螺旋藻對腸道健康的調節作用

唐晨

（福建師范大學生命科學學院，福建 福州 350117）

鈍頂螺旋藻是顫藻科的一部分，天然存在于堿性湖泊中。作為一種功能性資源，鈍頂螺旋藻含有多種活性成分，如維生素、礦物質、酚酸、 -胡蘿卜素、蛋白質和生育酚。腸道被認為是人體健康的“第二大腦”，其微生物組成和功能對人體的健康至關重要。人類腸道微生物群是一個多樣化且復雜的生態系統，棲息著數千種微生物物種，這些微生物物種在宿主內共同進化，并在健康和疾病中發揮著重要作用[1,2]。然而，現代生活方式和不合理的飲食結構使得腸道菌群失衡成為普遍現象。此外，腸道炎癥、免疫功能下降等問題也常常困擾著人們。因此，尋找一種安全有效的方法來維護腸道健康變得尤為重要。

鈍頂螺旋藻具有調節腸道微生物群的作用[3,4]。通過調節腸道菌群穩態，螺旋藻可以幫助改善消化系統功能，增強免疫系統，促進營養吸收，減少腸道不適和胃腸癥狀。它還可以促進益生菌的生長，抑制有害菌的繁殖，維持腸道微生態平衡。穩定的腸道菌群能夠提高食物的消化效率，減少毒素生成，降低慢性炎癥風險，改善大便質量，預防便秘和腹瀉。

1 螺旋藻的營養成分

螺旋藻是一種富含營養物質的藻類，被廣泛應用于食品和保健品領域，它富含蛋白質、葉綠素、維生素、礦物質和多種生物活性物質，是一種天然的健康食品。

螺旋藻的蛋白質含量占其干重的60%至70%，并且提供了完整的蛋白質——它含有所有必需氨基酸，這些氨基酸幾乎占蛋白質的一半[5]。螺旋藻中的蛋白質并不難消化，即使對于難以通過腸道吸收復雜蛋白質并堅持某些飲食的老年人也是如此，這是因為藻類的細胞壁是由黏多糖組成的，黏多糖是簡單的糖，易于消化和吸收[6]。

螺旋藻的脂質含量約為其干重的5%～10%，一般情況下，它含有人類生存所必需的脂肪（如 -亞麻酸、亞油酸和油酸），而游離脂肪酸將占總脂肪的70%～80%。這些總脂質可分為占總量83%的皂化部分和占17%的不皂化部分，其中不皂化部分主要由石蠟、色素、萜烯醇和甾醇組成[6]。

螺旋藻含有全面的維生素，與其他海藻一樣，螺旋藻具有極高含量的維生素B12，這種維生素通常僅存在于動物源性食品中，因此，這種藻類可能是素食者的良好食物來源。富含色素的最大膳食來源之一是螺旋藻，尤其是C-藻藍蛋白，其中含有14%的鐵元素[6]。同時，螺旋藻也是 -胡蘿卜素的良好來源，含量約為700～1700 mg/kg，一旦被吸收，就會生物轉化為維生素A。人類對維生素A的需求量約為1 mg/d，因此1～2 g藻類就足以滿足這一需求[5,7]，它們起到親脂性抗氧化劑的作用[5]。

此外，可以從螺旋藻中獲得的另一種有價值的色素是葉綠素，其濃度約為6.0～20.0 mg/kg干重[8]。Zepka等人[9]報道了葉綠素的抗突變、化學保護、抗氧化、抗炎和抗菌特性以及葉綠素作為光敏劑的潛在用途。螺旋藻中最豐富的無機營養素是鐵、鈣和磷，其鐵含量非常高，藍綠藻約含580～1800 mg/kg，并且不存在可以螯合鐵并降低鐵吸收的植酸鹽/草酸鹽[10]，其鈣、磷含量與牛奶相當[5]。

2 腸道健康與菌群平衡

口腔和唾液微生物群含有數以百萬計的微生物，這些微生物每天與我們的食物一起吞咽。健康個體的腸道菌群主要由厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門和變形菌門的嚴格厭氧微生物成員組成。這些微生物負責通過合成代謝物來執行維持宿主腸道健康的基本功能，促進各種生理過程的調節，包括免疫穩態和排除潛在致病微生物[11,12]。

腸道穩態有助于避免脂質和碳水化合物代謝相關并發癥的發生，包括高脂血癥、高血糖、肝脂肪變性（肝損傷）等[13,14]。健康的人體菌群處于穩定狀態，促進各種代謝途徑的發展，例如降解腸道不易消化的寡糖，參與膽固醇和脂質的代謝[14,15]，但菌群穩態在腸道中的維持受到許多因素的阻礙，包括胃的酸度、膽汁酸的產生、消化道十二指腸及其以外的酶和抗菌蛋白。隨著年齡的增長，由于外部因素（抗生素的使用、飲食習慣、身心壓力）和內部因素（宿主遺傳和免疫衰老）的作用，腸道菌群的組成會發生變化，導致腸道微生物群失衡，例如擬桿菌門增加，厚壁菌門減少[11,12]。許多大型研究都針對特定胃腸道疾病（如腸道疾病[16]、乳糜瀉[17]、腸易激[18]）調查了腸道微生物組及其相關性。腸道疾病（典型的腸道炎癥性疾病）與腸道微生物組成的偏差有關[19]。

