益生菌作用機制

關(guān)于益生菌作用機制益生菌作用機制三個角度（益生菌-細胞）恢復(fù)腸道正常通透性刺激粘液產(chǎn)生促進粘膜再生（益生菌-細菌）競爭營養(yǎng)和定植位點產(chǎn)生抗微生物物質(zhì)（益生菌-免疫）刺激或增強IgA的產(chǎn)生NK-cell的活性白細胞的吞噬活性T細胞和B細胞的增殖活性細胞因子的產(chǎn)生增強腸道粘膜屏障功能和定植抗力阻止病原菌的黏附和定植增強腸道粘膜和系統(tǒng)的免疫反應(yīng)有效對抗病原體，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，維護腸道粘膜屏障功能第2頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌與細菌的相互作用第3頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腸道菌群對腸粘膜屏障的作用機制粘液產(chǎn)生粘液避免病原菌定植能量供應(yīng)釋放防衛(wèi)素腸腔產(chǎn)生IgA漿細胞激發(fā)和維持腸相關(guān)淋巴組織淋巴濾泡細菌脂多糖鞭毛蛋白等M細胞調(diào)節(jié)緊密連接纖維素益生元

生物屏障機械屏障化學(xué)屏障免疫屏障StephanCBischoff.‘Guthealth’:anewobjectiveinmedicine?BischoffBMC

Med2011,9(24)./1741-7015/9/24第4頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腸道細菌間的相互作用細菌的不同生物學(xué)特性與生活習(xí)性決定其不同的生理作用厭氧菌和需氧菌腔菌群和膜菌群糖分解細菌和蛋白分解細菌細菌之間的生存競爭拮抗第5頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腔菌群和膜菌群組成的生態(tài)系統(tǒng)膜菌群：專性厭氧菌雙歧桿菌、乳桿菌等免疫原性低或無腔菌群深層：兼性厭氧菌類桿菌、消化鏈球菌等腔菌群淺層：需氧菌腸球菌與大腸桿菌等腸道內(nèi)優(yōu)勢菌為專性厭氧菌，約占腸道細菌總數(shù)的99%第6頁,共24頁，2024年2月25日，星期天營養(yǎng)競爭與定植拮抗病原菌益生菌1.抑制致病菌黏附于腸上皮2.抑制不耐酸的腸道致病菌生長4.競爭營養(yǎng)物質(zhì)3.激活免疫系統(tǒng)，提高抗感染能力5.維持粘膜屏障完整性25第7頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌產(chǎn)生細菌素的作用1、益生菌產(chǎn)生細菌素作為定植蛋白，產(chǎn)生定植抗力，與病原菌進行占位競爭并抑制病原菌定植2、細菌素可直接抑制或殺滅病原菌3、細菌素作為信號蛋白，向腸道菌群和免疫系統(tǒng)傳遞信息132AllesonDobson,AmericansocietyforMicrobiology,2012第8頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌抑制病原菌生長大腸桿菌鼠傷寒沙門菌金黃色葡萄球菌蠟樣芽孢桿菌對照組（沒有益生菌）嗜酸乳桿菌LA5鼠李糖乳桿菌LC705乳酸桿菌亞種LC01雙歧桿菌BB12費氏丙酸桿菌謝氏亞種第9頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌與腸上皮細胞的相互作用第10頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腸道菌群對腸粘膜屏障的作用機制粘液產(chǎn)生粘液避免病原菌定植能量供應(yīng)釋放防衛(wèi)素腸腔產(chǎn)生IgA漿細胞激發(fā)和維持腸相關(guān)淋巴組織淋巴濾泡細菌脂多糖鞭毛蛋白等M細胞調(diào)節(jié)緊密連接纖維素益生元

