膳食多酚對腸道菌群影響研究進展

任彩君，吳黎明，王 凱

（中國農業科學院蜜蜂研究所, 北京 100093）

多酚（polyphenol）是一大類廣泛存在于自然界、具有大量酚羥基結構單元的植物次生代謝產物。多酚協助植物應對環境脅迫或病蟲害入侵，對植物具有重要生理意義[1]。多酚主要分為兩大類：一類是包括水楊酸、咖啡酸、阿魏酸等在內的小分子酚酸類物質及黃酮類物質，另一類是單寧類的大分子物質。多酚能夠有效清除自由基、影響細胞間的信號傳導，也具有調節抗氧化相關基因表達的作用，發揮抗氧化、抗炎癥、抗癌等生理作用，對人體健康具有重要意義[2]。

膳食多酚是指人體從日常飲食中攝取獲得的多酚類物質。目前，膳食多酚按結構被劃分為酚酸（phenolic acids）、類黃酮（flavonoids）、1，2-二苯乙烯（stilbenes）和木脂素（lignans）四大類[3]，在人們日常食用的水果、蔬菜、谷類和豆類、茶、咖啡、蜂蜜和紅酒等食物中廣泛存在，上述食物是獲取膳食多酚的最主要來源。具體而言,食物中最為常見的酚酸類物質是咖啡酸和阿魏酸，咖啡酸大量存在于蔬菜、水果和咖啡等食物中，而阿魏酸主要分布于谷類食物，如米糠和麥麩中。類黃酮類也在飲食中廣泛存在，類黃酮又由多個亞類構成，如黃酮類、異黃酮類、黃酮醇類、黃烷酮類、黃烷醇類和花色素。黃酮醇類化合物在類黃酮中最常見，以槲皮素為主，這一物質在蔬菜中含量較高，特別是洋蔥中含有較多的槲皮素[4]。黃烷醇類物質也是較為常見的黃酮類化合物，其中以兒茶素為代表，在紅酒、巧克力、蓮藕等中含量極為豐富。還有異黃酮類物質主要分布于豆類食物如大豆、豌豆及堅果中，花色素及單寧主要分布于草莓、藍莓和櫻桃等水果中。對于1，2-二苯乙烯類化合物而言，食物中存在多種結構形式，白藜蘆醇是這類物質的代表，主要分布于葡萄、決明子、花生等食物中。木脂素主要來源于谷類以及纖維類食物中，如燕麥、黑麥和全谷物食品中[3,5]。研究表明，膳食多酚具有抗氧化、抑菌消炎、抗病毒、抗癌變和腫瘤、降血壓降血脂、保護神經系統、增強免疫功能等多種生物學活性，可以清除自由基等代謝廢物、舒張血管、促進損傷修復等，因此攝食富含多酚類的食物可降低慢性疾病發生率[2,6-8]。

益生元（prebiotics）是一類對腸道健康有益的食物組分，它能以有益的方式改變腸道菌群構成及代謝，為腸道中的有益菌提供營養物質，促進其在腸道中定植，誘導有益菌，并產生包括短鏈脂肪酸（SCFA，short chain fatty acid）在內的多種細菌代謝物，同時競爭性地拮抗有害菌在腸道中的增殖與定植[9]。腸道既是最大的消化系統也是最大的免疫器官，在人體消化吸收、機體免疫和神經調節等活動中發揮重要作用。腸道菌群是腸道微環境的組成部分，腸道菌群的平衡對于維持腸道健康有著重要意義。膳食多酚作為益生元發揮功效主要是通過刺激有益微生物群的生長并有效減少有害菌的定植而實現的，因此可以對腸道菌群進行靶向調節，這對維持腸道平衡和促進人體健康起到了非常積極的作用[9]。本文綜述了近年來圍繞膳食多酚對腸道菌群的調控研究，并總結了膳食多酚對腸道菌群調控機制，為深入系統且更科學地研究、開發與利用膳食多酚提供可借鑒的理論依據。

