益生菌與腸道健康

1、益生菌與腸道健康,生物工程 張明振,開 篇 引 言,隨著消費(fèi)水平的提高，人們在營養(yǎng)上存在誤區(qū)，大魚大肉，忽略了營養(yǎng)均衡。動(dòng)物蛋白和脂肪攝入過多，植物纖維攝入少了，結(jié)果是營養(yǎng)過剩，導(dǎo)致了腸道菌群失衡，腸道蠕動(dòng)緩慢，免疫功能下降，給健康帶來隱患。,一、益生菌簡介,二、腸道的基本知識,四、當(dāng)前研究進(jìn)展與前景方向,主講內(nèi)容,三、益生菌與腸道健康,一、益生菌簡介,啥是益生菌？,益生菌是一類通過改善宿主腸道微生物菌群的平衡而發(fā)揮作用的活性微生物。如乳酸菌、雙歧桿菌、鏈球菌、放線菌、酵母菌等。,一、益生菌簡介,二、腸道的基本知識,在人體消化系統(tǒng)中，腸道是人體最大的消化器官，也是人體最大的排毒器官。也正因?yàn)槿?/p>

2、此，腸道成了無數(shù)菌群混雜的棲息地。在這里他們爭池略地，影響著人類的健康。,人體消化系統(tǒng),三、益生菌與腸道健康,1、腸道中益生菌分布情況,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,3、舉例：益生菌Lactobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,1、腸道中益生菌分布情況,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,為什么補(bǔ)充益生菌？,益生菌是一類重要的微生物調(diào)節(jié)劑，對腸道健康具有極其重要的促進(jìn)作用。益生菌不僅能調(diào)節(jié)腸道菌群環(huán)境，提供能量，還能激活腸道自身體液免疫與細(xì)胞免疫系統(tǒng)，達(dá)到保護(hù)機(jī)體的目的。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,2、益生菌對人體腸道健

3、康影響的作用機(jī)制,益生菌維持人體腸道健康的作用機(jī)制。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,改善腸道微生態(tài)環(huán)境,（1）促進(jìn)消化,益生菌可以發(fā)酵乳糖產(chǎn)生更有利于人體消化和吸收 的乳酸；水解人體消化不完全的蛋白質(zhì)；增加可溶性鈣、 磷和維生素B族的含量。益生菌及其代謝產(chǎn)物可促進(jìn)人 體消化酶的分泌和腸道蠕動(dòng)，并進(jìn)一步促進(jìn)消化吸收 。雙歧桿菌產(chǎn)生的有機(jī)酸還可以增加糞便的濕度，有效防止便秘。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,（2）、調(diào)節(jié)菌群,由于種屬、位置、年齡、生理狀態(tài)和對外部環(huán)境的適應(yīng)能力不同， 微生物群具有特定的構(gòu)成微生態(tài)平衡的定性、定量和定位結(jié)構(gòu) ?？股厮幬镆约凹に氐热菀状蚱莆⑸鷳B(tài)平衡

4、。 微生態(tài)制劑能通過調(diào)整腸道菌群的比例，確保腸道菌群的優(yōu)勢和穩(wěn)定的最佳組合，以糾正腸道的功能障礙。有研究發(fā)現(xiàn)凝結(jié)芽胞桿菌對大腸埃希菌、沙門菌、志賀菌和變形桿菌有一定的抑制作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)抗菌物質(zhì)是乳酸和低分子量一級胺類混合物。凝結(jié)芽胞桿菌還能分泌抗菌肽物質(zhì) 凝結(jié)素，達(dá)到保護(hù)腸道的作用。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,（3）、產(chǎn)生代謝產(chǎn)物,益生菌在腸道中產(chǎn)生大量的低分子酸、過氧化氫、抗菌活性肽，以減少腸道內(nèi)的氨和胺等有毒物質(zhì)，抑制產(chǎn)胺的腐敗菌的生長繁殖，吸收內(nèi)毒素，降低內(nèi)毒素的來源，通過抑制有害細(xì)菌來阻礙前致癌物轉(zhuǎn)化為活性致癌物，從而降低癌癥的發(fā)病率。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用

