文献解读
葡萄和红葡萄酒中多酚对肠道菌群的影响期刊:FoodResearchInternational(4.)发表时间:.07研究背景
人的肠道是许多多样且重要的微生物种群的宿主,若整个胃肠道中大约存在个细菌细胞,其中或许个细菌都居住在大肠中。专门位于胃肠系统中的细菌种类通常被称为“肠道微生物”。“微型生物群系”一词最早于年引入,它定义了微生物群的集体基因组。每个人的肠道微生物组成都是独一无二的,微生物的定殖从出生开始就受到各种因素的影响,例如母乳喂养、年龄、环境、饮食、遗传学、疾病、益生菌和抗生素使用。公认的是,肠道菌群在消化、发酵和代谢过程中起着一定的重要作用。有趣的是,越来越多的证据表明,肠道菌群在健康中也起着重要的作用,因此在营养和药物治疗方法的方向存在一定潜力。有益肠道菌群会有很多积极影响,包括有助于不易消化的食物成分(例如碳水化合物聚合物)到短链脂肪酸的转化过程,维生素(特别是B和K维生素)的产生和降解过程;降低血清胆固醇水平来调节病原体,调节宿主免疫系统的能力,影响大脑发育等。乳酸杆菌属和双歧杆菌属通常被认为是有益的,且常商用。而某些肠道属(包括梭菌,真细菌和拟杆菌)的增加会引起肠道菌群的破坏或营养不良,造成一些负面结果,例如肠易激综合症、腹泻、慢性炎症性肠病和其他免疫相关疾病。膳食多酚,通常被称为生物活性化合物,是植物的次生代谢产物,这些化合物通常存在于水果,例如葡萄、苹果、梨、樱桃和浆果,还存在于咖啡、茶、黑豆、可可粉、蔬菜和葡萄酒中。多酚的化学特征在于至少存在一个带了一个或多个羟基取代基(酚)的芳环。根据它们的分子量、化学结构和复杂性(即酚环数和取代基团)将它们分为几类。其中最主要的是黄酮类(最主要),包括黄酮醇,黄酮,异黄酮,黄烷酮,花色素,黄烷-3-醇或非类黄酮。葡萄和葡萄酒中的多酚包括黄酮类化合物,如花青素和黄烷-3-醇;非黄酮类化合物,如对苯二酚和没食子酸。它们还包含低聚和聚合的原花色素、儿茶素和酚酸。越来越多的证据表明,长期摄入适量的多酚对健康有益,包括降低各种慢性疾病如冠心病、2型糖尿病、特定癌症和神经退行性疾病的风险。然而,这些化合物在提供有益健康效果方面的确切作用机制尚未明确。尽管如此,人们对开发多酚含量高的膳食补充剂来满足不断增长的营养保健行业的需求的兴趣有所增加。在葡萄酒酿造过程中将葡萄压碎后残留的皮和果渣(副产品)富含多酚,这些潜在的食品垃圾约占用于酿酒的葡萄重量的20%,使其成为营养品行业的一种丰富且相对廉价的多酚来源,并有效利用了原本的废品。多酚的生物活性取决于它们的生物利用度及其在循环系统中的吸收率,还取决于所食用食物的类型。酶促去糖基化后,小肠中仅摄入少量的饮食中多酚(5-10%)被吸收。饮食中的大多数多酚(90-95%)完好无损地到达结肠,在那里肠道微生物将其降解为更简单的酚酸(即苯甲酸和4-羟基戊酸),这些酚酸可被吸收到全身循环中。因此,连同食物来源和化学结构一样,很明显肠道微生物群及其组成之间的个体差异在多酚及其代谢物的生物利用度中起主要作用。Cardona等人发现多酚和微生物群之间似乎存在“双向关系”。在这种情况下,源自饮食的酚类底物和肠道菌群产生的酚类代谢物均会调节肠道菌群产生变化。多酚已显示出益生元的作用,增加了有益细菌的数量和对病原菌的抗菌作用。饮食中多酚的相互作用和代谢途径已被广泛记录,但是大多数研究是在动物模型或体外结肠模型中进行的,而人工干预试验仍然相对有限。酒类多酚及其代谢产物对寄主健康的影响在最近的一篇综述中有所报道,但是,没有研究葡萄及其制品(包括果渣)的作用。因此,本系统文献综述的目的是概述饮食葡萄和葡萄酒中的多酚对人体肠道菌群的影响。材料与方法