1 腸道菌群

1.1 腸道菌群簡介

人體腸道包含多達100萬億的腸道菌，有研究表明，腸道微生物主要以厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、疣微菌門（Verruconicrobia）和梭桿菌門（Fusobacteria）6大細菌門為主體。在健康的成年人腸道中，厚壁菌門和擬桿菌門占總體的90%以上。這些菌群中如雙歧桿菌和乳酸菌，屬于對人體健康起積極作用的有益菌，作為抗氧化劑調節代謝過程中的氧化應激反應，可以有效抑制大腸內氨、糞臭素及胺類致癌物等的形成，增加有機酸的生成，降低結腸及糞便pH，抑制病原菌生長；促進腸道上皮細胞DNA合成，促進腸上皮細胞的增殖。腸道微生物群與腸道細胞、黏膜屏障共同構成腸道微環境，且保持平衡狀態，任何一方受到影響，都將破壞腸道菌群平衡，危害人體健康[10]。目前研究發現，膳食和藥物等外界因素可以調節腸道菌群及其微環境的平衡，其中膳食調節起著最顯著的作用，主要表現為膳食中的益生元物質可以改善腸道中有益菌的生長增殖情況，有助于有益菌與致病菌競爭腸道增殖環境，從而抑制致病菌的生長。此外益生元也可促進有益菌的代謝活動，產生對人體有益的代謝物，發揮其相應的生理功能，促進人體健康。

1.2 腸道菌群的生理功能

健康腸道中菌群的穩定是相對的，不同菌群之間需維持在一個相對穩定的比例，以協助宿主發揮多種重要的生理功能。

腸道菌群對人體生理功能的影響主要體現在三方面：a. 影響宿主代謝。腸道菌群可發酵碳水化合物、脂質和蛋白質等，并合成維生素、一些必需和非必需氨基酸、以及多種短鏈脂肪酸，并協助完成膽汁的生物轉化；同時腸道菌群可將一些不被降解的糖類物質進行代謝降解，如纖維素、半纖維素、抗性淀粉、樹膠、果膠等，這些物質將有助于宿主吸收對人體健康有益的營養物質，為人體生長發育提供營養和能量。研究表明，腸道菌群可將多酚中的糖苷降解為苷元，再進一步降解為芳香酸，由此發揮生理作用，如黃酮醇可以降解為羥苯乙酸，從而抑制血小板聚集[11-12]。b. 影響宿主免疫系統。有研究表明，腸道菌群可以協助B細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞等抗原呈遞細胞發揮免疫調節作用，特別是防止對腸道微生物具有免疫耐受性的病原菌入侵機體，進而對機體起到保護作用[13]。在對無菌小鼠進行的研究中發現，腸道菌群對淋巴組織的功能產生明顯影響。同時，在一定條件下，腸道菌群協助免疫系統對病原菌產生反應，并對抗原耐受性的調控途徑產生影響[14]。c. 影響腸道屏障功能。一些研究表明，正常的腸道菌群在定植過程中對腸道屏障功能的發育起著重要的作用，且腸道菌群通過誘導腸上皮細胞的增殖并促進腸上皮的完整，來保障腸道屏障功能的正常。因此腸道菌群是維持腸道屏障功能所必須的，在調節腸道屏障功能中起著重要的作用[15]。

1.3 腸道菌群失調與疾病

在健康狀態下，腸道菌群維持在一種動態平衡狀態，各種菌在一定范圍內維持于相對穩定的狀態，這也被稱為腸道菌群穩態。而一旦這種穩定的平衡關系被打破，便可能導致腸道菌群失調。導致菌群失調的因素有很多，包括膳食、年齡、藥物、壓力、吸煙習慣以及缺乏鍛煉等[12]，其中膳食是腸道菌群的主要調控因子，將會直接影響腸道菌群的構成和功能。研究表明，母乳中含有的低聚糖不僅促進了嬰兒腸道中乳酸菌和雙歧桿菌的增殖，同時也加速了嬰兒免疫系統的成熟[16]。年齡也是腸道菌群的另一項調控因子，隨著機體的衰老，腸道菌群的多樣性會發生巨大變化，最明顯的表現是厚壁菌門和擬桿菌門的比例發生改變，這也會導致因衰老所引起的免疫炎癥環境的變化。進一步研究表明，因身體衰老導致機能的退化會引起唾液功能受損、消化道消化困難和營養物質運轉時間的延長，以及營養素吸收不規律所導致的營養不良也會引起腸道菌群失調[17-18]。此外，藥物也是腸道生態環境的一個調節因子，特別是抗生素會顯著改變腸道菌群的構成和功能[19-20]。抗生素會使腸道菌群的定植耐藥性喪失，使得經抗生素治療后腸道菌定植率大大降低；抗生素也會造成來自宿主的唾液酸增加，進一步被條件致病菌利用[21]。另外還有一些非膳食的環境因素也會引起腸道菌群的失調，如壓力、吸煙習慣和缺乏鍛煉等，以上諸多因素會引發機體氧化應激和炎癥反應，導致腸道菌群紊亂[22]。目前，腸道菌群的失調可被分為幾種情況，包括共生菌數量減少；病原菌無規律生長和腸道菌群多樣性下降。但研究發現，最常見的腸道菌群失調情況是以上三種情形同時存在而導致的腸道菌群紊亂[23-24]。

