多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
肠道菌群与糖代谢异常相关性研究进展
经验交流71肠道菌群与糖代谢异常相关性研究进展张琳，姬新才 （西安医学院，陕西西安 710000）摘要：肠道菌群失调和糖代谢疾病具有密切关系。
肠道菌群失调和1型糖尿病发病机制之间的关系尚不明确，肠道菌群失调引发2型糖尿病的主要机制为产生短链脂肪酸，在释放肠道激素的同时能够减轻肠道免疫系统的破坏，并调节胆汁代谢。
肠道菌群、肠促胰素之间具有一定影响关系。
肠促胰素降糖药物在2型糖尿病治疗中占有一定地位。
本文通过对糖代谢异常、肠道菌群二者之间关系进行研究，现报道如下。
关键词：肠道菌群；糖代谢异常；研究进展肠道菌群包含病菌、细菌、真菌以及原生动物。
有研究表明，人体肠道是一个复杂的、动态平衡的微生物群体。
目前2型糖尿病（T2DM ） 人数不断增多，伴随的并发症相比之前更为严重，加速人体血管以及微血管出现病变。
糖尿病防控工作的难度相比之前也明显增加，因此需要找到高效、安全的预防策略。
1肠道菌群和T2DM糖尿病作为当前影响人类健康的主要慢性病症，主要是受血糖代谢异常的影响，从而导致出现身体异常。
从病因上可以分为1型、2型糖尿病。
根据近50年的调查数据，糖尿病发生率呈现明显升高。
1型糖尿病的增长人群在6岁以下，肥胖儿童相比之前明显增加。
当前人体肠道内存在约1000种菌群，这些菌群具有调节肠道淋巴系统、营养吸收等作用，同时与人体的生长发育阶段具有明显相关。
人体的隐形器官即为肠道微生物，在疾病中发挥中重要作用 [1]。
肠道微生物失调和肥胖、糖尿病具有密切关系，主要以2型糖尿病为代表。
2型糖尿病患者的肠道微生物群整体菌群浓度相对较高，在功能、结构上和正常人存在一定差异。
人肠道菌群中的大肠埃希菌、加氏乳杆菌、变形链球菌均为致病菌群。
肠道微生物影响糖代谢主要是通过脂肪代谢、调控能量从而产生激素调节相关机制。
2018年的研究表明，通过肠道菌群影响代谢的新机制—丙酸咪唑的作用，从而阻断胰岛素的影响 [2]。
经研究表明，肠道微生态的改变和糖尿病的早期发病具有明显关系。
食用菌多糖调控肠道菌群研究进展
食用菌多糖调控肠道菌群研究进展程孟雅; 杨亚兰; 杨桥; 冯路路; 黄仁贵; 郑鹭飞; 任佳丽【期刊名称】《《食品与机械》》【年(卷),期】2019(035)010【总页数】5页(P145-149)【关键词】食用菌; 多糖; 肠道菌群; 人体健康【作者】程孟雅; 杨亚兰; 杨桥; 冯路路; 黄仁贵; 郑鹭飞; 任佳丽【作者单位】中南林业科技大学湖南长沙 410004; 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所北京 100081【正文语种】中文多糖是食用菌菌丝体或子实体的重要组成成分，同时也是食用菌的重要活性成分。
已有许多研究[1-3]表明，不同来源的食用菌多糖普遍具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、免疫调节等生物活性。
食用菌多糖的生物活性与多糖的结构联系紧密。
食用菌多糖的组成各不相同，但大部分都由β-葡聚糖组成，主链为β-(1→3)糖苷键组成，侧链分支处由β-(1→6)糖苷键连接[4-6]。
试验[7-8]表明，高相对分子质量的(1→3)-β-D-葡聚糖的三股螺旋结构对免疫调节作用至关重要，无三股螺旋结构的低分子量真菌多糖无抗肿瘤活性。
随着“肠道菌群”研究的兴起，不少研究者[9-11]发现许多食用菌多糖也具有调节人体肠道菌群稳态的作用。
食用菌多糖可以为微生物的生存提供必需的营养素，糖类被微生物降解后产生的短链脂肪酸可以调节肠道pH和给机体提供能量，对人体健康具有重要意义。
目前多种食用菌来源的多糖被证明对动物肠道菌群结构具有极显著影响，可以改善抗生素导致的肠道菌群失衡，高脂饮食引起的高血脂、高血糖症状[12-13]。
文章介绍了食用菌多糖的生理活性价值与结构的关系，并着重阐述了人体肠道菌群的组成、分布以及食用菌多糖通过调控肠道菌群来影响人体健康等方面的内容，以期对食用菌多糖的后续研究提供思路。
1 人体肠道菌群的组成及分布人体肠道内定植着数量庞大的微生物群系，它们是人体完成正常物质代谢，维持机体健康不可或缺的一部分。
食用菌中包含的多糖物质对肠道菌群的影响
食用菌中包含的多糖物质对肠道菌群的影响当人们提到食用菌的时候，可能会想到它们的美味和营养价值。
但是，除了人们所知的营养成分外，食用菌还含有一种重要的成分——多糖物质。
这些多糖物质对于维持我们的健康具有着不可或缺的作用。
尤其是对于肠道菌群的影响尤为明显。
1.肠道菌群与健康肠道菌群是在肠道内生存的微生物的总称，它们的数量非常庞大，约为人体细胞数的10倍。
它们能够发挥很多重要的作用，如有利于食物消化，合成营养物质，调节免疫系统等。
因此，肠道菌群的平衡和稳定对于维持人体健康是非常重要的。
但是，现代人的生活方式和饮食结构导致肠道菌群失衡，如经常食用含有抗生素的食品、食用过多的高脂肪、高蛋白的食物等。
这些会导致肠道菌群中的有益菌数量减少，有害菌数量增加，从而引发各种疾病。
因此，如何调节和维护肠道菌群的平衡是当今医学界研究的热点之一。
2.食用菌中的多糖物质多糖物质是一种生物大分子，是由许多糖分子组成的长链状大分子，具有很多重要的功能。
食用菌中的多糖物质是一种天然的多糖类物质，具有调节免疫、抗肿瘤、抗氧化等作用。
其中最为重要的功能之一是对肠道菌群的调节作用。
食用菌中的多糖物质主要包括β-葡聚糖、多糖肽、甘露聚糖、谷固糖等。
其中β-葡聚糖是研究较多的一种多糖物质。
其主要存在于青菜、蘑菇、木耳等食用菌中。
β-葡聚糖不仅能够提高人体免疫力，还能够对肠道菌群产生重要的影响。
3.多糖物质对肠道菌群的影响多项研究表明，食用菌中的多糖物质能够调节肠道菌群的平衡。
具体表现为增加有益菌的数量，减少有害菌的数量，从而维持肠道菌群的平衡。
首先，多糖物质能够增加有益菌的数量。
例如，β-葡聚糖能够刺激肠道中有益菌的生长。
研究发现，β-葡聚糖能够刺激干酪乳杆菌、双歧杆菌等有益菌的生长，从而增加它们的数量。
这些有益菌能够促进食物的消化吸收，抑制有害菌的生长，从而维护肠道菌群的平衡。
其次，多糖物质能够减少有害菌的数量。
例如，β-葡聚糖能够抑制肠道中有害菌的生长。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展一、多糖与肠道菌群的相互作用机制1. 多糖的降解与利用多糖是一类由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物，包括淀粉、纤维素、半乳糖等。
肠道中存在着大量的微生物，其中包括多种能够降解多糖的菌群。
这些菌群能够分解多糖，产生短链脂肪酸、气体等代谢产物，同时也为宿主提供能量和其他营养物质。
多糖的降解与利用是肠道菌群与多糖之间相互作用的一个重要环节。
2. 多糖的调节作用多糖不仅可以作为肠道菌群的营养物质，也能够通过调节菌群的代谢活动来影响菌群的结构和功能。
一些研究发现，多糖可以通过改变肠道酸碱平衡、抑制有害菌群的生长、促进有益菌群的繁殖等途径来调节肠道菌群的平衡，从而对肠道菌群产生影响。
二、影响多糖与肠道菌群相互作用的因素1. 多糖的类型不同类型的多糖对肠道菌群的影响有所不同。
淀粉类多糖易于被肠道菌群降解利用，而纤维素类多糖对有些菌群则有一定的抑制作用。
多糖的类型是影响其与肠道菌群相互作用的重要因素之一。
2. 宿主个体差异不同宿主个体对多糖的吸收利用能力不同，这也会影响多糖与肠道菌群的相互作用。
一些研究表明，肥胖者与非肥胖者对多糖的降解和利用能力存在差异，这也会导致宿主个体对肠道菌群的影响有所不同。
3. 肠道环境肠道环境对多糖与肠道菌群的相互作用也有重要影响。
肠道pH值、氧化还原状态、有机酸和酶等因素，都会影响多糖在肠道中的降解和利用情况，从而影响其与菌群的相互作用。
三、多糖与肠道菌群在健康与疾病中的作用1. 对健康的影响多糖与肠道菌群的相互作用对维持肠道菌群的平衡、强化肠道黏膜屏障、增强机体免疫功能等方面都具有积极作用。
