GutMicrobiota-PolyphenolInteractionsinChicken:AReview
综述|肉鸡肠道微生物-多酚之间的互作效应
YasirIqbaletal.,
1.简介鸡的消化道由嗉囊、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠、大肠和泄殖腔组成，每一个部位均含有复杂的微生物菌群。肠道微生态系统的平衡对于最佳的健康和生产力非常重要。日粮、环境条件、遗传背景、年龄和应激等因素均会影响肠道菌群，其中日粮是影响肠道微生物发育及功能的最主要因素。自饲料禁抗之后，寻求绿色饲料添加剂来调节鸡的肠道微生物群已成为研究重点。植物提取物（如多酚）已被认为具有明显保健作用，在调节肠道细菌多样性和数量的变化上发挥重要作用。
多酚的有益作用归功于活性代谢物的形成及其对肠道微生物的调节。由于多酚吸收率低，大约90%的酚类化合物会以原始状态进入结肠，并与结肠微生物相互作用。肠道微生物菌群-多酚相互作用在肠道微生物群的调节中起着至关重要的作用，不仅改变了肠道的细菌组成，而且通过代谢成可吸收物质以提高其生物可用性，改善家禽的健康状态和生长性能。
2.家禽的生长性能与微生物群的关系家禽的生长性能可通过饲料转化率（FCR）、体重增加（BWG）、表观代谢能（AME）、饲料剩余摄入量（RFI）和达到所需重量所需的时间等指标来反应。肠道微生物影响营养物质的消化吸收，进而影响FCR。
嗉囊中，拟杆菌、古生菌、瘤胃球菌和粪杆菌属微生物与高生产性能相关，而放线菌、双歧杆菌和乳酸杆菌被发现与低生产性能相关，尤其与体增重有关。球形梭菌与较高的体增重有关，而肠杆菌、大肠杆菌和志贺氏菌与低体增重有关。
在一项研究中，空肠中微生物群落与FCR基本无相关性。
一些回肠微生物菌属已被确定与鸡的生产性能有关。在大多数研究中发现，乳酸杆菌（Lactobacillus）与FCR升高有关，而粪杆菌属（Faecalibacterium）与FCR降低相关。而也有研究表明乳酸杆菌与更高的生产性能和更好的健康相关。
盲肠中微生物变异性最大，其中主导的微生物菌群包括唾液乳酸杆菌、弯曲乳酸杆菌、禽乳酸杆菌、梭菌、发酵乳酸杆菌以及一些属于瘤胃球菌属的微生物。弯曲杆菌属（Campylobacter，是一类寄生于哺乳动物和禽类肠道的革兰氏阴性菌）会引起FCR的增加，与生产效益呈负相关。艾克曼菌、发酵乳杆菌、普通拟杆菌与生长性能提高有关，而大肠杆菌和志贺氏菌与肉鸡的脂肪消化能力低和生长性能较低有关。
因此，肠道微生物菌群的组成会影响鸡的生产性能，然而两者之间关系尚未完全阐明。
3.肠道微生物群-多酚相互作用及对鸡肠道微生物群的影响肠道微生物-多酚相互作用是一个双向过程，其中肠道微生物将多酚代谢成更简单的代谢物，而多酚通过干扰肠道微生物的代谢活动影响肠道微生物的生长和数量。多酚也因其转化为可吸收代谢物而提高其生物可用性。例如，乳酸杆菌能够代谢多酚，产生能量和小分子化合物，供给细胞和干扰肠道细菌的代谢。嗜酸乳酸杆菌可以使植物糖苷去胶质素，并产生苷元，为一些微生物（德式乳酸杆菌和细枝真杆菌）作为营养底物来发挥益生作用。其他微生物能够可以通过破环、降解乳酮，去碳化，脱氢，去甲基化，还原和异构化进一步代谢苷元。
结肠细菌的酶解作用打破了未吸收的多酚的基本结构，并通过将其转化为不同生物活性的低分子量代谢物来增加其生物可用性。虽然在结肠中栖息的细菌种类最多，但其中少数物种（大肠杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、细菌孢子和桉树孢子）可通过特异的代谢途径来代谢多酚。
多酚及其微生物衍生代谢物会影响肠道微生物组成和信号通路。多酚具有很强的抗氧化潜力，通过发挥益生作用和抗菌作用，保护结肠和粘膜上皮细胞，保持有益菌生长的胃肠道环境。多酚通过调节细胞内受体和信号分子影响肠道组织的表观遗传变化。这些酚类化合物还影响肠道排毒系统，对结肠前端上皮细胞起抗氧化作用。多酚对上皮细胞的保护作用，阻止肠道炎症反应，进而提高肠道屏障功能。
