APPS | 天然膳食多酚通过抑制炎症和调节肠道-脑轴有效预防抑郁症的作用机制

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PART 01

Introduction

抑郁症是全球最常见的精神疾病之一，其特征表现为长期情绪低落、丧失对日常活动的兴趣以及认知功能改变。现已成为全球范围内致残率高、发病率重、死亡率高的疾病，严重威胁人类健康。目前越来越多的证据表明肠道-脑（MGB）轴在抑郁症的发病机制和治疗中起着关键作用。

天然多酚是一类主要存在于植物根部、果实、叶片和种子中的非必需植物化学物质。相比于当前临床抗抑郁药物不良反应、患者依从性差等显著的局限性，从多酚中提取高效低毒的天然抗抑郁药物成为一项有前景的研究趋势。有研究发现，大豆种皮中的多酚可减轻海马区炎症，并改善小鼠脂多糖（LPS）诱导的记忆缺陷。在小鼠模型中，生物活性膳食多酚制剂能缓解慢性压力引发的抑郁样和焦虑样行为。天然膳食多酚可能通过MGB轴上的三条相互关联的途径缓解抑郁表型。

1）天然膳食多酚通过促进短链脂肪酸（SCFA）生成菌群增殖的同时，抑制携带LPS的致病菌，重塑肠道菌群，限制肠道通透性并减少内毒素血症，从而减少可能引发神经炎症和情绪功能障碍的微生物产物的侵入。2）多酚及其微生物代谢物可抑制促炎细胞因子，缓解小胶质细胞过度活化和M1型极化。3）多酚通过调节5-HT/cAMP/PKA/CREB信号通路和BDNF/TrkB/PI3K通路等神经递质与神经营养信号传导，支持海马神经发生和突触可塑性。这些机制共同构成了多酚改善情绪相关结果的完整理论框架。

河北大学公共卫生学院王志强副教授、河北大学公共卫生学院韩雪讲师等在本综述中，以MGB轴为切入点，从肠道微生物丰度、炎症和神经因子三个方面，阐述多酚通过MGB轴调节抑郁症的具体机制。

PART 02

肠道微生物群是多酚类物质抗抑郁作用的中心介质

临床研究表明，抑郁症患者常伴随微生物群失调，其特征表现为微生物多样性改变，以及特定细菌类群相对于健康对照组的相对丰度显著偏移。在门水平上，抑郁症与厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门的改变相关，最显著的是拟杆菌门与厚壁菌门的比例升高，以及肠杆菌目显著富集，和普雷沃菌科、乳球菌科和瘤胃球菌科以及乳杆菌属和双歧杆菌属则明显减少。膳食多酚通过可重塑肠道菌群促进生物活性微生物代谢物的形成，调节MGB轴并产生抗抑郁效果。例如，茶多酚补充剂可抵消抗生素导致的菌群丰富度和多样性下降，并增加乳杆菌属、阿克曼菌属（可增强屏障完整性）、布拉氏菌属、玫瑰伯氏菌属和真杆菌属的相对丰度。研究显示，姜黄素能显著提升拟杆菌门、脱诺球菌-热球菌门及毛杆菌科的菌群丰度的同时逆转葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠缩短和焦虑样行为。越来越多的证据表明，膳食多酚可通过选择性抑制致病菌群、促进有益共生菌的生长，从而恢复肠道菌群平衡。

MGB轴作为连接肠道与大脑的双向网络，微生物群产生的代谢物构成了其主要通讯途径。其中，三甲胺-N-氧化物（TMAO）和短链脂肪酸（SCFAs）通过调节神经炎症通路来影响抑郁症的发展。研究显示，血清中TMAO水平与抑郁严重程度呈正相关。此外，研究表明抑郁症患者体内SCFAs水平显著降低，而补充SCFAs能通过改善肠道通透性及调节HPA轴功能产生抗抑郁效果。这些发现均为肠道微生物群作为膳食多酚发挥抗抑郁作用的关键中介这一概念提供了理论依据。

图1 饮食中多酚类物质的抗抑郁作用主要取决于其调节肠道菌群的作用

PART 03

多酚类物质通过调节MGB轴抑制抑郁患者的炎症反应

肠道菌群失衡诱导的低度系统性炎症是抑郁症病理进程的重要环节。革兰氏阴性菌来源的LPS经受损肠屏障易位，激活TLR4-NF-κB信号级联，触发NLRP3炎症小体组装及IL-1β、IL-18、TNF-α等促炎细胞因子释放；后者通过血-脑屏障或室周器官进入中枢，驱动小胶质细胞向M1表型极化，造成慢性神经炎症。局部IL-6、TNF-α升高进一步激活下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，导致糖皮质激素持续高分泌及受体表达下调，负反馈受损，形成“高皮质醇-抵抗”状态，促使海马谷氨酸兴奋性毒性增强、5-羟色胺（5-HT）合成酶抑制及脑源性神经营养因子（BDNF）表达下降，神经可塑性受损，最终诱发抑郁样行为。多酚及其微生物代谢产物可在多环节干预该病理链：姜黄素、单宁酸与可可原花青素通过阻断LPS-TLR4结合及下游MyD88/NF-κB通路，显著降低血清与海马区IL-6、TNF-α水平；黄芩苷抑制NLRP3-ASC-pro-Caspase-1复合物形成，减少IL-1β分泌，并恢复糖皮质激素受体表达，改善HPA轴负反馈。甘草酸苷与槲皮素重塑菌群结构，提高产丁酸菌（乳螺菌科NK4A136组、Akkermansia muciniphila菌属）丰度，增强SCFAs生成；SCFAs通过抑制组蛋白去乙酰化酶降低NF-κB转录活性，并强化上皮紧密连接，减少LPS易位。微生物对花青素、黄烷-3-醇的进一步代谢产生3-羟基肉桂酸、二羟基苯乙酸等活性酚酸，可在人外周血单核细胞模型中显著抑制LPS诱导的细胞因子风暴，并沿肠-脑轴传递抗炎信号。随着外周及中枢炎症缓解，5-HT/cAMP/PKA/CREB与BDNF/TrkB/PI3K-Akt信号通路得以恢复，海马神经发生及突触可塑性增强，抑郁表型相应改善。综上，多酚通过“阻断LPS-TLR4-NF-κB-NLRP3炎症轴-重塑SCFAs产生菌群-抑制中枢小胶质M1极化-恢复HPA负反馈-上调5-HT/BDNF可塑性信号”的多级联机制，为抑郁症的抗炎干预提供了天然小分子策略。