一些研究发现，多糖可以促进有益菌群的繁殖、抑制有害菌群的生长，从而维持良好的肠道菌群平衡，对维持肠道健康起到重要作用。
2. 对疾病的影响一些研究发现，多糖与肠道菌群的相互作用还与一些疾病的发生发展密切相关。
肠道菌群失衡与炎症性肠病、肥胖等疾病的发生有关，而多糖的降解利用与调节作用对肠道菌群的平衡具有一定的影响。
中药多糖与肠道菌群相互作用研究进展
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多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展肠道菌群是人体内微生物的总称，它们在人体内扮演着非常重要的角色，对人体的健康和疾病有着深远的影响。
而多糖则是一类常见的营养物质，它们在人体内也具有重要的生理功能。
近年来，研究人员对多糖与肠道菌群之间的相互作用进行了深入的研究，发现它们之间存在着密切的联系，并且相互作用对人体健康具有重要的影响。
本文将就多糖与肠道菌群的相互作用研究进展进行介绍。
一、多糖对肠道菌群的影响多糖是一类由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的碳水化合物，它们在人体内具有重要的营养功能。
多糖可以被肠道菌群利用作为它们的营养来源，从而影响肠道菌群的种群结构和代谢功能。
研究表明，多糖的摄入量与肠道菌群的多样性和丰度密切相关，不同类型的多糖对肠道菌群的影响也各不相同。
膳食纤维中的果胶可以促进肠道益生菌的生长，而糖类食物的摄入过量则可能导致肠道菌群失衡，进而引发一系列的肠道疾病。
多糖还可以通过调节肠道菌群的代谢产物来影响人体健康。
研究发现，多糖可以通过影响肠道菌群的代谢产物，如短链脂肪酸的生成和分泌，从而调节肠道黏膜的健康状态，减少炎症反应，促进营养物质的吸收和利用。
多糖与肠道菌群之间存在着密切的相互作用，它们共同影响着人体健康的状况。
除了多糖对肠道菌群的影响之外，肠道菌群本身也对多糖的代谢具有重要的影响。
肠道菌群是人体内最主要的消化道微生物群，它们可以分解多糖，促进多糖的消化和吸收。
研究表明，肠道菌群中的某些菌种具有特定的多糖酶产生能力，可以分解人体无法消化吸收的多糖，为人体提供额外的能量来源。
肠道菌群中的部分细菌还可以发酵多糖，产生有益的代谢产物，如短链脂肪酸等。
这些代谢产物不仅可以为肠道细胞提供能量，还可以调节免疫系统的功能，维护肠道的健康状态。
肠道菌群对多糖的代谢具有重要的意义，它们共同参与了人体对多糖的消化和吸收过程，维持了人体在健康状态下对多糖的正常代谢。
肠道菌群对多糖的代谢也对人体健康具有重要的影响。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展1. 引言1.1 多糖与肠道菌群的相互作用研究进展在过去的几十年中，随着肠道菌群研究的不断深入，人们对多糖与肠道菌群的相互作用也越来越重视。
多糖是一类碳水化合物，主要存在于植物细胞壁中，如纤维素、半乳甘露聚糖等。
而肠道菌群是指寄生于人体肠道内的微生物群落，包括细菌、真菌和病毒等。
多糖与肠道菌群之间的相互作用对于人体的健康具有重要意义。
当前的研究表明，多糖与肠道菌群之间的相互作用涉及多方面的机制。
多糖的消化与吸收、肠道菌群的功能及影响因素、多糖对肠道菌群的影响、肠道菌群对多糖代谢的影响以及多糖与肠道菌群的相互作用机制等方面都是研究热点。
通过深入探讨多糖与肠道菌群的相互作用，有望揭示其在健康与疾病中的意义，为营养学和临床领域提供新的研究思路和临床应用前景。
正逐渐成为科学研究的一个重要领域，值得我们深入探索与研究。
2. 正文2.1 多糖的消化与吸收多糖是一类由多个单糖分子通过糖苷键结合而成的碳水化合物，在人体消化过程中，多糖的消化与吸收是一个复杂的过程。
多糖一般需要在口腔和胃中被淀粉酶等消化酶降解成较小的多糖或者单糖，然后在小肠中进一步被葡萄糖酶等酶类分解成单糖，最终被小肠绒毛吸收。
多糖的消化和吸收受到多种因素的影响，如多糖结构的不同、消化酶的活性、胃肠道内环境等。
一些植物多糖如纤维素和果胶在人体消化系统中不能被人体内的消化酶降解，而被认为是益生元，对肠道菌群有促进作用。
多糖的消化与吸收过程与肠道菌群密切相关，肠道菌群中的一些菌群能够分解多糖，提供更多的碳源和能量。
多糖对肠道菌群的结构和功能也有一定的影响，特定类型的多糖可以促进有益菌群的生长，抑制有害菌群的生长，从而维持肠道菌群的平衡。
多糖的消化与吸收不仅仅是人体本身对碳水化合物的利用过程，同时也是与肠道菌群相互作用的重要环节。
2.2 肠道菌群的功能及影响因素肠道菌群是人体内共生微生物的总称，主要包括细菌、真菌、原生动物等。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展多糖与肠道菌群的相互作用一直是肠道生态系统研究中的热点。
肠道菌群是人体内生态系统的一部分，它与人体的健康密切相关。
多糖是一类在食物中广存在的碳水化合物，对于促进肠道菌群的生长和代谢具有重要意义。
本文将综述目前多糖与肠道菌群相互作用的研究进展。
多糖作为肠道菌群的重要能源供应物，可以促进益生菌的生长。
研究发现，多糖可以被肠道菌群中的一部分菌种利用，产生丰富的短链脂肪酸（SCFAs），如乙酸、丙酸和丁酸等。
这些SCFAs对肠道健康具有重要作用，可以调节肠道黏膜屏障的完整性，提高肠道免疫功能。
SCFAs还可以提供能量供应，维持肠道黏膜细胞的正常代谢，促进益生菌的生长繁殖。
多糖还可以影响肠道菌群的组成和多样性。
研究表明，多糖可以改变肠道菌群的相对丰度，增加益生菌的比例，降低致病菌的数量。
一些寡糖比如菊粉、低聚果糖等，可以促进双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等益生菌的生长。
而另一些多糖比如甘露寡糖、木聚糖等，可以抑制镰刀菌和大肠杆菌等致病菌的生长。
通过摄入适量的多糖，可以改善肠道菌群的结构和功能，提高肠道健康状态。
多糖还可以通过调节免疫系统功能，影响肠道炎症反应。
研究发现，多糖可以通过激活肠道免疫细胞，增加肠道黏膜屏障的免疫防御功能，减轻炎症反应。
一些研究还表明，多糖可以通过调节肠道菌群产生的代谢产物，如SCFAs等，抑制炎症细胞因子的产生，减轻肠道炎症反应。
目前研究还发现，多糖与肠道菌群的相互作用还存在个体差异。
不同的人群可能对多糖的代谢和利用有差异，从而导致不同的肠道菌群组成和功能。
个体差异是多糖与肠道菌群相互作用研究中的一个重要方面，需要进一步深入研究。
多糖与肠道菌群的相互作用是一个复杂的生态系统，可以影响肠道健康和免疫功能。
多糖可以促进肠道菌群的生长和代谢，改变菌群的组成和多样性，调节肠道炎症反应。
目前对于多糖与肠道菌群相互作用的研究还比较有限，需要进一步加强基础研究和临床实践，深入探究它们之间的机制和应用价值，为肠道微生物调控和肠道健康提供更加科学合理的指导。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展随着肠道菌群的研究逐渐深入，我们发现多糖是影响肠道菌群结构与功能的重要因素之一。
多糖是指由多个简单糖分子组成的大分子，包括淀粉、纤维素、果胶等。
多糖可以被细菌利用为营养物质，它们的降解过程不仅能够促进肠道菌群的健康生长，还能够产生多种生物活性物质，如短链脂肪酸和多肽。
多糖与肠道菌群的相互作用可以从多个方面来研究。
以下是几个典型的例子。
1. 多糖对肠道菌群结构的作用多糖可作为肠道菌群的主要营养来源之一。
多糖不易被人体吸收，因此可通过肠道进入结肠，为肠道菌群提供营养和生长所需的碳源。
多糖降解过程中，会产生大量的短链脂肪酸，这些酸可为肠道上皮细胞提供能量，促进肠道上皮细胞屏障功能的维持，维护了肠道的生态平衡与稳定。
多糖的降解产物不仅为肠道菌群提供了碳源，还能产生大量的代谢产物，如短链脂肪酸、氨基酸、多肽和其他生物活性分子，这些代谢产物的作用不仅限于能量供应，还可以通过调节肠道微生态环境，调节肠道免疫功能，调节肠道神经系统等，发挥多种生物学功能。