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Med2011,9(24)./1741-7015/9/24第11頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌保護腸道上皮組織的機制可能作用機制包括：共生菌通過促進纖維素和營養(yǎng)物質(zhì)的消化，從而提供能量和物質(zhì)（短鏈脂肪酸、多種酶，多種維生素等）促進杯狀細胞產(chǎn)生黏液、潘氏細胞釋放防御素和上皮細胞合成緊密連接蛋白，調(diào)節(jié)腸道的通透性，維持腸道機械屏障功能調(diào)節(jié)和預(yù)防上皮細胞凋亡減少活性氧自由基產(chǎn)生益生菌免疫調(diào)節(jié)第12頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腸道菌群紊亂導(dǎo)致內(nèi)毒素移位是細菌易位的前奏內(nèi)毒素（endotoxin)移位細菌(bacterial)易位細菌感染及全身炎癥反應(yīng)嚴重程度普遍程度腸道菌群紊亂，G-桿菌過度繁殖肝臟功能異常Gut2005;54:556–563王興鵬，腸道屏障功能障礙基礎(chǔ)與臨床.激活Kupffer細胞釋放炎癥介質(zhì)，腸道屏障功能受損腸道粘膜通透性腸屏障功能益生菌：維護腸道生態(tài)平衡，避免內(nèi)毒素移位第13頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腸上皮細胞阻止細菌易位機制腸腔內(nèi)因素：厭氧菌占多數(shù)，可抑制需氧菌和兼性厭氧菌生長黏液、IgA和膽汁的附著作用上皮細胞完整性和緊密連接T細胞和巨噬細胞的免疫應(yīng)答效應(yīng)第14頁,共24頁，2024年2月25日，星期天細菌與腸道免疫系統(tǒng)的相互作用第15頁,共24頁，2024年2月25日，星期天腸道菌群對腸粘膜屏障的作用機制粘液產(chǎn)生粘液避免病原菌定植能量供應(yīng)釋放防衛(wèi)素腸腔產(chǎn)生IgA漿細胞激發(fā)和維持腸相關(guān)淋巴組織淋巴濾泡細菌脂多糖鞭毛蛋白等M細胞調(diào)節(jié)緊密連接纖維素益生元

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Med2011,9(24)./1741-7015/9/24第16頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌與宿主免疫系統(tǒng)的交互作用改變信號途徑，影響靶細胞的增殖和生存（如通過NFkB通路影響巨噬細胞增殖活化）與樹突狀細胞相互作用，影響T細胞分化為Th1，Th2或Treg，分泌神經(jīng)遞質(zhì)分子,調(diào)節(jié)痛覺受體的表達,影響腸道運動和痛覺感受增加sIgA第17頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)整多種信號途徑：NFkB（核轉(zhuǎn)錄因子kB）MAPK（分裂原活化蛋白激酶）Akt/PI3K（磷酸肌醇3激酶）PPARr（過氧化物酶體增殖

與活化受體r）第18頁,共24頁，2024年2月25日，星期天NF-κB活化途徑NF-κB活化涉及以下六步：①IκB分子抑制劑磷酸化②IκB分子抑制劑泛素化③IκB分子抑制劑被蛋白酶體(VSL#3）降解④NF-κB的活化形式易位到細胞核⑤NF-κB在核內(nèi)與促炎性基因定向結(jié)合⑥促炎性基因產(chǎn)物生成，如：MCP-1,IL-8ElaineOPetrof.ProbioticsandGastrointestinalDisease:ClinicalEvidenceandBasicScience.AntiinflammAntiallergyAgentsMedChen.2009,8(3):260-269.

第19頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌抑制NF-κB激活的途徑益生菌抑制NF-κB激活：通過阻斷IκB泛素化途徑RaviMangalPatel,PatriciaWLin.Developmentalbiologyofgut-probiticInteraction.GutMicrobes.2010,1(3):186-195.第20頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌介導(dǎo)的固有免疫調(diào)節(jié)第21頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌介導(dǎo)的固有免疫調(diào)節(jié)MichaelHHsieh，JamesVersalovic.THEHUMANMICROBIOMEANDPROBIOTICS:IMPLICATIONSFORPEDIATRICS.CurrProblPediatrAdolescHealthCare.2008,38(10):309-327第22頁,共24頁，2024年2月25日，星期天益生菌作用機制總結(jié)細菌毒素增加水分分泌細菌破壞腸粘膜上皮細胞間緊密連接侵犯腸粘膜抗生素破壞腸道正常菌群病毒感染破壞成熟腸上皮細胞雙糖酶減少導(dǎo)致滲透性腹瀉炎癥IgA抗體減少益生菌對有害菌的作用1、抗毒素作用a.分泌糖蛋白拮抗艱難梭菌A/B腸毒素b.分泌蛋白磷酸酶拮抗大腸埃希菌脂多糖2、抗菌活性a.營養(yǎng)競爭和占位保護阻止有害菌黏附和定植b.分泌枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等細菌素抑制有害菌，減少細菌對腸上皮細胞的攻擊益生菌對腸上皮細胞的保護3.產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低腸道PH值，恢復(fù)正常腸功能4.保護腸上皮細胞間緊密連接，維護腸道粘膜屏障完整性5.促進消化吸收a.產(chǎn)生多種維生素（VitB,VitK