肠道菌群问题研究论文.docx

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1、肠道菌群和大豆活性组分相互作用研究综述报告摘要：相关研究表明，大豆可预防高血脂症、更年期综合症、骨质疏松等疾病发生。在大豆发挥这些生理功能之前，需要依靠人体胃肠道对其进行代谢吸收。大豆中的大分子物质如蛋白质在消化酶的作用下分解为小分子肽或者氨基酸，接着这些多肽进入大肠供肠道微生物发酵利用。本文对大豆有效组分与肠道菌群的相互作用及对人体健康的影响进行综述，以期为深入研究大豆制品及其活性成分在肠道发挥生理活性作用的机制相关方面的研究有所裨益。关键词：活性组分；大豆；肠道菌群1引言肠道菌群是目前国内外研究的热点。随着研究的深入，人们发现肠道生态失调与代谢性疾病、免疫疾病、胃肠疾病、心血管疾病、神经系

2、统疾病密切相关。因此，维持肠道菌群的平衡，维持肠道菌群的健康，对于预防和治疗各种疾病具有重要意义。本文综述了大豆活性成分与肠道菌群相互作用的研究现状，以期为肠道菌群产品的开发提供参考。2人体健康与肠道菌群2.1 肠道菌群肠道是人体最大的消化和排泄器官，其盘旋的布局被形象地称为人体第二大脑。人体肠道内寄生着10万亿个细菌，它们能影响体重和消化能力、抵抗感染和自体免疫疾病的患病风险，还能影响人体对癌症治疗药物的吸收山。肠道菌群按一定比例组合，彼此制约、彼此依存，在数量上与宿主构成一种共生共赢的生态平衡。2.2 肠道微生态人体微生态系统由口腔、皮肤、尿道、肠道黏膜四种生态系统组成。肠道微生态系统是最

3、重要和复杂的生态系统,微生物类型包括细菌、真菌、古菌和病毒。肠道微生态系统由正常的肠道菌群及其生存环境组成。肠道微生物量占人体微生物总量的78%。肠道细菌约有30属1500余种，以厌氧菌为主。细菌，兼性厌氧菌和需氧菌。2.3 肠道菌群与疾病宿主一旦受到自身环境和外界环境变化的影响，就会破坏宿主与菌群之间的平衡，导致肠道微生态系统失衡，机体各种功能紊乱，导致疾病。导致肠道菌群失调的因素很多，包括宿主自身的基因型、饮食、年龄、疾病状况、外来细菌等31o近年来，越来越多的研究发现肠道生态失调与许多疾病的发生密切相关，而且疾病的发病部位不仅限于肠道，甚至影响全身，还可能影响心理健康61。情况如表1所示

4、。表1肠道菌群与疾病表人体系统疾病相关肠道菌群消化便秘腹泻炎症性肠炎双歧杆菌力按dobc3un入腐败梭菌/CpR?伊Cf加，埃希氏菌属(Escherichia人志贺氏菌属(Shige11a)罗斯氏菌属京。Seb”、瘤胃前科，HU冽加8。CCaC勿e)代谢肥群H型糖尿病厚壁画门(Phy1umFirmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)艾克曼函属(4依切出旭muciniphi1a)免疫循环风湿性关节炎动脉粥样硬化普氏菌Prevote11acopri)真细菌属(EWaCfoW泄入罗斯氏函属(RosemHa)神经抑郁症自闭症梭函(sporrmingbacteria)脆弱拟杆菌(Bac

5、teroidesJragi1is)3大豆活性组分及其功能3.1 大豆活性组分大豆含有多种活性成分，有效成分的大豆研究侧重于一般菅养成分，如蛋白质、碳水化合物和脂肪，微量营养物质，如维生素、矿物质和植物化学物质，如大豆异黄酮、大豆皂苜，三种类型的物质，这些物质具有抗氧化、降血脂，调节肠道菌群平衡等生理功能。3.2 大豆活性组分的功能大豆的主要活性成分可分为以下三类：一般营养素、微量营养素和植物化合物。这三种不同的活性成分具有不同的生理功能。下表显示了不同的功能。表1大豆主要活性组分的生理功能类别主要组分主要生理功能普通营养素大豆蛋白降血脂、降胆固醇、改善胰岛素敏感性和抑制肥胖大豆低聚糖促进双歧杆