多糖是肠道菌群维持稳定性的重要因素之一。
当肠道菌群失衡时，多糖的作用便得不到发挥。
例如，肠道细菌群减少时，多糖的降解速度会降低，导致菌群失去之前稳定的营养供应来源，这可能会进一步破坏肠道菌群的稳定性和功能。
4. 多糖对肠道菌群与宿主免疫系统的相互作用的调节作用多糖还能调节肠道菌群与宿主免疫系统的相互作用。
多糖的种类和数量会影响菌群产生哪些代谢产物，这些代谢产物的种类和数量又会影响宿主免疫细胞的功能。
例如，短链脂肪酸具有调节肠道免疫细胞功能的作用。
由此可见，多糖作为肠道菌群的重要营养来源，对于维持肠道健康、改善身体免疫机能具有重要意义。
总之，多糖与肠道菌群的相互作用不仅是一个单向的作用，是一个复杂的系统性问题。
深入了解多糖与肠道菌群的相互作用，对于预防肠道疾病、改善肠道健康具有重要意义。
食用菌多糖活性研究进展
・90・
农产品加工
2021年第6期
1食用菌多糖生物活性
1.1免疫调节作用 通过查阅相关文献可看岀，机体免疫功能强弱
直接决定了相关疾病的发生几率，具体而言，机体 免疫功能的稳定可作为机体本身强有力的天然防御 体系，对外界及本身健康威胁起到显著的抵抗作用。 作为人体的一种天然免疫调节剂，多糖具有的免疫 调节作用包括促进机体免疫器官的生长、激活免疫 细胞及释放免疫细胞因子等。因此，研究人员对于 多糖免疫调节功能的作用机制展开了广泛的研究。 刘苏等人冈发现平菇、茶树菇、香菇、木耳、金针菇 来源的5种多糖在特定条件下可以一定程度提高巨 噬细胞的吞噬能力或者使巨噬细胞分泌岀NO、肿瘤 坏死因子-a （TNF-a）和白细胞介素-10（IL-10）, 继而提高免疫能力。于志洋等人囱研究表明，鸡腿菇 实体粗多糖能激活巨噬细胞，增强此类细胞的免疫 调节功能。赵明明等人㈣通过构建免疫抑制小鼠模型 发现，黑灵芝多糖可以通过改善小鼠肠道黏膜损伤 发挥显著的免疫调节功能活性。FangL等人问研究岀 杏鲍菇多糖不仅能够增加小鼠体内脾脏和胸腺的质 量，还可以通过诱导免疫细胞RAW264.7的增殖来 增强小鼠的免疫调节功能。Gan Y等人［12］以阿魏菇多 糖为研究对象，发现其可通过显著提高小鼠巨噬细 胞吞噬能力发挥免疫调节营养功能活性。王金辉等 人问同样用不同浓度阿魏侧耳多糖作用于小鼠腹腔巨
摘要：基于食用菌的味道鲜美、营养丰富、易于种植等多重优点，其作为一种大型食用真菌，有关其营养功能活性
方面的应用愈加广泛，引发了越来越多科研工作者的关注。尤其是作为最为典型的不可消化型多糖之一，食用菌多
糖组分与肠道菌群的相互作用已被揭示与其众多营养功能活性相关。综述了多糖免疫调节、抗氧化、抗炎、抗肿瘤
目前，关于食用菌及其所含的多糖组分的抗肿 瘤活性方面是食品营养领域研究的热点。具体而言, 已有研究发现，食用菌多糖可通过抑制癌细胞增殖、 调节细胞因子水平、调控细胞凋亡等途径发挥显著 的抗肿瘤营养功能活性。崔红霞等人㈤发现并揭示了 姬松茸多糖的抗肿瘤活性，但尚未揭示其相关的作 用机理。郭焱等人倒研究了灵芝多糖的抗肿瘤活性, 其主要表现为对特异性杀伤肿瘤细胞的显著激活作 用和T细胞免疫活性改善作用。邢会军等人㈣研究发 现，灵芝多糖能够抑制体内外胃肿瘤细胞数目的增 多，其通过增加Bax基因表达、抑制Bcl-2基因表 达，从而达到促进肿瘤细胞凋亡的目的。王金辉等 人［13］揭示了阿菇多糖在抑制小鼠宫颈癌U14移植瘤
褐藻多糖调控肠道微生态作用机制研究进展
第39卷第2期大连海洋大学学报Vol.39No.2 2024年4月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Apr.2024DOI:10.16535/ki.dlhyxb.2023-148文章编号:2095-1388(2024)02-0349-11褐藻多糖调控肠道微生态作用机制研究进展章瑾1,王尚志1,杨明睿1,闫滨2∗(1.山东中医药大学药学院,山东济南250355;2.山东中医药大学中医学院,山东济南250355)摘要:肠道作为机体最大的免疫器官,用以维持机体健康,而肠道微生态的失衡则易使机体出现代谢紊乱㊁免疫低下㊁炎症性肠病㊁病毒感染甚至组织癌变等情况㊂而褐藻来源的多糖可作为外源性益生元,通过保护肠道屏障㊁激活肠道免疫㊁调节肠道菌群和改变代谢产物构成等方式维持肠道稳态,从而维护机体健康㊂本文综述了褐藻多糖的化学组成和结构表征对肠道微生态的影响及其作用机制,并提出提高多糖得率和纯度㊁深入研究褐藻多糖构效关系与作用机制等未来发展建议,以期为推进褐藻多糖的开发与应用提供有益参考㊂关键词:肠道微生态;肠道屏障;肠道菌群;免疫;褐藻多糖中图分类号:S917.3;R285㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀肠道作为机体最大的免疫器官,可通过分子相互作用选择性吸收水分和营养物质,并限制外源微生物的进入以维持肠道微生态平衡㊂有研究表明,肠道微生态的失衡不仅会引发肠道相关疾病,还会与远端器官相互作用影响外周循环,对肝脏㊁神经及内分泌系统造成损害,破坏机体免疫使其易受外来病原体的入侵,从而破坏机体健康平衡[1]㊂而褐藻多糖(brown algae polysaccharides)经肠道代谢分解后产生的寡糖及代谢物可为肠道菌群提供营养和能量,并调节菌群的结构组成,进而发挥调节免疫㊁抗炎㊁抗肿瘤及抗病毒等多种生物活性作用[2]㊂近年来,基于褐藻多糖调节肠道微生态进而预防或改善疾病的研究较为广泛,证实了褐藻多糖经肠道微生物降解后,可完善肠黏膜屏障,调控肠道免疫,干预肠道微生物及代谢产物的种类组成,发挥调节免疫㊁改善肠道菌群环境㊁抗炎㊁抗菌㊁抗肿瘤㊁降血糖血脂㊁调节情志和改善认知等功能[3-6]㊂除处于试验研究阶段的褐藻多糖外,已获批上市的甘露特钠胶囊(GV-971)还可改善阿尔兹海默病患者的认知功能[7]㊂基于褐藻多糖已有的研究成果,本文综述了褐藻多糖的化学组成和结构表征对肠道微生态的影响,并探讨了褐藻多糖调节微生态的作用机制,以期为褐藻多糖对肠道微生态的作用靶点研究提供新思路㊂1 动物肠道微生态结构动物肠道微生态主要由肠道上皮细胞㊁肠黏膜㊁肠道菌群及其代谢产物㊁免疫细胞构成㊂其中,肠黏膜可以防止病原体黏附到肠上皮细胞,保护肠上皮屏障[8];肠道菌群作为维持肠道微生态稳态的核心,可调节宿主生理和心理健康,维持动态平衡[9];肠道微生物的代谢产物如短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)等可被机体吸收,为细胞供能㊁增强紧密连接蛋白(tight junction, TJ)的表达,并抑制中性粒细胞和巨噬细胞释放促炎因子㊁激活肠道免疫;免疫细胞主要包括树突状细胞㊁巨噬细胞㊁T细胞和B细胞等淋巴细胞,其中超过80%的淋巴细胞位于肠黏膜上,约60%的辅助T细胞(CD4+T)位于与肠道相关的淋巴组织上,经外界刺激后可激发机体非特异性免疫,维护肠道稳态[10]㊂肠道稳态随疾病阶段和侵袭部位的变化而变化㊂许多研究表明,肠道短期失调可能导致肠黏膜屏障受损,易引发胃肠道疾病,肠道长期失调则会通过与器官之间相互作用(如肠-肝㊁肠-肺和肠-脑轴等)引发慢性病[11-12]㊂广谱抗生素药物的滥用还会导致外来菌群的入侵,不仅使肠道菌群紊乱,引起肠道内较敏感的厌氧菌死亡,还会抑制肠㊀收稿日期:2023-06-23㊀基金项目:国家 重大新药创制 科技重大专项(2014ZX09509001)㊀作者简介:章瑾(1999 ),女,硕士研究生㊂E-mail:2021110268@ ㊀通信作者:闫滨(1971 ),男,博士,副教授㊂E-mail:robinyan2002@上皮细胞蛋白的合成,破坏肠黏膜屏障,引发疾病感染或其他组织部位的病变[13]㊂此外,日常摄食习性与肠道干细胞和菌群组成也有关联,健康肠道的蠕动及其内容物的流动也会抑制体内微生物和病毒的过度生长[14-15]㊂因此,除通过增加有益的黏膜相关细菌类群来增强机体免疫外,还可以通过益生菌或微生物群的移植重建,校准肠道免疫稳态,从而改善或治疗疾病㊂如Shepherd等[16]通过对试验组小鼠喂食海藻多糖,利用多糖位点将目标菌属移植到具有不同肠道微生物群落的小鼠体内,成功实现了菌株的替换,改变了肠道菌属㊂Ai等[17]研究表明,海带来源的褐藻酸盐可以在人工肠道微环境中干预拟杆菌属中细金拟杆菌的丰度,从而改变了优势菌种㊂总之,肠道稳态与机体的健康密切相关,随着肠道微生态与相关疾病关系研究的深入,特征微生物组成或将成为疾病诊断治疗的方法之一㊂2㊀褐藻多糖的化学组成和结构表征对肠道微生态的影响海藻(Sargassaceae)和昆布(Laminaria thal-lus)等褐藻属海洋药物多被用于现代食药研究,其中,多糖类成分占藻类干质量的5%~20%[18],由于多糖不能被上消化道消化吸收,而是在肠道被肠道微生物降解,干预肠道微生物的种类组成,并产生大量低聚糖和SCFAs为机体供能,同时利用肠道与器官的相互作用进入外周循环,从而发挥调节免疫㊁改善肠菌群环境㊁抗炎㊁抗菌和抗肿瘤等生物活性作用[4-6,19-33](表1)㊂除具有上述生物活性功能外,褐藻多糖还可以通过激活肠道内神经元㊁改善血脑屏障等途径影响中枢系统,间接改善情感障碍类疾病[19]㊂因此,褐藻多糖的单糖组成㊁糖苷键构型㊁分子量和硫酸化修饰等表征因素都会影响肠道微生态的稳定㊂2.1㊀单糖组成对肠道微生态的影响岩藻多糖(fucoidan)㊁海带多糖(laminaran)和褐藻酸钠(alginate)这3类褐藻多糖已被纳入疾病治疗的研究中,其单糖组成以岩藻糖(fu-cose)㊁葡萄糖(glucose)㊁甘露糖(mannose)㊁半乳糖(galactose)㊁木糖(xylose)㊁甘露糖醛酸(mannuronic acid)㊁半乳糖醛酸(galacturonic acid)㊁古罗糖醛酸(guluronic acid)和葡萄糖醛酸(glucuronic acid)等单糖及其衍生物为主(图1)㊂其中,单糖比例的不同对肠道的影响也各不相同,如葡萄糖含量较高的羊栖菜多糖(19.57%)对乳杆菌的促增殖作用要高于其他多糖,具有更好的益生元作用[34]㊂此外,单糖组成的复杂程度与生物活性也呈正相关,如Li等[35]提取的以葡萄糖(36.25%)㊁岩藻糖(18.31%)和甘露糖醛酸(17.3%)为主要成分的褐藻多糖,可通过修复肠道屏障降低肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)水平,促进丝裂原活化蛋白激酶(AMPK)磷酸化,减少肝脏脂质代谢积累从而降低肥胖风险㊂不同来源的岩藻多糖虽然单糖种类相似,但单糖比例及连接方式不同,也可能对肠道菌群的调节存在潜在影响,如泡叶藻和海带来源的岩藻多糖相比,前者能使盲肠微生物群落结构更加多样[36]㊂表1㊀基于肠道微生态的褐藻属多糖生物活性Tab.1㊀Biological activity of brown alga polysaccharides based on intestinal microecology生物活性bioactivity治疗疾病proteosotherapy活性多糖activepolysaccharide多糖来源source ofpolysaccharide相对分子质量molecularweight单糖组成monosaccharidecomposition作用机制action mechanism参考文献reference衰老岩藻多糖㊁褐藻酸盐㊁海带多糖羊栖菜75000提高Nrf2/ARE信号通路的表达水平,改善小肠细胞保护能力,恢复小肠微生态Chen等[20]抗氧化antioxidation 2型糖尿病岩藻多糖海带89000Fuc㊁Gal㊁Man增加肠道微生物的多样性,调节平衡小鼠胰岛素抵抗和胰岛素敏感性,减少胰岛坏死和β细胞损伤,抑制脂肪堆积,降低MDA水平,增加T-AOC和SOD抗氧化水平Zhang等[21] 1型糖尿病岩藻多糖墨角藻675600L-Fuc通过调节DC/Treg诱导的免疫耐受,改善肠道微生态,下调TLR4信号通路和维持胰腺内环境,预防小鼠1型糖尿病的发生Xue等[22]降血脂岩藻多糖铜藻 Fuc㊁Gal增强小鼠体内抗氧化物质的活性,降低脂质过氧化物MDA含量,改善小鼠动脉粥样硬化指数刘雯等[3]053大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷表1(续)㊀基于肠道微生态的褐藻属多糖生物活性Tab.1(Cont.)㊀Biological activity of brown alga polysaccharides based on intestinal microecology生物活性bioactivity治疗疾病proteosotherapy活性多糖activepolysaccharide多糖来源source ofpolysaccharide相对分子质量molecularweight单糖组成monosaccharidecomposition作用机制actionmechanism参考文献reference改善肠道菌群微环境improvement of microenvironment of intestinal flora 改善肠道岩藻多糖㊁褐藻酸盐㊁海带多糖羊栖菜3023Glu促进鼠李糖乳杆菌和嗜酸乳杆菌生长,具有益生元作用李冉[23]改善肠道褐藻酸盐 <50000 调节小鼠组厚壁菌/拟杆菌比例,调节肠道菌群丰度Takei等[24]细菌感染昆布多糖㊁岩藻多糖褐藻刺激双歧杆菌和乳杆菌等有益菌的活性,下调促炎细胞因子(IL-6㊁IL-8和TNF-α)的表达,减少鼠伤寒沙门氏菌攻击后肠道的炎症反应Bouwhuis等[5]抗炎antiinflammatory炎症性肠病褐藻酸盐褐藻 β-D-Man-a㊁α-L-Gul-a增加肠道杯状细胞数量㊁降低LPS水平㊁下调Bax蛋白水平㊁上调Bcl-2蛋白与E-钙黏蛋白的表达,降低肠道通透性并逆转肠道屏障损伤Wu等[4]过敏岩藻多糖马尾藻 L-Fuc 降低食物过敏小鼠血清中OVA特异性IgE和TNF-α水平,调节过敏小鼠肠道菌群的丰富度和多样性Huang等[25]溃疡性结肠炎海带多糖褐藻 增加拟杆菌门水平,降低厚壁菌门水平;增加杯状细胞和黏蛋白的产生,降低肠纤维化程度,从而改善肠黏膜完整性Li等[26]抗肿瘤antitumor肝癌岩藻多糖㊁褐藻酸盐㊁海带多糖梭形马尾藻299000D-Fuc㊁L-Xyl㊁D-Man㊁D-Gal促进腹腔巨噬细胞分泌的细胞因子(IL-1和TNF-α),抑制人肝癌HepG2细胞移植瘤的生长(50.7%),提高HepG2小鼠血清TNF-α㊁IL-1㊁NO和IgM水平Fan等[27]乳腺癌岩藻多糖促进黏膜分泌性IgA的表达,恢复肠黏膜屏障;上调磷酸化p38㊁MAPK和ERK1/2表达,增加拟杆菌/厚壁菌比例Xue等[28]胃癌海带多糖褐藻<5000β-Glu减轻早期癌前病变模型小鼠的胃发育不良,干扰血管生成,增加幽门上皮细胞IL-10的表达Desamero等[6]非小细胞肺癌褐藻酸盐褐藻下调异种移植样本中VEGF-A㊁STAT3的表达及增加miR-506的表达,抑制肿瘤血管生成Wang等[29]免疫调节immunoregulation 增强免疫岩藻多糖半叶马尾藻1166480Glu㊁Gal㊁Fuc上调巨噬细胞RAW264.7细胞中环氧合酶2(COX-2)和iNOS的基因表达,增加蛋白丰度并促进NO分泌Li等[30]癌症免疫海带多糖海带激活细胞毒性T淋巴细胞,增加IFN-γ和TNF-α,促进OT-I和OT-II T细胞的增殖,增加荷瘤小鼠血清中IL-6㊁IL-12p40和TNF-α的产生Song等[31]抗病毒anti-virus 抗疱疹病毒岩藻多糖褐藻囊藻35000Fuc㊁Xyl抑制单纯疱疹病毒1型(HSV-1)和2型(HSV-2)的吸附Mandal等[32]诺如病毒岩藻多糖褐藻35000Fuc干扰NoV病毒附着到宿主细胞受体,抑制病毒P结构域与唾液的结合,降低小鼠粪便病毒滴度Kim等[33]㊀注: 代表文中未提及㊂Note: is not mentioned in the text.153第2期章瑾,等:褐藻多糖调控肠道微生态作用机制研究进展图1㊀褐藻多糖水解后单糖及衍生物主要组成Fig.1㊀Main