功能性營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)機(jī)體 腸道健康影響的研究進(jìn)展

丁佳 卜憲壘 范璽 吳宗翰

健康人體胃腸道內(nèi)棲居的種類(lèi)繁多的微生物統(tǒng)稱(chēng)為腸道菌群。腸道菌群是一個(gè)高度多樣化且相對(duì)穩(wěn)定的微生物生態(tài)系統(tǒng)。人類(lèi)在胎兒時(shí)期，腸道中已經(jīng)開(kāi)始有微生物定植，新生兒出生時(shí)和出生后的一段時(shí)間內(nèi)，由于與母親產(chǎn)道、乳汁以及外界環(huán)境的接觸，會(huì)導(dǎo)致嬰兒腸道菌群短期內(nèi)發(fā)生巨大的變化。對(duì)于人體而言，腸道微生物不僅能利用自身細(xì)胞成分和基因產(chǎn)物影響人體健康，同時(shí)，腸道微生物代謝產(chǎn)物及其活性也能夠直接影響機(jī)體免疫、代謝功能及人體營(yíng)養(yǎng)與健康。如果腸道菌群結(jié)構(gòu)失調(diào)，就會(huì)增加機(jī)體的患病風(fēng)險(xiǎn)，如腸道疾病、代謝綜合癥以及結(jié)腸癌等。

目前，飲食尤其是功能性食品對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)及其代謝活力的作用逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。不同食物成分能夠利用該成分讓腸道微生物生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)這些功能性成分還能通過(guò)增加細(xì)菌發(fā)酵底物、促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng)等方式調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，進(jìn)而防治肥胖、2型糖尿病等代謝類(lèi)疾病，以及腸道炎癥類(lèi)疾病、過(guò)敏性疾病、胃腸道癌癥等疾病。本文對(duì)功能性營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)機(jī)體腸道健康影響的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

一、功能性營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)腸道健康的影響

1.功能性碳水化合物。（1）膳食纖維。膳食纖維（dietary fiber，DF）是一類(lèi)不能被人體消化酶分解的多糖，其不能經(jīng)小腸消化吸收，更不能產(chǎn)生能量，卻可以通過(guò)結(jié)腸微生物發(fā)酵產(chǎn)生有益于機(jī)體健康的代謝產(chǎn)物，因此DF也被稱(chēng)為微生物相關(guān)碳水化合物。2016年，美國(guó)斯坦福大學(xué)Sonnenburg課題組在《Nature》雜志發(fā)文稱(chēng)DF不但能夠維持腸道細(xì)菌多樣性，而且能跨代產(chǎn)生作用，若低纖維飲食持續(xù)幾代之后，機(jī)體腸道菌群的多樣性會(huì)越來(lái)越差，且不可逆轉(zhuǎn)，表明DF與腸道菌群多樣性直接相關(guān)。

（2）不可消化寡糖。不可消化寡糖（non-digestible oligosaccharide，NDO）是一類(lèi)具有生理調(diào)節(jié)作用的不溶性膳食纖維，主要包括大豆低聚糖、低聚果糖、低聚木糖等。NDO能夠改善微生物分解糖的活性，從而改變結(jié)腸內(nèi)微生物群的組成與代謝;NOD能夠誘導(dǎo)乳桿菌、雙歧桿菌等有益菌群大量繁殖，同時(shí)促進(jìn)短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）的產(chǎn)生。研究表明，某些特殊的NDO組合能夠?qū)е履c道菌群的改變，并為宿主健康提供益處，這些特殊的NDO被稱(chēng)為“益生元”（prebiotics）。表1列舉了不同功能性碳水化合物對(duì)腸道健康的促進(jìn)作用。

2.多不飽和脂肪酸。多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids， PUFA）主要包括n-3 PUFAs系列多不飽和脂肪酸-二十二碳六烯酸（DHA）、α-亞麻酸（ALA）、二十碳五烯酸（EPA）和n-6 PUFAs系列多不飽和脂肪酸-亞油酸（LA）和花生四烯酸（AA），其中n-3 PUFAs是一種特殊的腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)素，能夠保護(hù)腸道粘膜免受損傷，同時(shí)調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，增加腸道雙歧桿菌、乳桿菌、擬桿菌的含量，同時(shí)減少變形菌門(mén)含量，從而加強(qiáng)腸道的生物屏障功能。Liu等利用PCR-DGGE技術(shù)對(duì)飼喂不同比例脂肪酸的小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明飼料中飽和脂肪酸含量豐富組，小鼠腸道菌群中的擬桿菌屬較n-3 PUFAs及n-6 PUFAs組顯著降低，同時(shí)SFA組小鼠腸道內(nèi)毛螺菌科含量也明顯下降。Yu等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂魚(yú)油（DHA、EPA含量為60%）15天后，實(shí)驗(yàn)組小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)較對(duì)照組小鼠明顯改變，實(shí)驗(yàn)組小鼠腸道內(nèi)與腸道潰瘍性疾病及肥胖相關(guān)的幽門(mén)螺桿菌、梭菌屬、厚壁菌門(mén)及假單胞菌屬含量顯著降低。

