微藻是光合微生物,是营养素和生物活性化合物的宝贵来源。它们特别富含高质量蛋白质,还含有膳食纤维、多不饱和脂肪酸(PUFAs)和其他生物活性化合物。这些化合物与各种健康益处相关,包括抗氧化、免疫调节和降脂活性。它们还可能有助于减轻几种疾病的风险因素,如 2 型糖尿病、肥胖和心血管疾病(Barkia et al., 2019)。它们快速的生物质生产和低环境足迹使微藻成为开发功能性食品、营养保健品和靶向递送系统的有吸引力的可再生基质。
Chlorella vulgaris 是一种可食用的单细胞绿色微藻,生活在淡水和海水中。其组成因培养条件而异(Richmond & Hu, 2013);但通常包括其蛋白质中的所有必需氨基酸以及碳水化合物如 α- 和 β-葡聚糖和纤维,ω-3 PUFAs 如 α-亚麻酸,以及 ω-6 PUFAs 如亚油酸(Bito et al., 2020)。除了高营养密度外,C. vulgaris 已成为藻源功能性生物材料、生物活性化合物和循环生物经济内环保生物基应用的可持续、碳中和来源(Hoque et al., 2025)。几项研究表明,基于C. vulgaris 为结肠发酵生态系统提供的特定底物,C. vulgaris 具有调节肠道微生物群组成的潜力。小球藻生物质具有由复杂结构多糖组成的难降解外细胞壁,包括 β-葡聚糖、鼠李糖、半乳糖和纤维素样聚合物(Canelli et al., 2021)。这些不可消化的碳水化合物抵抗上胃肠道酶解,作为功能性益生元纤维到达盲肠和结肠(Deniz et al., 2025)。在那里,它们作为糖解发酵菌(如Prevotella)的主要碳和能源,驱动产生短链脂肪酸(SCFAs)的代谢途径,导致肠腔内 SCFAs 产量增加(Ba?ares et al., 2025; Velankanni et al., 2023)。直链 SCFAs 如乙酸、丙酸、丁酸和戊酸是肠道微生物发酵膳食纤维的关键终产物,而支链 SCFAs 如异丁酸、2-甲基丁酸和异戊酸源自支链氨基酸的分解代谢。SCFAs 在维持肠道健康中起着重要作用。具体而言,一些研究表明,施用这种可食用微藻可增加丙酸盐和丁酸盐的产生,这与体重减轻和抑制病原体感染有关(Jin et al., 2020; Wan et al., 2020; Yuan et al., 2023; Zhou et al., 2023)。此外,据报道源自Chlorella 的多糖可降低厚壁菌门/拟杆菌门比值并增加拟杆菌属(Bacteroides)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)的相对丰度(Wan et al., 2023)。关于C. vulgaris 的现有数据也表明,它可改善肌肉质量、力量和功能,突出了其在促进肌肉再生和缓解少肌症方面的潜在作用(Zainul Azlan et al., 2019b, 2019a, 2020)。
二十碳五烯酸(EPA, 20:5 n-3)和二十二碳六烯酸(DHA, 22:6 n-3)是长链ω-3 PUFAs,在人类生理学中起关键作用,但在小球藻中缺失(Thielecke & Blannin, 2020)。EPA 和 DHA 的摄入与广泛的有益影响相关,因为它们可能通过调节抗氧化信号通路以及调节炎症过程而作为抗氧化剂(Djuricic & Calder, 2021)。然而,EPA/DHA 对肠道微生物群的影响仍然知之甚少,可能与厚壁菌门/拟杆菌门比值的调节有关,如先前体外描述(Rehman et al., 2024)。EPA/DHA 对肌肉组织的作用了解较好。摄入 EPA/DHA 可减少动物模型中的肌肉质量损失,这似乎与较高数量的活化卫星细胞和蛋白质合成相关信号通路的上调密切相关(De Carvalho et al., 2017; Gingras et al., 2007; Ochi & Tsuchiya, 2018)。尽管研究之间存在公认的变异性,但证据表明 EPA/DHA 可能有助于认知支持、神经保护、损伤后恢复和主观肌肉酸痛减少(Fontani et al., 2005; Tomczyk et al., 2023)。
本研究探索了C. vulgaris 和 EPA/DHA 作为功能性食品成分的潜在互补作用。本研究旨在评估这种组合对健康大鼠肠道和肌肉生物学的短期和中期功能影响。