composition of monosaccharide and derivatives after hydrolysis of brown alga polysaccharide2.2㊀糖苷键构型对肠道微生态的影响除单糖构成比例对肠道微生态影响外,多糖骨架对肠道菌群调节的机制也不完全相同㊂有研究认为,具有β-1,3糖苷键的多糖有明显的抗炎作用[37]㊂岩藻多糖主链以(1ң3)-α-L-Fuc-(1ң3)-α-L-Fuc (图2(a))和(1ң3)-α-L-Fuc-(1ң4)-α-L-Fuc (图2(b))两种构型存在,其硫酸基和单糖主要位于2,4或2,3链上[38-39],其机制是通过影响D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢途径调节肠道菌群代谢,提高拟杆菌/厚壁菌的相对丰度,降低变形菌门的比例[40]㊂昆布多糖多以(1ң3)-β-D-Glu 为骨架,链内加部分(1ң6)-β-D-Glu 分支(图3(a)),且图2㊀岩藻多糖的结构Fig.2㊀Structure of fucoidan根据糖链还原端是否与甘露醇相连分为M 链(图3(b))和G 链(图3(c))[41]㊂昆布多糖作为一种线性多糖易被菌群代谢,一方面可通过增加拟杆菌门等益生菌丰度调节肠道菌群,另一方面通过调节代谢产物构成,如减少有害代谢物的产生,降低盲肠吲哚含量[24,42]㊂海藻酸钠构型以(1ң4)-α-L-Gul acid-(1ң4)Gul acid (G-G)㊁(1ң4)-β-D-Mannuronic-(1ң4)-β-D-Mannuronic (M-M)和(1ң4)-α-L-Gul acid-(1ң4)-β-D-Mannuronic (G-M)3种连接方式存在(图4),可被肠道微生物分解产生大量SCFAs,调节拟杆菌丰度,从而改善代谢型疾病(如糖尿病㊁胰岛素血症)等[43-44]㊂A 骨架及分支;B 多糖的M 链;C 多糖的G 链㊂A skeleton and branches;B M chain of the polysaccharide;CG chain of the polysaccharide.图3㊀海带多糖的结构Fig.3㊀Structure of laminaranpolysaccharides图4㊀褐藻酸盐的结构Fig.4㊀Structure of alginate253大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷㊀㊀综上,褐藻多糖的生物活性不仅与多糖结构有关,还与肠道微生物的构成相关,多糖结构和肠道微环境的不同,可能会导致多糖的酵解水平出现差异㊂因此,在后续研究中可比较不同结构褐藻多糖对肠道微生态差异的调节作用㊂2.3㊀多糖分子量对肠道微生态的影响褐藻多糖相对分子质量的大小也会影响其在肠道内的代谢吸收及屏障穿越修复能力㊂多数研究认为,低相对分子质量(<10000)的褐藻多糖在肠道内的生物屏障穿越能力和修复活性更强,具有更高的吸收率[45-46]㊂研究发现,低分子量的褐藻多糖在不伤害人体健康的情况下,其代谢物丙酸盐㊁丁酸盐等SCFAs增加了61.85%,能更好地促进人胃肠道蠕动并抑制微生物的过度生长[47]㊂对比不同分子量的多糖发现,中低相对分子质量组(5000~30000)的岩藻多糖抗炎作用最强,可以有效抑制TNF-α㊁白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)等促炎因子的产生[48]㊂进一步对中低分子量褐藻多糖分组后发现,相较于<6000低相对分子质量的多糖,相对分子质量为26700的褐藻多糖可使盲肠处拟杆菌门的相对丰度降低39.29%,更好地维持了肠道稳态[49]㊂但也有研究认为,中低分子量褐藻多糖可能会因失去支链导致生物活性降低,而高分子量多糖其硫酸根含量更高且在体内循环时间较长,在循环过程中可进入机体的其他器官组织,促进自然杀伤力细胞(NK)增殖,因此,对机体有更强的免疫激活及抗炎作用[50]㊂如从裙带菜(Un-daria pinnatifida)和羊栖菜(Sargassum fusiforme)中分离得到的高相对分子质量的岩藻多糖(258700),可降低Caco-2细胞中由过量活性氧造成的上皮细胞损伤引起的肠道炎症[50]㊂同时还发现,高分子量的岩藻多糖在血液中的平均停留时间(14.57h)要高于低分子量的岩藻多糖(109min),从而增加岩藻多糖在体内的生物利用度㊂从羊栖菜中提取的岩藻多糖(相对分子质量为707000),可上调巨噬细胞促进一氧化氮(NO)的分泌,激活机体免疫[51]㊂综上,中低分子量的多糖因在体内能更好地被微生物群消化,其代谢产物的利用率要高于高分子量多糖,而在药物持续作用时长及整体免疫上,高分子量多糖更占优势,因此,不能仅以分子量大小作为生物活性高低的评判标准㊂2.4㊀硫酸化修饰对肠道微生态的影响硫酸化多糖可通过改善结肠上皮层的完整性,修护肠黏膜损伤,完善肠道屏障,发挥调节免疫㊁抗肿瘤㊁抗凝㊁抗炎㊁抗菌和抗病毒等生物活性作用[52]㊂一般来说,硫酸化多糖的生物活性与分子的硫酸化程度有关,含硫酸根的多糖在肠道中被微生物消化生成硫化氢(H2S),不仅可激活部分信号通路调节代谢,促进组织修复,维持心血管稳态,还可以屏蔽病毒受体的正电荷,防止病毒进入,抑制病毒与其靶细胞的结合[53-54]㊂如从海鞘藻(Gloiopeltis furcata)中提取的多糖可通过重塑肠道微生物群和黏蛋白O-聚糖之间的相互作用,减轻结肠黏膜损伤并促进益生菌生长[55];以硫酸化1,4-L-岩藻糖为主要单糖的褐藻多糖(66.08%),能与乳杆菌结合激活IL-6和IL-1β,增强巨噬细胞的非特异性免疫,使成年斑马鱼(Danio rerio)肠道淋巴细胞增加9.2%[56]㊂但需要注意,过量H2S 经肠道细胞转化会生成硫代硫酸盐,进一步氧化为四硫酸盐,对肠上皮细胞造成损伤并促进沙门氏菌生长,从而造成炎症性腹泻[57]㊂此外,其他功能性修饰的褐藻多糖也具有多种生物活性,如经硒化修饰后的褐藻酸盐能够降低血清和脑中TNF-α和IL-6的产生,可作为补充药物治疗神经退行性疾病[58];羧酸化昆布多糖可调整肠道菌群结构,改善肠道受损后的肠黏膜完整性[26]㊂分子修饰已成为研究多糖构效关系的重要手段,也是发现和研制新型多糖类药物的重要途径,但在褐藻多糖中的研究较为少见㊂因此,在后续的研究中,可利用硫酸化㊁硒化㊁磷酸化㊁乙酰化和羧甲基化等功能性修饰,并根据褐藻多糖的分子量和空间构象探究其取代程度和取代位置,从而进一步增强其生物活性㊂但由于多糖活性基团含量越高,在肠道内代谢所需的菌群越复杂[50],因此,多糖修饰化程度还需考虑机体肠道菌群的丰度问题㊂3㊀褐藻多糖调控肠道微生态的作用机制肠道是机体最大的代谢和免疫器官,参与全身疾病的调控,而褐藻多糖作为外源性益生元,可被肠道微生物降解为寡糖和相关代谢产物,保护肠道屏障并调节肠道菌群丰度,进而参与到肠道菌群对疾病的调控过程(图5)㊂褐藻多糖主要通过3个方面对肠道微生态进行调节:一是通过降低微环境的pH值抑制病原菌生长,防止病原体黏附到肠上皮细胞,促进TJ蛋白的表达从而保护肠上皮屏障;二是直接通过降低炎症因子的表达诱导免疫细胞成熟,激活免疫系统;三是作为配体与肠上皮细胞中353第2期章瑾,等:褐藻多糖调控肠道微生态作用机制研究进展表达的受体结合,如G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)㊁组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)和Toll样受体(toll-like receptor,TLR)等,刺激有益菌生长并促进SCFAs的产生,降低有害微生物的数量,调节菌群结构[8,59]㊂因此,褐藻多糖主要基于肠黏膜屏障㊁肠道免疫㊁肠道菌群及菌群代谢产物等方面对肠道微生态进行调控㊂图5㊀褐藻多糖调节肠道微生态途径Fig.5㊀Regulation pathway of intestinal