摘要
茶富含多酚和其他酚类物质，这些物质被广泛报道对健康有益。然而，膳食多酚并不能被胃肠道完全吸收，并被肠道微生物群代谢，因此它们及其代谢物可能会积聚并发挥生理作用。在这项研究中，我们调查了茶提取物的酚类成分及其芳香代谢物对细菌生长的影响。含有细菌的粪便匀浆能显著催化茶酚类物质（包括表儿茶素、儿茶素、3-氧-甲基没食子酸、没食子酸和咖啡酸）生成芳香代谢物，且该过程依赖于细菌种类。不同的肠道细菌菌株对茶酚类物质和代谢物的生长敏感性各不相同。某些致病菌如产气荚膜梭菌、艰难梭菌和拟杆菌属的生长被茶酚类及其衍生物显著抑制，而共生厌氧菌如梭菌属、双歧杆菌属以及益生菌如乳酸杆菌所受影响则较轻。这表明茶酚类物质通过调节肠道细菌种群对肠道环境产生显著影响，可能充当了代谢预生物的作用。我们的观察为结肠细菌在酚类物质的代谢、吸收及其在人类健康和疾病中的潜在活性方面的重要性提供了进一步证据。不同酚类物质的生物活性可能在维持胃肠道健康方面发挥重要作用。
1.引言
人类结肠是一个由500多种细菌物种组成的复杂生态系统，其中超过99%是厌氧菌。它们聚集了数百万亿的生物量（约每立方厘米10^12个微生物），其酶和代谢活动对宿主的营养和健康具有重要影响。对人类宿主有害的habitual肠道细菌所具有的酶活性与有益菌不同。此前注意到，结直肠癌患者体内的拟杆菌属和梭菌属（它们是人类肠道共生菌的一部分）数量增加，同时双歧杆菌百分比和参与致癌物形成的酶活性降低。肠道细菌如双歧杆菌属和乳酸杆菌属可作为益生菌。益生菌是食品中的微生物补充剂，通过改善肠道微生物平衡对宿主产生有益影响；它们已被证明能显著预防疾病和改善人类健康。摄入益生菌还能增强胃肠道对疾病的屏障功能。除了宿主-细菌和细菌-细菌关系在建立平衡的肠道菌群中的作用外，饮食对不同肠道细菌在肠道中定植的程度有非常强的影响。因此，研究膳食成分的摄入是否会影响肠道微生物的定植非常重要。
膳食中多酚的摄入量估计在每天0.15到1克之间，约占每日酚类总摄入量的三分之二，其中约三分之一为酚酸。饮食中最丰富的多酚类型是类黄酮，通常以糖苷形式结合。茶是全世界消费量第二大的饮料，已被证明含有高浓度的黄烷醇，如表儿茶素、儿茶素及其没食子酸酯，以及其它酚类物质。
类黄酮被广泛报道具有许多有益的健康效果：它们作为抗氧化清除剂；作为金属离子螯合剂，防止金属离子产生自由基氧；它们抑制与活性氧形成相关的黄嘌呤氧化酶；它们抑制癌细胞的增殖，包括肺癌、胃癌、乳腺癌和结肠癌；它们最近已被证明会影响信号转导通路。流行病学研究的证据strongly地将富含类黄酮和其他酚类的食物和饮料与降低年龄相关疾病的风险联系起来。因此，广泛的研究致力于膳食酚类在对抗人类疾病中的潜在作用。虽然类黄酮及其糖苷可以通过胃肠道吸收，但它们的吸收是不完全的，且循环水平较低。
因此，大量未被吸收的酚类物质留在肠道中，使得它们及其代谢物可能在维持肠道健康方面发挥关键作用。这可以证实表明富含水果和蔬菜的饮食与降低胃癌、结肠癌和直肠癌风险相关的流行病学证据。
体外实验表明，几种类黄酮可被人粪便细菌代谢，在多酚C环裂解后形成不同的酚酸和其他芳香族化合物。此外，对人类粪便水的分析表明，进入结肠的多酚被肠道细菌广泛代谢，且酚类和芳香酸的浓度很高。实际上，在血浆和尿液中鉴定出的大多数来自膳食类黄酮的成分被认为是由肠道细菌的作用产生的。肠道细菌对多酚代谢的重要性通过以下事实得到强调：无菌或用抗生素治疗的动物不再形成这些酚酸代谢物。然而，仅鉴定出少数负责酚类代谢的肠道细菌种类，并且对所涉及的机制了解甚少。
本研究的目的是调查茶酚类及其芳香酸代谢物/衍生物与人类肠道微生物群之间的相互作用。利用GC-MS检查细菌对酚类化合物的代谢。由于我们之前的研究表明酚类结合物在结肠中含量极少，且多酚被广泛代谢，我们认为研究主要茶多酚苷元（儿茶素和表儿茶素）和酚酸，以及它们的一些芳香族细菌代谢物的影响在生理学上更具相关性。
2.材料与方法
2.1.细菌与培养基
本研究选择了28种常见的致病性、共生性和益生性肠道细菌作为代表性肠道菌群。使用的需氧病原体包括大肠杆菌O157:H7 ATCC 35150、大肠杆菌ATCC 11775、产气肠杆菌（医院分离株HI）、肠炎沙门氏菌ATCC 13076、鼠伤寒沙门氏菌ATCC 14028、金黄色葡萄球菌NCTC 7447、铜绿假单胞菌（HI）和肺炎克雷伯菌（HI），在营养琼脂/肉汤中于37°C培养24小时。使用的其他病原体包括粪肠球菌（HI）、化脓性链球菌A（HI）、肺炎链球菌ATCC 49619和万古霉素耐药肠球菌（HI），在含有10%马血清的脑心浸液血琼脂上于37°C维持。单核细胞增生李斯特菌（HI）在胰蛋白酶大豆培养基中于37°C培养24小时。益生菌干酪乳酸杆菌Shirota株（从养乐多发酵乳中分离）和鼠李糖乳酸杆菌GG ATCC 53103在de Mann Rogosa and Sharpe培养基中于37°C、5%CO2条件下维持。使用的需氧共生细菌包括从健康个体粪便样本中分离的粪肠球菌（MD015）、屎肠球菌（MD028）、凝结芽孢杆菌（MD013）、大肠杆菌（MD017）和葡萄球菌属（MD011）。
使用的厌氧菌包括多形拟杆菌ATCC 29148和脆弱拟杆菌ATCC 25285，在厌氧工作站在37°C下于含有10%马血清的脑心浸液血琼脂上培养1-3天。艰难梭菌ATCC 8884、产气荚膜梭菌NCTC 6719、短双歧杆菌ATCC 15700和青春双歧杆菌ATCC 15703在强化梭菌培养基中于37°C厌氧条件下培养48小时。使用的共生厌氧菌包括从人粪便中在厌氧条件下分离的梭菌属（MD024）和双歧杆菌属（MD006）。
所有用于实验的细菌均按上述方法培养。
2.2.粪便细菌
粪便细菌是从新鲜收集的人粪便中在厌氧条件下通过用盐水稀释粪便分离的。使用选择性培养基和细菌API鉴定试剂盒对细菌进行培养、分离和鉴定。API 20E用于肠杆菌科和革兰氏阴性杆菌；API 50 CHB用于杆菌；API STAPH用于葡萄球菌。