1.文献来源同行评审期刊文章来自五个电子数据库:PubMed,CINAHL,Cochrane,WebofScience和Scopus,包括年至年2月底的研究,且均为葡萄或葡萄酒多酚对肠道菌群影响相关的人工干预试验。使用术语“多酚”与“葡萄”或“葡萄酒”和“胃肠道”或“微生物组”或“微生物”或“微生物”,“微生物群”或“代谢产物”或“细菌”进行搜索。2.研究对象以及方法研究参与者的年龄必须在18至75岁之间,并且不得患有任何已知疾病,不得在研究开始前或开始前3个月内接受可能影响肠道菌群的任何其他治疗。当他们使用葡萄、葡萄酒或它们的提取物中的多酚作为干预至少24小时,才将其纳入研究。检测样品的来源包括粪便以及尿液,血浆,粪便和体液中微生物介导的多酚介质,最后统一分析。3.结果指标主要的指标是肠道菌群或微生物衍生代谢产物的变化(表1)。使用定量实时聚合酶链反应或使用液相色谱结合基于质谱的代谢组学技术对微生物群的某些指标进行量化。分析与基线相比后,摄入葡萄和葡萄酒组别是否存在统计学的显著变化(P0.05)。4.偏倚风险的评估所有纳入研究的偏倚风险均采用Cochrane指南中建议的标准进行评估。结果
1.研究基本概况由于研究设计和结果测量的异质性,研究人员认为不宜对数据进行荟萃分析。据报道,葡萄和葡萄酒内多酚的剂量范围为-mg没食子酸当量(mgGAE)或-mL/天的红酒(包括脱酒精的红酒);或每天毫升的葡萄汁,持续时间长达5周。共有名参与者参加,样本规模为8-41(表1)。所有研究的参与者均为健康成年人,年龄在18至69岁之间。2.饮食中多酚对肠道菌群的影响摄入红酒或脱酒精的红酒后,四种门(变形杆菌,梭杆菌,硬毛和拟杆菌)的细菌数存在差异,并且放线菌门没有发现变化。在四种门菌中,每天饮用mL的红酒显著增加了菌体浓度。同时还观察到普雷沃氏菌,拟杆菌,单形拟杆菌,缓慢爱格士氏菌的增加(P0.05),而放线菌没有观察到显著变化(P=0.)。与基线相比,每天饮用mL的无酒精红酒会导致梭杆菌增多。在某一门内,发现在红酒和脱酒精的红酒组中肠球菌属和球孢杆菌-真细菌以及拟杆菌属的显著增加(P0.05)。在放线杆菌中,与基线水平相比,双歧杆菌和缓慢爱格士氏菌的数量明显增加(P0.05),而乳酸菌数在干预下没有变化(P0.05)。其余六项研究仅提及肠道菌群作为酚类代谢产物形成的中间体。3.饮食中多酚对微生物介导的酚类代谢物的影响六项研究使用气相色谱(GC)或液相色谱(LC)结合质谱(MS)分析了尿液,血液,粪便或回肠液中的酚代谢物。3.1尿液中酚类代谢物的分析饮用功能性饮料后直至24小时,对尿液中单个代谢物的提取进行采样。与基线和对照组相比,食用葡萄提取物15天后,白藜芦醇(RV)代谢产物的总体分布增加(平均值±SEM为.62±.69nmol/g肌酐,P0.),微生物衍生的RV代谢产物增加(平均值±SEM为.60±.38nmol/g肌酐;P0.),RV哌替啶增加(29.41±3.41nmol/g肌酐;P0.),食用葡萄提取物后的第二阶段代谢产物增加(.60±.68nmol/g肌酐;P0.)。另一项研究报告了健康男性成年人(n=35)混合喝红酒和葡萄汁后24小时尿液中发现的代谢物:果汁提取物(WGM)。在尿液样品中,有种已知的代谢产物中有17种被报告为有效(locfdr1),其中9种酚类代谢产物有所增加。丁香酸(SA)、3羟基马尿酸(3HHA)、邻苯三酚(PG)、3-羟基苯基乙酸(3HPAA)、3-(3-羟基苯基))-丙酸(3HPPA)、丙酸(PA)、阿魏酸(FA)、反式肉桂酸(tCA)、香草酸(VA)。3.2血浆中酚类代谢物的分析研究了摄入葡萄汁后血浆中存在的代谢物(表2)。在Stalmach等人的研究中。在降低葡萄汁摄入量后,在血浆中鉴定出3种花色苷和9种羟基肉桂酸酯衍生的化合物。摄入后花青素的血浆峰值浓度(Cmax)为1.0–2.0nmol/L,在摄入后1.3-3.3h(Tmax)之间,羟肟酸衍生化合物的Cmax值范围为47nmol/L-nmol/L(代谢产物)摄入果汁后Tmax值2小时。