microecology by brown alga polysaccharides3.1㊀基于肠黏膜屏障调控肠黏膜屏障被破坏易导致肠道通透性增加,使机体肠动力异常㊁菌群代谢紊乱,出现腹泻㊁便秘或急性肠炎等症状,还会通过与器官之间的相互作用(如肠-肝㊁肠-肺和肠-脑轴)引发炎症性肠病㊁肥胖㊁糖尿病㊁脂肪肝㊁高血脂及认知障碍等慢性疾病[4,11-12]㊂而褐藻多糖可以完善肠细胞膜蛋白功能,如促进TJ蛋白(包括occludin㊁ZO-1㊁Clau-din-1等蛋白)和黏膜分泌性免疫球蛋白A的表达,修复肠黏膜屏障,降低肠道通透性,抵御肠道病毒和大肠杆菌等的入侵,预防因肠屏障破坏诱发的相关疾病[60]㊂如海藻多糖可通过抑制NF-κB信号通路㊁降低炎症因子表达,诱导小鼠肠黏膜Treg 细胞分化,降低TNF-α表达水平,从而减轻肠道通透性并降低肠道炎症,改善由大肠杆菌诱导的肠屏障功能障碍和小鼠食物过敏症状[61];对溃疡性结肠炎小鼠模型喂食昆布多糖后发现,该多糖增加了小鼠肠道杯状细胞和黏蛋白的产生,从而降低了肠纤维化程度并维持肠黏膜完整性[26]㊂癌症发生和治疗时,肠屏障均会受到破坏,导致肿瘤体积变大且预后效果差㊂如乳腺癌大鼠肠壁绒毛脱落,肠道通透性增加,但在摄入岩藻多糖后其肠道屏障功能基本恢复,抑瘤率可达49.2%,肿瘤潜伏期和肿瘤质量均较对照组缩短和减小[28]㊂此外,TFN-γ也会通过降低肠内皮细胞的紧密连接减少结肠上皮细胞的通透性,增强内皮屏障功能[49]㊂在癌症患者临床治疗期间,常用化疗药环磷酰胺会损害肠绒毛细胞并下调TJ蛋白的表达,破坏肠道屏障,而褐藻多糖作为辅助药物可减缓该药的副作用,提高预后效果㊂如使用岩藻多糖干预化疗,可减轻患者肠道炎症并增加TJ蛋白的表达,调节绒毛长度与隐窝深度的比例,从而恢复肠黏膜屏障,最终减少化疗的副作用[62]㊂综上,褐藻多糖作为益生元可维持肠黏膜屏障完整,使其免受到外来病原体的入侵,以及内部菌群结构和肠道免疫稳态的改变㊂3.2㊀基于肠道免疫调控肠道微环境的改变也会影响免疫系统稳态,而多糖可通过调节抗原呈递细胞㊁树突状细胞㊁巨噬细胞和多种细胞因子表现出较高的免疫调节能力[18]㊂如褐藻多糖可作为信号分子刺激抗原提呈细胞和上皮细胞识别受体,激活免疫细胞主动监测㊁识别和区分病原体在内的外部抗原,诱导肠道免疫并下调促炎相关因子(IL-6㊁IL-8和TNF-α)表达,从而减轻炎症反应,同时与微生物相互作用,共同维持肠道内环境的稳定[5,18]㊂如Ahmad 等[63]用岩藻多糖(剂量为400mg/kg)对急性结肠炎小鼠口服给药时发现,岩藻多糖可降低结肠NO㊁髓过氧化物酶㊁丙二醛的水平,减少炎症细胞浸润,进而恢复结肠长度并减少脾肿大㊂另有研453大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷究表明,岩藻多糖可通过TNF-α介导激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK-p38)㊁磷酸肌醇3激酶(PI3K)和糖原合酶激酶3(GSK-3)参与诱导树突状细胞成熟[64]㊂此外,褐藻多糖还可与茶多酚协同增强机体免疫活性,通过对脂多糖诱导的RAW264.7细胞产生NO㊁ROS㊁IL-6和TNF-α,从而减轻肠道炎症[65]㊂褐藻多糖除阻断G0/G1细胞周期抑制癌细胞增殖外,还可增加外周血中NK和CD4+T细胞的比例,调节巨噬细胞和NK细胞释放的细胞因子激活免疫通路,从而影响肿瘤扩散[28,66]㊂在人肝癌小鼠模型中,Fan等[27]发现,用羊栖菜多糖(剂量为500mg/mL)对HepG2细胞给药时,其细胞凋亡率最高(50.7%),HepG2荷瘤小鼠血清NO 和IgM的浓度增加,其自身非特异性免疫增强㊂Tsai等[67]在转移性结直肠癌临床试验中也发现,受试者在摄入岩藻多糖(剂量为5mg/kg)两周后,IL-1β㊁IL-6和TNF-α等促炎因子减少,疾病控制率增加了23.6%㊂除肠道自身的炎症和癌症外,病毒感染也会削弱肠道屏障,改变有益菌群丰度,并通过肠-器官轴相互作用影响肠道㊁肺和肝脏等器官的正常功能,导致T细胞功能受损,从而降低机体抗病毒的免疫力[10,13]㊂而褐藻多糖一方面可通过增强内源性抗原呈递和共刺激功能促进树突状细胞成熟,从而恢复机体的非特异性免疫;另一方面还可与糖蛋白结合,抑制外源病毒的吸附和复制,共同发挥抗病毒作用[68-69]㊂目前,基于肠道微生态调控的角度探讨褐藻多糖对病毒性感染预防和治疗的研究较少,因此,在后续的研究中,可将肠道微生态纳入褐藻多糖抗病毒免疫的研究靶点㊂3.3㊀基于肠道菌群调控肠道微生物群的作用已被认为是疾病发病机制和体内平衡的关键,其中,有益微生物占优势是健康肠道微环境的特征之一,主要表现为90%的拟杆菌门和厚壁菌门,加之少量的变形菌和放线菌[70]㊂在肠道菌群的调节中,拟杆菌是降解多糖的主要菌群,主要以拟杆菌门㊁厚壁菌门㊁变形菌和双歧杆菌科等菌属的丰度作为指标,研究褐藻多糖对机体的情志㊁认知㊁代谢㊁炎症和癌变等相关疾病的调控[71]㊂褐藻多糖可通过调节肠道菌群及其代谢产物的丰度改善肠道微环境,从而改善神经性疾病和代谢性疾病㊂如对模型小鼠喂食岩藻多糖发现,该多糖使厚壁菌丰度降低了7.32%,拟杆菌丰度增加了9.51%,并干预降低疣状微生物丰度,通过调节肠道菌群抑制小胶质细胞活化和炎症反应,共同减轻小鼠的抑郁行为[72]㊂除岩藻多糖外,褐藻酸钠㊁昆布多糖也可影响肠道菌群,调节脂多糖的表达,增加拟杆菌/厚壁菌的比例,降低幽门螺杆菌感染的风险,从而改善高血脂㊁高血糖等疾病㊂如利用褐藻酸钠和壳聚糖的黏附特性负载阿莫西林构建的纳米颗粒,可增强阿莫西林在胃部的保留时间,提高幽门螺杆菌的根除率,其治疗效果比标准三联疗法提高26%[73];对高脂饮食小鼠喂养褐藻多糖,通过代谢组学分析发现,该多糖可抑制肠道脂肪吸收,增加拟杆菌/厚壁菌比例,降低变形菌比例,使得肉毒碱和胆碱的代谢下降,减少胰岛坏死和β细胞损伤,达到降低血脂调节血糖的作用[74];来源于褐藻酸性低聚糖的临床药GV-971还可重建肠道微生物群,抑制大脑神经炎症,改善临床患者的认知功能[7]㊂此外,摄入褐藻多糖可以通过增加菌群丰度㊁促进代谢来逆转癌症恶化,主要表现为降低肿瘤质量㊁提高肿瘤抑制率和降低药物对机体的应激损伤[59]㊂研究发现,肠道菌群可通过影响乳腺癌患者雌激素的肠-肝循环和重吸收来调节机体雌激素水平,从而降低乳腺癌发病率[60]㊂3.4㊀基于肠道菌群代谢产物调控有研究认为,褐藻多糖还可通过调节肠道微生物群产生的功能性代谢物(如胆汁酸㊁三甲胺和SCFAs),提高新陈代谢,使脂质代谢正常化,减少氧化应激,从而降低心血管疾病(如动脉粥样硬化㊁高血压和心力衰竭等)风险[75]㊂SCFAs作为肠道微生物群发酵多糖的最终产物,已被证明是微生物群与宿主组织之间的纽带[17]㊂SCFAs主要包括乙酸盐㊁丙酸盐和丁酸盐等,可作为能量来源和信号分子参与机体的生命活动,具有抗炎㊁抗肿瘤㊁降低肥胖风险和保护肠道屏障等功能[76]㊂其中,乙酸盐进入外循环后可以穿过血脑屏障,通过抑制食欲调节神经肽的表达减少急性食物摄入,发挥抗肥胖作用,还可增强先天免疫反应抑制肠道感染;丁酸盐可为肠上皮细胞提供能量,调节结肠细胞的增殖和分化,维持肠道屏障的完整性,增强肠道免疫;丙酸盐可降低肝脏和血浆中的脂肪酸含量,刺激瘦素表达,并提高组织胰岛素敏感性,从而预防肥胖及糖尿病[77-78]㊂如在结肠癌试验中发现,岩藻多糖可增加肠道中的丙酸㊁异丁酸㊁丁酸和戊酸水平,降低模型结肠组织中TNF-α㊁IL-17㊁553第2期章瑾,等:褐藻多糖调控肠道微生态作用机制研究进展。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
在消化道中，肠道菌群与其它生物体共同生活。
肠道内的微生物群落（肠道菌群）由
数十种细菌组成，能够参与谷氨酰胺、葡萄糖、氨基酸、碳水化合物等基础物质的代谢，
生产能够影响机体的多种代谢产物和生物活性物质，调节机体能量平衡等，因此，肠道内
的菌群被称为“人类第二基因组”。
多糖是碳水化合物的重要组成部分之一，包括淀粉、纤维素、果胶、半乳糖等。
