益生菌的相关知识

益生菌的相关知识赵英培2015.12.17内容标签益生菌的概念及分类益生菌的生理学功能及作用机理益生菌的应用人体微生态系统生活中的益生菌一.人体微生态系统人体微生态菌种类达1000余种数量达100万亿个（人体体细胞只有10万亿个）重量约1271克，相当于肝脏的重量99%是以双歧杆菌和类杆菌为主的专性厌氧菌1%是兼性厌氧菌（以乳酸杆菌为代表）1g1000g(约80%)20g200g20g10g20gAdultmicrobiota:complexcommunity胃104CFU/g白色念珠菌幽门螺旋杆菌乳酸杆菌链球菌食管没有自身微生物群微生物来自食物和口腔十二指肠103-104CFU/g拟杆菌白色念珠菌乳酸杆菌链球菌空肠105-107CFU/g拟杆菌白色念珠菌乳酸杆菌链球菌回肠107-108CFU/g拟杆菌梭状芽孢杆菌肠杆菌肠球菌乳酸杆菌韦荣球菌结肠1010-1011CFU/g拟杆菌杆菌双歧杆菌梭状芽孢杆菌肠球菌真杆菌梭形杆菌消化链球菌瘤胃球菌链球菌…………...成人微生物群：复杂的群体十二指肠、空肠、回肠属于小肠；结肠即大肠从胃到大肠菌属和浓度都在变化乳酸杆菌和双歧杆菌在胃肠道中的分布123456789101112345678ConcentrationlogCFU/g乳酸杆菌双歧杆菌口腔胃十二指肠空肠回肠结肠直肠乳酸杆菌在小肠末端最多双歧杆菌在大肠末端最多大多数细菌是经口腔而进入人体内，细菌所遇到的第一关是胃液，胃在空腹时分泌的胃液pH值是1.9至2.5的强酸性，大部分细菌都被胃液杀死了。人类肠道菌群的发展出生后五天无菌大肠杆菌、肠球菌、梭菌出生后48h双歧杆菌断奶后到成年期中老年双歧杆菌类杆菌、真细菌双歧杆菌有害菌2岁可能的益生菌类细菌(食用时)肠道菌群：一个平衡的生态系统假单胞菌变形菌葡萄球菌梭杆菌肠球菌大肠杆菌嗜酸乳杆菌链球菌某些真菌双歧杆菌类杆菌可能有害的细菌•腹泻/便秘•感染•毒素产生可能有益的细菌•抑制外源和/或有害细菌•刺激免疫功能•有助于消化和/或吸收•维生素合成Adaptedfrom:GibsonGR.JNutrition1995;125:1401-1412.破坏因素•抗生素应用•感染•气候变化•饮食不当•水土不服•婴幼儿喂养不当肠道菌群失调（entericdysbacteriosis）定义：由于机体内外各种原因，导致平衡的破坏，而是某种或某些菌种过多或过少，外来的过路菌或致病菌的定植或增殖，某些肠道菌向肠道外转移。表现腐败菌显著增多，双歧杆菌、乳酸菌显著减少肠道菌群的比例失调二.究竟什么是益生菌？益生菌概念•益生菌(probiotics)是一类通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生物。•Probiotics-来自于希腊文字(Pro-life)：“专管生命”之意。益生菌的概念最早来自哪里?•YlyaMetchnikov（梅契尼科夫）发现了对抗细菌感染的一种机制（嗜菌作用）并于1908年获得诺贝尔奖。•他发现保加利亚人喝发酵奶和他们的长寿有直接联系,并于1906年首先提出“肠道菌有益论”的理论。•随着研究的深入,益生菌的定义在不断的变化——•1965年，LillyD.M.和StillwellR.H.在《科学》杂志上发表的论文“益生菌—由微生物产生的生长促进因素”中最先使用益生菌Probiotic这个定义来描述一种微生物对其他微生物促进生长的作用。•1992年，Havennar对定义进行了扩展，解释为一种单一的或混合的活的微生物培养物，应用于人或动物，通过改善固有菌群的性质对寄主产生有益的影响。•2001年，世界粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)对益生菌做了如下定义：通过摄取适当的量、对食用者的身体健康能发挥有效作用的活菌。•后来发现，死菌体细胞成分或代谢产物也具有与活菌相同的生理功能；•最先发现益生菌可以促进肠道菌群平衡，帮助消化吸收，维护人体健康；后来发现除此之外，益生菌还有更广的作用，如调节免疫力等。现在对益生菌的定义中，已经没有促进菌群平衡的字样，而是广义的促进健康的作用。