腸道菌群失調同機體多種疾病相關，由于腸道菌群的組成受很多因素影響，如膳食習慣、生活習慣和鍛煉習慣等，這些因素也是肥胖、二型糖尿病、心血管疾病等的致病因素[25]。已有研究得出，因腸道菌群失調造成的機體致病機理主要包括三個方面：a.大量增殖的革蘭氏陰性菌加速細菌內毒素的釋放，造成機體免疫力下降，增加患病風險；b.菌群發酵產物中短鏈脂肪酸含量下降，使腸黏膜細胞獲得的能量不足，同時腸道pH升高，誘發疾病；c.失調的腸道菌群刺激機體產生炎癥因子，加速疾病發生。在營養不良的個體中腸道菌群可調控免疫代謝進程的信號分子，通過干擾腸道上皮細胞和免疫細胞，形成一種炎癥環境，加速糖尿病的進程及有關化合物的合成[26]。糖尿病患者一些特殊的腸道菌群，如腸球菌、腸桿菌、酵母菌等，不僅加速了肥胖和糖尿病的進程，也加速了主要微型血管的合成過程，進而誘發糖尿病并發癥，如視網膜病變、腎病等[22]。腸道菌群失調也是腸道屏障完整性被破壞的觸發因子，而腸道屏障功能的破壞也伴隨著肌動蛋白表達的增強，同時如脂多糖、肽聚糖和尿毒癥毒素等的一類物質通透性增強且轉移加快，因此誘導膿毒血癥的發展，同時也激活了機體免疫系統[25-26]。對于微生物相關分子模型將會引起與TLRs中的TLR4相關的促炎反應增強，進而引發一系列反應，最突出的是導致促炎反應中分子的釋放，影響葡萄糖和胰島素的代謝和響應，進一步消耗糖類化合物同時還導致大量氧自由基的釋放，而這一途徑將深入到肥胖和糖尿病發展進程中的代謝損傷[27]。

綜上所述，飲食會對腸道菌群組成造成影響，因此可以通過合理調控飲食結構，對腸道菌群組成進行調節，提高益生元或有益成分的攝入。膳食多酚作為一種益生元，其結構中包含許多羥基，可與有害菌細胞膜上的脂質雙分子層結合，影響其結構功能的發揮[28]。多酚在機體中發生反應生成過氧化氫，會破壞有害菌細胞膜結構。多酚參與體內多種酶反應，調節機體代謝；或與金屬離子發生螯合反應，導致有害菌的相關反應中酶因缺乏輔基的結合位點而無法發生反應[29]。多酚通過以上多種途徑調節機體活動，從而對腸道菌群進行調節，同時也對機體因菌群紊亂誘發的疾病產生一定影響。

2 膳食多酚對腸道菌群的調控

多酚類物質經人體攝入后，會被機體識別為外源化合物，導致其生物利用率會顯著低于一些微量及常量營養素[30]。酚類物質進入小腸后，因其復雜的結構和聚合度導致其在小腸部位吸收較少，且吸收主要在酚類物質發生去偶聯反應之后[31]。較低復雜度的酚類物質可發生氧化反應、還原反應、水解反應及共軛反應等，所得產物將進入小腸上皮細胞和肝細胞。同時經過這一系列生物轉化產生的多種活性代謝物，如葡萄糖醛酸、硫酸鹽和甲基衍生物等，經循環系統至組織器官中，最終隨尿液代謝排出體外。但大部分未被小腸吸收的多酚類物質會到達結腸，在結腸內微生物的作用下進行消化吸收，以被機體利用[32-33]。

