谭 婷,刘武嫦,仇云龙,周 颖,杨 哲,周 琳,禹利君,2*
(1.湖南农业大学茶学教育部重点实验室,国家植物功能成分利用工程技术研究中心; 2.湖南省植物功能成分利用协同创新中心,湖南农业大学,湖南 长沙 410128;3.湖南省农业科学院 茶叶研究所,湖南 长沙 410125)
茶叶对IBD肠道微生物菌群影响研究进展
谭 婷1,刘武嫦1,仇云龙1,周 颖1,杨 哲1,周 琳3,禹利君1,2*
(1.湖南农业大学茶学教育部重点实验室,国家植物功能成分利用工程技术研究中心; 2.湖南省植物功能成分利用协同创新中心,湖南农业大学,湖南 长沙 410128;3.湖南省农业科学院 茶叶研究所,湖南 长沙 410125)
茶叶具备独特的品质特征和保健功效,丰富的内含成分使其具有多种生物活性。近年来,各研究已清楚地表明茶叶具有调节IBD肠道微生物失调,增强机体免疫,调节消化道代谢,显著改善腹泻和结肠损伤等功效。本文就国内外关于茶叶中茶多酚、茶色素、茶多糖、茶皂素等有效成分对IBD肠道微生物菌群多样性影响的实验研究进行综述。
黑茶;IBD;肠道微生物;影响
炎症性肠病(IBD)、即克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)是遗传、免疫学和环境因素之间相互作用所产生的终身慢性病症[1]。目前,IBD的确切病因尚不清楚,且没有明确的疗法可用于该炎性病症。近年来,关于IBD的研究已迅速发展为对宿主免疫应答和肠道菌群之间的关系研究,IBD患者表现出肠道微生物多样性组成异常、“致病”细菌数量增加和双歧杆菌和乳酸杆菌含量下降、宿主免疫失调等症状[2]。流行病学证据和几项研究表明,肠道微生物群的调节异常(即生态失调)可能会触发肠道疾病发作,是IBD炎症的病程迁延过程中的一个关键角色[3];从动物模型分析微生物群与炎性肠病表明,改变免疫应答的微生物在IBD发病机制中发挥了关键作用[4-6]。同时,微生物群的某些组分对帮助维持粘膜体内平衡和调节机制正常发育可能是至关重要的[7]。
随着对IBD致病机制认识的日益加深,各种微生物定向疗法包括粪微生物移植、抗生素、益生菌、益生元等进入了各种临床试验。然而这些实验一般都没有证明这些试剂在IBD预防及治疗中起到一致益处,从而导致接受微生物为重点治疗的进度发展缓慢。同时,关于这些微生物定向疗法的安全性有待进一步的实验研究。因此,寻找安全有效的天然产物对IBD进行预防及治疗,具有重要的实际意义。自古以来,茶叶独特、高效的药理功能在生活及科研实验中均得到了充分的重视和应用。大量研究结果表明茶叶中所含的茶多酚、茶色素、茶多糖、茶皂素等有效成分具有抗菌、抗炎、抗病毒,增强人体免疫、调节消化道代谢及影响人体某些肠道菌群组成动态平衡等功效。这些有效成分一方面可以抑制人体肠胃中有害微生物的生长,另一方面又能促进肠道有益菌(如乳酸菌 )的生长繁殖,起到良好地调整肠胃功能的作用。此外,茶叶中的生物碱类被证明能促进胃液的分泌,而黄烷醇类则可以显著增强肠胃蠕动,这些作用均为改善动物体的健康提供了强有力的保证[8]。
茶多酚是一类存在于茶树中的多元酚黄酮类物质混合物,是茶叶保健功能的关键成分,在维持肠道健康等方面具有良好的药理功能。氧化损伤是炎症发生发展的一个明确因素,而茶多酚是天然的高效抗氧化剂。Zhao, W. H.等发现儿茶素没食子酸酯(EGCG)是抑制耐药质粒转移的主要因素,茶的消耗可有效地防止细菌耐药质粒在肠道转移的可能性[9]。Helieh S. Oz通过结肠炎模型实验证明EGCG提高抗氧化剂水平,显著改善结肠损伤,降低结肠炎的衰减程度,未来的研究将揭示多酚是否能成为人类IBD替代或附加治疗方式[10]。Oz, H. S等通过将茶多酚等三种不同的抗氧化剂作用于DSS诱导的结肠炎小鼠模型,研究抗氧化剂对肠炎症介质(ROS)的抑制及对小鼠的保护作用,发现三种不同结构的抗氧化剂在这种小鼠模型中提供保护,可以防止DSS诱导结肠炎,为IBD患者抗氧化剂治疗可能发挥的作用提供了理论支持[11]。Lee, H. C.等表明,茶叶中酚类物质对肠道环境中肠道细菌群的调节产生显著的影响,不同酚的生物活性可能在胃肠道健康的维持中起重要作用[12]。张鑫等对各茶叶中儿茶素对肠道微生物菌群生长影响的研究结果表明,甲基化儿茶素能促进肠道有益细菌(双歧杆菌和乳酸菌)的增殖,抑制有害细菌(梭状菌和拟杆菌)的增殖,对调节肠道微生态有一定的能力,并且甲基化儿茶素的纯度越高,发挥的作用越为明显。茶叶中的茶多酚含量高,因此将茶叶作为预防及治疗IBD的天然药剂是理想的选择。