3 螺旋藻在腸道健康中的作用

高脂肪飲食（High-fat diet, HFD）可能會導致腸道微生物群失衡，另一方面，HFD有可能提高糞便中的脂多糖水平，并引起內毒素血癥或全身低度炎癥，從而進一步損害外周組織[4,20]，導致腸道通透性增加，從而導致低級炎癥細胞因子持續循環。鈍頂螺旋藻可以預防HFD引起的代謝炎癥，并可以刺激體外糞便培養物中有益細菌的生長。

Yu 等人[4]的結果表明，當持續14周以3%鈍頂螺旋藻喂食大鼠，不僅降低了大鼠的體重和內臟脂肪墊重量，它還降低了血清中脂多糖和促炎細胞因子[1]（Pro-inflammatory cytokines）的水平。鈍頂螺旋藻可以大大降低HFD喂養大鼠糞便樣本中變形菌門的相對數量和厚壁菌門/擬桿菌門的比例。鈍頂螺旋體顯著減少腸道炎癥，表現為髓樣分化因子88（Myeloid differentiation factor 88,MyD88）、Toll樣受體4（Toll-like receptor 4,TLR4）、NFκB（p65）和炎癥細胞因子的表達減少。鈍頂螺旋藻還通過影響緊密連接蛋白的表達量改善了腸黏膜的通透性，從而降低了腸道屏障功能的損害[4]。

Lu 等人[21]在肺癌小鼠模型中發現，螺旋藻多糖可以調節其腸道微生物群，顯著改變了腫瘤小鼠的腸道微生物群結構。螺旋藻多糖可以增加一些有益菌的豐度，如異桿菌、乳桿菌、普雷沃氏菌和奧爾森氏菌，同時它減少了一些條件致病菌的豐度，例如擬桿菌和不動桿菌。因此，螺旋藻多糖可能是通過改變腸道菌群中益生菌和病原菌的豐度和組成來維持腸道穩態，以達到抗腫瘤的目的[21]。

Barros de Medeiros 等人[12]報告了嗜酸乳桿菌（L.acidophilus,La5）和嗜酸乳桿菌+鈍頂鏈球菌（L.acidophilus+S.platensis,Spi-La5）可以積極調節腸道微生物群，且后者更適合促進健康個體微生物群正向調節。La5的施用導致擬桿菌屬、巨球菌屬、乳桿菌屬和擬桿菌屬豐度增加，從而導致銨離子減少；Spi-La5的施用增加了丹毒絲菌屬、羅斯氏菌屬、腸球菌屬、雙歧桿菌屬、腸桿菌屬和梭菌屬的豐度[12]。

腸道免疫系統在機體防御機制中起著重要作用，腸道微生物群和腸道免疫系統密切相關。例如，腸道微生物群會增加腸道內IgA合成漿細胞的增殖[22]，而黏膜IgA會增強腸道共生微生物群的穩態[23]。因此，螺旋藻對腸道免疫的有益作用會反過來影響腸道微生物群，反之亦然。Satyaraj等人[24]證明了在狗的飲食中添加0.2%螺旋藻粉可顯著增強免疫和腸道健康。螺旋藻僅在喂養9周后就增加了糞便IgA水平，并且這種效果在整個研究過程中一直保持著，與對照組相比，螺旋藻喂養的狗在進行一定強度的運動后，腸道微生物群保持了更高的穩定性[24]。

除了發揮腸道菌群調節和免疫調節作用，螺旋藻還可作為良好的藥物載體。在臨床環境中，放射治療已廣泛用于一半以上的癌癥患者[25]。在腹部或盆腔實體瘤放療期間，強放療引起的腸道損傷可導致胃腸功能障礙，如惡心、腹瀉、嘔吐、出血、感染、穿孔，甚至死亡[26,27]。氨磷汀（Amifostine,AMF）是一種正常組織選擇性放射保護劑，然而，其在腸道輻射防護中的口服應用仍然具有挑戰性。Zhang等人[27]采用簡單的脫水-再水化合成策略來獲得AMF在螺旋藻中的高載藥量，使用螺旋藻作為AMF的微載體構建了口服給藥系統。在該系統中，AMF可以緩慢釋放到模擬腸液中，在整個小腸內表現出全面的藥物蓄積和有效的輻射防護。該系統明顯優于游離藥物及其腸溶膠囊，在不影響腫瘤消退的情況下防止放射性腸道損傷，延長生存期。此外，螺旋藻的使用有利于輻射后腸道微生物群的穩態，并避免AMF的長期毒性[27]。

4 結論

螺旋藻含有豐富的營養物質，包括蛋白質、膳食纖維、維生素和礦物質，這些營養物質對腸道黏膜健康和免疫系統功能起著重要作用。螺旋藻積極調節腸道微生物組成，提高益生菌豐度、降低致病菌豐度，提高腸道免疫力，從而促進個體健康。此外，螺旋藻還作為氨磷汀的載體，氨磷汀-螺旋藻系統比單獨的氨磷汀藥物更具優勢，保護癌癥患者放射治療期間其正常腸道免受輻射傷害。

然而，需要注意的是，目前針對螺旋藻對腸道健康的調節作用的研究還相對有限，尚存在一些爭議和待解決的問題。例如，螺旋藻的最佳用量和使用方式仍需進一步研究和確定。此外，不同個體可能對螺旋藻的反應存在差異，因此個體化的調節策略也需要深入探討。