主免疫系統(tǒng)。茯磚茶多糖、金花菌胞內和胞外多糖均可通過調節(jié)腸道菌群及改善腸道屏障進而增加免疫抑制小鼠的免疫功能。

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

FBT調節(jié)腸道菌群的研究已經(jīng)被廣泛報道,然而相關研究依然需要進一步改進,主要包括:

(1)一些研究表明FBT活性與調節(jié)腸道微生物群有關。雖然可以通過相關性分析和偽無菌動物模型進行分析,但是依然需要利用無菌小鼠和糞菌移植實驗進一步驗證。

(2)FBT在體內調節(jié)腸道菌群的研究主要依靠擴增子二代測序技術,然而這種技術不能鑒定到腸道菌群的種屬,因此急需要利用宏基因組測序技術進一步挖掘發(fā)揮作用的關鍵菌種。

(3)FBT調節(jié)腸道菌群主要集中在FBT調節(jié)腸道菌群的研究,然而腸道菌群如何進一步改善宿主健康的研究尚未見報道,因此需要利用宏基因組學結合代謝組學、轉錄組學及蛋白組學等技術進一步挖掘FBT通過調節(jié)腸道菌群改善宿主健康的分子機制。

結 論

FBT在中國南部和西部邊境地區(qū)作為傳統(tǒng)飲料而被廣泛飲用,因其獨特的風味及保健功能引起了越來越多的關注,促進了越來越多關于FBT的研究,特別在FBT生物活性方面取得了很多重要進展。其中降脂減肥是FBT最重要的藥理功能,同時也是FBT研究最多的活性,然而FBT調節(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調節(jié)脂代謝機制的挖掘等急需進一步的研究。最近幾年,隨著測序技術的發(fā)展,F(xiàn)BT調節(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調節(jié)腸道菌群的關鍵種屬及腸道菌群改善宿主健康的分子機制均不清楚。

因此文章綜述了FBT調節(jié)脂代謝和腸道菌群的研究進展以增加人們對FBT生物活性的認識的同時,并指出了研究中的不足,從而促進FBT的進一步研究與開發(fā)利用。

來源:中國茶葉加工

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茶與健康,茶及其功能成分對腸道菌群調節(jié)作用的研究進展

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

腸道菌群被認為是一個重要的“新陳代謝器官”和“內分泌器官”,由腸道內約100萬億個微生物組成,腸道菌群與肥胖、糖尿病、高血壓等疾病的發(fā)生密切相關。

近年來,越來越多的研究發(fā)現(xiàn)茶葉獨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。大量文獻證實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,從而產生健康益處。但茶與腸道菌群之間的相互作用機制尚不清楚,究竟是微生物參與下茶功能成分的代謝產物的直接作用,還是茶葉刺激腸道特定有益微生物生長進而產生有益代謝物的間接作用。

因此,文章歸納總結了近些年國內外關于茶及其功能成分與腸道菌群之間的互作關系,梳理了“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產物—宿主健康”的調節(jié)作用機制,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)的關系

在人體腸道中生存著多種微生物,這些微生物在溫暖、營養(yǎng)豐富的腸道環(huán)境中生長、繁殖,能隨著宿主一起進化,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間穩(wěn)定性和多樣性。

腸道菌群能通過其豐富的代謝物,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,進而維持腸道穩(wěn)態(tài)相對平衡。而精神壓力、飲食習慣、抗生素、腸道pH值異常等因素都會破壞腸道穩(wěn)態(tài)平衡,使腸道菌群失調,在一定程度上造成機體代謝紊亂、炎癥反應,甚至引起其它相關疾病,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)會促進有益菌富集,如產SCFAs的乳桿菌屬(Lactobacillus)和雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)數(shù)量的增加,從而增強胰島素敏感性,促進宿主健康。非健康飲食(如高糖、高熱量飲食等)會改變腸道菌群組成,增加革蘭氏陰性細菌的比例,而過多的革蘭氏陰性細菌會刺激脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)的產生,增加腸道通透性,導致肥胖、炎癥乃至內毒素血癥。

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

茶及其功能成分對腸道菌群的調節(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人體腸道菌群多樣性起到重要作用,包括促進阿克曼氏菌屬(Akkermansia)、雙歧桿菌屬(Bifidobacteria)、羅斯氏菌屬(Roseburia)等益生菌的生長,抑制腸桿菌科(Enterobacteriaceae)、螺桿菌屬(Helicobacter)等有害菌生長。