據報道，正常人體的腸道菌群中厭氧菌的數量比兼性厭氧菌和需氧菌的數量多2～3個數量級，由此可將其分為主要菌群和次要菌群。主要菌群數量在log（107～108）CFU/g以上，主要為原籍菌或常駐菌，包括優桿菌、擬桿菌、雙歧桿菌等菌屬；次要菌群在log（107～108）CFU/g以下，主要為外籍菌或過路菌，包括鏈球菌、腸球菌、大腸桿菌和乳桿菌等[10]。來自不同膳食中的多酚類物質對部分菌群的生長、增殖有著促進或抑制作用[10]。膳食多酚對腸道菌群發揮著促進有益菌生長、抑制有害菌生長的作用，從而對腸道菌群的結構和數量產生影響，調節人體腸道微生態的穩定情況，使有益菌對人體健康發揮相應的作用。目前，膳食多酚與腸道菌群間的相互作用已有許多學者進行研究并得出一系列結果，就幾例膳食多酚對腸道菌群影響的典型研究進行歸納概括如下（圖1）。

圖1 膳食多酚對腸道菌群的影響Fig.1 Effect of dietary polyphenols on intestinal microbiota

2.1 茶多酚

茶多酚是茶葉中多羥基酚類物質的總稱，主要包括兒茶素類物質、4-羥基黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等，其中以兒茶素和黃酮兩種物質為主[34]。茶多酚能通過優先抑制腸道中致病菌但不影響有益菌生長的方式，創造有利于有益菌生長的腸道環境，從而促進有益菌生理活性的發揮，并調節腸道菌群結構[35]。于子婷等[36]通過飼喂小鼠不同劑量的茶多酚，并分析小鼠腸道微生物的多樣性，發現茶多酚在達到一定濃度時可以增加腸道菌群微生物的多樣性，其中對乳桿菌的增殖效果最為明顯且具有劑量依賴性。吳根梁等[37]從陳年茯磚茶中提取出茶多酚，加入到含65歲老年人腸道菌群的混合培養基中進行體外靜態厭氧培養，于0、4、8、12、24 h設置空白組和陳茶多酚組，培養相應時間后采樣，檢測相應的腸道菌群的情況。研究結果表明，陳年茯磚茶中的茶多酚類物質與老年人腸道菌群在體外相互作用下，菌群豐度和多樣性均有所提高；此外在培養4 h和12 h的情況下，腸道中的埃希氏菌屬和γ-變形菌綱_B38含量下降，擬桿菌屬和雙歧桿菌屬等菌屬含量有所提高，表明陳年茯磚茶的茶多酚類物質有益于改善老年人的腸道菌群結構。GUO等[38]提取綠茶中的茶多酚物質，并通過建立肥胖小鼠模型，探究茶多酚對腸道菌群的調節作用。研究發現，在高脂膳食組中菌群多樣性降低并顯著低于高脂膳食-綠茶多酚組，同時擬桿菌門豐度相對增加，厚壁菌門豐度相對下降，這一結果表明綠茶中的茶多酚能提高腸道菌群的多樣性，調節菌群的構成比例，從而改善并維持腸道菌群的生態平衡，有益于人體健康。綜上發現，茶多酚這一物質可以提高腸道菌群的多樣性，改變部分菌群的豐度及比例，使得有益菌更好地發揮對人體健康的促進作用。

