类胡萝卜素在体外调节IBS（肠易激综合症）患者及超重成人肠道微生物群中对菊粉的发酵过程

《BMC Microbiology》：Carotenoids modulate fermentation of inulin ex vivo in IBS and overweight adult gut microbiota

　　

摘要

背景

类胡萝卜素具有直接的抗氧化和抗炎健康益处。由于其生物利用度较低，它们也能到达结肠，但它们与微生物组的相互作用仍不甚清楚。

方法

我们研究了β-胡萝卜素（BC）、叶黄素（LU）、番茄红素（LY）和玉米黄质（ZE）在生物学相关剂量（每天1至60毫克）下，如何影响肠易激综合症（IBS）和超重（OW）成人肠道微生物群的组成和代谢产物的产生，使用了体外SIFR^?发酵系统（系统性肠道发酵研究）。从12名捐赠者（每个队列6人）处收集新鲜粪便样本，并在厌氧条件下培养24小时，同时单独给予类胡萝卜素或与益生元菊粉（IN，剂量为每天2.5克）联合使用。

结果

我们观察到每个队列在基线时的微生物群特征具有表型特异性。类胡萝卜素单独使用时效果较小，但与益生元菊粉联合使用时显著改变了微生物群组成（Bray-Curtis差异度，P<0.05）并增强了短链脂肪酸（SCFA）的产生。大多数类胡萝卜素增加了丁酸的产生，尤其是ZE（每天2毫克）在IBS患者中（+7.6%）和LU（每天60毫克）在超重患者中（+8.0%），效果最为显著（p_adjusted<0.10）。相比之下，LY（每天45毫克）单独使用时增加了乙酸（+3.5%）和丙酸（+8.0%），但减少了丁酸（-7.5%，p_adjusted<0.10）。SCFA的变化与类胡萝卜素和队列特定的< />、alistipes、akkermansia、faecalibacterium和coprococcus丰度的变化相关。ZE还增强了菊粉对健康相关代谢物3-苯乳酸（PLA）和2-羟基异己酸（HICA）的作用，尤其是在IBS患者中（p_adjusted<0.20）。

结论

抗氧化类胡萝卜素可能支持厌氧肠道微生物，包括主要的丁酸生产者，并对抗表型特异性的菌群失调，从而为IBS和肥胖相关的菌群失调提供新的饮食方法。由于这些效应是在类胡萝卜素与菊粉联合使用时观察到的，因此类胡萝卜素作为富含纤维的饮食的一部分摄入时可能会产生更大的影响，这反映了它们在植物性食物中的天然存在。