然而，我們的結(jié)果也強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事實(shí)，即某些物種的生長不受特定芳香族化合物的影響，甚至偶爾被促進(jìn)，這并不罕見。特別是，共生梭菌相對不受茶兒茶素苷元存在的影響，但在本研究檢查的6種芳香酸中有5種存在時(shí)生長增強(qiáng)。
擬桿菌屬（人類腸道微生物群的主要群體）細(xì)菌物種的生長抑制在所有除2種細(xì)菌/酚類組合中均被觀察到。已知梭菌和擬桿菌水平的增加是結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志物；它們生長的飲食影響可能對腸道疾病具有重要意義，盡管尚不清楚梭菌和擬桿菌水平的增加是結(jié)腸癌的原因還是結(jié)果。因此，我們的研究中酚類對梭菌和擬桿菌的生長抑制表明，攝入酚類可能降低結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)。有趣的是，致病性梭菌通常被抑制，而共生梭菌則被增強(qiáng)。
益生菌如乳酸桿菌和雙歧桿菌通過改善腸道微生物平衡和腸道環(huán)境使宿主受益。雙歧桿菌和乳酸桿菌的增加導(dǎo)致大腸內(nèi)氨、糞臭素和有害胺類前致癌物的形成減少，并降低提高糞便pH值的酸產(chǎn)量。由于益生菌的生長相對不受大多數(shù)測試的芳香族化合物的影響，因此益生菌在酚類存在下的腸道定植應(yīng)繼續(xù)，以改善腸道微生物平衡并抑制病原體生長。先前的研究表明，飲用綠茶可選擇性地促進(jìn)腸道壁中雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長。
咖啡酸是許多飲料和食物（包括茶和咖啡）的常見成分，在本研究檢查的大多數(shù)腸道細(xì)菌中表現(xiàn)出最強(qiáng)的生長抑制，特別是大腸桿菌、沙門氏菌、銅綠假單胞菌、梭菌和擬桿菌。腸桿菌科細(xì)菌，包括大腸桿菌、沙門氏菌和腸桿菌，通常引起食源性疾病，導(dǎo)致腹瀉和惡心。我們的研究中測得的本土細(xì)菌和益生菌的生長抑制相對較低，表明含有咖啡酸的食物和飲料可能有助于調(diào)節(jié)病原體，同時(shí)相對不影響本土菌群?？赡鼙就聊c道細(xì)菌由于習(xí)慣性存在于腸道中，已對這種常見的膳食酚類產(chǎn)生了更強(qiáng)的耐受性。先前對咖啡酸的研究表明，它是人類胃腸道中細(xì)菌丙烯酰胺N-乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的有效非競爭性抑制劑。本研究中測試的大多數(shù)茶芳香族化合物對腸桿菌科引起腹瀉的病原體和共生大腸桿菌的抑制表明，飲茶可能通過減少過度生長來預(yù)防細(xì)菌病原體引起的腹瀉。向老年志愿者補(bǔ)充茶兒茶素可降低糞便中氨、糞臭素和其他惡臭胺的水平，表明微生物菌群更健康。事實(shí)上，許多其他富含酚類的食物和飲料也可能提供這種保護(hù)。
我們在生長實(shí)驗(yàn)期間通過GC-MS檢查代謝物形成，檢測到細(xì)菌沉淀和上清液中的一些細(xì)菌酚類代謝物和修飾的芳香族化合物，表明一些細(xì)菌能夠催化各種反應(yīng)，包括黃酮醇環(huán)開裂（金黃色葡萄球菌）、芳香族羥基化（腸炎沙門氏菌）和去羥基化（干酪乳酸桿菌）、碳-碳雙鍵還原（干酪乳酸桿菌）以及脂肪族C鏈的延長（腸炎沙門氏菌）和縮短（大腸桿菌）。