2.2 葡萄多酚

葡萄多酚存在于葡萄皮和葡萄籽中，主要包括酚酸類、黃烷醇類、黃烷酮類、黃酮醇類、花色苷以及白藜蘆醇。葡萄多酚自身作為供氫體，可以形成穩定的自由基，在氧化反應中發揮作用，對機體起到抗氧化作用。葡萄多酚還具有潛在的益生元效應，可以調控腸道菌群的構成，并生成對宿主有益的短鏈脂肪酸[39]。研究發現，葡萄多酚普遍會對乳酸菌和雙歧桿菌這兩種腸道菌群產生影響，乳酸菌和雙歧桿菌是對人體有益的益生菌，能夠阻止致病菌的入侵和定植，也能促進腸道上皮細胞的增殖，而梭菌、大腸桿菌等則對人體有害，即會對人體結腸黏膜產生有害作用。生成的短鏈脂肪酸對腸道生態環境的改善也發揮重要作用，其可調節腸道中致病菌的移位，給腸道細胞供給能量，抑制炎癥細胞釋放炎癥因子等，對保障人體健康有重要意義。ZHOU等[40]采集三名胃腸道健康志愿者的糞便，接種葡萄多酚后經體外發酵，觀察腸道菌群的相關情況。研究發現，葡萄多酚會對部分腸道菌群產生影響并改變短鏈脂肪酸的結構。此外，發酵后的葡萄多酚促使雙歧桿菌、乳桿菌等腸道菌群數量明顯增多，并抑制溶組織梭菌和普雷沃氏菌屬的生長，但對細菌總數沒有顯著影響。DOLARA等[41]探究經葡萄多酚飼養的小鼠糞便中的菌群主要為雙歧桿菌、乳酸菌及擬桿菌等，而空白組為丙酸桿菌、梭菌及擬桿菌。兩組相比，梭菌和乳酸菌的含量差別很大，且雙歧桿菌在試驗組中顯著增加，但細菌總數未呈現顯著變化。因此葡萄多酚可調節腸道菌群結構，從而發揮腸道菌群對人體健康的有益作用。楊昌銘等[42]通過建立高脂膳食誘導小鼠血脂代謝紊亂模型，并隨機分為對照組、高脂組和原花青素B2干預組三組，探究原花青素B2對腸道菌群的影響。研究發現，與高脂組相比原花青素B2組占優勢的菌屬為擬桿菌屬，其可顯著增加高脂膳食小鼠糞便中丁酸的含量，從而改善腸道環境，調節腸道菌群結構，緩解高脂膳食誘導的血脂代謝紊亂。LARROSA等[43]通過DSS（硫酸葡聚糖）誘發結腸炎嚙齒動物模型，探究葡萄中白藜蘆醇對人體腸道菌群的影響。研究發現，對照組中主要的菌群為大腸桿菌和腸細菌，經DSS給藥后糞便中乳酸桿菌和雙歧桿菌屬為主要菌屬，相較于對照組中大腸桿菌和腸細菌增加較少。QIAO等[44]探究白藜蘆醇對高脂飲食小鼠體內腸道菌群的影響，結果表明，白藜蘆醇可調節高脂飲食引起的腸道菌群失調，增加擬桿菌門與厚壁菌門的比例，增加乳酸菌和雙歧桿菌的生長，調節腸道微生物的組成結構，從而起到維護腸道菌群環境平衡的作用。因此葡萄中的白藜蘆醇也可調節人體腸道菌群結構，對人體健康發揮有益作用。