6、菌、乳酸杆菌生长，改善人体肠道菌群结构大豆膳食纤维降低血液中胆固龄量、刺激肠胃蠕动，在预防冠心病、糖尿病、结肠癌和便秘中起重要作用大豆油促进血液中脂质代谢、肌肉生长、神经系统发育并对高血压、心血管疾病有辅助疗效微量营养素微生素有效清除体内自由基、延缓衰老，防治心血管疾病和皮肤疾病，同时具有光保护功能，激少多种癌症发病率矿物质钙、磷与蛋白质相结合，更易被人体消化吸收，微量元素钳具有预防癌症的作用植物化合物大豆异黄酮降低冠状姗疾病、前列腺癌以及乳腺癌有关疾病的死亡率大豆皂昔抗氧化、抗炎、调节人体免疫力、抑制肿瘤细胞生长和血小板凝聚4大豆活性组分与肠道菌群的作用4.1 肠道菌群促进大豆活性组分的吸收

7、人类肠道菌群由多种微生物组成，约有500-1000种，多达101种。98%以上的肠道细菌属于拟杆菌门(bacteroidetes)和拟杆菌门(bacteroidetes),而变形菌门(proteobacteria)放线菌门(actinobacteria)梭状芽袍杆菌(C1ostridium)和微球菌(micrococcus)数量较少且多样性较差。根据肠道菌群与宿主的不同关系，肠道菌群可分为以下三类网：1)与宿主共生的生理菌群，又称共生菌和有益菌，如双歧杆菌、乳杆菌等。2)与宿主共存的条件致病菌，又称中性菌，如肠球菌、肠杆菌等；3)致病菌，又称有害细菌，如变形杆菌、芽匏杆菌、金黄色葡萄球菌等。大

8、豆蛋白、油脂、维生素和矿物质可直接被肠道黏膜消化吸收，而大豆的膳食纤维不能被小肠消化吸收，可被大肠部分或完全消化发酵。微生物群的分解产生短链脂肪酸,为结肠吸收氢氧化钠创造环境,从而减少水分含量,减轻腹泻。大豆异黄酮主要以结合糖甘和游离糖苗的形式存在。游离糖苗可直接被肠黏膜吸收，而糖苗可阻碍胃和小肠的消化。生物利用度极低，必须经过肠道菌群进一步代谢到达结肠后才能被机体吸收“久只有与特定结构的肠道菌群相互作用，才能产生具有较高生物活性和生物利用度的新型微生物转化物。大豆低聚糖是大豆中发现的另一种碳水化合物，被分为正常和功能性两类。一般低聚糖可被人体消化吸收，提供能量，而功能性低聚糖则存在于人体中。

9、唾液和肠黏膜没有相应的水解酶，所以不能被身体消化吸收，直接进入大肠“1在盲肠和结肠中，厌氧菌产生的酶被水解和发酵成短链脂肪酸，然后通过肠壁被身体吸收。4.2 大豆活性组分对肠道黏膜通透性的影响黏液层有特定细胞分泌的黏液素、生物活性因子和胃肠道激素。黏膜在正常工作时，可以通过自身的生化作用，抵抗和阻挡外界有害物质的入侵，从而调节机体的生理功能。保护肠道内壁”为大豆抗原蛋白如大豆球蛋白、0-和大豆球蛋白引起的过敏反应的重要表现之一是肠道黏膜屏障的破坏和肠道通透性的噌加。这使得一些大分子或有害物质通过肠道黏膜上皮渗透和扩散，导致细菌代谢物或内毒素进入肠道体内循环系统引。二胺氧化酶(diamineox

10、idase,DAO)活性的增加与肠黏膜上皮细胞的坏死和脱落有关,是肠黏膜结构损伤的直接反应之一，是肠黏膜细胞成熟和完整的标志。同时，细菌和/或内毒素(ET)可在肠黏膜结构化时迁移，触发和/或刺激全身炎症反应和多器官功能障碍。d-乳酸(D-1AC)作为肠道细菌的代谢产物，与血液中内毒素浓度升高、肠道组织结构紊乱或肠道通透性有关，是肠道功能完整性的重要指标之一。同时，通过建立小鼠动物模型，血浆D-1AC水平显著升高，提示D-1AC可作为肠黏膜损伤、肠通透性改变和肠内毒素血症的预警指标。肠道受损时，血清DAO活性升高,血浆ET和D-1AC水平显著升高。因此，血液中DAO、D-1AC.ET水平可作为评

11、价肠黏膜通透性的重要指标。4.3 大豆活性组分对肠道细胞凋亡的影响细胞凋亡是指细胞受到各种内外信号刺激后，由基因调控的自发的、有序的细胞死亡，又称细胞程序性死亡，在所有多细胞生物的发育和内稳态中起着重要作用。其影响是显著的I。NF-KB信号通路除了在肠道炎症和免疫中发挥重要作用外，还在抑制肠道凋亡中发挥重要作用。NF-XB通过调节细胞因子抑制凋亡来抑制凋亡。Nf-kb结合位点存在于促炎因子I161-8和I-IB的启动子上。NF-KB信号通路在细胞凋亡中起重要作用，可受NF-XB调控q具有抗凋亡作用。诱导或上调抗凋亡基因是抑制细胞凋亡的主要方法之一。细胞正常生理状态下，p50P65与抑制蛋白Ik

