乳酸菌类益生素的作用机制及其肠道黏附作用

饲料中存在着多种微生物，许多微生物属于病 原微生物，这些病原微生物很弈易通过口腔、呼 吸道进入动物体内。自本世纪５０年代，科学家们 发现，饲料中低浓度的抗生素能抑制和杀灭病原 微生物，预防动物疾病，防止无意义的营养消耗， 促进动物生长，提高饲料报酬，世界上各饲料生 产国几乎无一不在饲料中添加各种抗生素。但随 着抗生素的广泛使用甚至是滥用所带来的弊端也 日渐明显，抗生素在杀灭致病菌的同时，也杀灭 了益生菌，结果造成人体正常菌群失调，另外滥 用抗生素，还造成了药物残留、病原微生物产生 耐药性，严重地可以导致动物发病或死亡。鉴于 抗生素严重的副作用，欧盟委员会自２００６年起全 面禁止任何抗生素作为饲料添加剂。美国ＦＤＡ也 已从农业用途中取消了青霉素、四环素、红霉素、 林可霉素、泰乐菌素和维吉尼弧霉素。专家指出， 抗生素作为饲料添加剂的时代即将过去，应恢复 其治疗药物的身份。 益生素（Ｐｒｏｂｉｏｔｉｃｓ）是Ｐａｒｋｅｒ（１９７４）提出的与“抗 生素”相对的新概念，是在人们对广泛使用抗生素 所产生的种种问题十分关注的背景下提出的，它 在功效上能全面替代抗生素，而无任何毒副作用， 益生素在饲料中的使用可以避免饲用抗生素所产 生的弊端。乳酸菌是一类近几年来研究较多的益 生素，此类益生素应用最早，制剂品种最多。乳 酸菌是一类能发酵碳水化合物（主要指葡萄糖）， 产生大量乳酸的细菌的统称，乳酸菌为革兰氏阳 性菌，厌氧或兼性厌氧，耐酸，在ｐＨ ３．Ｏ一４．５的 酸性条件下能够生存，但不耐热，６５—７５℃下致 死。这类微生物能产生一种特殊抗生素一酸菌素 （Ａｃｉｄｏｌｉｎｅ），可有效抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生 长。目前主要应用的是嗜酸乳酸杆菌、双歧杆菌 和粪链球菌。乳酸菌类益生素在维持和调节人体 内微生态平衡、抑制病原微生物侵袭、调节免疫
ｒｈａｍｎｏｓｕｓ ＬＣ７０５等几种不同乳酸菌进行了复配，
并对其肠道抑菌效果进行了试验，结果显示复配 之后的效果要好。『．单株菌的效果。菌种配伍很重 要，并：ｌＦ种类越多越好，在一些试验中有单一菌 种制剂效果好于复合菌制剂的报道。益生素的生 产虑根据动物的年龄、健康状况等实际情况选择 菌种，预防动物常见疾病主要选用乳杆菌、片球 菌、双歧杆菌等产乳酸类的细菌效果会更好；促 进动物快速生长、提高饲料效率则可选用以乳酸 杆菌、芽孢杆菌、酵母菌和霉菌等制成的复合制 剂。乳酸菌添加剂对热的抵抗力差，活菌数不稳 定，使用干粉制剂时虑最好选用真空冷冻干燥或 除湿干空气作为干燥介质的常温干燥方法的制 剂，同时还要对益生索的耐药性进行系统的研究。
２００９年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刊
文献综述
乳酸菌类益生素的作用机制及其肠道黏附作用
张建梅，汪官保 （山东宝采利来生物工程股份有限公司，山东泰安，２７１０００） 摘要ｔ乳酸菌类益生素作为饲料添加剂高效．安全，无污染，在畜禽业养殖中的应用越来越广泛，乳酸菌在胃肠道 内的黏附可以抑制病原菌的侵入，防止疾病的发生。本文主要对乳酸菌类益生素的作用机制及其在胃肠道中的黏附作用 做一综述． 关键词：乳酸菌； 益生素； 黏附； 胃肠道
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２００９年增刊