研究
表明，多糖不仅能够满足机体的能量需求，而且对肠道菌群的生长、代谢和结构产生一定
的影响，促进回肠下段和结肠内肠道菌群数量和种类的增加，并改变肠道内的微生物代谢
产物，从而发挥了调节肠道菌群组成和代谢活性的作用。
在多糖与肠道菌群的相互作用研究中，一些关键问题尚未解决，例如：多糖与微生物
的相互关系何时发生，多糖在肠道内被定量分解为何种代谢产物，这些代谢产物如何影响
人类健康？在此基础上，建立专业的肠道微生物分析技术，分析多糖对肠道菌群组成和代
谢活性的影响机制，可以为人们控制肠道菌群组成和代谢活性的失衡状态，以及为肠道菌
群稳定和促进人类健康提供更加有效的措施。
总之，多糖和肠道菌群的相互作用是一个非常复杂、多层次的过程。
在未来的研究中，应该整合循证医学证据和现代生物学技术，通过系统性的、大规模的、多层次的策略，全
面掌握多糖和肠道微生物承载互作的机制，为人类提供更好的健康管理手段。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展1. 引言1.1 肠道菌群及其重要性肠道菌群是指存在于人体肠道内的微生物群落，包括细菌、真菌、病毒等多种微生物。
这些微生物在肠道内形成了一个复杂的生态系统，对人体健康有着重要影响。
肠道菌群有着多种功能，其中最为重要的是对食物的消化吸收以及免疫调节。
肠道中的微生物可以帮助分解食物中的纤维、蛋白质等成分，促进养分的吸收。
它们还可以合成一些对人体有益的物质，如维生素、氨基酸等。
肠道菌群还可以调节宿主的免疫系统。
它们可以启动机体的免疫反应，帮助身体对抗病原微生物的侵袭。
肠道菌群还可以维持肠道黏膜的完整性，防止有害微生物通过肠黏膜入侵身体。
肠道菌群在人体健康中扮演着至关重要的角色。
不仅对消化和营养吸收起着关键作用，还可以帮助维持免疫系统的平衡。
保持肠道菌群的平衡对于身体健康至关重要。
1.2 多糖及其对肠道菌群的影响肠道菌群是一种以大肠为生存环境的微生物群落，对人体健康具有重要影响。
而多糖是一种由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的生物高分子，广泛存在于天然食物中。
多糖在肠道菌群中扮演着重要角色，可以促进益生菌的生长，维持菌群平衡。
研究表明，多糖能够被肠道中的某些益生菌发酵代谢，产生短链脂肪酸等有益代谢产物，有助于维持肠道环境的稳定。
多糖还具有调节肠道炎症的作用。
通过影响肠道菌群的组成和代谢，多糖可以减少炎症因子的释放，降低肠道组织的损伤，对炎症性肠病等疾病具有一定的保护作用。
多糖与肠道菌群之间存在着密切的相互作用，是维持肠道健康的重要因素之一。
在接下来的正文中，我们将深入探讨多糖与肠道菌群的相互作用机制、多糖在肠道菌群调节中的应用以及多糖与益生菌共同调节肠道菌群的研究进展。
通过这些研究，我们可以更好地理解多糖与肠道菌群之间的关系，为未来开发肠道健康调节策略提供新的思路和方法。
2. 正文2.1 多糖促进益生菌生长多糖是一类常见的碳水化合物，其在肠道菌群中扮演着重要的角色。
多糖可以作为益生菌的营养源，促进益生菌的生长和繁殖。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展多糖是由大量单糖分子组成的高分子化合物，存在于许多食物中，如蔬菜、水果、谷类、豆类等。
然而，人类本身无法直接消化和吸收多糖，而肠道内菌群可以分解多糖，产生短链脂肪酸和其他代谢产物，这些产物对人体的健康具有重要作用。
本文将就多糖与肠道菌群的相互作用研究进展做一个综述。
1. 多糖的分类多糖可分为三类：淀粉质、纤维素和非淀粉质多糖。
淀粉质多糖可被小肠内的淀粉酶水解；而纤维素和非淀粉质多糖则需要肠道菌群中的纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶等分解。
多糖与肠道菌群的相互作用是一个复杂的过程。
在肠道内，多糖的降解和发酵过程涉及多种菌群。
一些研究表明，Bacteroides、Prevotella、Bifidobacterium、Lactobacillus、Clostridium等菌属在多糖降解和代谢过程中起着关键作用。
多糖被分解成单糖后，可以通过主要的短链脂肪酸丙酸、丁酸和戊酸等产物进入血液循环系统。
这些短链脂肪酸可以被肠道或其他组织利用，被认为对人体的健康具有积极作用。
例如，丙酸和丁酸可以促进肠道上皮细胞的增殖和分化，增强肠道屏障功能，预防炎症性肠病的发生。
此外，多糖和肠道菌群的相互作用还能影响人体代谢、免疫系统、心血管系统等方面。
多糖的降解和代谢产物可以调节胰岛素敏感性，改善血糖控制。
另外，多糖的代谢产物还可以影响免疫系统，调节免疫应答，减轻炎症。
还有一些研究表明，多糖的摄入与肠道菌群的平衡及多样性的增加有关，而菌群的平衡和多样性与心血管疾病发病率有关。
3. 多糖与预生物、益生菌的应用预生物（prebiotics）是指不能被人类肠道消化吸收，但可以刺激肠道内有益细菌生长和代谢产物的产生的物质。
多糖可以作为预生物，促进有益菌群生长，如双歧杆菌、乳酸菌等。
通过促进有益菌群的生长，预生物可以调节肠道菌群的平衡和多样性，改善肠道健康。
4. 结语多糖与肠道菌群的相互作用是一个复杂的过程，涉及多种菌群的降解、发酵和代谢等过程。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展【摘要】本文综述了多糖与肠道菌群相互作用的研究进展。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在正文中，分析了多糖对肠道菌群的影响、肠道菌群对多糖的代谢、多糖与肠道菌群的相互作用机制、多糖调节肠道菌群平衡的应用以及多糖改善肠道健康的研究进展。
在展望了多糖与肠道菌群相互作用的研究前景，探讨了多糖在肠道菌群调控中的潜在应用，并提出了未来研究方向。
通过本文的研究，可以深入了解多糖与肠道菌群之间的关系，为促进肠道健康提供理论基础和实际指导。
【关键词】多糖、肠道菌群、相互作用、代谢、机制、平衡、健康、调控、展望、潜在应用、研究方向1. 引言1.1 研究背景随着现代生活方式的改变和饮食结构的转变，肠道菌群的平衡受到了越来越多的关注。
肠道菌群是一种极其复杂的微生物群落，对人体的健康和疾病起着至关重要的作用。
研究表明，肠道菌群与肥胖、糖尿病、炎症性肠病等多种疾病密切相关。
研究多糖与肠道菌群的相互作用成为当前研究领域中备受关注的课题。
深入了解多糖与肠道菌群之间的关系，对于预防和治疗与肠道菌群相关的疾病具有重要意义。
本文旨在探讨多糖与肠道菌群之间的相互作用，并对未来的研究方向和应用前景进行展望。
1.2 研究目的研究的目的是探讨多糖与肠道菌群之间的相互作用机制，深入了解它们之间的关联和影响。
通过研究多糖对肠道菌群的影响和肠道菌群对多糖的代谢，揭示多糖在调节肠道菌群平衡和改善肠道健康方面的潜在作用。
研究的目的还在于探讨多糖在肠道菌群调控中的应用前景，为今后开展相关研究提供理论基础和方法指导。
通过对多糖与肠道菌群的相互作用进行深入研究，我们希望能够揭示更多关于肠道健康与多糖之间的关系，为进一步促进人体健康提供科学依据和实践指导。
1.3 研究意义多糖与肠道菌群的相互作用研究具有重要的意义。
深入探究多糖与肠道菌群之间的相互作用机制，有助于揭示肠道菌群对多糖的代谢过程，进而为肠道微生态的调控提供理论依据。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展多糖是一类由多个单糖分子组成的高聚物，包括淀粉、纤维素、半纤维素等。
在人类肠道中存在着大量的菌群，这些菌群对于人体健康具有重要的影响。
近年来，研究人员发现多糖与肠道菌群之间存在着相互作用，这对于了解肠道菌群的功能和肠道健康具有重要的意义。
多糖是肠道菌群的主要能源之一。
人类体内消化酶对多糖的降解能力有限，而肠道菌群中的某些细菌则具有这种能力，它们能够通过发酵作用将多糖分解为短链脂肪酸等小分子物质，提供给人体吸收利用。