12、B结合形成三聚体时，抑制蛋白IkB与三聚体分离，p50P65进入细胞核，与DNA上相应的位点结合。它会导致细胞凋亡【网。CaSPaSe依赖性凋亡主要包括死亡受体信号通路（胞外信号通路）和线粒体凋亡通路（胞内信号通路）o细胞外信号通过结合特定的细胞因子死亡受体（TNFR1、Fas、CD95）和相应的配体（TNF-、Fas和TRIA1）,并通过诱导邻近效应激活Caspase-8ocaspase8的初始激活下游效应蛋白Caspase-3和CaSPaSe-7,产生相应的生理功能。线粒体介导的细胞内信号通路涉及线粒体结构和功能的改变。当线粒体受到刺激时，细胞色素C通过线粒体外膜透性（MOMP）从线粒体释

13、放出来，然后与囊酹激活物相互作用从线粒体释放出来。在D-ATP的参与下，I（APAF-I）结合并诱导构想改变和寡聚，形成7个APAF-I复合物，也称为凋亡小体。凋亡细胞募集、二聚并激活启动子Caspase9,而启动子Caspase3和Caspase7被切断并激活。bc1-2家族的抗凋亡蛋白bc1-2和Bc1-X1通过调节线粒体外膜通透性（MOMP）调控细胞凋亡。4.4 肠道菌群对大豆活性组分的生物转化大豆中的一些一般营养素和微量营养素可直接被肠道黏膜消化吸收，而大豆中的植物化合物如大豆异黄酮、大豆皂甘等则不能被肠道黏膜消化吸收。由于其体积大、脂溶性低、生物利用度低，难以直接发挥其生理作用。只有

14、与特定结构的肠道菌群相互作用，才能产生具有较高生物活性和生物利用度的新型微生物转化物。叫大豆异黄酮主要以结合糖甘和游离糖苗的形式存在，只有与特定结构的肠道菌群相互作用，才能产生具有较高生物活性和生物利用度的新型微生物转化物。大豆低聚糖是大豆中发现的另一种碳水化合物,被分为正常和功能性两类。一般低聚糖可被人体消化吸收，提供能量，而功能性低聚糖则存在于人体中。游离糖苗可直接被肠黏膜吸收，而糖甘可阻碍胃和小肠的消化。生物利用度极低,必须经过肠道菌群进一步代迎到达结肠后才能被机体吸收。肠道微生物对饲料中大豆异黄酮的影响主要包括两个方面，一方面是大豆异黄酮背在肠道微生物的作用下释放，其次是肠道菌群影响大

15、豆异黄酮生物转化的关键在于其分泌的酶。健康的成年人肠道细菌编码的基因比身体本身多150倍1从中可以看出遗传资源及其编码的酶是多种多样的，它赋予肠道微生物群代谢多样性。大豆皂苔根据其首类可分为A组和B组。对大豆皂苜及其皂苜的生物利用度进行了比较研究,结果表明,大豆皂甘的生物利用度优于相应的大豆皂苜。因此，只有将肠道菌群转化为具有较高生物利用度的大豆皂甘，才能更好地发挥大豆皂昔的生理功能。采用液相色谱-质谱联用技术研究了大豆皂苗在人肠内的代谢转化田。大豆皂昔B对A549、MCF7、He1a和HepG2细胞有较强的细胞毒性，而大豆皂苜I对A549、MCF7、He1a和H叩G2细胞无明显的细胞毒性。因

16、此，大豆皂苜I可以被肠道菌群代谢为穗苜B,对癌细胞有抑制作用。可产生毒性作用。桑尚元等人研究了人肠道菌群对大豆皂素H的代谢转化，发现大豆皂素II先经微黄素酶转化为大豆皂素IV48小时后再转化为大豆皂素B,是肠黏膜细胞成熟和完整的标志。只有与特定结构的肠道菌群相互作用，才能产生具有较高生物活性和生物利用度的新型微生物转化物。大豆低聚糖是大豆中发现的另一种碳水化合物，被分为正常和功能性两类。一般低聚糖可被人体消化吸收，提供能量，而功能性低聚糖则存在于人体中。唾液和肠黏膜没有相应的水解酶，所以不能被身体消化吸收，直接进入大肠。同时，细菌和/或内毒素(ET)可在肠黏膜结构化时迁移，触发和/或刺激全身炎症反应和多器官功能障碍1d-乳酸(D-1AC)作为肠道