2.3 果蔬多酚

果蔬中含有的多酚類功能成分，可以顯著調節機體血壓、血糖、血脂并起到抗癌、抗氧化、抑菌消炎等生理功能，在維持人體健康和疾病預防中發揮著重要作用。果蔬中多酚類物質可選擇性地促進雙歧桿菌等有益菌的生長、抑制類桿菌、腸球菌、葡萄球菌等有害菌的生長，通過此途徑調整腸道菌群的數量和比例，優化菌群結構，使菌群結構保持平衡，從而發揮對人體健康有益的作用[45]。張軍麗等[46]通過建立小鼠腹瀉模型，然后灌胃復合菌-荔枝多酚，探究其對腸道菌群的影響作用。研究表明，復合菌-荔枝多酚能增加腹瀉后小鼠腸道菌群的數量，增強腸道菌群的微生態穩定性，但并未增加群落的多樣性。出現這一結果的原因可能是由于荔枝多酚可以抑菌、增強機體免疫力和預防疾病，因此需要抑制有害菌的增殖。唐詩等[47]探究了獼猴桃皮渣多酚提取物對腸道菌群的影響。研究發現，空白組腸道微生物主要是厚壁菌門，其次為變形菌門，擬桿菌門含量較少；而加入多酚提取物的樣品組腸道菌群構成以厚壁菌門、擬桿菌門及放線菌門為主。兩組相比，發現多酚組中擬桿菌門與厚壁菌門的比例顯著升高。這一結果說明獼猴桃皮渣多酚提取物對腸道益生菌的增殖有一定促進作用，其可以發酵腸道內益生元，從而獲得有利于腸道微生態的代謝產物，同時在一定程度上可抑制有害菌的增殖。因此這種多酚提取物可改善腸道內環境，為促進腸道健康發揮積極作用。PUUPPONENPINIA等[48]發現，莓果酚對葡萄球菌有很好的抑制作用，部分莓果酚可抑制沙門氏菌，但對乳酸菌群不會產生影響，表明莓果酚可以抑制人體腸道中的致病菌。KABUKI等[49]對芒果種子提取物的研究發現，從芒果種子中提取出富含單寧和黃酮兩種多酚提取物能抑制革蘭氏陽性菌的生長增殖但對革蘭氏陰性菌無影響，對乳酸菌也沒有活性。因此可選擇性調節腸道菌群，促進人體健康。黃酮類化合物可以促進腸道有益菌群的生長增殖。陳玉慧等[50]從青錢柳中分離純化得到青錢柳黃酮和三萜，采用體外厭氧糞樣混合培養的方式，評價青錢柳黃酮和三萜對人體腸道菌群的調節作用。研究表明，青錢柳黃酮和三萜類物質可以有效促進腸道中雙歧桿菌和乳酸菌等有益菌的生長增殖，對梭狀菌和擬桿菌產生抑制作用，改變腸道菌群的結構但不會顯著影響腸道菌群的數量。由于益生元能夠通過刺激人體腸道中的有益菌的生長而對人體健康產生積極的影響，因此青錢柳中的黃酮和三萜可能發揮著益生元的作用，作為抗氧化劑抑制代謝過程中的氧化應激反應，從而為腸道中有益菌的生長提供有利環境。因此青錢柳黃酮和三萜可調節腸道菌群結構，維持腸道微生態環境的穩定，進而對人體健康發揮積極作用。

2.4 其他

蜂產品，如蜂膠等中含有豐富的多酚類物質，以酚酸類和黃酮類為主，具有良好的生物學活性，如抗癌、抗病毒、抗氧化、抗炎癥等[51]。蜂膠多酚也如同其他膳食多酚一樣，會對人體腸道菌群的結構、多樣性等方面有一定的調節作用。本團隊[52]通過硫酸葡聚糖誘導大鼠潰瘍性腸炎，飼喂含蜂膠的膳食，研究蜂膠對大鼠潰瘍性結腸炎的影響，結果表明，添加蜂膠可以改善結腸炎的相關癥狀，同時顯著增加腸道菌群的多樣性。槲皮素和柚皮素是廣泛存在于多種膳食中的黃酮醇類物質。石塔拉等[53]在體外用不同濃度槲皮素干預常見的幾種腸道單菌的生長增殖情況，結果表明，在體外200 μmol/L槲皮素可促進腸道內2種乳酸桿菌的生長，抑制中性菌和2種有害菌的增殖。因此膳食槲皮素可促進腸道益生菌的生長，并作為益生元，調節腸道菌群結構。柚皮素和槲皮素對所有被分析的腸道菌群的生長均有抑制作用，同時抑制效果與其添加劑量相關聯。然而其糖苷，即柚皮苷和蘆丁對腸道菌群的生長沒有抑制作用，但在一定條件下具有促進作用。另外對橙皮素和蘆丁苷、橙皮苷也進行了相同的研究，雖然在此情況下，苷元影響較弱，但也有劑量依賴性[54]。

