Probiotic enhances the absorption of astaxanthin in antibiotic-treated mice
本研究表明，特定的益生菌干预，特别是植物乳杆菌（*L. plantarum*）299v 和罗伊氏乳杆菌（*L. reuteri*）DSM 17938，通过恢复肠道转运蛋白表达、减轻结肠损伤并调节肠道菌群组成，增强了抗生素处理小鼠对虾红素的吸收。
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在人体内部，一个庞大且繁忙的微观生命群落居住在消化道内。这些肠道细菌不仅仅是消极的乘客；它们充当着第二代谢引擎，帮助分解食物、合成维生素，并管理身体如何吸收饮食中的营养物质。在依赖这一系统的营养物质中，包括脂溶性化合物，这类物质溶解于油而非水，需要特定的帮助才能穿过肠壁进入血液循环。虾青素便是其中一种，它是一种存在于藻类和海鲜中的强效抗氧化剂，赋予了三文鱼和火烈鸟粉红色的色泽。虽然虾青素以其对抗氧化应激和支持代谢健康的能力而闻名，但作为补充剂摄入时，其人体吸收率极低。其化学结构使其性质不稳定且溶解度差，这意味着如果没有辅助，大部分虾青素会在消化系统中流失而无法被利用。科学家们长期以来一直怀疑肠道微生物组在解锁这些化合物潜力方面起着关键作用，但关于细菌如何在活体动物中影响这一过程的具体机制仍不明确。
为了解开这个谜团，中国海洋大学的研究人员设计了一个实验，旨在分离肠道细菌与虾青素吸收之间的关系。他们首先在小鼠身上创造了一个受控场景，通过使用一种抗生素混合物暂时清除其天然的肠道微生物组。这一步骤至当重要，因为它移除了现有细菌这一变量，使科学家能够观察在消化道基本处于缺乏通常微生物辅助的“空白”状态时会发生什么。在这种无菌环境下，小鼠被给予了虾其素，结果非常显著：如果没有肠道细菌，小鼠对该化合物的吸收量极少。在小鼠血液、肝脏、心脏和肌肉中发现的虾青素水平，明显低于具有完整微生物组的健康小鼠。这证实了肠道细菌对于高效吸收此类营养素是必不可少的。
研究人员随后引入了一个新的变量，以观察他们是否可以恢复丧失的功能。他们给接受过抗生素处理的小鼠喂食了特定的益生菌株，即已知能带来健康益处的活微生物。这些菌株包括植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）、罗伊氏乳杆菌（Limosilactobacillus reuteri）和动物双歧杆菌（Bifidobacterium animalis）。结果立竿见影且意义重大。接受这些益生菌补充剂的小鼠在吸收虾青素的能力方面表现出显著恢复。它们体内及组织中的化合物水平大幅上升，达到了接近正常水平，甚至在某些情况下超过了正常水平。在测试的三种菌株中，罗伊氏乳杆菌被证明是最有效的，它驱动了虾青素在全身器官中的最高积累。这表明，重新引入有益细菌可以直接逆转由抗生素治疗引起的吸收失败。
为了深入探究这种恢复背后的生物学原理，团队检查了肠粘膜，以了解益生菌是如何实现这一结果的。他们发现抗生素治疗破坏了肠道屏障，导致炎症并减少了保护肠壁的黏液分泌细胞数量。这种损伤还抑制了特定转运蛋白的活性——这些分子闸门通常负责将脂溶性营养物质从肠道运送到体内。当引入益生菌时，它们充当了修复小组。它们减轻了炎症，恢复了保护性黏液细胞的数量，并且最重要的是，重新开启了这些转运蛋白的表达。负责制造这些“闸门”的基因被重新切换回高活性状态，从而为虾青素进入血液循环创造了更高效的路径。
研究还显示，益生菌不仅修复了物理屏障，还重塑了肠道内的整个微生物群落。通过基因测序，研究人员观察到经过益生菌处理的小鼠发育出了一个既不同于健康小鼠、也不同于抗生素受损小鼠的独特细菌种群。某些被称为支持肠道健康和脂质代谢的有益细菌群，如阿克曼氏菌（Akkermansia）和杜博西氏菌（Dubosiella），其丰度有所增加。这些特定细菌的存在与体内较高水平的虾青素强相关。这表明，益生菌通过创造一个新的、有利于营养转运的良好微生物环境来发挥作用。
最终，这项研究清晰地描绘了肠道健康如何决定某些补充剂的有效性。它表明，人体利用像虾青素这样强大的抗氧化剂的能力，不仅取决于摄入了什么，还取决于进行消化的生物环境。通过修复肠道屏障并重新激活吸收所需的分子转运器，益生菌可以克服抗生素治疗带来的限制。尽管这项工作是在小鼠身上进行的，但它为为什么有些人可能难以吸收脂溶性营养物质提供了一个令人信服的解释，并指向了一个未来，即特定的细菌菌株可以被用于增强关键健康化合物的输送。这些发现奠定了理解的基础，即解锁某些营养物质全部潜力的关键，可能在于我们自身肠道内居住的那些微观盟友。
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