3.3粪便中酚类代谢物的分析一项针对八名健康成年人的随机实验研究结果表明,摄入红酒后粪便中八种代谢产物显著增加:3,5-二羟基苯甲酸,3-O-甲基没食子酸,对香豆酸,苯基丙酸,原儿茶酸,香草酸,丁二酸和4-羟基-5-(苯基)戊酸(p0.05)。此外,该研究还发现,红酒和脱醇红酒之间没有显著差异,表明红酒的酒精基质不会影响肠道菌群对酚类代谢产物的形成(P0.05)。Jimenez-Giron等人进行的另一项随机对照试验。研究了健康受试者(n=41)适度每日饮用红酒(mL)4周后人类粪便的代谢组学特征,发现饮用酒前后37种代谢产物之间存在显着差异(P0.05),23种代谢物显著增加(P0.05),14种代谢物减少(P0.05)。这些代谢物包括葡萄酒化合物,微生物衍生的葡萄酒多酚代谢物和内源性代谢物,和/或其他源自其他营养途径的代谢物。3.4回肠液体中酚类代谢物的分析Stalmach等人的一项研究,比较了4名志愿者摄入葡萄汁后回肠液中的(多)酚类化合物。该研究表明,在±11μmol的(多)酚类化合物中,回肠流出物中回收了±26μmol,约占总摄入量的40%。讨论
食用富含茶多酚的食物和饮料(例如茶,咖啡,蓝莓,石榴和蔓越莓及其对人类健康的相关益处)的文献越来越多。这篇综述显示了饮食中的葡萄和葡萄酒中的多酚对最近12年发表的人类肠道菌群和酚类代谢产物的影响。先前的研究表明,饮食中的多酚产生有益作用归因于肠道细菌将其降解或生物转化为酚类代谢物。因此,重要的是要了解这种生物转化的机制以及所涉及的细菌种类。多项研究的结果有望在生物活性化合物的配方中发挥作用,该化合物表现出对有害细菌的防御性能并增加有益细菌的数量,这可能会对不断发展的营养保健行业有潜在帮助。然而,需要注意的是,饮用含酒精的饮料会导致肠道菌群发生定量和定性的变化,并对肠道屏障产生毒性作用。饮酒过量的个体中细菌过度生长或营养不良的确切机制仍相对未知,但可以清楚地确定,酒精引起的肠道菌群变化在饮酒的其他负面影响中起着关键作用,例如肝损伤。多酚在循环系统中的生物活性取决于肠道菌群将其转化为可生物利用的代谢物的能力。但是,一个人的肠道菌群组成是独特的,并受各种内部和外部因素相互作用的影响。它是在出生时获得的,并且受以下多种因素影响如饮食、抗生素使用、生理状态和生活方式。分析人体研究的数据时,必须考虑所有这些因素,这给人体研究带来了相当大的限制。除了与肠道菌群和微生物介导的多酚化合物变化有关的发现外,肠道屏障的重要性也有待研究。这种高度特异性且非常具有生理活性的单元功能与许多疾病有关,例如过敏性疾病和自闭症谱系障碍,以及与胃肠道疾病相关的问题。因此,未来与肠道菌群有关的评估还应包括这些特定化合物(无论是以纯净形式还是作为食物基质的一部分提供)对肠屏障功能(如肠通透性)的影响。结论
本综述赞成肠道菌群在膳食多酚代谢中的关键作用。但是,本综述中的研究数量有限,这意味着我们无法确认肠道菌群与多酚代谢物之间是否存在双向关系。目前研究已证实,从葡萄和葡萄酒中摄入的多酚受到肠道菌群的调节,使血液、尿液、回肠液和粪便中的多酚代谢物数量增加。但是,如Requena等人所述,肠道细菌的增加是否受到微生物衍生代谢产物的影响而增加,还尚不清楚。尽管存在人类干预试验的困难并且可用的研究数量有限,但人们一致认为,饮食中摄入来自红酒和葡萄汁的多酚可调节肠道菌群,并有助于调节微生物生态以及对于人类的健康有益。但是还需要进行其他研究,才能充分解读肠道菌群与饮食中多酚之间的复杂关系,才能得出准确结论。GrapeResearch
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