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可能参与了黏附过程（孙进，２００６）【１２Ｊ。 关于益生菌对肠道致病菌的黏附抑制作用的 机制，目前公认的观点是：乳酸杆菌、双歧杆菌 等益生菌定植于肠黏膜上皮细胞以后，在肠黏膜 表面形成一层生物菌膜，可抑制致病菌黏附至肠 黏膜：产生的代谢产物如乳酸、乙酸、丙酮酸等 有机酸可显著降低肠道ｐＨ值和肠道还原电势，对 许多病原微生物具有抑制作用：益生菌代谢过程 中产生的过氧化氢、细菌素以及生物表面活性物 质等具有一定的抑菌效果：益生菌黏附于肠黏膜 上皮细胞可上调细胞表面黏蛋白表达，使宿主细 胞产生黏附拈抗物质。由此抑制病原菌的黏附。 ２．２乳酸菌与胃肠道免疫的关系 事实上，机体感染的主要途径是消化道、呼吸 道等粘膜系统，即机体与外界相通的腔道粘膜（包 括胃肠道粘膜、呼吸道粘膜、鼻粘膜、生殖道粘 膜）表面的免疫。乳酸菌穿越胃酸屏障后，通过 黏附、竞争排斥、占位和产生抑制物，在肠道中 保持着菌群优势，并对肠道局部免疫产生重要的 影响．Ｍａｒｃｉｎｋｉｅｗｉｃｚ Ｊ等［１ ３】（２００７）对Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｅｕｔｅｒｉ，Ｌ．ｊｏｈｎｓｏｎｉｉ，Ｌ．ａｎｉｍａｌｉｓ／ｍｕｒｉｎｕｓ等乳酸菌 免疫功能的研究表明，试验菌株均能提高机体的 抗炎渊子白介素．１０（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ．１０，ＩＬ．１０）的水 平，降低机体促炎冈子白介素．６（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ．６， ＩＬ．６）的水平，增强机体的免疫力，防止慢性肠炎 的发生。
防御、防止多种疾病和不良反应的发生方面具有 重要的作用【ＩＪ。
ｌ乳酸菌的作用机制
乳酸菌在实际应用中效果显著，近两年来，更 多的研究工作集中于乳酸菌作用机制的探讨上。 乳酸菌作为定居肠道中的有益菌群具有多种保健 作用，其作用机理生要有以下几点：
１．１提供营养物质，具有促进机体生长作用
乳酸菌类益生素在消化道中产生有机酸、如乳 酸，它的酸化作用可提高日粮养分利用率，促进 动物生长，防．Ｉ｝：腹泻：产生淀粉酶、蛋白酶、多 聚糖酶等碳水化合物分解酶，消除抗营养因子， 促进动物的消化吸收，提高饲料利用率；能直接 为宿土提供可利用的必需氨基酸和各种维生素， 还可螯合矿物元素，提高矿物元素的生物学活性， 近而达到为宿土提供必需营养物质，增强动物的 营养代谢，促进其生长的作用。张常明等Ｉｚｊ（２００７） 研究发现。在断奶仔猪日粮中添加乳酸菌能提高仔 猪的平均日增重，降低料重比。 １．２改善微生态环境，清理肠道有毒物质 动物的整个消化道在正常情况下都寄生有大 量微生物。乳酸菌在肠道中通过代谢会产生一些 具有抗微生物活性的物质。如：有机酸，过氧化 氢等，均在体外表现出抑菌活性，能抑制有害细 菌，可杀灭李斯特菌、葡萄球菌和明串珠菌，抑 制和消灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性菌、大 肠杆菌和沙门氏菌等（李志荣，１９９２：武标，１９９３） Ｄ－４Ｉ的生长和繁殖，维持肠内生态平衡。万荣峰等 ［５１（２００７）将３株乳酸菌与２株大肠杆菌以不同的接 种培养方式（等量Ｉ一时间接种、早２４ｈ接种、晚２４ｈ 接种）体外分别共培养观察拮抗情况，结果显示 乳酸菌对大肠杆菌均有抑杀作用。于卓腾等１６Ｊ （２００６）的研究表明乳酸菌对鸡大肠杆菌０１、鸡 伤寒沙门氏菌０９和金黄色葡萄球菌等致病菌也有
可使嗜酸乳杆菌的黏附能力提高，反复冻融对嗜 酸乳杆菌的黏附能力无明显影响。另外益生菌抵 御外籍菌定植所表现出的定植抗性是衡量其生态 效应的重要指标。 在乳酸菌类益生素的配制方面，一般认为混合 乳酸菌制剂有益于微生物的功能互补，效果较好。
Ｃｏｌｌａｄｏ
ＭＣ等¨训（２００６）将Ｌ．ｒｈａｍｎｏｓｕｓ ＧＧ．Ｌ．
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山东畜牧兽医