這是為數(shù)不多的使用腸道細(xì)菌單個(gè)菌株研究酚類代謝的研究之一。數(shù)據(jù)說明特定的腸道細(xì)菌在不同程度上代謝酚類，并產(chǎn)生不同的芳香族代謝物，這些代謝物可以被細(xì)菌細(xì)胞保留或釋放到培養(yǎng)基中。檢測到的大多數(shù)代謝物被細(xì)菌保留，這可以解釋它們的生長效應(yīng)。釋放到培養(yǎng)基中的代謝物可能影響產(chǎn)生它們的細(xì)菌的生長，進(jìn)而也可能影響其他鄰近的微生物菌群物種。例如，大腸桿菌從3-（4-羥基苯基）丙酸細(xì)胞外形成4-羥基苯乙酸，或金黃色葡萄球菌從兒茶素形成4-羥基苯乙酸，會抑制本研究中檢查的一半以上腸道細(xì)菌的生長。此外，一種細(xì)菌物種在腸道中釋放的代謝物將可被其他細(xì)菌物種自由地進(jìn)一步代謝。因此，許多酚類很可能被多種不同的菌群代謝，并在腸道中經(jīng)歷更廣泛的生物轉(zhuǎn)化。
盡管不完全全面，但這項(xiàng)體外研究表明腸道細(xì)菌、酚類及其代謝之間存在大量復(fù)雜的相互作用。很可能某些酚類可能協(xié)同作用并具有協(xié)同生長效應(yīng)。腸道酚類濃度將取決于存在的細(xì)菌物種的數(shù)量和類型，以及宿主消耗的多酚和其他酚類的數(shù)量和種類。人類糞便水含有多種芳香族和酚類化合物，其水平在個(gè)體之間差異很大，并可能受飲食變化的影響。
個(gè)體腸道細(xì)菌的特定酚類代謝調(diào)節(jié)其自身以及其他細(xì)菌的生長，這表明腸道酚類水平的變化可能會影響微生物菌群的組成。個(gè)人正常的飲食攝入模式將改變提供給腸道細(xì)菌的酚類底物和形成的芳香族代謝物，導(dǎo)致微生物菌群數(shù)量的可能波動。攝入不同酚類飲食的人類群體可能擁有顯著不同的微生物菌群。
我們研究的證據(jù)表明，酚類可能通過抑制病原體生長和調(diào)節(jié)共生細(xì)菌（包括益生菌）而使宿主受益，因此可以被視為益生元。這可以解釋富含酚類的食物能夠預(yù)防胃癌和可能結(jié)腸癌的能力，盡管不能假定此類食物的保護(hù)作用是由于酚類而不是其他物質(zhì)。目前，大多數(shù)報(bào)道的益生元是不可消化的碳水化合物，它們留在胃腸道中并且不被水解或吸收。
人們普遍認(rèn)為茶多酚可能的有益健康效應(yīng)是由于它們的抗氧化活性。然而，這項(xiàng)研究和其他研究表明，注意力也應(yīng)集中在它們的代謝物上，基于強(qiáng)有力的證據(jù)表明多酚的生物轉(zhuǎn)化在細(xì)胞系統(tǒng)和體內(nèi)觀察到的整體效應(yīng)中起著重要作用。這項(xiàng)研究表明茶酚類及其芳香族細(xì)菌代謝物可能通過調(diào)節(jié)腸道細(xì)菌種群對腸道環(huán)境產(chǎn)生顯著影響。這可能對腸道的生理學(xué)和生物化學(xué)產(chǎn)生重要影響。因此，需要在體內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步研究來驗(yàn)證對人類健康維持和疾病預(yù)防的整體作用。
致謝
作者感謝Kemin Asia Pte Ltd.使用微生物讀數(shù)儀BioScreen C，以及Pure Herbal Remedies Pte Ltd.,Singapore提供茶多酚提取物。部分資金來自新加坡生物醫(yī)學(xué)研究委員會（撥款號BMRC R-183-000-071-305），部分資金來自國家醫(yī)學(xué)研究委員會（撥款號NMRC/0592/2001）。