茶叶对肠道微生物影响的研究进展

叶良金



茶叶对肠道微生物影响的研究进展

叶良金

（安徽省黄山市黄山区新明乡农技站，安徽黄山 245704）

茶叶的抗氧化、降脂减肥、降血糖、增强免疫、抗癌等活性一直是食品领域的研究热点，随着肠道微生物研究技术的成熟和深入，茶叶对肠道微生物的影响也引起研究者的广泛关注。本文归纳总结茶叶对肠道微生物影响的研究进展，并对茶叶与肠道微生物影响的研究方向和不足进行展望。

茶叶；多酚；多糖；肠道微生物

人体肠道中栖居着大量的微生物，数量可达到1014个，它们在肠道中形成了一个极其复杂的生态系统。越来越多的研究表明肠道微生物与人体的健康密切相关[1,2]。肠道菌群参与从膳食中能量摄取、营养物质的吸收、产生重要的代谢产物、调节脂肪合成和代谢、促进免疫系统的发育和成熟等[1,3]。同时肠道菌群紊乱失调也会导致各种疾病，如糖尿病、代谢综合征、高血压、心脑血管疾病及自身免疫性疾病等[4-6]。因此保持肠道微生态的平衡对人体健康具有重要意义。茶叶由茶树的叶片（Camellia sinensis L.）加工而成的，起源中国并在中国具有重要的保健和药用价值[7]。现代研究表明茶叶具有抗氧化、降脂减肥、降血糖、增强免疫、抗癌等活性的观念被世界上越来越多的人所接受，并且已经成为仅次于水的第二大饮料[8]。随着肠道微生物研究技术的成熟和深入，茶叶对肠道微生物的影响也引起研究者的广泛关注。本文归纳总结了茶叶对肠道微生物的研究进展，并对茶叶与肠道微生物的研究方向和不足进行展望。

1 肠道微生物的组成及代谢

人体的胃肠各段都栖居着数量众多的微生物在肠道中成为了人体一个非常重要的“被忽略的人体器官”[1,2]。人体肠道中含有至少1000～1150种细菌微生物，主要由拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）组成，并且可占到总肠道微生物的90%以上。除此之外肠道微生物还含有疣微球菌门（Verrucomicrobia）、梭杆菌门（Fusobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）及变形菌门（Proteobacteria）[5]。肠道微生物的质量接近人体肝脏的质量达到1.2kg，这些微生物编码基因大约为人体自身基因数量的150倍[5,9]。其中这些基因包括了多酚类物质的代谢修饰、复杂糖苷键的水解利用等人体不具备的代谢功能相关酶的基因，在参与代谢人体胃肠不可消化的物质同时会产生一些对人体有益的代谢产物，如乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸，这些代谢产物除了为肠壁细胞提供能量外还参与促进免疫系统的发育与成熟、增加肠道蠕动、降低肠道炎症、抑制肿瘤细胞增殖及调节脂肪的合成及存储等[10]。同时也有很多报道指出肠道菌群紊乱失调与肥胖、糖尿病、高血压、关节炎、甚至肿瘤有着密切的关系[4-6]。

膳食是影响人体肠道健康最重要的元素之一，主要包含经过人体胃肠消化系统消化后，不能被消化酶消化和小肠吸收的成分，这些不被消化吸收的膳食进入大肠后被肠道微生物菌群代谢利用[11]。不同的膳食种类会被不同的肠道微生物利用，产生不同的代谢产物进而可重复地影响宿主肠道微生物的结构及其基因和功能，从而调节人体的代谢和健康水平[9,11,12]。肠道微生物菌群结构和功能及其所产生的活性代谢产物已经成为维持人体健康及改善治疗相关疾病的新靶点。利用不同结构的膳食干预靶向调节宿主肠道微生物对维持人体健康意义重大并成为科学家的研究热点。随着第二代高通量测序技术的完善和普及，并且宏基因组、代谢组、蛋白组、转录组学的发展并逐渐运用到宿主健康与肠道微生物的关系的研究中，为进一步深入阐明肠道微生物的结构、功能和代谢机制提供了技术可能[13-16]。