1、茶對腸道菌群的調節(jié)作用

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

HUANG等發(fā)現(xiàn)普洱茶干預處理能夠明顯緩解葡聚糖硫酸鈉誘導的腸道炎癥;與此同時,普洱茶干預處理能夠降低潛在有害細菌螺桿菌屬、藍綠藻菌屬(Lachnoclostridium)、腸桿菌科相對豐度的降低和促進有益細菌阿克曼氏菌屬、乳桿菌屬、Muribaculum和Ruminococcaceae UCG-014相對豐度的增加。而糞菌移植實驗進一步證明普洱茶能夠通過逆轉腸道菌群的失調狀態(tài)進而改善由葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎,這種改善作用可能歸功于小鼠盲腸中SCFAs含量上升和結腸過氧化物酶體增殖物激活受體γ表達的增加。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腸道菌群的調節(jié)作用。

2、茶多酚對腸道菌群的調節(jié)作用

ZHOU等發(fā)現(xiàn)茯磚茶多酚干預能明顯減輕由高脂飲食誘導的大鼠腸道菌群區(qū)系失調,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),并通過糞菌移植實驗進一步證明,茯磚茶多酚的減肥作用與腸道菌群有直接關聯(lián)。WU等證明在葡聚糖硫酸鈉誘導腸炎模型中,表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)對結腸炎的緩解作用是通過調節(jié)腸道菌群實現(xiàn)的,EGCG能有效提高產SCFAs的微生物的相對豐度,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,雖然不同來源的茶多酚調節(jié)的具體細菌分類群可能不同,但毫無疑問茶多酚的健康功能與腸道菌群有著密不可分的聯(lián)系。

3、茶多糖對腸道菌群的調節(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SCFAs微生物的相對豐度提高,如毛螺菌屬(Lachnospira)、食物谷菌屬(Victivallis)和羅斯氏菌屬,進而改善糖脂代謝。同時,在葡聚糖硫酸鈉誘導的腸炎模型中,茶多糖被發(fā)現(xiàn)能促進擬桿菌屬的生長,擬桿菌屬能夠減少糞便和血漿中的LPS水平,進而增強腸道上皮屏障功能,抑制腸道和全身炎癥。因此,茶多糖能促進產SCFAs等的潛在有益微生物的生長和抑制產LPS微生物的生長進而改善腸道菌群的結構與組成,維持人體腸道菌群穩(wěn)態(tài)。

4、茶葉中其它功能成分對腸道菌群的調節(jié)作用

茶皂素又名茶皂甙,是由茶樹種子中提取出來的一類結構復雜的糖苷類化合物,分子量較大,極性強,易溶于水。李玉等用茶皂素飼喂斷奶羔羊,腸道菌群分析結果表明,與機體免疫力和消化能力增強有關的有益菌的相對豐度明顯增加,而與機體感染正相關的有害菌相對豐度明顯減少。因此,茶皂素對羔羊的腸道菌群有良好的正向影響,茶皂素干預能夠增加腸道菌群多樣性,改善腸道內穩(wěn)態(tài),增強機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,目前關于它們與腸道菌群的互作關系尚不清楚。

茶及其功能成分調節(jié)腸道菌群

影響宿主健康的可能機制

LIPINSKI等認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構特征,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養(yǎng)物質,一方面這些未被吸收的物質能在腸道菌群的參與下,降解為SCFAs等小分子功能物質供人體吸收利用,另一方面這些物質還能調節(jié)腸道菌群,促進產SCFAs等物質的有益微生物大量生長,抑制產LPS等物質的有害微生物的生長。

KOROPATKIN等發(fā)現(xiàn)腸道菌群可以通過初級降解和次級降解將茶葉中的多糖物質代謝成以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,逐步轉化為芳香族化合物、酚酸等物質,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)證實茶及其功能成分主要是通過維持腸道微生物多樣性,促進有益菌生長,抑制有害菌等方面調節(jié)腸道菌群,進而調節(jié)微生物的代謝產物,供人體吸收利用,發(fā)揮茶及其功能成分的健康意義。結合文獻分析,茶及其功能成分與腸道菌群影響宿主健康的機制可能主要體現(xiàn)在以下3個方面。

1、茶及其功能成分—腸道菌群—SCFAs—宿主健康的調節(jié)機制

腸道菌群的基因遠超人類基因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,將多糖轉化為單糖和SCFAs。

SCFAs由腸道中的未消化食物的發(fā)酵和轉化形成,是腸道遠端微生物的主要代謝物,主要包括乙酸、丙酸、丁酸。SCFAs被認為與糖脂代謝、腸道炎癥、腸道屏障、腸道運動及免疫功能等密切相關。在葡聚糖硫酸鈉誘導的腸炎模型中,茶葉能夠增加小鼠腸道中產SCFAs微生物的相對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節(jié)腸道菌群,促進產SCFAs的微生物大量生長,增加小鼠糞便中SCFAs的含量。與多糖類似,機體攝入茶多酚也能增加SCFAs濃度和促進產SCFAs微生物的生長。同時WANG等發(fā)現(xiàn)攝入茶褐素能夠增加產生SCFAs的腸道菌群的豐度,并促進結腸中SCFAs的形成,特別是丁酸的形成,進而促進白色脂肪米色化以及改善高脂飲食導致的炎癥紊亂。

