食用菌多糖的健康益处与肠道菌群调节

食用菌因营养与风味被食用数千年，近年来食用菌多糖（edible mushroom polysaccharides，EMPs）作为功能因子受到持续关注。与一般可消化碳水不同，EMPs 多为β-葡聚糖骨架、支链与构型多样，能在胃肠道上段抵抗消化，完整抵达结肠与菌群发生选择性互作，由此触发一系列与代谢、免疫和屏障相关的健康效应。来自美国马萨诸塞大学肖航教授团队在 Critical Reviews in Food Science and Nutrition （IF 8.8, Q1）期刊发表了题为 Health benefits of edible mushroom polysaccharides and associated gut microbiota regulation 的文章为大家介绍了食用菌多糖的健康益处及其通过肠道菌群调节所发挥的作用，为功能食品开发与营养干预提供了系统梳理与方法参考（图1）。

图1. 食用菌多糖与肠道菌群的潜在相互作用特征及其相关的健康促进效应：EMPs 通过抵抗上消化道消化、在结肠被菌群选择性利用并产生短链脂肪酸等代谢物，进而调节菌群组成、肠屏障与免疫信号，关联肥胖、炎症性肠病、肿瘤等多种健康结局的改善。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33792430/

论文首先从结构入手，阐明 EMPs 的基本化学特征与表征流程。不同食用菌来源的多糖以β-D-葡聚糖为主体，常见键型包括(1→3)、(1→6)-β-葡聚糖，也可伴随(1→4)-α-葡聚糖片段；侧链常含葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、木糖与阿拉伯糖等不同比例的单糖，形成同多糖与杂多糖并存的复杂谱系。精确的结构解析依赖于脱蛋白、离子交换与凝胶过滤等纯化步骤，结合单糖组成、分子量均一性、官能团、糖苷键位与分子构象等多维手段。作者强调结构多样性与生物活性间存在紧密联系，理解“结构-活性”关系是推进该领域的关键。

消化学证据显示，多数 EMPs 在体外模拟唾液-胃-小肠体系中不发生显著水解，不释放游离单糖或仅出现有限的还原糖变化，提示其可作为“不可消化碳水”到达结肠，成为菌群可发酵底物。由菌群利用 EMPs 产生的代表性代谢物是短链脂肪酸（SCFAs），包括乙酸、丙酸、丁酸与戊酸等。SCFAs 通过多条宿主信号轴参与代谢与免疫调控：一方面可激活 FFAR2/FFAR3 与 GPR43 等受体，调节肠道 L-细胞分泌 GLP-1 及胰岛素信号，影响能量与糖脂代谢；另一方面具备抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的表观遗传作用，上调某些抑癌基因的表达并抑制促炎通路。多糖链长、分支度、键型与分子量等结构参数会影响其被不同菌属利用的效率与所产 SCFAs 的谱型，进而牵动宿主表型。

在健康个体的菌群层面，EMPs 的摄入可提高多样性并重塑群落结构，常见现象包括改变厚壁菌门/拟杆菌门比例、增加乳酸杆菌科、瘤胃球菌科与黏蛋白阿克曼菌等具有代谢或屏障意义的类群，同时抑制潜在致病或促炎型细菌。其重要机制一是发酵产酸降低肠腔 pH，从环境侧有利于益生类群繁殖；二是 EMPS 降解片段作为碳源与能量源被特定类群优先利用，形成营养位点上的竞争优势。作者也提示个体差异（饮食、年龄、环境与生活方式）会显著影响干预效果，需要在设计与解释中纳入。

在疾病模型证据方面，肥胖与代谢综合征是 EMPs-菌群-宿主互作的代表场景。相关动物研究中，来自灵芝、灰树花、木耳、虫草、黑齿菌等多糖分离物能在高脂饮食模型下降低体重增长、炎症与胰岛素抵抗，改善血脂并促进粪胆汁酸排泄，同时纠正 Firmicutes/Bacteroidetes 比值与蛋白细菌门的异常富集，提升多种 SCFAs 产生菌群。更具说服力的是粪菌移植实验：经 EMPs 干预的小鼠供体的菌群即可部分转移“抗肥胖”表型，提示菌群因果链条的存在。针对具体菌属的线索还包括：Akkermansia 丰度与体重、脂肪率的负相关，丁酸产生菌与脂代谢基因表达的正向耦合等。

在炎症性肠病（IBD）中，EMPs 的作用集中在调节菌群-屏障-免疫三角。多种来源的多糖在硫酸葡聚糖钠盐或醋酸诱导的结肠炎模型中，能够恢复多样性、降低变形菌门等促炎类群增殖，提升乳双歧-丁酸产生谱系，伴随紧密连接蛋白表达上调与促炎因子下调。与此并行，盲肠 SCFAs 水平普遍升高，TLR4/NF-κB 等炎症通路被抑制，反映了“代谢中介-信号调控”的连续性。作者据此提出：针对 IBD 的营养干预可从“可发酵性-产酸能力-受体配体作用”三层设计指标，并关注个体菌群背景差异。

在肿瘤方面，论文聚焦肠道微生物相关的致癌风险与蘑菇多糖的干预可能。菌群及其代谢物（如脂多糖、乙醛、硫化氢与二级胆汁酸等）可促炎致突变，推动肠道肿瘤发生；而 EMPs 通过改变菌群组成与代谢谱，提升丁酸等有利代谢物，进而影响宿主免疫细胞浸润、屏障稳定与致癌信号网络。以结直肠癌模型为例，灵芝多糖干预可降低肿瘤负担，调整拟杆菌、肠杆菌科、梭菌目等相对丰度；部分研究还提示在乳腺癌异种移植模型中，EMPs 与免疫检查点相关指标的改善也与菌群重塑相关。整体上，多糖-菌群-抗肿瘤免疫的跨层级耦合，为功能食品与辅疗策略提供了依据。

除上述外，论文还梳理了糖尿病与认知相关表型的证据。2 型糖尿病模型中，灵芝与灰树花等多糖在降糖的同时，降低有害菌并提升丁酸产生菌与拟杆菌属等“代谢友好”类群；在胆碱能损伤导致的学习记忆受损模型中，金针菇多糖通过上调特定类群、降低梭菌纲与芽孢杆菌纲等，伴随神经炎症指标改善，从而呈现“微生物-脑-肠轴”的干预可能。

值得注意的是，作者也指出该领域的挑战与前沿方向。首先，EMPs 的结构高度复杂，不同来源与工艺造成的链长、分支与构象差异，决定其“被谁吃、怎么被吃、产生什么”的生态命运，需要用更系统的碳水化合物化学与组学工具去刻画。其次，个体菌群差异使得干预响应具有高度变异性，强调随机对照与多组学整合的重要性。最后，“结构-菌群-代谢物-宿主靶点”的全链条证据仍不充分，尤其是 SCFAs 之外的微生物代谢物谱及其靶向受体网络，有待更深入的因果验证与机制拆解。

综合以上，EMPs 兼具“不可消化-可发酵-可信号”的三重属性，是连接饮食与肠道微生态、代谢稳态与免疫反应的重要桥梁。其健康效应在肥胖、IBD 与肿瘤等菌群相关疾病中已展示出干预潜质，也在糖代谢与认知等领域显现可转化价值。未来的关键在于以多学科范式整合结构化学、宏基因组、代谢组、蛋白组乃至单细胞技术，建立标准化样品-方法-报告链路，进一步明确“何种结构的 EMPs 在何种菌群背景中，产生何种代谢物并作用于何种宿主靶点”，从而为精准膳食策略与功能食品研发提供可操作的科学依据。

文献链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33792430/