2 茶叶水提物对肠道微生物的影响

茶叶的减肥、降血糖、增强免疫、抑制癌细胞增殖等活性等一直是食品等领域的研究热点[17]。然而关于茶叶众多活性的分子机制一直是一个研究难点，随着肠道微生物的研究深入，科学家逐渐发现茶叶中的不能被人体消化吸收的多酚和多糖对肠道微生物的调节可能是茶叶发挥其活性主要作用的靶点之一。屠幼英等人利用绿茶、绿茶的酵母发酵液和云南紧压茶激活双歧杆菌和乳酸杆菌的实验中发现绿茶的酵母发酵液处理后菌液中双歧杆菌比对照含量高62.5%，绿茶的酵母发酵液和云南紧压茶处理后菌液中乳酸杆菌比空白中高40%。结果表明茶叶对双歧杆菌和乳酸杆菌两种常见益生菌具有一定的激活作用[18]。近些年越来越多的研究者利用不同动物模型研究茶叶对宿主肠道微生物影响[19]。曾婷玉等利用不同剂量的茯砖茶水提物（15.75、31.5、 63 mg/day/mouse）对小鼠肠道中乳杆菌、双歧杆菌、肠球菌和大肠杆菌数量的影响，结果表明中剂量和高剂量的茯砖茶水提物可以显著抑制肠道中有害菌群的增长而促进有益微生物的增殖，其中对乳杆菌的增殖效果最为明显并且呈剂量依赖性[20]。Foster等人利用高脂诱导大鼠的肥胖模型研究茯砖茶茶汤对高脂诱导大鼠肝的保护作用及对肠道微生物影响，结果表明茯砖茶可以显著缓解大鼠肝代谢紊乱及减轻脂肪组织的炎症，同时可以改变大鼠的肠道功能及并增加Lactobacillus spp.的含量[21]。Seidavi等人利用肉鸡为动物模型，研究鱼油和绿茶对胃、回肠和盲肠肠道微生物的影响，结果表明鱼油添加2.0%和并且绿茶添加1.5%可以显著保护肉鸡胃、回肠和盲肠肠道微生物的平衡[22]。Singh等人利用高脂诱导小鼠肥胖模型研究绿茶和麦芽低聚糖对肥胖小鼠代谢和肠道微生物的影响，结果表明显示绿茶和麦芽低聚糖可以改善高脂导致的代谢综合征并且可以显著提高有益菌（Lactobacillus, Bifido-bacteria, Akkermansia和 Roseburia spp.）的相对丰度，调节Firmicutes/Bacteriodetes的比例，增加Prevotella/Bacteroides 比例，表明绿茶和麦芽低聚糖可能是通过调节肠道微生物从而改善高脂导致代谢综合征[23]。Seo等人研究发酵的绿茶提取物对高脂诱导的肥胖小鼠影响，结果发现发酵的绿茶提取物可以减轻小鼠的重量和脂肪的积累，并且恢复高脂诱导的肠道菌群紊乱，调节Firmicutes/Bacter-oidetes和Bacteroides/Prevotella比例[24]。Liu等人利用高脂诱导的肥胖小鼠模型比较绿茶、乌龙茶和红茶对高脂诱导紊乱小鼠肠道菌群影响，结果发现三种茶汤均可以提高小鼠菌群的多样性和改变小鼠菌群结构，LEfSe分析显示高脂或者茶汤干预会导致30种关键微生物种属包括Allobaculum、Bacteroides、Akkermansia、Lachnospiraceae、Rikenella、Alistipes等发生显著变化，Spearman线性分析发现这些微生物变化和小鼠的肥胖相关指标有显著相关性[25]。除了体外和动物实验，不同临床干预实验用来研究茶叶对人体肠道菌群的影响。在体内干预实验中，不经常喝茶的志愿者在喝10天的绿茶后再停止喝茶7天研究绿茶对人体肠道微生物的影响，结果表明绿茶可以显著增加人体肠道中Bifidobacterium的含量[26]。但Janssens等人对用绿茶对志愿者临床干预12周发现绿茶并不能显著改变人的肠道微生物的组成[27]。

3 茶多酚对肠道微生物的影响

近年来，植物多酚相关的产品保健食品、疾病预防及辅助治疗领域已经受到广泛关注[28]。很多植物多酚进入人体消化系统后并不能被酶消化和小肠吸收从而进入大肠与结肠中微生物组相互作用，一方面微生物可以转化多酚类物质使多酚发生开环、脱甲基、脱羟基、水解、解聚还原等生化反应从而生成新的代谢产物，另一方面多酚也有类似低聚糖的益生效果，可以影响肠道微生物的结构、组成和功能，特别可以增加双歧杆菌、Akkermansia等益生菌[29,30]。茶多酚是茶叶中多羟基酚类化合物的总称（主要包括儿茶素类化合物、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类）并且为茶叶中最重要的活性物质，其中绿茶中茶多酚的含量约占茶干重的15%-20%[31]。茶多酚特别是儿茶素类物质的生物利用率低，进入消化系统能够被人体吸收的儿茶素量非常有限，因此人体摄入的大多数的儿茶素是直接进入结肠，然后与肠道微生物发生相互作用进而发挥其生理活性[32-34]。体外实验表明乌龙茶中EGCG、GCG和EGCG3"Me多酚类物质就可以显著抑制Eubacterium-Clostridium、Clostridium histo-lyticcum和Bacteroides-Prevotella的丰度而有效促进双歧杆菌（Bifidobacterium spp.）和乳酸菌-肠球菌属（Lactobacillus-Enterococcus spp.）的增殖[35]。