茶色素是茶叶中儿茶素等多酚类及其氧化衍生物的混合物,主要有茶黄素、茶红素及茶褐素等。茶色素经茶多酚自动氧化或酶促氧化后,保留的活性酚羟基和增加的苯骈卓酚酮、羧基等功能性基团,使其依然具有较强的药理作用,甚至在某些方面的药理功效比儿茶素单体还高。茶色素具有抗脂质过氧化、增强免疫力、清除自由基、抗氧化、降血脂、双向调节血压血脂、抗动脉粥样硬化、降低血粘度、改善微循环、抑制实验性肿瘤等药理作用,被誉为“药物中的绿色黄金”。有研究显示,氨基水杨酸类药物等治疗轻中度广泛性UC患者的一线药物可能通过抑制脂质氧化酶,减少花生四烯酸及白介素达到抗炎作用[13]。有报道称,茶色素在对脂质氧化酶抑制作用中,TFDG的抗氧化能力是儿茶素中抗氧化能力最强的EGCG的23倍[14];Weisburger等观察了化学致癌剂丹蒽酮(Danthron)对大鼠大肠黏膜组织增殖的影响,发现茶色素显著降低大鼠大肠黏膜组织PCNA. L1表达,抑制致癌物诱导的大肠黏膜组织细胞增殖。此外,茶色素对菌类有抑制或杀死作用,其抑制能力要强于茶多酚[15]。茶色素作为新一代纯天然药用成分,具有广泛的治疗与保健作用。经临床验证,4800倍超剂量服用,不但疗效显著而且没有毒副作用。
茶多糖是一种类似灵芝多糖和人参多糖的高分子化合物,具有特殊生物活性,有增强人体非特异性免疫能力的作用,老叶中含量比嫩叶高。茶叶纤维素是茶多糖的一种,在茶叶中含量丰富,具有前生物效应,可引起双歧-乳酸菌的生长,继而增加肠道细胞的营养物质——短链脂肪酸的产生,此酸可作为小肠壁细胞的营养物质,增强肠黏膜屏障功能。而肠黏膜损伤所导致的肠道屏障功能损伤目前被认为与患有严重疾患的儿童最终发生多器官功能衰竭有密切关系。低聚果糖是双歧杆菌的活化增殖因子,在人体内双歧杆菌一旦得到增殖,即能产生整肠作用,茶多糖水解产生的低聚果糖对肠道菌群的调节主要在于增殖有益菌,抑制有害菌,促进宿主对黄烷醇类物质的吸收,从而促进肠道健康[16];Molan, A. L等通过强饲法对大鼠灌胃茶汁,发现茶多糖水解产物β-葡糖苷的活性增加,减少被认为是增加对结肠直肠癌的风险酶β-葡糖醛酸的产生;研究表明,低聚果糖刺激酶在结肠腔有利于宿主乳酸杆菌和双歧杆菌的生长,这些效果都与在IBD的动物模型中减少的粘膜炎症相关[17],低聚果糖具有双歧杆菌活菌制剂相似的作用,且制备及保存较活菌制剂简便,值得研究利用[18]。
茶皂素是从山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)植物中提取出来的一类齐墩果烷型三萜类皂苷的混合物,皂苷类化合物大都可以被肠道细菌水解,具有抗微生物和抗炎、抗氧化、溶血等作用[19]。Sagesaka, Y. M.等研究茶叶皂苷抗微生物和抗炎作用表明茶叶皂素表现出对皮肤致病性真菌较高的抗菌活性,另外,茶叶皂素可抑制大鼠足跖肿胀引起的角叉病呈剂量依赖性。IBD患者局部炎症反应明显,肠粘连处纤维组织增生活跃,透明质酸预防肠粘连效果显著,茶叶皂苷抑制参与炎症反应的酶一活化透明质酸酶的产生及增加[20, 21]。研究还发现,茶叶皂甙对口腔细菌、螺旋杆菌、大肠杆菌、伤寒和副伤寒杆菌、葡萄球菌等多种病原菌的生长有杀灭和抑制作用,因而具有显著的消滞胀、止泄、消除便秘作用。
IBD是一种由肠道微生物菌群参与发病机制的肠道炎症。近年来,因其不断上升的发病率和极小的治愈率,成为人类关注及研究的重点。关于IBD的预防及治疗方式,越来越多的研究意识到了使用益生菌、益生元、抗生素、粪便菌群移植(FMT)、膳食治疗、接种疫苗、补充和替代疗法(CAM)等方式存在的效率不稳定性,同时这些疗法的使用安全性问题也不容忽视。
