植物益生元對腸道菌群的調(diào)節(jié)及對機(jī)體糖代謝吸收的影響

左超

【摘 要】：植物益生元作為膳食補(bǔ)充劑，可以選擇性的刺激腸道有益菌生長、調(diào)節(jié)胃腸菌群平衡、改善腸道微環(huán)境、抑制有害菌群的增殖，從而對宿主產(chǎn)生有益的影響，改善宿主健康狀態(tài)。腸道菌群作為人體“第二大代謝系統(tǒng)”與許多疾病的發(fā)生密切相關(guān)。很多研究對植物益生元調(diào)節(jié)機(jī)體腸道菌群、調(diào)節(jié)糖代謝的作用機(jī)制進(jìn)行了研究。本文就植物益生元對腸道菌群的調(diào)節(jié)及對機(jī)體糖代謝吸收的影響展開探討。

【關(guān)鍵詞】：糖類;營養(yǎng)調(diào)節(jié);植物益生元;腸道菌群;微生態(tài)

引言

研究表明，人體微生物與人體細(xì)胞數(shù)量相近，數(shù)量龐大的微生物與宿主相互作用影響著宿主的健康。腸道菌群失衡與眾多疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，如肥胖、心血管疾病、糖尿病等代謝性疾病，并可能扮演病因的角色。維持腸道菌群的健康與穩(wěn)態(tài)對預(yù)防和控制慢性代謝性病的發(fā)生與發(fā)展有重大的意義。

1 腸道微生物

相較于皮膚、口腔、陰道等部位，胃腸道的微生物在取樣方面更加復(fù)雜。近年來，大量的研究者關(guān)注于腸道微生物群，因?yàn)榇颂幋嬖谧畲蟮奈⑸锩芏燃皵?shù)量。而大多數(shù)的數(shù)據(jù)來源于糞便取樣，少部分來源于黏膜活檢取樣。雖然糞便取樣簡便，但是其中的微生物群并不能代表完整腸道內(nèi)微生物群的狀態(tài)，因?yàn)?，近年來有研究發(fā)現(xiàn)，小腸內(nèi)存在大量的細(xì)菌組成，與結(jié)腸內(nèi)細(xì)菌相比動態(tài)變化性更，而且由于腸道各段內(nèi)食物分子大小不同，腸道菌群種類區(qū)別較大。并且大量的數(shù)據(jù)來源于北美和歐洲的研究，而亞洲、非洲及南美的數(shù)據(jù)較少，因此存在選擇偏倚。胃腸道的微生物主要由兩大門類組成：厚壁菌門和擬桿菌門，除此之外還有10個不同門類的細(xì)菌在腸道微生物中占有重要組成部分，此外包括病毒及真菌等。研究發(fā)現(xiàn)厚壁菌和擬桿菌之間的比例在人群間存在較大差別，然而某種細(xì)菌的大量耗竭，可能會引起疾病的發(fā)生，例如柔嫩梭菌群與炎性腸病的發(fā)生間存在重要聯(lián)系。我們知道腸道菌群與宿主間存在重要聯(lián)系，但是我們不清楚哪個關(guān)鍵物種，或者說腸道菌群整體發(fā)揮重要作用。物種間的菌株差異決定了它們是致病菌或益生菌。

2 植物益生元對人類機(jī)體代謝的影響及對腸道菌群的調(diào)節(jié)

2.1 植物益是調(diào)節(jié)食用者腸道菌群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素

大量的研究表明，食品的組分可以顯著改變食用者自身的腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而影響其機(jī)體的代謝、免疫、生理、生化、藥理等多方面的過程，對健康有不可忽視的作用。膳食組分會影響宿主腸道菌群組成，食品中的營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)小腸消化吸收后，不能被小腸吸收的食物成分進(jìn)入大腸后被腸菌代謝，生成不同的代謝物，不同代謝底物的優(yōu)勢菌群會有顯著差異，進(jìn)而也會影響腸菌的組成。例如，研究結(jié)果顯示，在瘦型小鼠腸道菌群中的擬桿菌門的細(xì)菌數(shù)量比肥胖型小鼠腸道菌群中的數(shù)量高50%;厚壁菌門的細(xì)菌相應(yīng)的減少了。他們通過給肥胖型小鼠進(jìn)行低能量飼料喂食之后，發(fā)現(xiàn)擬桿菌門的細(xì)菌含量有了明顯的增加，而厚壁菌門也相應(yīng)的降低。另外，通過使用植物益生元（低聚果糖）特異性的提高受試小鼠腸道內(nèi)雙歧桿菌的數(shù)量，并發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠的血液內(nèi)毒素濃度因此降到了正常水平。這一研究證實(shí)通過植物益生元進(jìn)行飲食誘導(dǎo)腸道益生菌的生長，可以使宿主對代謝性內(nèi)毒素血癥產(chǎn)生一定的抵抗作用。由此可見，植物益生元作為膳食補(bǔ)充劑，同樣是決定腸道菌群的最重要因素之一。