图2 多酚抑制炎症与调节MGB轴缓解抑郁的机制

PART 04

多酚通过促进神经递质来调节神经因子

多酚抗抑郁的关键机制还涉及到精准激活MGB轴/5-HT/BDNF信号链（具体作用机制示意图见图3）。

肠道菌群在多酚及其代谢物（尿石素A、阿魏酸、黄腐酚等）的影响下，会增加SCFAs（丙酸、丁酸）的产生，刺激肠嗜铬细胞合成并释放5-HT，使血液和海马5-HT水平同步升高；5-HT与受体结合后，Gs蛋白-腺苷酸环化酶被唤醒，cAMP/PKA迅速磷酸化CREB（Ser133），直接启动BDNF基因转录，BDNF及其高亲和力受体TrkB在海马与前额叶皮层表达上调，随后触发Ras-MAPK、PI3K/Akt/mTOR三级级联，既促进神经元存活、突触新生与树突棘成熟，又抑制HPA轴过度兴奋和神经炎症，形成“递质-营养因子-行为”正向循环。核桃多酚、槲皮素、木犀草素、迷迭香酸等在体内外模型中，均能以剂量依赖方式重现上述现象，并在阻断PKA或TrkB后，抵消其抗抑郁效应，证实该通路在多酚改善抑郁症作用中的重要意义。

图3 5-HT通过多种信号通路调控BDNF的表达，从而改善抑郁症状的机制

PART 05

Conclusion

本综述重点探讨多酚与MGB轴及抑郁症之间的关联，以及多酚通过调节MGB轴缓解抑郁症状的作用机制。我们总结了多酚调控MGB轴的三大关键领域：重塑肠道菌群丰度与组成、减轻炎症反应、调节神经因子。多酚通过调控神经递质和神经营养因子的平衡，二者均与肠道稳态及抑郁症发展密切相关。因此，针对多酚在肠道与大脑中的具体作用机制开展更多实验研究至关重要。总之，我们认为将多酚作为天然生物活性化合物，用于改善神经系统疾病和肠道功能障碍，可能成为治疗抑郁症安全有效的策略。

第一作者

韩雪，工学博士，河北大学公共卫生学院讲师，主要研究方向为食品功能成分的健康效应、天然植物多酚对慢性疾病的干预作用。目前主持河北省自然基金1项，参与国家自然科学基金项目1项，在国内外期刊公开发表学术论文10余篇，其中以第一或共一作者发表SCI收录论文6篇。

通信作者

王志强，博士，副教授，河北大学公共卫生学院副院长，主要研究方向为食品功能因子与慢性病防治。河北省优秀青年基金项目获得者、河北省课程思政教学名师、河北省检验检疫学会常务理事、河北省营养学会理事等。目前主持国家自然科学基金面上项目等科研项目7项，获河北省科技进步二等奖1项，在国内外期刊公开发表学术论文50余篇。

The mechanism of natural dietary polyphenols on inhibiting inflammation and modulating gut-brain axis: an effective way to prevent depression

Xue Han1, Yutong Liu1, Yuxiao Wei1, Lei Ma1, Soon Sung Lim2, Zhiqiang Wang1*

1 Hebei Key Laboratory of Public Health Safety, School of Public Health, Hebei University, Baoding, 071002, China

2 Department of Food Science and Nutrition, Hallym University, Chuncheon, 24252, Korea

*Corresponding author.

Abstract

Depression is a leading global public health concern, and current pharmacotherapies are often limited by adverse effects during long-term use. Natural dietary polyphenols have attracted attention as safer alternatives, supported by growing evidence of their antidepressant potential. This review synthesizes current findings on the mechanisms through which polyphenols alleviate depressive symptoms, with a particular focus on the microbiota-gut-brain (MGB) axis. A total of 3 key pathways are highlighted: 1) reshaping gut microbial composition and enhancing the production of beneficial metabolites such as short-chain fatty acids (SCFAs); 2) suppressing neuroinflammation by inhibiting pro-inflammatory cytokines and normalizing hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis activity; and 3) promoting neuroplasticity via up-regulation of neurotransmitters and brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Collectively, these actions converge to improve mood regulation and cognitive function, and this review underscores the therapeutic potential of polyphenols as natural bioactive agents for depression. Further well-designed studies are warranted to clarify dose-response relationships, microbiota-dependent variability, and translational applicability in humans.

Reference:

Han, X., Liu, Y., Wei, Y. et al. The mechanism of natural dietary polyphenols on inhibiting inflammation and modulating gut-brain axis: an effective way to prevent depression. Agric. Prod. Process. Sto. 2, 16 (2026). https://doi.org/10.1007/s44462-025-00054-0

本文编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇

封面图片来源：摄图网

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