茶含有丰富的天然多酚。茶多酚（TPs）因茶在世界范围内的广泛消费而受到越来越多的关注，主要源于其对人类健康的多效生物效应。摄入后，TPs 可能在小肠中发生吸收和 II 相结合，而大部分未消化的部分将进入结肠与肠道微生物群相互作用。肠道微生物群和 TPs 之间的相互作用是双向的，一方面包含细菌介导的 TPs 代谢，例如没食子酸部分降解和环裂变以释放酚酸等分解代谢物，另一方面包含TPs对肠道菌群的组成和功能方面的重塑。
TPs 和肠道微生物之间的互作对肠道屏障具有潜在的维持作用，例如，通过改善肠道通透性以减轻炎症。此外，通过重塑微生物组成和相关代谢物，TPs 可以对宿主代谢发挥全身保护作用，这有助于改善某些慢性代谢紊乱。鉴于此，进一步了解 TPs 的代谢命运、与肠道菌群的相互作用以及潜在的健康促进作用，对于未来茶及其多酚成分作为膳食补充剂和/或功能成分在医疗食品中的应用具有重要意义。
天津商学院的Wang Meiyan，Zhao Hui*和黄冈师范学院的Hu Ting*等综述了TPs与肠道微生物群之间的相互作用。一方面，它总结了摄入TPs后的肠道命运，强调了肠道细菌在这一代谢过程中的关键作用。另一方面，还讨论了TPs对肠道微生物群的调节作用以及相关的健康促进作用。目的是从肠道微生物群的角度解释茶或TPs消费有益于人类健康的潜在机制。
摄入TPs后，TPs在小肠中被不同程度的吸收，这取决于它们的化学结构，并通过II期酶和局部微生物群在肠道中进行密集的生物转化。了解TPs的代谢过程和代谢产物非常重要，因为它们定义了TPs的分子靶点和生物活性。
GTP在肠道的归宿通常不会在PVLs/PVA处结束，因为这些结构可以通过肠道微生物群进一步分解代谢，通过β-氧化从侧链上连续损失碳原子，产生各种较小的酚酸，例如苯丙酸和苯甲酸衍生物（图1）。然而，这些分解代谢过程是发生在结肠吸收后，还是两者都发生，仍不确定。此外，3-(3',4'-二羟基苯基)丙酸是否通过α-氧化分解代谢生成2-(3',4'-二羟基苯基)乙酸是另一个尚未回答的问题。
来自人类尿液代谢组学的数据表明，只有有限数量的茶黄素骨架被降解，并通过细菌和哺乳动物酶结合介导的一系列环分裂反应生成3-(4′-羟基苯基)丙酸。3-(4′-羟基苯基)丙酸可能通过脂肪酸侧链的β-氧化进一步分解为4-羟基苯甲酸，并可能在肝脏中甘氨酸化，最终提供4-羟基马尿酸。图2中提出了摄入后茶黄素没食子酸盐的可能代谢途径。此外，在摄入TFs后30 h，在人类尿液中发现微量3′-和4′-羟基苯乙酸以及3′-甲氧基-4′-羟基扁桃酸，这被认为与碱性茶黄素环的分解有关。然而，这些酚酸分解代谢产物中究竟有多少来自茶黄素骨架的分解代谢仍有待于未来的研究确定。
图2 举例说明茶黄素（TFs）在肠道中的生物转化过程
Crosstalk between TPs and gut microbiota
在胃肠道中进行顺序代谢后，TPs在体内的生物可利用部分可能包括完整的母体化合物、不含没食子酸部分的游离TPs、PVLs/PVA、硫酸化/葡萄糖醛酸化/甲基化结合物和少量酚酸。肠道代谢与TPs的生物活性高度相关，代谢物可能会赋予TPs更多或类似的活性，也可能是更少的活性。
事实上，新出现的证据表明，虽然肠道菌群代谢TPs，但TPs塑造了微生物群，TPs和细菌之间的这种相互作用可能会相互受益，并最终对健康产生积极影响。TPs及其在肠道中的代谢产物可以表现出局部生物学效应，例如保护肠道屏障，并且在进入血液时也可能发挥一些全身作用。图3总结了TPs诱导的肠道细菌修饰和相关的健康益处。值得注意的是，TPs在肠道内的局部效应在一定程度上可以作为其系统益处的基础，例如，积极塑造微生物特征，进一步修改微生物代谢产物，最终重建葡萄糖和脂质的稳态。
图3 TPs摄入对肠道菌群可能的改变及其相关的肠道
局部和全身效应
Conclusions and Perspectives
体内动力学知识对于膳食植物化学物质在疾病预防/治疗中的应用非常重要。摄入TPs后，TPs会经历剧烈的代谢过程，包括去除没食子酸部分、II期结合和细菌分解代谢。本文综述了TPs的肠道命运、代谢途径和主要代谢产物，强调了肠道微生物群在TPs降解中的重要作用。值得注意的是，TPs和肠道菌群之间的联系是双向的，更重要的是，它们相互受益。因此，TPs可能通过与肠道微生物的串扰产生肠道屏障保护作用，并且基于局部益处，进一步对宿主代谢发挥系统性保护作用，例如降低血脂和抑制体重增加。
TPs在体内的代谢迅速而广泛，这可能需要禁食和反复给药来维持有效的血浆浓度。然而，血液中过多的TPs可能反过来达到有毒水平。例如，在小鼠模型中，单剂量给予EGCG（1 500 mg/kg）可将丙氨酸转氨酶的血浆水平提高138倍，并降低85%的存活率。高剂量口服EGCG后也观察到肝坏死，这与EGCG的促氧化作用有关，诱导线粒体毒性和自由基促进肝脏的产生。在人类中，发现摄入高水平的绿茶提取物会诱发肝脏毒性。
尽管如此，经常或适度饮用绿茶被认为是安全的。对小鼠进行的体内研究发现，用膳食EGCG（3.2 mg/g，相当于500 mg/kg/天，2周）预处理可显著减轻高剂量（750 mg/kg，即每天一次，连续3天）给药引起的肝毒性。在这种情况下，与高剂量摄入相比，含TPs或茶的低剂量膳食补充剂可能是发挥生物效应的替代策略，同时减轻甚至避免潜在毒性。然而，关于TPs临床应用的可用数据仍然有限且零星。未来的研究需要确定TPs的安全剂量，以及茶叶消费量，并保护不同健康用途的实际量。
最后，TPs、微生物组和宿主之间的相互作用是复杂的。尽管随着代谢组学和微生物组学广泛关联的研究，对其复杂性的理解已经取得了进展，并逐渐变得清晰，但它仍然是一个巨大的挑战。例如，在微生物群、饮食习惯和宿主代谢状态方面存在巨大的个体差异，以及如何确定适当的剂量来应对这些差异以保证饮食干预效果。此外，关于TPs潜在作用机制的信息有限，包括潜在作用靶点、微生物群/TPs串扰和最终健康影响。所有这些谜题都有待解答，以提供足够的证据支持茶或其基于多酚的应用。