5、機(jī)制,（4）競爭黏附形成生物屏障,益生菌定植于機(jī)體后 ，在自然生態(tài)條件下大量繁殖，大大限制了腸道有害微生物與腸上皮接觸及其毒素的致病作用，防止病原體的繁殖和腸上皮組織的吸附 。,如雙歧桿菌在磷壁酸與腸黏膜上皮細(xì)胞緊密結(jié)合后能對致病菌產(chǎn)生屏障功能，同時(shí)通過產(chǎn)生細(xì)菌素與胞外酶對外來微生物產(chǎn)生拮抗作用。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,益生菌占據(jù)宿主動(dòng)物消化道的定植位點(diǎn)，減少機(jī)體被致病微生物感染的機(jī)會(huì) 。大腸埃希菌是消化道的常見細(xì)菌，如果過量繁殖會(huì)導(dǎo)致疾病發(fā)生，而定植在胃非分泌上皮的乳酸菌能有效控制疾病的發(fā)生。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,（5）生物奪氧,腸道菌群中，厭氧菌處于優(yōu)

6、勢地位，需氧芽胞桿菌進(jìn)入機(jī)體消化道后消耗大量氧氣，導(dǎo)致腸道內(nèi)氧分子濃度下降，為厭氧微生物的生長提供了有利條件，從而能提高了厭氧菌的定植效果 。人體大多數(shù)益生菌為厭氧菌，而致病菌多為需氧菌 。由于益生菌對腸道環(huán)境的調(diào)節(jié)，致病菌生長長期受到抑制，因此，腹瀉及其他多種消化道疾病的發(fā)生均能得到明顯的減緩。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,（6）提供能量促進(jìn)代謝,腸黏膜中的谷氨酰胺、谷氨酸和天冬氨酸代謝能為腸黏膜生長、發(fā)育和代謝提供能量，而嘌呤和嘧啶核苷酸及谷胱甘肽的合成為腸道利用谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸提供了有效的生理途徑 。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,激活腸道自身免疫系統(tǒng),益

7、生菌可直接作用于宿主的免疫系統(tǒng)，誘導(dǎo)腸道免疫功能，并刺激免疫器官，如胸腺、脾臟和法氏囊的發(fā)育，促進(jìn)巨噬細(xì)胞活性或發(fā)揮輔助作用，激活腸黏膜相關(guān)淋巴組織，增加sIgA 抗體的分泌，提高免疫識別，并誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子，利用淋巴細(xì)胞再循環(huán)激活的全身免疫系統(tǒng)，從而提高機(jī)體的免疫功能。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,（1）誘導(dǎo)腸道粘膜的細(xì)胞免疫,益生菌在加強(qiáng)哺乳動(dòng)物的腸道黏膜抗體反應(yīng)表現(xiàn)出較強(qiáng)的作用，Haghighi等研究發(fā)現(xiàn)益生菌可以提高鳥類的腸道免疫耐受能力。 葛鳳霞等直接將乳酸菌注射到小鼠腹，腔以酸性磷酸酶和非特異性醑酶數(shù)量為指標(biāo)，研究了乳酸桿菌對小鼠巨噬細(xì)胞

8、的免疫調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子 （TNF- ）釋放量增加，巨噬細(xì)胞體積增大線粒體和溶酶體等細(xì)胞器的數(shù)量增加 細(xì)胞的內(nèi)毒作用增強(qiáng)表明益生菌對巨噬細(xì)胞活化能力的增強(qiáng)有促進(jìn)作用。,Moreno等， Medici等用含有益生菌的食物對小鼠進(jìn)行灌胃試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分泌TNF-、IFN- 和IL-2等細(xì)胞因子的細(xì)胞數(shù)量有明顯增加，黏膜中CD4和CD8 T淋巴細(xì)胞也變化顯著，表明益生菌對激活黏膜免疫細(xì)胞活性和調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分泌都有重要作用。 柳洪潔等也報(bào)道，由于巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞，NK細(xì)胞活性增強(qiáng)，提高了機(jī)體的免疫乳桿菌和保加利亞乳桿菌的含量。巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞和T細(xì)胞活化，有助于加強(qiáng)周圍血管和淋巴結(jié)中淋巴細(xì)