与此同时,茶叶内含成分丰富,具有增强人体免疫,调节人体肠道菌群及消化道代谢、抗菌、抗炎、抗病毒等功效。茶叶中的成分茶多酚、茶色素、茶多糖及茶皂素可影响IBD发病机制中肠道微生物菌群的多样性,从而达到预防和治疗IBD的目的。随着研究的增进,将茶叶作为一种对于预防和治疗IBD的新型的安全有效的天然生物药剂,具有重要的生物学意义。目前相关研究基本围绕绿茶、红茶、乌龙茶等茶类及茶叶中有效成分单体进行,而黑茶原料成熟度高,经过后发酵,其茶多糖和茶色素含量相对其他茶类更为丰富,在调节肠道微生物菌群和肠道局部环境循环上应具有更好功效,然而目前尚未见有关黑茶对IBD肠道微生物菌群影响的相关报道。因此,本研究将就不同花色黑茶产品对IBD患者肠道微生物菌群的多样性影响进行进一步研究试验,对于未来关于IBD的预防及临床治疗具有重要的理论指导意义。
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Review on Influences of Tea on Gut Microbiota for IBD
TAN Ting1,LIU Wu-chang1,QIU Yun-long1,ZHOU Yin1,YANG Zhe1,ZHOU Lin3,YU Li-jun1,2 *
(1. Key Laboratory of Tea Science of Ministry of Education, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Collaborative Innovation Center of Utilization of Functional Ingredients from Botanicals, Hunan Agriculture University, Changsha 410128, China;3. Tea Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Science, Changsha 410125, China)
Tea has unique quality characteristics and health benefits and possesses a wide range of biochemical and pharmacological activities. In recent years, with the incidence of inflammatory bowel disease growing, various studies have clearly shown that Dark tea adjust IBD intestinal microbial imbalance, enhance immune, regulating gastrointestinal metabolism signifcantly improved diarrhea and colon damage and other effects. In this article, the active ingredient at home and abroad on the prevention and treatment of IBD and polyphenols, tea pigment, tea polysaccharide, tea saponin of Tea and other experimental studies about IBD gut microbiota diversity effects were reviewed.
Tea,IBD,Gut microbiota,Infuences
S571.1,R285
A
1009-525X(2016)03-37-40
2016-01-17
2016-05-24
谭婷(1990-),女,湖南邵阳人,在读硕士研究生,研究方向:茶及其关键功能成分的应用开发。
禹利君,yulijun_tea@qq.com