多酚和生物活性底物的微生物生物转化:对基于代谢产物的合生菌制剂的影响

时间:2026年5月29日
来源:The Journal of Nutrition

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作者:Tianan Jiang、Guénolée Prioult、Erin Quann所属机构:雀巢营养与健康部门(Nestle Nutrition and Health)摘要膳食中的生物活性化合物(包括多酚、生物碱、木脂素以及氨基酸衍生物)对人类健康具有显著影响,但其效果受到生

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作者:Tianan Jiang、Guénolée Prioult、Erin Quann
所属机构:雀巢营养与健康部门(Nestle Nutrition and Health)

摘要

膳食中的生物活性化合物(包括多酚、生物碱、木脂素以及氨基酸衍生物)对人类健康具有显著影响,但其效果受到生物利用度低的限制。摄入的多酚中仅有5-10%能在近端胃肠道被吸收;其余部分在结肠微生物群的作用下转化为多种生物活性代谢物。越来越多的证据表明,这些由微生物产生的代谢物(而非原始化合物)才是发挥系统健康作用的主要介质,因为它们具有更高的生物利用度、代谢稳定性、抗炎和抗氧化活性,并且在调节宿主代谢和信号通路方面具有更强的特异性。由于肠道微生物群组成的差异,不同个体产生的代谢物种类各异,从而形成了不同的代谢表型(称为“代谢型”),这些代谢型显著影响临床和营养反应。本文综述了膳食多酚、氨基酸、硫代葡萄糖苷及相关底物在微生物体内生物转化的最新研究进展,并探讨了这些转化途径对代谢、心血管代谢、神经认知和免疫功能的影响。我们还评估了新兴的协同共生疗法(即结合特定多酚或生物活性前体的益生菌组合)在标准化和增强有益微生物代谢物生成方面的作用。这些协同共生策略能够将原本不产生代谢物的微生物转化为生产者,减少个体间代谢物产量的差异,并改善代谢功能障碍、炎症相关疾病及衰老相关的临床结果。综上所述,基于代谢物的协同共生疗法为精准营养学提供了有前景的方向。通过整合宏基因组学、代谢组学和计算建模技术,可以实现对个体代谢产物生成能力的个性化预测,加速针对微生物群的干预措施的应用。

部分摘录

引言:微生物群介导的膳食多酚生物活化

膳食多酚被认为是人类健康的关键调节因子,但其整体效果受到生物利用度低的制约[1]。目前估计,摄入的多酚中仅有5-10%能在近端胃肠道被吸收;其余部分在结肠微生物群的作用下发生广泛生物转化,生成具有更高血浆浓度的次级代谢物,这些次级代谢物通常具有更好的药代动力学特性

肠道微生物群在将膳食中的生物活性化合物转化为具有更强生物功能的代谢物方面起着关键作用[3]、[12]。不同个体产生的代谢物种类存在显著差异,这主要取决于宿主特有的微生物组成和生态特性[13]。因此,每个个体的肠道微生物群(尤其是参与多酚代谢的微生物群)是决定其对多酚摄入反应的关键因素

为阐明微生物群介导的膳食多酚和底物生物活化的机制原理,并为协同共生疗法的设计提供理论框架,本节选取了七个典型的人类微生物生物转化案例。这些案例的选择基于实验和临床证据的支持程度、明确的产生者与非产生者表型的存在,以及相关的生物学特性

新兴的协同共生疗法概念超越了传统的以纤维为基础的益生元,开始有意结合多酚和其他生物活性底物与能够进行靶向生物转化的微生物。国际益生菌与益生元科学协会(ISAPP)将协同共生疗法定义为“由活微生物和底物组成的混合物,这些微生物和底物可被宿主微生物选择性利用,从而为宿主带来健康益处”[49]。这一框架为协同共生疗法的发展提供了指导

尽管协同共生疗法具有显著的治疗潜力,但其配方设计仍面临复杂挑战。有效干预措施的设计依赖于肠道微生物组研究的重大进展,特别是需要明确益生菌、共生菌种与膳食底物之间的生态关系和代谢相互作用

[72]。

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所有作者均已阅读并批准了最终稿件。

作者声明不存在与本手稿中描述的概念、框架或策略相关的利益冲突或专利(无论是已申请、待申请还是计划中的专利)。

作者在写作过程中未使用生成式AI或AI辅助技术(图表制作除外)。

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