摘要
茶富含多酚和其他酚類物質，這些物質被廣泛報道對健康有益。然而，膳食多酚并不能被胃腸道完全吸收，并被腸道微生物群代謝，因此它們及其代謝物可能會積聚并發(fā)揮生理作用。在這項研究中，我們調查了茶提取物的酚類成分及其芳香代謝物對細菌生長的影響。含有細菌的糞便勻漿能顯著催化茶酚類物質（包括表兒茶素、兒茶素、3-氧-甲基沒食子酸、沒食子酸和咖啡酸）生成芳香代謝物，且該過程依賴于細菌種類。不同的腸道細菌菌株對茶酚類物質和代謝物的生長敏感性各不相同。某些致病菌如產(chǎn)氣莢膜梭菌、艱難梭菌和擬桿菌屬的生長被茶酚類及其衍生物顯著抑制，而共生厭氧菌如梭菌屬、雙歧桿菌屬以及益生菌如乳酸桿菌所受影響則較輕。這表明茶酚類物質通過調節(jié)腸道細菌種群對腸道環(huán)境產(chǎn)生顯著影響，可能充當了代謝預生物的作用。我們的觀察為結腸細菌在酚類物質的代謝、吸收及其在人類健康和疾病中的潛在活性方面的重要性提供了進一步證據(jù)。不同酚類物質的生物活性可能在維持胃腸道健康方面發(fā)揮重要作用。
1.引言
人類結腸是一個由500多種細菌物種組成的復雜生態(tài)系統(tǒng)，其中超過99%是厭氧菌。它們聚集了數(shù)百萬億的生物量（約每立方厘米10^12個微生物），其酶和代謝活動對宿主的營養(yǎng)和健康具有重要影響。對人類宿主有害的habitual腸道細菌所具有的酶活性與有益菌不同。此前注意到，結直腸癌患者體內的擬桿菌屬和梭菌屬（它們是人類腸道共生菌的一部分）數(shù)量增加，同時雙歧桿菌百分比和參與致癌物形成的酶活性降低。腸道細菌如雙歧桿菌屬和乳酸桿菌屬可作為益生菌。益生菌是食品中的微生物補充劑，通過改善腸道微生物平衡對宿主產(chǎn)生有益影響；它們已被證明能顯著預防疾病和改善人類健康。攝入益生菌還能增強胃腸道對疾病的屏障功能。除了宿主-細菌和細菌-細菌關系在建立平衡的腸道菌群中的作用外，飲食對不同腸道細菌在腸道中定植的程度有非常強的影響。因此，研究膳食成分的攝入是否會影響腸道微生物的定植非常重要。
膳食中多酚的攝入量估計在每天0.15到1克之間，約占每日酚類總攝入量的三分之二，其中約三分之一為酚酸。飲食中最豐富的多酚類型是類黃酮，通常以糖苷形式結合。茶是全世界消費量第二大的飲料，已被證明含有高濃度的黃烷醇，如表兒茶素、兒茶素及其沒食子酸酯，以及其它酚類物質。
類黃酮被廣泛報道具有許多有益的健康效果：它們作為抗氧化清除劑；作為金屬離子螯合劑，防止金屬離子產(chǎn)生自由基氧；它們抑制與活性氧形成相關的黃嘌呤氧化酶；它們抑制癌細胞的增殖，包括肺癌、胃癌、乳腺癌和結腸癌；它們最近已被證明會影響信號轉導通路。流行病學研究的證據(jù)strongly地將富含類黃酮和其他酚類的食物和飲料與降低年齡相關疾病的風險聯(lián)系起來。因此，廣泛的研究致力于膳食酚類在對抗人類疾病中的潛在作用。雖然類黃酮及其糖苷可以通過胃腸道吸收，但它們的吸收是不完全的，且循環(huán)水平較低。
因此，大量未被吸收的酚類物質留在腸道中，使得它們及其代謝物可能在維持腸道健康方面發(fā)揮關鍵作用。這可以證實表明富含水果和蔬菜的飲食與降低胃癌、結腸癌和直腸癌風險相關的流行病學證據(jù)。