•从广义上讲,益生菌可以是单一菌株,也可以是多种菌株甚至是它们的发酵产物。•即益生菌是一类对人体有益的微生态制剂(microecologics)。«当足量补充时，对宿主健康有益的活的微生物»(FAO/WHO,2002，《食品益生菌评价指南》)益生菌（Probiotics）的官方定义Pro(pro)=«有益»Bios(bios)=«生命»目前普遍认为,作为益生菌的细菌应该具备以下条件:–对宿主有益–无毒性作用–无致病作用–能在消化道存活–适应胃酸和胆汁–能在消化道表面定植–能产生有用的酶类和代谢物–在加工和贮存过程中能保持活性–具有良好的感官特性•细菌分类名称中的属、种、菌株之间的联系•乳酸菌（Lacticacidbacteria）•——产生乳酸的细菌统称•乳杆菌属(Lactobacillus)•——属•嗜酸乳杆菌（Lactobacillusacidophilus）•——种•嗜酸乳杆菌NCFM（LactobacillusacidophilusNCFM)•——菌株•双歧杆菌(Bifidobacterium)•——属•乳双歧杆菌（Bifidobacteriumlactentis）•——种•乳双歧杆菌B107(BifidobacteriumlactentisB107）•——菌株•婴儿双歧杆菌Bifidobacteriuminfantis•——？•应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、丁酸梭菌和酵母菌等。常见益生菌主要指两大类乳酸菌群：一类为双歧杆菌，常见的有婴儿双歧杆菌，长双歧杆菌，短双歧杆菌，青春双歧杆菌等；另一类为乳杆菌，如嗜酸乳杆菌，干酪乳杆菌，鼠李糖乳杆菌，植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌等。益生菌的分类革兰氏阳性球菌：如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等某些酵母菌与酶亦可归入益生菌的范畴。双歧杆菌类：如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等乳杆菌类：如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等三.益生菌的生理学功能及作用机理•1．维持肠道菌群平衡，治疗肠道功能紊乱•益生菌可粘附于肠粘膜上皮细胞，通过自身及产生代谢物和抑制物排斥致病菌；•在微环境下保持优势，并与肠道中其他细菌相互作用，调整菌群间关系，以保证肠道菌群最佳优势组合，并维持肠道菌群平衡。•益生菌在体内发酵糖类，产生大量乙酸和乳酸，使环境pH、Eh下降，抑制了致病菌的生长。•益生菌能产生胞外糖苷酶，可降解肠粘膜上皮细胞的复杂多糖，而这些糖是潜在致病菌和结合细菌毒素的受体；•通过酶的作用可以阻止潜在致病菌及其毒素在肠粘膜上皮细胞的粘附和侵入。•益生菌的代谢作用产生的酸，造成肠道内的酸性环境，调节和促进肠蠕动，防止致病菌的定植，维持肠道正常的生理功能。2．抗癌、抗肿瘤作用•益生菌的抗肿瘤作用是由于益生菌的存在及其生成的代谢产物优化了肠道菌群的组合，增强了免疫功能，抑制了肿瘤细胞的增殖和致癌物质的产生。•Moore等人报导了对肠道菌群与癌症间的关系,他们对不同地区,不同饮食习惯，结肠息肉患者和肿瘤低发区,挑选出的87名对象进行研究,从这些人的粪便中分离出55-60个菌株作统计学处理；•结果显示,癌症发病率的高低和膳食组分密切相关,而含益生菌的膳食己被证明具有明显降低癌症发病率的功效。•对益生菌的抗癌研究显示,嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌的菌体或用其做成的酸奶食用后可活化单球巨噬细胞的活性,增强全身性免疫应答。•干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、奶油链球菌及各种双岐杆菌的菌体或酸奶上清液均具有相当强的抗肿瘤活性。•根据Akazan等人的研究每日三次使用L.casei干粉制品并持续一年,可以达到抑制表面膀胱癌的再发生;•另外,有研究表明益生菌具有阻碍结肠和其他器官中发生的非基因型和基因突变型的功能。