因此,茶及其功能成分可以通過調節(jié)腸道菌群,促進產SCFAs的微生物的生長繁殖,進而增加機體內的SCFAs含量,發(fā)揮相應的健康功能。

2、茶及其功能成分—腸道菌群—BAs—宿主健康的調節(jié)機制

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

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。研究表明,普洱茶及茶褐素能夠通過抑制與膽鹽水解酶(Bile-salt hydrolase,BSH)活性相關的微生物、增加回腸結合膽汁酸水平,進而發(fā)揮降膽固醇和降脂作用。ZHU等通過聯(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為EGCG和咖啡堿能夠提高腸道菌群的膽汁鹽水解酶BSH基因表達,促進非共軛膽汁酸的生成,改變膽汁酸池,進而抑制高脂飲食誘導的肥胖。

因此,茶葉及其功能成分可以通過調節(jié)與BAs代謝密切相關的微生物的生長繁殖,進而改變機體內的膽汁酸池,從而發(fā)揮降脂減肥功能。

3、茶及其功能成分—腸道菌群—其它腸道代謝產物—宿主健康的調節(jié)機制

LPS又稱內毒素,是革蘭氏陰性細菌細胞壁最外層組成成分。研究表明,腸道菌群紊亂會引起腸道屏障受損,LPS進入宿主循環(huán),進而導致機體產生一系列炎癥反應。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,同時腸道中革蘭氏陰性細菌數(shù)量明顯下降,進一步推測茯磚茶能抑制腸道中產LPS的革蘭氏陰性細菌生長。

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

結 論

茶作為世界上最流行的飲料之一,其健康功能已在細胞、動物乃至人體中得到了廣泛的研究。過去常常認為茶的健康功能主要是殺菌、消炎、抗氧化等。

近年來,腸道菌群研究逐漸受到廣泛的關注,從最初的“宿主—腸道菌群—疾病”到如今“宿主—腸道菌群—腸道代謝產物—疾病”,進一步闡明了疾病與腸道菌群的關系。但是目前茶及其功能成分對腸道菌群的調節(jié)作用的研究大多停留在調節(jié)腸道菌群紊亂、促進有益菌生長、抑制有害菌生長等層面,而缺乏關于茶及其功能成分調節(jié)腸道菌群和宿主健康的具體關系研究。

因此,文章在對近期相關研究進行系統(tǒng)歸納總結的基礎上,形成了“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產物—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—腸道代謝產物—宿主健康”的作用機制尚不清晰,導致茶葉及其功能成分作為益生元的市場發(fā)展前景受到限制。近年來,“個體藥物反應”被發(fā)現(xiàn)與腸道菌群的差異有明顯關系。與此同時,隨著“精準醫(yī)療”“精準營養(yǎng)”和“精準食品”概念的提出,也對闡明“茶及其功能成分—腸道菌群—腸道代謝產物—宿主健康”四者間的關系提出了更高要求。在今后的研究中,科研人員應借助更先進的科學手段,如通過多組學聯(lián)用(如宏基因組、代謝組)的方式,進一步闡明茶及其功能成分與腸道菌群之間的互作關系。利用分離純化腸道菌株和無菌鼠等技術,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節(jié)腸道菌群影響宿主健康的機制尚不清楚,但毫無疑問的是,茶及其功能成分對腸道菌群的調節(jié)作用是其發(fā)揮健康功能的重要載體。

作者簡介:

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)表學術論文10余篇,主持了國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃,參與了省級研究生科研創(chuàng)新項目以及“精制川茶四川省重點實驗室”開放基金項目。

劉仲華

中國工程院院士、湖南農業(yè)大學教授,現(xiàn)任湖南農業(yè)大學學術委員會主任委員、茶學學科帶頭人,國家植物功能成分利用工程技術研究中心主任、教育部植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心主任、教育部茶學重點實驗室主任、國家茶葉產業(yè)技術體系加工研究室主任。主要從事茶葉加工理論與技術、茶葉深加工與資源利用、茶與健康、植物功能成分利用研究。揭示了黑茶品質風味形成機理,創(chuàng)立了黑茶優(yōu)質高效加工關鍵技術體系;創(chuàng)建了茶葉功能成分和速溶茶綠色高效提制新技術體系。以第一完成人獲國家科技進步二等獎2項、何梁何利基金科學與技術進步獎、全國創(chuàng)新爭先獎、中華農業(yè)英才獎,湖南省自然科學一等獎1項、湖南省科技進步一等獎3項及湖南省十大創(chuàng)新獎。獲發(fā)明專利授權60多件,發(fā)表SCI論文100多篇,主編或參編專著和教材15部。