多酚一方面抑制致病菌，另一方面作为益生元促进有益菌生长。多酚的抗菌特性至关重要，如奎塞汀、羟基罗索、白藜芦醇和酚酸，对各种致病菌（包括幽门螺旋杆菌和沙门氏菌）均具有明显的抑制作用。饲料中酚类化合物的浓度、抗菌作用的选择性以及细菌对这些天然抗菌素的耐药性会影响细菌的易感性。多酚通过抑菌，防止肠道感染，提高营养物质的利用率，进而提高家禽生长性能。多酚具有"类益生元"作用，作为营养源来选择性地促进有益微生物（如乳酸杆菌和双歧杆菌）生长。饲喂含有花青素、黄烷醇、黄酮醇和酚酸的蔓越莓提取物显著减少了肉鸡肠球菌。富含绿茶和桑叶的多酚是家禽生产中最广泛使用的植物成分之一，据报道，他们在不影响共生菌群的情况下，可选择性地抑制某些致病菌。甘蔗衍生的多酚混合物（多聚糖）可以改善鸡肉的肉稳定性。葡萄多酚提取物也可通过促进肠道有益细菌群落（乳酸杆菌和双歧杆菌）的数量，来改善肉质的氧化稳定性。在鸡饲料中加入富含多酚的桑叶粉，导致鸡肠道中的原杆菌、巨单胞杆菌和拟杆菌数量增加。
肠道形态特征（隐窝深度、绒毛高度）是肠道健康的标示值。肠道形态的改变会影响营养吸收和动物生长性能。多酚也会影响肠道形态。肉鸡饲料中添加多酚会提高十二指肠绒毛高度。另有研究表明，在LPS刺激下，银杏叶中的恒培素，金叶黄素和一些黄酮类化合物通过调节肠绒毛的长度和宽度、隐窝深度，增加了小肠吸收面积。
4.多酚种类特异性-肠道微生物群相互作用及其对鸡肠道健康的调节作用肠道微生物对多酚的代谢转化可能因多酚结构类型（黄酮类或非黄酮类）、聚合程度和空间配置而异。因此，不同种类的多酚通过不同的途径代谢，产生不同的代谢产物，进而对肠道菌群造成不同效应（见表1）。4.1类黄酮类化合物-肠道微生物群相互作用
类黄酮类化合物（黄酮醇类、黄烷酮类、黄烷醇类、异黄酮类、黄酮和花青素）的骨干结构是由苯环A和苯环B通过吡咯C型环连接。肠道中的细菌可从C环的不同位置进行切割，产生各种简单的酚类组分。B环羟基化的位置和模式影响生成的酚代谢物的类型。在C环切割之后，类黄酮类化合物通过肠道微生物的去甲基化和脱氢反应进行下一步的新陈代谢。不同乳酸杆菌菌株参与鸡肠道中类黄酮类化合物的新陈代谢。
类黄酮类化合物及其微生物衍生代谢物显示出抗菌潜力，并具有抑制致病微生物的能力。大量体外研究表明，葡萄副产品中的类黄酮类化合物可以抑制某些细菌，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色链球菌和弯曲杆菌，并能调节鸡肠道微生物群的组成，提高它们的免疫力和健康。同时，它们还影响肠道功能，促进肠道形态发育。众所周知，叶内异黄素和海霉素可以调节粘膜和细胞免疫。据报道，类黄酮类化合物和富含类黄酮的发酵银杏叶可以促进肉鸡肠道形态发育和营养物质的消化吸收。因此，类黄酮类化合物可以通过调节肠道微生物群来改善肠道形态指数，保护肠上皮细胞免受氧化应激。然而，类黄酮类化合物影响肠道结构的确切机制尚不清楚。
4.2.非黄酮多酚-肠道微生物群相互作用
非类黄酮类化合物是一系列复杂而异构化的多酚，从最简单的羟基苯甲酸和羟基肉桂酸，到复杂的二苯乙烯、褐煤素和单宁。不同的化合物由于结构的差异性，生物活性以及在肠道的代谢产物也不尽相同。酚醛酸在体内代谢模式是先被微生物酯酶作用释放出游离酸，然后双键还原成苯丙酸，而后进一步脱羧产生苯乙酸。酚醛酸及其代谢产物影响肠道微生物组成和代谢。基本上所有的酚醛酸，如绿原酸、没食子酸、咖啡酸等都可以在不影响共生菌群的前提下，有效抑制有害菌（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等）生长，还会改善肠绒毛结构，进而促进营养物质的吸收。
5.结论健康的肠道系统对家禽生产至关重要。各种应激诱发肠道菌群失衡，进而导致鸡生长受限和整体健康状况下降。饲料中添加多酚可以改善鸡的肠道健康和生产性能。究其原因，主要是因为它们对肠道微生物群的影响。肠道微生物菌群-多酚相互作用是一个双向过程，其中肠道微生物将多酚转化为其生物活性代谢物，改善了生物可用性和健康影响，而多酚及其肠道微生物衍生代谢物可以促进有益细菌的生长并抑制有害菌的繁殖。肠道微生物群-多酚相互作用的研究是一个新兴的兴趣领域，因为它在肠道健康和调节作用中的重要性。因此，进一步的研究应侧重于了解肠道微生物群-多酚相互作用、它们对肠道微生物群、肉品质和家禽整体健康的影响，为其产业化精确推广应用提供理论依据和技术支持。
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