王梅燕，女，博士，现为天津商业大学讲师。目前主要从事药食同源天然产物的纯化分离、生物活性与作用机制研究，主持国家自然科学基金青年项目1项，天津市自然科学基金青年项目1项，以第一或通信作者在国内外SCI期刊发表学术论文多篇。
胡婷，女，博士，现在黄冈师范学院任教。主要研究方向为多糖及其复合物的提取、分离和纯化；多糖的结构、链构象及其与生物活性的构效关系。参加国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金、武汉市应用基础研究计划项目等项目。目前发表论文10余篇，以第一作者发表论文6篇，其中SCI 4篇，EI 1篇，中文核心1篇。
赵辉，男，博士，现为天津商业大学高级工程师，硕士生导师。Journal of Food Bioactives杂志编委，Food Science and Human Wellness 杂志编委，天津市细胞生物学会理事，天津市医疗健康学会研究创新专委会主任委员。目前主要从事药食同源天然产物基础与营养开发，主持国家自然科学基金面上项目1项，参与重点和面上项目多项，在国内外高水平食品领域期刊发表学术论文多篇，且获批多项相关发明专利。
Metabolic fate of tea polyphenols and their crosstalk with gut microbiota
Meiyan Wanga,*, Jianying Lia, Ting Hub,*, Hui Zhaoa,*
aTianjin Key Laboratory of Food and Biotechnology, School of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China
bHubei Key Laboratory for EFGIR, Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China
E-mail address: wangmeiyan@tjcu.edu.cn; 843076915@qq.com; zhaohui@tjcu.edu.cn
Abstract
Tea represents an abundant source of naturally occurring polyphenols. Tea polyphenols (TPs) have received growing attentions for its wide consumption in the world, and more importantly its pleiotropic bioeffects for human health. After ingestion, TPs may undergo absorption and phase II reaction in the small intestine, and most undigested proportion would be submitted to the colon to interact with gut microbiota. Interactions between gut microbiota and TPs are bidirectional, including not only bacteria-mediated TPs metabolism, e.g., removal of gallic acid moiety and ring fission to release phenolic acid catabolites, but also TPs-based modification of bacterial profiles. Crosstalk between TPs and gut microbes may benefit for gut barrier function, for example, improvement of the intestinal permeability to alleviate inflammation. Moreover, by reshaping microbial composition and associated metabolites, TPs may exert a systemic protection on host metabolism, which contributes to improve certain chronic metabolic disorders. Given that, further understanding of the metabolic fate of TPs and interplay with gut microbiota as well as potential health-promoting effects are of great significance to development and application of tea and their polyphenolic components in the future as dietary supplements and/or functional ingredients in medical foods.
WANG M Y, LI J L, HU T, et al. Metabolic fate of tea polyphenols and their crosstalk with gut microbiota[J]. Food Science and Human Wellness, 2022, 11(3): 455-466. DOI:10.1016/j.fshw.2021.12.003.
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