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抑制作用；１．５％乳酸菌发酵组饲喂麻羽肉鸡可显 著提高雏鸡盲肠内乳酸杆菌的数量，降低其内容 物氨的浓度（Ｐ＜０．０５）（李路胜，２００６）¨Ｊ。微生物 群的平衡对机体的健康十分重要，向．乳酸菌就能 够调节这种微生态平衡，保障宿土正常生理状态。 还能刺激肠道蠕动，增加粪便含水晕，润肠通便， 这一功能正符合清除肠中垃圾之所需，而且它对 溃疡、下痢、腹泻、便秘也有显著治疗效果。 １．３调节消化免疫系统 乳酸菌制剂能够增强免疫力。表现在两方面： 一是影响非特异性免疫应答，增强单核吞噬细胞、 多形核白细胞的活力，刺激活性氧、溶酶体酶和 单核因子的分泌；二是刺激特异性免疫应答。乳 酸菌对使人致癌的肠中亚硝胺有高达９８％的吸收 率，可减少肠癌的发生。乳酸菌还能刺激肠粘膜 淋巴结，增强免疫细胞和巨噬细胞的活性，为致 病菌的侵入和繁殖设置一道屏障。 Ｏｕｗｅｈａｎｄ等悼ｊ（１９９９）提出了摄入益生素（含 乳酸菌）对免疫刺激作用的叮能途径：抗原性物质 通过淋巴集结中的连滤泡上皮，通过途径有两种： 一是微生物代谢产物或碎片作为小分子抗原直接 通过普通上皮细胞或者透过上皮细胞间的紧密连 接缝隙；二是微生物细胞本身由微皱细胞（Ｍ．Ｃｅｌｌ） 通过胞饮作用传送给位丁Ｍ．Ｃｅｌｌ包囊中的巨噬细 胞等，抗原进入淋巴组织后，由抗原提呈细胞处 理后或直接交给淋巴细胞，产生相应的免疫应答。
ｓｐｌ，Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｌａｎｔａｒｕｍ Ｌｐ３，Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ
曼直等一ｊ（２００７）研究表明，用乳酸菌微生态饲
料添加剂混料饲喂雏鸡，对雏鸡具有免疫增强作 用，可增高试验组的法氏囊指数、脾脏指数、胸腺 指数及红细胞免疫功能。乳酸菌还可以提高断奶 仔猪血清Ｔ４和ＩＧＦ．Ｉ的水平（张常明，２００７）［２１。
ｐｌａｎｔａｒｔａｎ功５和Ｌ．ｄｅｌｂｒｕｅｃｋｉｉ等细菌的黏附性具有 明显的菌种特异性，细菌表面凝集素和黏附黏液的 性质有一定的相关性。乳酸菌黏附不同宿土小肠 黏液的著异很大，町能是由．Ｊ二不同物种黏液中细 菌凝集素受体的分布不同。酸性环境有利于乳杆 菌对ＨＴ．２９细胞的黏附，乳杆菌在ｐＨ＝４．０时的黏附 数显著高于ｐＨ＝６．０时。处于稳定生长期的乳杆菌 的黏附性能显著优于对数生长期的乳杆菌。Ｄ．甘 露糖可明显抑制乳杆菌对ＨＴ－２９细胞的黏附。乳杆 菌对细胞的黏附具有时间和浓度依赖性，且具有 宿主细胞特异性。植物乳杆菌向人鼠小肠粘液的 黏附具有菌种特异性，其黏附作用是甘露糖特异 性的，细胞外表蛋白质、碳水化合物和（脯）磷壁酸
用。粘膜表面与外界抗原直接接触，是机体抗感 染的第一道防线。黏附是定植的第一步，它能使 乳酸菌扩人菌群，避免被肠道分泌的液体和肠道 的蠕动所清除，１９８２年Ｋｌｅｅｍａｎ和Ｋｌａｅｎｈａｍｍｅｒ发 现乳酸菌有两种不Ｉ司的粘附机理：一种是需要钙 的非特异系统，另一种是钙独立系统。钙独立系 统中有两种乳酸菌成分参与了乳酸菌的黏附．一 种成分是抗蛋白酶（与菌体表面有关）；另一种是热 稳定的胞外蛋白且对蛋白酶敏感，而双歧杆菌又 有所不｜一，它的黏附借助Ｊ：细菌表面或双歧杆菌 培养物上清液中的类蛋白促黏附冈子，这种黏附 似乎是特异性的，通过细丝状的成分粘附丁肠道 粘膜表面上。 乳酸菌定植后迅速扩增，逐渐形成优势菌，产 生多种抑制剂，有较宽的抗菌活性，，ｉ：通过占领 上皮细胞的受体而排斥了致病菌（兼耗尽营养），抑 制其定植。乳酸菌通过吸附到粘膜上皮细胞（包 括吸附在表面和膜受体上），降解粘性蛋白Ｊｆ：用 这种内源性的营养，保持数量的稳定；也有许多 物质会影响乳酸菌的定植，如：溶菌酶、激素、 抗生素等。司元国等ｔ１０１（２００７）用光镜和电镜技术分 析不Ｉ司时相乳酸杆菌与肠黏膜上皮细胞的黏附指 数，『一时观察了乳酸杆菌的耗尽培养上清液对黏 附指数的影响，结果表明乳酸杆菌对肠上皮细胞 具有较强的黏附性，与新鲜ＬＢＳ培养液悬浮组相 比，耗尽培养上清液能使乳酸杆菌对肠上皮细胞 的黏附指数显著增）ＪＨ（Ｐ＜０．０１）。孙进等…１（２００６）研 究表明对于同一黏附基质，Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