可可作為目前許多備受歡迎的休閑食品的組分，其中所含的多酚類物質具有增強免疫力、抗炎癥、降低血小板活性、降低膽固醇水平等生理功能，可有效預防心腦血管疾病。可可多酚也為人體多項生理功能的發揮起到關鍵性的作用。TZOUNIS等[54]通過臨床隨機實驗，令兩組志愿者分別攝食高含量可可和低含量可可的黃烷醇飲料，進行4周代謝，收集其攝食前后的糞便樣品，并結合熒光原位雜交發檢測細菌情況。研究發現，可可可以促使雙歧桿菌和乳酸桿菌等腸道微生物含量增加，同時促使梭狀芽孢桿菌等厚壁菌門類的腸道微生物豐度下降。因此食用可可黃烷醇可顯著影響人體腸道菌群的生長。在黑巧克力中已檢出黃烷酮單體，可通過日常攝食達到促進腸道健康的作用。TZOUNIS等[54]進行體外實驗，對黃烷醇單體即兒茶素和表兒茶素進行分批厭氧培養。研究發現，黃烷醇單體可以促進大腸中菌群的增殖。其中，兒茶素可促進雙歧桿菌、乳酸桿菌以及真細菌中球菌的生長，同時對大腸桿菌也有一定程度的影響，并抑制溶組織梭菌的生長。在低濃度條件下，表兒茶素也可促進真細菌中球菌的生長，但對其他菌屬沒有顯著影響。兩種黃酮醇單體對細菌總數均沒有明顯影響。在黃烷酮單體對腸道菌群的誘導下，腸道中糖化代謝增強，進而代謝得到短鏈脂肪酸、丙酸和丁酸等對人體腸道健康有益的代謝物。

以上研究表明，多酚類物質可以改變腸道菌群的組成，即促進有益菌生長，亦可抑制有害菌生長。大部分來源的膳食多酚幾乎不會抑制乳酸菌群的生長，還可能會刺激某些乳酸菌菌株的生長。另外還有研究發現，腸道菌群可以將多酚轉化為能夠影響腸道及機體健康的生物活性物質。膳食中的多酚類物質可以調節細菌代謝物的酶活性，減少人群患癌風險。這些研究均表明多酚類物質能影響腸道菌群組成并發揮調控作用，對調節人體健康發揮積極作用（表1）。

表1 膳食多酚對腸道菌群的調控Table 1 Regulation of dietary polyphenols on intestinal microbiota

3 膳食多酚與腸道菌群的相互作用

膳食多酚可作為腸道菌群的發酵底物，因其不能被小腸吸收，可直接到達結腸被腸道菌群利用，此外其代謝物也可通過與腸上皮細胞的相互作用，進一步影響腸道菌群的結構和數量。因此膳食多酚可通過調節腸道菌群的構成來維持腸道健康。膳食多酚一方面可促進腸道中有益菌的增殖，抑制有害菌的增殖，并調節腸道菌群的構成及生理功能。另一方面腸道菌群中的有益菌能發揮益生元的作用，促進多酚在腸道中的代謝，加速腸道對多酚及其他營養物質的吸收。因此腸道菌群對多酚在腸道中的生物轉化起到一定的作用，而多酚也是腸道菌群發酵利用的良好底物。腸道菌群與膳食多酚之間相互作用，共同發揮對人體健康的有益影響。

膳食多酚按存在形態被分為游離態多酚和結合態多酚，游離態多酚在小腸中吸收，結合態多酚往往需要到達結腸部位，在此處所分泌的相關代謝酶的作用下降解為游離態，進而被人體吸收利用。腸道微生物對膳食多酚的作用主要表現在兩個方面：一是腸道微生物直接作用于結合態多酚，將其降解為游離態多酚；二是在腸道分泌的相關酶作用下將多酚分解代謝并加以吸收利用[55]（圖2）。

圖2 腸道微生物對膳食多酚的作用Fig.2 Effects of intestinal microorganisms on dietary polyphenols

膳食多酚對腸道微生物的影響也表現在兩個方面：一是膳食多酚影響腸道菌群的構成；二是膳食多酚影響腸道中酶的活性。具體而言，膳食多酚可選擇性地促進有益菌生長，抑制有害菌生長，改變腸道菌群的構成，從而更好地發揮維持人體健康的作用。膳食多酚對酶系統產生的影響可通過多種途徑實現，具體途徑為：多酚通過改變腸道微生物的種類與數量來影響腸道中酶的種類與數量；多酚與機體中的金屬離子螯合，使部分酶因缺乏輔基而喪失功能活性；多酚還可直接抑制酶的活性（圖3）。