3.乳鐵蛋白。乳鐵蛋白（Lactoferrin ，LF）在哺乳動(dòng)物乳中含量豐富，并廣泛存在于哺乳動(dòng)物呼吸、消化及生殖系統(tǒng)的外分泌液中，能夠改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，抵抗外界病原菌侵入，同時(shí)還能與鐵離子結(jié)合抑制甚至殺死腸道內(nèi)有害菌，改善腸道的屏障功能，促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌等有益菌的生長(zhǎng)。Geier等利用T-RFLP及DGGE技術(shù)分析了攝入LF后肉雞的腸道菌群結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，攝入LF的實(shí)驗(yàn)組肉雞腸道菌群多樣性較對(duì)照組明顯增加，其中乳桿菌屬含量顯著增加，同時(shí)腸道病原菌大腸桿菌和沙門(mén)氏菌數(shù)明顯降低。

4.維生素。維生素與宏量營(yíng)養(yǎng)素一樣能夠影響人體正常生理機(jī)能、調(diào)節(jié)機(jī)體腸道菌群，并維持機(jī)體健康。對(duì)人體腸道健康至關(guān)重要的B族維生素，其雖然不能由人體自主合成，但是能夠由人體結(jié)腸內(nèi)的微生物合成。動(dòng)物研究表明，當(dāng)攝入高劑量的產(chǎn)葉酸菌株時(shí)，小鼠糞便中的葉酸含量也隨之增高，葉酸的生成有益于結(jié)腸上皮細(xì)胞粘膜的健康，降低結(jié)腸癌的患病風(fēng)險(xiǎn)。加州理工學(xué)院Yano等在有關(guān)腸道產(chǎn)孢細(xì)菌對(duì)小鼠血液中腦部神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺含量影響的研究中發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)孢細(xì)菌的代謝過(guò)程中，腸道內(nèi)的維生素E含量顯著增加，而缺乏維生素E是部分抑郁癥患者的表現(xiàn)之一，因此補(bǔ)充維生素E能夠緩解患者的抑郁癥狀。綜上所述，與化學(xué)合成維生素相比，利用腸道微生物轉(zhuǎn)運(yùn)維生素可能是人體獲取維生素的最佳形式。

5.益生菌。腸道是人體重要的新陳代謝器官，而腸道菌群能夠直接影響機(jī)體新陳代謝。腸道菌群在宿主營(yíng)養(yǎng)代謝、生長(zhǎng)發(fā)育及免疫調(diào)節(jié)等過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。益生菌能夠輔助治療并降低胃腸道疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)，提高機(jī)體免疫應(yīng)答，同時(shí)維持泌尿生殖系統(tǒng)健康，并且其抗菌及免疫性能夠特異性地調(diào)整人體腸道菌群

眾多臨床研究和功能性試驗(yàn)提示，益生菌對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)功能及腸道健康至關(guān)重要。如表2所示，益生菌在進(jìn)入人體后可能直接作用于宿主或間接通過(guò)調(diào)節(jié)胃腸道菌群影響宿主健康，其能夠通過(guò)調(diào)節(jié)黏液層、黏膜組織以及免疫細(xì)胞等腸道黏膜組織細(xì)胞，保護(hù)腸道屏障的健康，增強(qiáng)腸道黏膜的屏障功能，從而影響機(jī)體腸道健康。

二、展望

功能性營(yíng)養(yǎng)成分與腸道菌群相關(guān)的研究課題逐年增多，研究?jī)?nèi)容及范圍逐步拓寬，但有關(guān)功能性營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)腸道菌群影響的研究大多還停留在現(xiàn)象揭示，其作用機(jī)理尚不清楚。另外，除飲食外，還有眾多影響腸道菌群結(jié)構(gòu)的因素，如基因型、性別、年齡、生理代謝等，如何全面揭示飲食與以上眾多因素之間的關(guān)系，也是目前研究亟待解決的問(wèn)題。

近年來(lái)，分子生物學(xué)飛速發(fā)展，第二代高通量測(cè)序技術(shù)及第三代測(cè)序技術(shù)使得在分子水平上對(duì)益生菌影響腸道菌群作用機(jī)理的研究成為可能，為全面、準(zhǔn)確、快速地研究微生物多樣性提供了新的技術(shù)。隨著最近幾年遺傳學(xué)、生物信息學(xué)以及高通量測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展，相信在不久的將來(lái)，功能性營(yíng)養(yǎng)成分調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)及其代謝產(chǎn)物的具體作用機(jī)制會(huì)逐步清晰、明確，從而為人體健康和疾病防治開(kāi)辟新思路。

作者簡(jiǎn)介：丁佳（1992-），女，天津人，碩士研究生，研發(fā)工程師，研究方向?yàn)橐嫔a(chǎn)品開(kāi)發(fā)。