体内实验显示灌胃乌龙茶EGCG3"Me8周可以明显降低Firmicutes/Bacteroidetes比值，缓解高脂导致的肠道紊乱[36]。而红茶多酚可以明显促进小鼠肠道中Klebsiella、Enterococci和Akkermansia的增加而降低bifidobacteria的丰度[37]。HARA等人用猪为模型研究茶多酚对猪肠道微生物影响，结果表明0.2%的茶多酚干预两周可以明显增加lactobacilli的水平而降低总菌和bacteroidaceae的水平[38]。Unno等人用0.3%或者0.6%的EGCG喂食灌胃干预大鼠4周，然后利用16S测序研究EGCG对大鼠肠道微生物的影响，结果发现EGCG可以降低Clostridium spp.并增加Bacteroides的相对丰度[39]。同时研究表明茶多酚在大肠中的微生物代谢产物同样有具有很好的益生活性[33]。Gross等人利用NMR和GC-MS探究红茶多酚在肠道中的代谢和转化情况，结果表明红茶多酚会被肠道微生物降解成不同的代谢产物，并且不同的个体肠道微生物对红茶多酚的代谢有很大的差异[40]。另外Lee等人报道茶多酚在肠道中的代谢产物对Bifidobacterium spp和Lactobacillus sp等益生菌的抑制作用较弱，但是对Bacteroides spp、Clostridium difficile和Clostridium perfringens等肠道致病菌有显著的抑制作用，因此结果表明茶多酚在肠道的代谢产物对肠道微生物同样有益生活性[41]。

4 茶多糖对肠道微生物的影响

由于人体缺乏能够水解和利用复杂碳水化合物的酶，因此膳食植物多糖绝大多数可以进入结肠从而被肠道微生物水解利用，并产生短链脂肪酸等有益的代谢产物从而对人体产生益生活性，因此多糖对人体的作用靶点可能是肠道微生物从而发挥其降脂、减肥、免疫调节等活性[10,42]。茶多糖是茶叶中另外一种重要的活性物质，越来越多的研究表明茶多糖具有免疫、抗氧化、降脂减肥、降血糖、抗癌等活性[7,8]。因此，推测茶多糖的活性可能是通过影响肠道微生物的结构或者是其在肠道中代谢产物进而促进宿主的健康。徐贵珠在中华绒螯蟹的喂养过程中添加不同浓度的茶多糖和壳聚糖，结果表明茶多糖和壳聚糖可以明显增加肠道和肠道蛋白的质量，并且可以显著降低气单胞菌和大肠杆菌的数量而增加双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度[43]。茶多糖对肠道微生物的影响还停留在对特定微生物的影响上，利用16S测序或者宏基因组技术系统研究茶多糖对肠道微生物结构和功能影响还未见报道。

5 茶叶其他成分对肠道微生物影响

除了多酚和多糖茶叶中还含有大量的茶氨酸、咖啡碱、茶皂素、茶色素、维生素等活性物质[7]。葛艳以夏秋茶为原料提取茶氨酸并利用体外厌氧发酵的方法研究茶氨酸对肠道微生物的影响，结果发现茶氨酸可以提高真细菌梭菌属和乳酸菌的增殖而对乳酸菌影响不大，并可以显著提高乳酸的生成[44]。袁钟宇等人研究茶籽水提物、多糖和皂素对良凤花肉鸡肠道微生物的影响，结果显示茶皂素可以提高乳酸杆菌的增殖而降低盲肠中大肠杆菌的含量[45]。Chen等人利用小鼠为模型研究四种草本茶叶的茶皂素对肠道微生物的影响，结果表明四种茶皂素均可以增加Bifidobacterium、Lactobacillus和Bacteroides有益菌的丰度，因此茶皂素的活性可能一部分是通过调节肠道微生物进而促进宿主健康[46]。

6 展望

随着肠道微生物研究技术的成熟和深入，茶叶对肠道微生物的影响也引起研究者的广泛关注。虽然茶叶与肠道微生物的研究已经取得了很大进展，但仍然存在以下问题：（1）茶叶对肠道微生物的研究依然远远落后于其他研究，特别是无菌小鼠粪便移植、宏基因组学、代谢组学等先进的研究手段都很少有相关报道；（2）茶叶对肠道微生物的影响主要集中在茶叶水提物和茶多酚的研究上，茶多糖可能为良好的益生元对肠道微生物的影响研究较少；（3）茶叶的活性是否与调节肠道微生物有关需要进一步研究证明。

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（责任编辑：蒋文倩）

2017-08-12

S571.1

A

1006-5768（2017）03-120-005