來源:中國茶葉加工

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劉仲華院士團隊說安化黑茶調節(jié)腸道菌群功效及作用機理

腸道菌群作為人體重要的“微生物器官”,對人類健康發(fā)揮著重要作用。研究表明安化黑茶能有效調節(jié)腸道菌群的紊亂,促進宿主健康。本期文章系統(tǒng)歸納了近年來關于安化黑茶及其主要活性成分調節(jié)腸道菌群的研究報道,總結了其調節(jié)作用對預防疾病的功效及相關機理的研究進展,以為安化黑茶的進一步研究和開發(fā)提供新思路。

安化黑茶調節(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

茶多糖對腸道菌群的調節(jié)作用

體外試驗發(fā)現(xiàn),茯磚茶多糖可以調節(jié)腸道微生態(tài),通過降低厚壁菌門/擬桿菌門的比值,同時促進擬桿菌屬和普雷沃菌屬的增殖,抑制擬桿菌和埃希氏菌/志賀氏菌等有害結腸炎微生物群的生長,從而發(fā)揮益生功能。此外,茯磚茶多糖在調節(jié)菌群結構的同時,可調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;可調節(jié)代謝產物,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,通過影響生理代謝功能來改善宿主健康。

2

茶多酚對腸道菌群的調節(jié)作用

研究表明,茶多酚及其衍生物可通過調節(jié)腸道菌群有效地抑制肥胖及其相關代謝紊亂。在高脂飲食誘導的肥胖大鼠模型中,茯磚茶多酚干預能有效緩解高脂飲食引起的腸道菌群失調,提高菌群多樣性水平,并調節(jié)腸道微生物相關的腸道氧化應激和腸道屏障功能,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

茶褐素對腸道菌群的調節(jié)作用

研究表明,茶褐素能顯著改善抗生素的脫污染作用,通過促進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,緩解腸道菌群失調;同時,益生菌產生的代謝產物如乳酸、有機酸和細菌素等起到控制病原菌的生長和繁殖的作用。然而,目前關于茯磚茶茶褐素調節(jié)腸道菌群的報道有限,有待深入研究。

4

金花菌對腸道菌群的調節(jié)作用

茯磚茶中獨特的金花菌是生長在茶磚表面和內部的金黃色顆粒狀真菌,作為茯磚茶發(fā)酵過程中的優(yōu)勢真菌,被鑒定為冠突曲霉(Aspergilluscristatus,A.cristatus)或冠突散囊菌(Eurotiumcristatum,E.cristatum),對茯磚茶的感官品質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A.cristatus的胞外多糖和胞內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SCFAs的產生,可通過降低厚壁菌門/擬桿菌門的比值和增加普雷沃氏菌屬的相對豐度來調控腸道菌群結構,進而增強宿主的免疫功能,促進機體健康。

安化黑茶調節(jié)腸道菌群發(fā)揮的功效

1

降脂減肥

近年來,大量學者通過建立高脂飲食誘導的肥胖小鼠模型,發(fā)現(xiàn)茯磚茶對肥胖小鼠的代謝改善與腸道菌群的調節(jié)密切相關。

2

抗炎

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

3

免疫調節(jié)

研究表明,茯磚茶多糖具有免疫調節(jié)活性,也與腸道菌群的調節(jié)密切相關,通過建立環(huán)磷酰胺誘導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,增強宿主的免疫功能。

4

抗糖尿病

通過高脂高糖飼料聯(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,調節(jié)腸道菌群失調,進而改善2型糖尿病的代謝紊亂。

5

肝保護作用茯磚茶可通過腸道菌群-肝軸改善酒精性肝損傷,促進Muribaculaceae和Lactobacillus等益生菌的增殖來緩解酒精引起的腸道菌群失調;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;通過上調上皮緊密連接蛋白的表達來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信號通路,從而改善酒精性肝損傷。

安化黑茶調節(jié)腸道菌群發(fā)揮功效的機理

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,促進有益菌的生長,抑制條件致病菌的生長,進而通過影響腸道菌群的代謝產物,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)揮促進宿主健康的功效。

展 望

近年來,安化黑茶及其主要活性成分在調節(jié)腸道菌群、改善機體健康方面的研究取得了許多重要進展,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構需進一步表征。

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機制尚不清晰。

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

今后應利用宏基因組、代謝組等多組學聯(lián)用技術探究安化黑茶及活性成分、腸道菌群及其代謝產物間的相互作用,篩選關鍵腸道菌株,并采用無菌鼠和糞便移植等技術,進一步探究安化黑茶及活性成分調節(jié)腸道菌群和影響宿主健康的分子機制。

來源:中國茶葉

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