你的体重如何影响植物化合物与肠道的相互作用：新研究揭示芦丁和染料木素根据BMI引发不同的肠道代谢物变化，为个性化营养策略铺平了道路。
调节人类粪便代谢组——多酚的影响取决于BMI
在最近发表于《Current Research in Food Science》期刊上的一项研究中，德国的研究人员全面分析了两种植物衍生的多酚——芦丁和染料木素对人体粪便代谢组的影响。他们的发现揭示了基于志愿者身体质量指数（BMI）的代谢多样性存在显著差异，低BMI个体表现出更丰富的代谢反应。
重要的是，这项研究使用了志愿者的混合粪便样本，这意味着没有评估个体层面的变异性；因此，这些发现应被视为探索性的。
此外，该研究还指出，芦丁和染料木素增加了参与者的谷氨酰胺、色氨酸和甘氨酸水平，同时降低了组胺、腐胺、尸胺和三甲胺的浓度。
研究人员还观察到，在高BMI组中，芦丁处理后丁酸盐水平增加，而乙醇胺水平也上升，这种变化被认为可能对肥胖中的肠道屏障完整性有害。
这些发现为多酚与肠道微生物群代谢组之间的相互作用提供了新的见解，为未来关于肥胖和代谢健康的研究提供了信息。然而，作者强调需要更大规模的研究和饮食干预来验证这些初步结果。
背景
肥胖是一种以不必要且不健康的体脂积累为特征的疾病，是一个公共卫生问题，估计有超过10亿成年人患有此病。肥胖与多种代谢和生理疾病密切相关，包括2型糖尿病（T2D）、心血管疾病（CVDs）、炎症性疾病、高血压甚至某些癌症，突显了研究和政策实施以遏制其广泛流行的重要性。
最近的研究表明，肥胖是由遗传、生活方式、健康行为（包括饮食、睡眠和运动）以及肠道微生物相互作用的复杂和多方面因素引起的。
关于肠道微生物组的研究已经证实，肥胖个体的肠道微生物多样性与标准BMI个体相比显著不同，这可能会促进炎症、食欲失调、脂肪储存增加和胰岛素抵抗。
平行研究强调了饮食干预在逆转微生物组失衡和促进肠道健康方面的重要性，进而有利于肥胖的治疗。关于多酚的研究表明，这些植物衍生的生物活性物质通常可以逃避免消化，并被肠道微生物代谢，发挥抗炎、免疫调节、抗氧化、抗癌和改变微生物多样性的作用。
不幸的是，多酚对宿主生理机制的作用仍然部分未知，特别是在它们与细菌代谢途径和循环代谢物的相互作用方面。
关于研究
本研究旨在解决这些知识空白，并通过探讨芦丁和染料木素这两种已知具有肥胖相关益处的多酚对后生元效应的影响，进一步加深对微生物组和肥胖驱动过程的医学理解。它还调查了宿主BMI（进而推断肥胖程度）是否会影响宿主粪便微生物群的多样性和这些多酚代谢产生的代谢物。
研究样本（人类粪便样本）来自两个志愿者队列：一个低BMI组（18.5-25 kg/m²；n = 7）和一个高BMI组（>40 kg/m²；n = 7）。每个BMI组内的样本被混合以掩盖个体变异性，并在受控条件下（10% H₂, 10% CO₂, 和 80% N₂；温度 = 37°C）与高纯度（≥98%）的芦丁和染料木素（Cayman Chemical, Estonia）一起孵育48小时，重复三次。孵育后，使用直接注射傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（DI-FT-ICR-MS）和串联高效液相色谱（HPLC）进行表征和后续下游分析。
结果色谱图使用MetaboScape（2021b）平台进行分析，随后利用Human Metabolome Database（HMDB 5.0）注释数据库进行注释。
HMDB数据库还用于阐明代谢物分组和通路富集。最后，使用MetaboAnalyst 5.0平台评估高BMI、低BMI和对照BMI个体之间的代谢物谱差异。
研究发现
研究鉴定了361种代谢物（35组），这些代谢物由芦丁和染料木素显著调节（即浓度高于或低于相应的对照组）。值得注意的是，低BMI志愿者的粪便样本显示出更多种类的物质反应（更多的代谢物和组；n = 88种代谢物），而高BMI粪便样本则较少（n = 45种代谢物）。16S rRNA基因宏基因组学确认了这些发现，显示低BMI粪便样本在孵育后的α多样性高于高BMI粪便样本。
“更高的多样性反应可能与更高的微生物组成多样性有关。已知肥胖会导致肠道微生物多样性的减少，这一点首先由Turnbaugh等人描述。Nicholson等人提出，肠道微生物组的状态或条件反映在人体生物流体（如血清）中，可以通过代谢组学确定。”
芦丁和染料木素对氨基酸、肽及其类似物的浓度影响最大，其次是碳水化合物和碳水化合物衍生物。值得注意的是，一些已鉴定的调节代谢物在先前的慢性疾病研究中已被提及，突显了膳食多酚、微生物多样性和宿主健康之间的复杂相互作用。
此外，虽然一些代谢物显示出有益的调节（例如，高BMI样本在芦丁处理后丁酸盐水平升高，乳酸水平降低），但其他代谢物（例如，高BMI组乙醇胺水平升高）在肥胖背景下被认为是不利的。
“这表明，应用多酚可能并不适合所有人，因此可能不会对所有人都产生相同的结果或潜在的有益效果，强调了个性化营养的理念。因此，探索性研究的结果需要通过更大的样本量、生物学重复和/或干预研究来验证。”
结论
本研究提供了关于膳食多酚、肠道微生物健康和宿主健康之间相互作用机制的新见解。它表明，这些相互作用不是单向的，而是双向的——BMI可以改变肠道微生物谱，从而改变多酚代谢，进而影响BMI。此外，还注意到特定的BMI依赖性差异，例如有益的变化（如更高的丁酸盐和甘氨酸）和潜在的不利变化（如更高的乙醇胺），突显了宿主-微生物-多酚相互作用的复杂性。它还为未来研究植物化合物、膳食成分和药物对肠道微生物群和代谢组谱的影响提供了一种方法学方法。
然而，作者警告说，由于样本量小、样本混合和探索性设计，这些结果应谨慎解释，并在更大规模、控制良好的人类研究中得到验证。
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