益生菌益生特性的研究进展

益生菌益生特性的研究进展
刘晗璐;李光玉;孙伟丽
【摘要】近年来,对乳酸菌等益生菌的研究越来越深入.由最新的研究结果可知,益生菌的益生特性正在逐渐被人们所了解.作者通过总结近年来公开发表的一些研究结果,就益生菌对不同类型肠炎的抑制作用,对营养物质的吸收,对胆同醇的降解机理,对结肠癌的抑制作用,以及益生菌在应用方面的种属特异性作了简单介绍,并对今后可能的发展方向作了简单分析.
【期刊名称】《中国畜牧兽医》
【年(卷),期】2010(037)002
【总页数】4页(P166-169)
【关键词】益生菌;益生特性;肠炎;胆同醇;结肠癌
【作者】刘晗璐;李光玉;孙伟丽
【作者单位】中国农业科学院特产研究所,吉林,132109;中国农业科学院特产研究所,吉林,132109;中国农业科学院特产研究所,吉林,132109
【正文语种】中文
【中图分类】S816.79
益生菌作为促进机体健康的有益菌,其功能是多方面的。

它可以促进机体对营养物质的吸收,提高营养物质利用率,综合调节机体的免疫机能,预防疾病;可提高机体对蛋白质的利用率,使动物排出的氨、硫化氢、吲哚及粪臭素的含量大大降低,有利于环
境保护,而且乳酸菌还具有降低胆固醇抑制癌细胞生长等的作用。

目前,人们对动物
本身体内的有益微生物的调控作用机理并不十分清楚,这其中一个重要的原因是缺
乏对这类微生物的充分认识(朱伟云等,1999)。

作者主要对益生菌益生特性的研究
进展作一简单概述。

1 益生菌对不同类型腹泻及肠炎的抑制作用
近年来,人们对益生菌的研究越来越广泛。

外源益生菌,如乳酸菌、双歧杆菌等,可降低腹泻及肠炎的发病率,抑制急性肠炎、轮状病毒引起的腹泻,以及抗生素导致的腹
泻(Santosa等,2006;Zocco等,2006),并且还可抑制幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)感染(Gotteland等,2006),减轻消化道紊乱症(Camilleri,2006)。

此外益生菌在抗致病菌感染及相应的免疫激活方面也表现出其独特的益生活性(Santosa
等,2006)。

益生菌可降低炎症症状,如炎症性肠炎(IBD)和肠易激综合征(IBS)(Sheil 等,2007),这些有益结果主要是由于有益微生物区系的改变刺激局部抗炎细胞因子
的分泌所致(McCarthy等,2003)。

这一原理和功效现已得到充分证明,如将惰性的
食品有机物Lactococcus lactis应用于炎症性肠病模型鼠(IBD模型鼠),结果发现可促进肠中局部IL-10的分泌,减缓肠炎症状(Steidler等,2000)。

最近的研究结果还
表明,益生菌还可通过黏附和降解潜在的致癌物质(Constantine等,2008)或产生短
链脂肪酸(Geier等,2006)来预防和抑制结肠癌的发生。

尽管益生菌具有明显的临
床效果,但是这些菌株很难适应前肠的生理环境,在临床应用过程中,这一限制已经成为口服类活菌制剂在应用方面的最大障碍(Sleator等,2008a,2008b)。

2 益生菌可促进机体对营养物质的吸收
在动物肠道中95%以上的微生物为乳酸菌等益生菌,动物肠道为这些肠道微生物提供优越的栖息和繁殖环境。

肠道微生物及其基因组赋予动物没有必要在自身上进化的特性,弥补动物某些生物学不足(刘威等,2006)。

肠道微生态区系是个复杂的动态
生态系统,通常与宿主的新陈代谢密切相关(Bourlioux等,2002;Sandrine等,2008)。

肠道微生物及其代谢产物对宿主的能量平衡和生理活动产生重要影响,能够降解和发酵复杂的非可消化性碳水化合物,释放出部分能量,可再次被宿主吸收和利用,扩大了宿主可利用原料的范围,提高了能量利用效率,并影响氨基酸的动态平衡(Hooper 等,2002)。

对人来说,血液中1%～20%的赖氨酸和苏氨酸来自肠道内细菌的合成(Metges,2000),肠道微生物也可合成必需 VK和B族维生素(Hooper等,2002),此外肠道微生物可分泌一些酶,如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等,促进营养物质分解为可直接被宿主吸收利用的小分子物质。

哺乳动物肠道通过自然选择而存在的固有菌,能对很多药物及营养物质的代谢产生明显的影响,改变它们的生物学利用率及代谢结果(Nilcholson等,2005)。

宿主和肠道微生物在长期的协同进化过程中形成的相互协同关系,二者共同组成肠道微生态系统,保障该系统最大限度地从有限的食物中获取最大可能的营养价值,维护系统长期稳定和动态平衡(Hooper等,2002)。

