通过食用整粒亚麻籽或亚麻籽壳摄入膳食木质素后,小鼠盲肠微生物群与血清肠木质素之间的关系发生了改变

《Food & Function》:Altered mouse cecal microbiome-serum enterolignans relationships in response to dietary lignans ingested through whole flaxseed or flaxseed hull

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:Food & Function 5.4

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  亚麻籽(FS)和亚麻籽壳(FH)均能通过调节肠道菌群代谢增强血清植物雌激素(如END、ENL)和短链脂肪酸(SCFAs)水平,但FH因含更高纤维和SDG更显著提升血清enterolignans。尽管FS与FH对菌群α/β多样性及核心菌群(如Bacteroides)丰度影响相似,但FH通过重构菌群互作网络(如Intestinalimonas→Carnobacterium的关键物种转变)增强代谢协同效应。

  近年来,随着对功能性食品研究的深入,亚麻籽因其丰富的生物活性成分,尤其是纤维和木脂素,被广泛认为对健康具有重要益处。这些成分在肠道微生物群的作用下被代谢,进而影响宿主的生理功能。亚麻籽中的主要木脂素——亚麻籽双糖苷(SDG)——通过肠道微生物的转化生成肠木脂素(END和ENL),这些代谢产物在调节激素受体、改善代谢状态以及预防慢性疾病方面表现出显著的潜力。然而,关于SDG及其代谢产物与肠道微生物群之间的相互作用,尤其是在不同亚麻籽成分(如整粒亚麻籽与亚麻籽壳)摄入后的影响,仍存在许多未解之谜。

本研究通过将实验小鼠分为三组,分别喂食基础饮食(BD)、整粒亚麻籽(FS)和亚麻籽壳(FH),探讨了不同饮食成分对肠道微生物群结构、多样性及代谢产物的影响。所有饮食均为等热量设计,确保实验结果不受能量摄入差异的干扰。亚麻籽壳相较于整粒亚麻籽,含有更高的纤维和SDG含量,这一特性使其在某些健康效益方面可能更具优势。例如,通过增加肠道中木脂素的代谢产物浓度,可能有助于提升其在血液中的水平,从而进一步发挥其生理作用。

研究结果显示,FS和FH均能显著提高小鼠盲肠中短链脂肪酸(SCFA)的浓度,以及血清中肠木脂素的水平。与BD相比,FS和FH均提升了微生物多样性,表现为α多样性(如Chao 1指数和Shannon指数)的增加。然而,FS和FH对微生物组成的影响存在差异。例如,在FS组中,某些菌群如*Intestinimonas*的丰度显著降低,而在FH组中,*Carnobacterium*等菌群的丰度则有所上升。这种差异可能反映了两种饮食成分在促进微生物代谢网络重组方面的不同作用机制。

进一步分析显示,FS和FH对微生物群与代谢产物之间的关系产生了不同的影响。在FS组中,*Lactobacillus*等菌群与SCFA的生成存在正相关,而在FH组中,*Carnobacterium*等菌群则表现出与SCFA和肠木脂素的显著关联。此外,FH组中,*Alistipes shahii*等菌群与肠木脂素(尤其是ENL)的浓度存在显著正相关,而FS组中则没有观察到这种现象。这提示我们,亚麻籽壳可能通过促进特定菌群的增殖和代谢途径的优化,进一步提高肠木脂素的生成效率。

研究还发现,尽管FS和FH均能显著改变微生物群的组成和功能,但它们在促进某些代谢产物生成方面存在差异。例如,FH组的血清肠木脂素浓度显著高于FS组,而SCFA的浓度在两种饮食之间没有显著差异。这表明,虽然纤维和SDG在肠道中都能促进SCFA的生成,但SDG的转化效率可能受到微生物群组成和代谢能力的影响。在FH组中,由于其富含纤维,可能为微生物提供了更多的发酵底物,从而间接促进了SDG的转化,进而提高了肠木脂素的生成。

值得注意的是,研究中还发现,某些菌群如*Eubacterium coprostanoligenes*在FS和FH组中表现出相反的代谢模式。这可能与不同饮食成分对微生物代谢路径的调控有关。此外,*Paraprevotella clara*在两种饮食中均显示出与SCFA和肠木脂素的正相关,这可能意味着该菌群在促进肠木脂素生成和SCFA发酵中扮演了重要角色。

研究还强调了微生物群与宿主健康之间的复杂互动。例如,SDG的代谢产物END和ENL不仅影响肠道环境,还可能通过与激素受体结合,对宿主的内分泌系统产生调节作用。这种作用可能与预防乳腺癌、心血管疾病等慢性病有关。然而,不同个体的微生物群组成差异可能导致对SDG代谢产物的响应不同,因此,未来研究需要进一步探索个体化饮食策略的可行性。

此外,研究指出,尽管FS和FH在提高肠木脂素和SCFA方面表现出相似的效果,但它们对微生物群结构和功能的影响存在显著差异。这种差异可能与微生物群的组成变化及代谢网络的重新配置有关。例如,FH组的微生物群表现出更复杂的相互作用模式,这可能有助于更高效地转化SDG为肠木脂素。这种现象表明,亚麻籽壳可能是一种更有潜力的膳食补充形式,能够更有效地利用肠道微生物群的代谢能力,从而提升其健康效益。

研究还探讨了不同饮食成分对肠道微生物群功能的影响。通过预测微生物群的功能潜力,研究发现FS和FH在某些代谢路径上表现出不同的变化趋势。例如,FH组中与果糖尿酸降解相关的代谢路径显著增强,而FS组则在其他路径上显示出不同的变化。这提示我们,不同饮食成分可能通过不同的代谢途径影响宿主健康。

总的来说,这项研究揭示了亚麻籽及其壳在促进肠道微生物群代谢SDG为肠木脂素方面的作用差异。尽管两种饮食均能提高肠木脂素和SCFA的浓度,但FH通过优化微生物群的相互作用,可能更有效地提升血清中肠木脂素的水平。这一发现不仅加深了我们对亚麻籽健康效益机制的理解,也为未来的功能性食品开发提供了新的思路。未来的研究可以进一步探索FH在不同人群中的应用潜力,以及其对其他健康指标(如心血管健康)的潜在影响。
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