综述：通过肠道菌群与膳食植物化学物质的相互作用促进认知健康

这篇综述系统阐述了肠道菌群（GM）与膳食植物化学物质通过肠-脑轴（GBA）的双向互作机制，重点解析了尿石素（Uro-A）、萝卜硫素（SFN）、雌马酚（Equol）等微生物代谢产物的神经保护作用，为基于精准营养（如Nrf2/ARE、FXR/TGR5通路调控）的认知障碍干预策略提供了理论依据。

　　

1 引言：饮食、肠道菌群与认知的复杂互作

认知衰退是涉及分子、细胞到系统层面的级联病理过程，表现为记忆障碍、执行功能下降等临床症状。近年研究发现，约3.8×10¹³微生物组成的肠道菌群通过代谢（如短链脂肪酸SCFAs）、神经递质（5-HT/GABA）和胆汁酸信号等途径调控脑健康。地中海饮食等富含植物化学物质的膳食模式可塑造"年轻化"菌群，其代谢产物通过抗氧化、抗炎等机制延缓神经退行性疾病进展。

2 肠道菌群与认知功能

2.1 菌群调控认知的多重机制

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  代谢轴：丁酸盐通过抑制HDAC增强血脑屏障（BBB）完整性，降低LPS诱导的神经炎症

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  神经递质轴：芽孢杆菌促进5-HT合成，乳酸菌调节GABA生成

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  胆汁酸轴：微生物7α-脱羟基化产生的次级胆汁酸通过FXR/TGR5受体调控BDNF-CREB信号

2.2 菌群失调与认知障碍的恶性循环

肠道屏障破坏导致LPS入血，激活TLR4-NF-κB通路引发神经炎症；色氨酸代谢向犬尿氨酸（KYN）途径偏移，导致神经毒性代谢物积累。阿尔茨海默病（AD）患者中，产丁酸菌（如Butyrivibrio）减少与线粒体DNA拷贝数下降显著相关。

3 植物化学物质的作用机制

3.1 分类与代谢特征

10万余种植物化学物质中，多酚、硫苷等需经微生物脱糖基化等转化才能穿越BBB。如石榴鞣花单宁被Gordonibacter转化为尿石素，其脑浓度可达35ng/g。

3.2 菌群-植物化学物质协同效应

浆果花青素选择性促进双歧杆菌增殖，提升SCFAs水平；姜黄素通过HMGB1-RAGE通路改善APP/PS1小鼠记忆，但高剂量可能影响铁代谢。

4 关键微生物代谢产物

4.1 尿石素

UM-A表型者产生的Uro-A通过AMPK/SIRT通路增强自噬，在AD模型中将Aβ_1-42沉积降低40%

4.2 萝卜硫素

西兰花中的SFN通过Keap1-Nrf2-ARE通路上调抗氧化酶，12周干预使创伤性脑损伤患者工作记忆提升21%

4.3 雌马酚

仅30-50%亚洲人群能将大豆苷元转化为Equol，其通过ERβ-PI3K/Akt通路改善空间记忆，流行病学显示Equol生产者MCI风险降低34%

5 结论与展望

未来需开展基于菌群分型的精准干预，如针对UM-B表型者补充特定益生菌以增强尿石素生成。整合多组学技术解析"食物-菌群-代谢物-脑靶点"全链条机制，将推动功能性食品（如富集SFN的芽苗菜）在认知健康领域的应用。