體外實驗表明，幾種類黃酮可被人糞便細菌代謝，在多酚C環(huán)裂解后形成不同的酚酸和其他芳香族化合物。此外，對人類糞便水的分析表明，進入結腸的多酚被腸道細菌廣泛代謝，且酚類和芳香酸的濃度很高。實際上，在血漿和尿液中鑒定出的大多數(shù)來自膳食類黃酮的成分被認為是由腸道細菌的作用產(chǎn)生的。腸道細菌對多酚代謝的重要性通過以下事實得到強調：無菌或用抗生素治療的動物不再形成這些酚酸代謝物。然而，僅鑒定出少數(shù)負責酚類代謝的腸道細菌種類，并且對所涉及的機制了解甚少。
本研究的目的是調查茶酚類及其芳香酸代謝物/衍生物與人類腸道微生物群之間的相互作用。利用GC-MS檢查細菌對酚類化合物的代謝。由于我們之前的研究表明酚類結合物在結腸中含量極少，且多酚被廣泛代謝，我們認為研究主要茶多酚苷元（兒茶素和表兒茶素）和酚酸，以及它們的一些芳香族細菌代謝物的影響在生理學上更具相關性。
2.材料與方法
2.1.細菌與培養(yǎng)基
本研究選擇了28種常見的致病性、共生性和益生性腸道細菌作為代表性腸道菌群。使用的需氧病原體包括大腸桿菌O157:H7 ATCC 35150、大腸桿菌ATCC 11775、產(chǎn)氣腸桿菌（醫(yī)院分離株HI）、腸炎沙門氏菌ATCC 13076、鼠傷寒沙門氏菌ATCC 14028、金黃色葡萄球菌NCTC 7447、銅綠假單胞菌（HI）和肺炎克雷伯菌（HI），在營養(yǎng)瓊脂/肉湯中于37°C培養(yǎng)24小時。使用的其他病原體包括糞腸球菌（HI）、化膿性鏈球菌A（HI）、肺炎鏈球菌ATCC 49619和萬古霉素耐藥腸球菌（HI），在含有10%馬血清的腦心浸液血瓊脂上于37°C維持。單核細胞增生李斯特菌（HI）在胰蛋白酶大豆培養(yǎng)基中于37°C培養(yǎng)24小時。益生菌干酪乳酸桿菌Shirota株（從養(yǎng)樂多發(fā)酵乳中分離）和鼠李糖乳酸桿菌GG ATCC 53103在de Mann Rogosa and Sharpe培養(yǎng)基中于37°C、5%CO2條件下維持。使用的需氧共生細菌包括從健康個體糞便樣本中分離的糞腸球菌（MD015）、屎腸球菌（MD028）、凝結芽孢桿菌（MD013）、大腸桿菌（MD017）和葡萄球菌屬（MD011）。
使用的厭氧菌包括多形擬桿菌ATCC 29148和脆弱擬桿菌ATCC 25285，在厭氧工作站在37°C下于含有10%馬血清的腦心浸液血瓊脂上培養(yǎng)1-3天。艱難梭菌ATCC 8884、產(chǎn)氣莢膜梭菌NCTC 6719、短雙歧桿菌ATCC 15700和青春雙歧桿菌ATCC 15703在強化梭菌培養(yǎng)基中于37°C厭氧條件下培養(yǎng)48小時。使用的共生厭氧菌包括從人糞便中在厭氧條件下分離的梭菌屬（MD024）和雙歧桿菌屬（MD006）。
所有用于實驗的細菌均按上述方法培養(yǎng)。
2.2.糞便細菌
糞便細菌是從新鮮收集的人糞便中在厭氧條件下通過用鹽水稀釋糞便分離的。使用選擇性培養(yǎng)基和細菌API鑒定試劑盒對細菌進行培養(yǎng)、分離和鑒定。API 20E用于腸桿菌科和革蘭氏陰性桿菌；API 50 CHB用于桿菌；API STAPH用于葡萄球菌。