9、胞的免疫功能。,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機(jī)制,（2）、刺激腸道黏膜引發(fā)體液免疫,可溶性蛋白、細(xì)菌、病毒等作為抗原被黏膜淋巴組織的M細(xì)胞吞噬后，沒有經(jīng)過分解的抗原釋放到上皮淋巴組織深層區(qū)域，并與黏膜結(jié)合，對B細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生致敏作用。致敏后的B細(xì)胞和T細(xì)胞通過淋巴導(dǎo)管系統(tǒng)進(jìn)入黏膜固有層和腺體，隨后B細(xì)胞定植在固有層，并在抗原、T細(xì)胞和細(xì)胞因子聯(lián)合刺激下形成IgA的漿細(xì)胞，通過酸性蛋白分泌出來。向外分泌的IgA通過黏膜或漿膜上皮細(xì)胞釋放時(shí)上皮細(xì)胞分泌的IgA細(xì)胞緊密結(jié)合形成sIgA ，最終釋放到分泌液中，在黏膜與漿膜表面發(fā)生免疫作用。,2、益生菌對

10、人體腸道健康影響的作用機(jī)制,sIgA可以中和毒素、病毒及酶等生物的活性抗原，使引起腸道感染的細(xì)菌、寄生蟲和病毒凝集，sIgA 可通過與細(xì)菌毒素相結(jié)合形成復(fù)體，以防止毒素和腸上皮細(xì)胞微絨毛結(jié)合， 降低腸黏膜的感染機(jī)會(huì) 。,動(dòng)物試驗(yàn)表明，腸道乳酸桿菌對于減少新生動(dòng)物腸道致病性大腸埃希菌易位有顯著作用，而臨床研究也證實(shí)，益生菌在新生兒的腸道內(nèi)也能增強(qiáng)厭氧菌群的數(shù)量 ，達(dá)到減少致病菌的作用同時(shí)降低了血漿中的內(nèi)毒素和細(xì)菌易位。,3、益生菌Lactobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,Lactobacillus casei Zhang是自主分離、蹄選自內(nèi)蒙古地

11、區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵酸馬奶中一株性能優(yōu)異的益生菌,具有較強(qiáng)耐人工胃液、膽鹽消化、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等益生功能。目前,該菌株己完成了全基因組序列測定、蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析研究。,Lactobacillus casei Zhang的具體益生功能:具有降血脂作用;該菌株對小鼠的細(xì)胞免疫、體液免疫及腸黏膜局部免疫具有調(diào)節(jié)功能;起到措抗病原菌的作用; Lactobacillus casei Zhang可提高大鼠體內(nèi)抗氧化作用; Lactobacillus casei Zhang具有抗腫瘤的作用。,3、益生菌Lactobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,3、益生菌Lac

12、tobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,研究從人體腸道微生物宏基因組角度出發(fā),通過16S rDNA方法及RT-qPCR、DGGE、酶聯(lián)免疫及高效液相等技術(shù),對24名志愿者服用Lactobacillus casei Zhang片劑前、中、后三個(gè)時(shí)期腸道內(nèi)該益生菌存活情況,及腸道微生物菌落、短鏈脂肪酸(SCFA)、膽汁酸(TBA)的變化,進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。,3、益生菌Lactobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,研究結(jié)果顯示志愿者在服用益生菌Lactobacillus casei Zhang期間,腸道菌群的

13、結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。以乳桿菌屬和雙歧桿菌屬為例人體腸道內(nèi)益生菌的數(shù)量顯著增加;擬桿菌屬、梭菌屬和普氏菌屬的數(shù)量減少,奇異菌屬的數(shù)量增加。,通過對糞便中的短鏈脂肪酸和總膽汁酸的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),服用益生菌Lactobacillus casei Zhang后,三組志愿者腸道內(nèi)乙酸丙酸代謝水平明顯增高,丁酸變化不顯著;B組和C組志愿者糞便中總膽汁酸的含量顯著降低,而對A組志愿者的影響次之?；谛詣e分組研究發(fā)現(xiàn),女性糞便中短鏈脂肪酸含量略高于男性,而膽汁酸代謝水平略低于男性。服用益生菌Z. case/Zhang后,該菌株對男性和女性腸道內(nèi)膽汁酸和短鏈脂肪酸代謝影響的差異并不顯著。,3、益生菌Lactobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,3、益生菌Lactobacillus casei Zhang 在人體腸道內(nèi)的存活及其對腸道菌群的影響,由試驗(yàn)結(jié)果我們得出:益生菌Lactobacillus casei Zhang可以在人體腸道內(nèi)存活,該益生菌能夠改善腸道菌群結(jié)構(gòu),提高短鏈脂肪酸代謝水平,抑制次級膽汁酸形成,并對受試者腸道微生物帶來積極、持續(xù)的影響。,那些人需要補(bǔ)充益