•从一些动物实验的结果也证实了此论点。•日本动物中心实验室将小鼠作为实验动物用于癌症的研究，发现雄性小鼠对于肝肿瘤的诱发率比无菌小鼠高得多，前者为25％，后者30％。•如果有大肠杆菌、粪肠球菌和类腐败梭菌的参与，其肝癌发病率为100％。•如加入长双歧杆菌则抑制了肝癌的发展，发病率下降至47％。3．增强免疫系统的功能•一些动物试验说明双歧杆菌能激活机体的吞噬细胞的吞噬活性，促进特异性和非特异性IgA抗体的产生，增强了免疫系统的功能，提高机体抗病能力。•人体免疫功能会随着年龄的增长而降低,免疫系统的功能失调将带来健康问题,如过敏和炎症反应。•对益生菌的免疫效果研究表明,益生菌能通过激活巨噬细胞，增强细胞活性和增加免疫球蛋白(特别是IgA)的水平等来增强非特异性免疫和特异性免疫应答。•益生菌的活菌细胞、死细胞或是发酵产物都具有免疫调节功能。•研究表明,一些乳杆菌发酵制品可使肠中与结肠癌有关的β-葡萄苷酸酶、β-葡糖苷酶、甘氨胆酸还原酶和硝基还原酶活性下降,可使γ-干扰素和白细胞介素等非特异性免疫系统激活物增加,可使淋巴细胞和细胞数量增加。•某些过敏反应的发生是由于肠粘膜屏障功能的崩溃,致使大量抗原侵袭所造成的。•研究报道益生菌具有调节某些过敏反应的功效,它是通过改善肠粘膜屏障功能的作用来实现的；4．营养作用•益生菌代谢产生的酸可促进对维生素D、钙和铁离子的吸收。•研究表明益生菌可合成多种维生素，如硫胺素、核黄素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、叶酸和维生素B12。•当某些因素造成肠道菌群失调时，明显表现出维生素缺乏症。5．控制内毒素的产生•益生菌可抑制肠道中腐败细菌的繁殖，从而减少肠道中内毒素和尿素酶的含量，使血液中内毒素和氨含量下降。•让肝病患者食用益生菌，发现血氨、游离血清酚及游离的氨基氮明显减少。•Koizumic等也证实，益生菌对门静脉肝硬化性有缓解作用。•对此类患者每天口服短双歧杆菌和两歧双歧杆菌持续1月，血氨下降，症状改善。6．延缓机体衰老•益生菌能使机体中某些具有抗衰老作用的酶活性升高，使衰老的物质浓度降低。•研究表明：用婴儿双歧杆菌活菌液喂养老龄大白鼠，观察到试验组的大白鼠经喂养后，血中抗衰老生化指标(如超氧化物歧化酶SOD)比对照组显著升高，衰老生化指标(过氧化脂质LPO)显著降低。•表明益生菌对机体具有一定的延缓衰老作用。•益生菌在机体中代谢产生的酸，抑制了肠内腐败细菌的生长，从而减少这些细菌产生毒素和致癌物质，延缓了机体衰老过程。7.降胆固醇功能•许多研究证明益生菌可以降低胆固醇,每天吃酸奶可使血清胆固醇降低;•最近有人用老鼠作实验,先给试验鼠吃罗氏乳杆菌每天104个细胞,连续7天,再给予高胆固醇饲料,与对照组相比,其总胆固醇下降20%,三甘油脂下降33%;•乳酸菌为何能降低胆固醇,其作用机制认为：•乳酸菌可产生3-羟基-3甲基戊二酸(HMG)而抑制了胆固醇合成时所必须的羟基戊二酰辅酶还原酶活性；•也有人认为发酵乳中由乳清酸衍生的代谢产物可降低胆固醇浓度；•或由于乳酸菌可将胆固醇有效地同化或将其捕住使之不能进人血液；8.抗高血压功能•近来,膳食疗法来治疗高血压的研究很多,根据Tacano研究表明,益生菌食品能在一定程度上控制血压。•其抗高血压效果在先天性高血压老鼠实验中得到证实,从啤酒酵母和瑞士乳杆菌发酵乳中分离的三肽物质(Val-Pro-Pro和Ile-Pro-Pro)具有抑制血管紧张素转移酶活性的作用。•根据临床研究表明：益生菌能够帮助治疗各种腹泻及其引起的紊乱（包括轮状病毒引起的腹泻、与抗生素有关的腹泻、梭菌引起的腹泻等）。9.其他作用•一些新的数据证实：某些益生菌能控制炎症性疾病，预防和治疗过敏性疾病(采用不同方式添加益生素是当前研究的热点，可能最终导致益生菌在功能性食品中广泛使用。四.益生菌的应用•目前,在食品中益生菌主要用于发酵乳制品的生产,但它也正逐步被用于开发各种功能食品,如谷物果蔬发酵饮料、香肠等；功能性食品添加剂；•未经国家认定的菌种不能称作益生菌；作为保健食品调节肠道微生态平衡，增强免疫力等•若益生菌做成微生态制剂，就成为保健药品（我国目