部分肠道菌群中的乳酸杆菌和双歧杆菌能够将纤维素降解为丙酸、乙酸和丁酸等短链脂肪酸，这些短链脂肪酸除了为人体提供能量外，还具有调节肠道pH值、抑制致病菌生长和促进肠道蠕动等功能。
多糖还可以影响肠道菌群的结构和组成。
研究发现，多糖的摄入能够增加益生菌群的数量，促进有益菌的生长，同时抑制有害菌的繁殖。
一些研究表明，摄入寡糖能够增加双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等益生菌的数量，改善肠道菌群的平衡，减少有害菌的生长，从而保持肠道的健康状态。
除了影响肠道菌群的结构和组成，多糖还可以调节肠道菌群的代谢功能。
肠道菌群代谢产物可以影响机体的代谢过程，例如短链脂肪酸可以抑制脂肪细胞的增殖和分化，调节血糖和血脂水平。
研究发现，多糖摄入能够增加肠道菌群产生短链脂肪酸的能力，从而调节机体的代谢过程。
多糖还可以影响肠道菌群的免疫调节功能。
肠道是人体最大的免疫器官之一，肠道菌群在免疫调节中起着重要的作用。
研究发现，多糖能够调节肠道菌群产生的免疫调节分子，增强机体的免疫功能。
摄入决明子多糖能够增加肠道菌群产生的白细胞介素-10和肿瘤坏死因子-α等免疫调节分子的含量，从而提高机体的免疫力。
多糖与肠道菌群之间存在着密切的相互作用。
多糖作为菌群的能源，能够影响肠道菌群的结构和组成，调节菌群的代谢功能和免疫调节功能。
通过摄入适量的多糖，可以促进肠道菌群的健康发展，维持肠道的正常功能，从而保持整体健康。
多糖与肠道菌群相互作用的机制还有待进一步研究，这对于深入了解肠道菌群的功能和调节策略具有重要的意义。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
随着肠道菌群与人类健康的关系日益被重视，多糖与肠道菌群的相互作用成为了研究的热点。
多糖是指由多个单糖分子通过化学键结合而成的高分子化合物，在食物中广泛存在，包括淀粉、纤维素、半乳糖、果糖等。
研究表明，多糖对肠道菌群的组成和代谢有重要影响。
首先，多糖在肠道中无法被宿主消化酶水解，但可以被许多肠道菌群利用。
例如，淀粉可以被肠道中的屎肠球菌、肠球菌、乳酸菌等菌群发酵，产生短链脂肪酸（SCFA）等代谢产物。
SCFA是肠道菌群代谢多糖的主要产物之一，具有维持肠道健康、调节免疫反应、促进能量代谢等多种生理功能。
其次，多糖的结构和种类也会影响肠道菌群的组成。
研究发现，低聚果糖和木聚糖等可溶性纤维素可促进肠道中的双歧杆菌和乳酸菌等有益菌的生长，而纤维素和果胶等不可溶性纤维素则可促进拟杆菌等纤维素降解菌的生长。
此外，多糖的种类还会影响肠道中革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的相对丰度。
另外，多糖与肠道免疫系统和胆汁酸的相互作用也值得关注。
一些多糖可以在肠道中结合胆汁酸，从而影响其回收和再利用，进而影响胆固醇代谢和胆汁酸合成。
同时，多糖也能通过刺激肠道免疫细胞产生免疫球蛋白、炎症因子等，进而影响肠道免疫系统的稳态。
总之，多糖与肠道菌群的相互作用是一个复杂的过程，包含多个层面的影响。
未来的研究需要进一步探究多糖与肠道菌群之间的关系，深入了解其机制和生理意义，为后续的治疗和预防方案提供科学基础。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展多糖是指由若干个单糖分子通过糖苷键连接而成的生物高分子，主要分为淀粉质、纤维素、半乳聚糖、果胶、木聚糖、低聚糖等多种类型。
在人类的肠道中，多糖主要被分解为各种单糖，再通过肠道吸收进入血液循环，供给人体代谢能量。
然而，多糖分解的过程中也会产生一些让人类难以消化的糖分子，例如木聚糖、低聚糖、果胶等，这些糖分子可以通过肠道细菌群的代谢作用得到进一步分解，从而影响到人类的健康。
肠道菌群是人类肠道中生长繁殖的微生物的总称，包括有益菌、有害菌、中性菌等。
肠道菌群与人类的健康密切相关，在调节肠道免疫、促进食物消化、合成维生素等方面都发挥着重要的作用。
多糖与肠道菌群之间的相互作用不仅影响着人类的营养吸收，而且还可能通过调节肠道菌群影响人类的健康。
多糖和肠道细菌的相互作用在食物吸收过程中十分重要。
其中，低聚糖和木聚糖是最重要的例子。
这些糖分子在肠道中由肠道细菌群发挥作用。
一些有益菌群可以代谢这些糖分子，从而促进肠道菌群的多样性。
肠道细菌群的代谢作用不仅能够充分利用多糖的营养成分，还能影响多糖的代谢产物对人体的作用。
例如，肠道细菌群代谢木聚糖所产生的短链脂肪酸，可以降低胆固醇水平、抑制癌细胞的增生等。
除了产生具有生物活性的短链脂肪酸以外，肠道细菌群还能通过代谢多糖形成一些特殊的生物活性分子，如含芳香族环化合物、有机酸、非编码RNA等。
这些活性分子可以通过肠道菌群的代谢作用影响人类的健康。
例如，木聚糖通过肠道菌群的代谢作用产生的芳香族化合物，可以提高机体的抗氧化能力，预防一些与氧化应激相关的疾病发生；果胶通过肠道菌群的代谢作用产生的L-乳酸和丁酸，可以促进肠道黏膜细胞生长和代谢，维护肠道健康。
除此之外，一些多糖还能通过肠道菌群的作用降低GI指数，减缓血糖升高。
例如，山楂多糖具有显著的保护胰岛素功能和升糖指数作用，该功能可能与菌群层面的调节有关。
总之，多糖与肠道菌群之间存在着复杂而重要的相互作用关系。
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多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
一、多糖对肠道菌群的影响
多糖是一类碳水化合物，在人类的饮食中占据着重要地位。
多糖主要存在于食物中，如大米、小麦、红薯、果蔬等，而人体无法直接消化吸收多糖，需要通过肠道菌群的代谢来发挥其营养功能。
研究表明，多糖的摄入可以在一定程度上影响肠道菌群的组成和功能。
多糖可以被肠道菌群中的一些菌种发酵代谢，产生短链脂肪酸（SCFAs），如丙酸、乙酸和丁酸等。
这些SCFAs对肠道黏膜细胞具有保护作用，有助于降低肠黏膜的PH值，促进有益菌群的生长。
SCFAs还有抗炎、抗氧化和调节免疫功能等作用，有利于维持肠道菌群的平衡和人体的健康。
多糖的摄入还能够影响肠道菌群的结构和丰度。
一些研究表明，高纤维饮食（富含多糖）有利于提高菌群的多样性，并且对一些有益菌群，如双歧杆菌和乳酸杆菌有着促进作用。
多糖对肠道菌群的影响不仅体现在代谢产物的生成上，更体现在对菌群结构和丰度的影响。
肠道菌群是一种能够协助人体消化、吸收和代谢多糖的微生物群落。
在肠道菌群中，有些菌种具有多糖水解酶的活性，能够分解各种多糖，如纤维素、半乳聚糖、果聚糖等，释放出对人体有益的营养物质。
肠道菌群还参与了多糖的降解和吸收过程。
研究表明，肠道菌群在多糖的降解和吸收过程中发挥着重要作用，尤其是一些不能被人体自身酶解的多糖，在肠道菌群的作用下才能够被有效的分解和吸收。
肠道菌群对多糖的代谢和利用具有重要的意义。
通过调节肠道菌群的结构和功能，可以有效地提高多糖的利用效率，从而更好地维护人体的健康。
三、多糖与肠道健康的关系
多糖作为人体必需的营养物质，对肠道健康有着重要的影响。
研究表明，适当摄入多糖有利于维持肠道菌群的平衡，减少有害菌的生长，提高有益菌的丰度，从而对肠道健康有益。
在肠道菌群失衡的情况下，常常会导致肠道屏障功能受损、炎症反应增加，并进一步影响人体的免疫功能和代谢状态。
而适量摄入多糖能够促进有益菌的生长，增加SCFAs的产生，从而有助于维持肠道免疫和营养状态。
多糖还对肠道菌群的代谢产物有着重要的影响，尤其是对SCFAs的产生。
这些SCFAs 对肠道黏膜细胞具有保护作用，能够促进肠道屏障功能的恢复，对预防和治疗某些肠道疾病有积极的作用。
过多的多糖摄入也可能会导致肠道菌群失衡，引发一系列的肠道问题。
过多的多糖可能导致肠道内的有害菌群生长过度，增加有害代谢产物的生成，从而影响肠道的健康。
研究还发现，多糖还对肠道免疫有重要的影响。
适量的多糖可以促进肠道免疫抑制产物的生成，对维持肠道免疫平衡有益。
而高糖饮食则可能会引起肠道免疫反应异常，增加患上炎症性肠病和肠道肿瘤的风险。