LEE等[56]探究茶多酚及其代謝物與腸道菌群間的相互作用。茶多酚在糞便中所含的諸多菌群的作用下代謝加速，包括表兒茶素、兒茶素、三甲氧基沒食子酸、沒食子酸和咖啡酸等，在腸道菌作用下產生了菌群可利用的芳香族代謝物。茶多酚及其衍生物可顯著抑制產氣梭菌、艱難梭菌和擬桿菌的生長，而其他梭菌菌屬、雙歧桿菌以及乳酸菌則沒有顯著變化。因此腸道菌群促進多酚代謝，使其代謝物在腸道中得到積累，從而發揮相應的生理作用；而多酚及其代謝也可對腸道菌群的生長情況產生相應的促進或抑制作用。此外，梭菌和擬桿菌會增加結腸癌的患病風險，茶多酚對梭菌和擬桿菌生長的抑制作用會降低結腸癌的患病風險[57-58]。益生菌中的乳酸菌和雙歧桿菌可以維持腸道菌群平衡和腸道微生態環境。乳酸菌和雙歧桿菌可降低大腸中胺源致癌物的增加。芳香族代謝物的存在不會對益生元生長產生影響，因此在多酚代謝物存在的情況下腸道中有益菌仍可定植，并調控腸道菌群的數量和結構，促進有益菌生長，抑制有害菌生長，進而維持腸道菌群平衡[59]。這項研究表明，腸道菌群與多酚及其代謝物之間存在著復雜的相互關系。經日常飲食攝入的多酚類物質會對人體腸道菌群造成波動。酚類物質可調控菌群生長，既可刺激腸道中有益菌生長，也可抑制病原菌的生長，促進腸道對營養物質的吸收利用。

FOGLIANO等[60]在體外研究中發現，不溶于水的可可餾分的細菌發酵與雙歧桿菌和乳酸菌的增殖以及丁酸鹽的生成有關，這些微生物的變化與血漿三酰基甘油和C反應蛋白的降低有關，表明膳食中添加富含黃酮醇的食物成分會對機體健康產生有益影響。有研究表明，單體黃烷-3醇和富含黃烷-3醇來源的物質，如巧克力、綠茶和黑加侖或葡萄籽提取物，可在體內調節腸道菌群，產生諸如乳酸菌一類的有益菌，并抑制如梭狀芽孢桿菌一類的有害菌,生成的有益菌可調節人體腸道，促進營養物質吸收，被抑制的有害菌可降低疾病的發生[61]。

VENDRAME等[62]通過對飲用野生藍莓飲料六周前后的志愿者糞便進行研究，研究發現，飲用藍莓飲料后糞便中雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌數量增加。雙歧桿菌和乳酸菌的細菌活性對人體健康有著積極作用，可以抑制微生物群中致癌酶活性，降低癌變機率；抑制病原菌生長。這項研究表明，飲用野生藍莓飲料可以調節腸道菌群結構，促進有益菌增殖，使野生藍莓飲料中的有益成分加速吸收。FEMIA等[61]設置空白對照組和多酚組飼喂大鼠15周后，發現對照組大鼠糞便中主要的微生物為擬桿菌、梭狀芽孢桿菌和丙酸桿菌，而多酚處理組發現的是擬桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌。由于乳酸菌和雙歧桿菌被認為對腸道功能有益，而梭菌對結腸粘膜會產生有害作用，因此，這些腸道菌群結構的改變提供了對致癌物、炎癥或氧化應激加強的保護。

總而言之，膳食中的多酚類物質及其代謝物與腸道菌群間存在著復雜的相互作用，共同促進人體健康。

4 結語與展望

多酚類物質被認為是膳食中的重要健康因子，可發揮益生元功效。因其具有抗氧化、抗炎和其他有益作用，對心臟代謝、神經系統及腫瘤防御等疾病方面有著非常積極的影響，也對不健康膳食習慣所造成的腸道菌群紊亂和維持腸道菌群穩定過程發揮了重要的調節作用，而膳食多酚對腸道菌群在宿主的多種生理和代謝機制中起著重要作用。但多酚因其復雜的結構特征導致其生物利用率較低，為解決這一問題，研究者需研發更多方法，提高其在胃腸道間的轉運效率，并促進其向腸道目標部位輸送更高濃度的多酚類化合物，以提高其利用率。盡管多酚類物質生理功能方面的機制仍需進一步研究，但目前研究已取得許多積極的進展，這也為多酚類物質在調節腸道菌群及預防因腸道菌群紊亂誘發的相關疾病方面的應用提供了思路。