2.2 腸道微生物與非酒精性脂肪肝

非酒精性脂肪肝是肝臟代謝綜合征的表現(xiàn)，在肥胖的人群中容易發(fā)病。它包含多種肝臟病理表型：單純性脂肪變性、非酒精性脂肪性肝炎、終末期肝病或肝硬化。非酒精性脂肪肝中的肝纖維化或肝硬化與肝癌的發(fā)病中存在重要聯(lián)系。出生時腸道微生物群的形成可能影響非酒精性脂肪肝的發(fā)病，研究發(fā)現(xiàn)堅(jiān)持母乳喂養(yǎng)的人群中非酒精性脂肪肝的發(fā)病率大大降低。而且人類基因組中缺乏一些代謝復(fù)雜碳水化合物的酶，而某些腸道微生物可以將這些復(fù)雜碳水化合物分解為短鏈脂肪酸。擬桿菌門和壁厚菌門細(xì)菌都可以編碼碳水化合物降解酶，然而與厚壁菌門相比，擬桿菌門編碼碳水化合物降解酶的數(shù)量更多。研究發(fā)現(xiàn)與健康人群相比，非酒精性脂肪肝和肥胖癥患者擬桿菌/厚壁菌的比值更高。而且與肥胖及健康人相比非酒精性脂肪肝患者中大腸桿菌的數(shù)量更多。比較16例活檢證實(shí)的非酒精性脂肪肝炎患者與22例健康人的糞便菌群，在種屬水平上，非酒精性脂肪肝炎患者的糞腸桿菌和厭氧桿菌含量較低，副桿菌屬含量較高。目前存在多項(xiàng)研究提示，腸道微生物的代謝活動可能參與調(diào)解肝臟脂肪生成，并最終影響肝臟細(xì)胞脂肪變性過程，但是目前沒有明確某種細(xì)菌或哪些代謝產(chǎn)物在其中發(fā)揮作用。

2.3 對機(jī)體糖代謝和吸收的調(diào)節(jié)是通過調(diào)控腸道菌群完成的

運(yùn)用于食品產(chǎn)業(yè)的植物益生元有很多種，包括低聚果糖、菊粉、低聚異麥芽糖、人參多糖、木聚糖、寡果糖、抗性糊精、柑橘纖維和果聚糖等。其中研究最多、運(yùn)用最廣泛的植物益生元就是低聚果糖和菊粉，不僅因?yàn)樗鼈兊目诟袨樘鹞?，又不被機(jī)體吸收，是很好的甜味劑替代物;更重要的是它們對腸道內(nèi)病原菌生長的抑制作用和對機(jī)體糖類和脂類代謝的調(diào)節(jié)作用。例如，低聚果糖及其單體衍生物可以抑制膽汁酸鹽對腸道內(nèi)雙歧桿菌群的不良影響，并因此改變腸道微環(huán)境的pH值，抑制病原菌的生長。其它幾類常被用作食品補(bǔ)充劑的植物益生元包括：低聚異麥芽糖、低聚木糖、抗性糊精和柑橘纖維。

結(jié)語

食品工業(yè)在未來的發(fā)展中，應(yīng)該對膳食補(bǔ)充劑分類進(jìn)行細(xì)化，并著眼于不同植物益生元對腸道菌群結(jié)構(gòu)的調(diào)控和影響的研究上來。這是目前食品添加劑開發(fā)的一個非常重要的研究熱點(diǎn)。為了尋找更健康、更安全、更有效的膳食補(bǔ)充劑，通過確認(rèn)每種植物益生元調(diào)控機(jī)體糖代謝的作用，可以解釋該益生元作為食品補(bǔ)充劑的必要性。結(jié)合基因組學(xué)的方法，可以更好的詮釋針對新的食品級植物益生元調(diào)控特征性腸道菌群的結(jié)構(gòu)特征，能夠?yàn)槠湓谑称饭I(yè)的開發(fā)和利用提供新的指導(dǎo)建議，并體現(xiàn)其在精準(zhǔn)膳食選擇方面的應(yīng)用價值。

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