最新研究结果表明,消化道微生物区系具备为宿主摄取能量的能力。

现已证明肠道微生物与人和鼠的肥胖紧密相关(Ley
等,2006;Bäckned等,2007)。

因此动物消化道有益微生物区系与肥胖形成之间的关系,将是消化道微生物研究的一个全新领域(罗玉衡等,2007)。

3 益生菌具有降低血清胆固醇水平的作用
血清胆固醇水平的提高会增加冠心病的发病率。

血清中胆固醇较正常水平每增加1 mmol,冠心病的发病率提高35%,由冠心病导致的死亡率上升45%。

血清中胆固醇每下降1%,冠心病的发病率下降2%～3%(Manson等,1992)。

增加含有益生菌乳产品的摄入量,已作为降低血清胆固醇的一种方式。

有研究结果表明,有些乳酸杆菌具有降低总胆固醇和低密度(LDL)胆固醇的能力,肠道益生菌数量的改变,会导致肝脏脂类代谢的改变,并且降低血浆脂蛋白水平(Francois-Pierre等,2008)。

目前益生菌对血清胆固醇降低的机理仍不清楚,现广泛存在3种假说:①益生菌可分泌胆酸盐水解酶,促进氨基乙酸或氨基乙磺酸共轭胆酸盐转化为氨基酸残渣或游离胆酸盐或胆
酸(Corzo等,1999)。

②Noh等(1997)提出在L.acidophilus生长过程中可从介质中结合一部分胆固醇到细胞膜上。

胆固醇结合或黏附到细胞膜上可降低小肠中被吸收入血的胆固醇含量。

③胆固醇的清除可能与胆固醇的消化速度有关。

体外试验结果表明,乳酸杆菌菌株能够消化胆固醇,在体内试验中也可降低胆固醇含量(Dambekodi等,1998)。

但是益生菌要发挥益生作用就必须克服肠道内的物理及化学阻碍,要求这些可能对机体健康有促进作用的益生菌具有在含胆汁及酸性条件下的空肠食糜及小肠中存活的能力。

不同来源的益生菌的益生特性(酸和胆汁耐受性)不同,它们对胆固醇清除的能力不同,因此揭示不同益生菌对胆固醇的降解机理是当前一个阶段内需要集中攻克的一个难题。

4 益生菌对结肠癌的抑制作用
结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤,居胃肠道肿瘤的第3位,属于易发恶性肠道肿瘤疾病。

传统的治疗方式常伴随复杂的并发症,成功率较低。

近年研究结果发现,益生菌和非消化性的寡糖类所组成的合生元对结肠癌有较好的预防和治疗作用(Constantine等,2008)。

尽管在人类临床医学方面尚没有益生菌治疗结肠癌的直接证据,但大量的试验研究已经充分证明了这一点。

益生菌对结肠癌的抑制作用主要体现在以下几方面:①改变肠道微生物的代谢活性。

肠道微生物可分泌β-葡萄糖苷酶,它将很多外源物质在肝脏中降解为无毒的葡萄糖苷。

②乳酸菌可通过简单的黏附作用来影响诱导有机体突变物质的吸收和摄入(Constantine等,2008)。

通常在西方多肉的饮食习惯中诱导有机体突变的物质更多见,在体外试验中,这些物质可被绑定到小肠和乳酸菌表面被降解。

③乳酸菌还可降解亚硝胺类等易诱导有机体突变的物质。

益生菌发酵产生的短链脂肪酸(SCFAs),如丁酸等,具有抑制癌细胞的增殖并促进其凋亡的作用(Pool-Zobel,2005)。

Geier等(2006)提出,由益生菌产生的短链脂肪酸可能会成为治疗结肠癌的新物质。

益生菌对肿瘤抑制作用的一个可能原因就是增强了宿主的免疫应答(Constantine等,2008),延长癌症承受鼠的存活时间,
诱导一些细胞因子的产生,从而抑制癌细胞的生长。

近年来也有研究结果表明,益生菌,益生元可有效的抑制恶性结肠腺癌的发生(Ghoneum等,2005),可抑制乳腺癌细胞增殖(Ghoneum等,2004),这表明对癌症患者而言,益生菌疗法不必因可能对肠系统产生影响而受到干涉。

5 益生菌的种属特异性
选择益生菌的一个重要标准就是宿主的种属特异性,这是菌株充分发挥其益生作用的先决条件(Ouwehand等,2002)。

在宿主对肠道微生物进行选择的同时,肠道微生物也在不断地对宿主进行选择。

尽管肠道微生物在亚种和株的水平上体现出多样性(目前就已经鉴定出7000多株肠道细菌),但在更高的分类级别上却相对稀疏,仅有55门已知细菌中的8门存在于人的肠道中,而且尚有5门数量为之甚少(刘威
等,2006)。

肠道微生物在亚种和株水平上体现出多样性与在门水平上体现的稀疏性形成鲜明的对比,说明这些微生物之间存在相对高度的亲缘关系,间接说明了宿主仅仅强烈地选择那些对宿主健康有利的少数物种(刘威等,2006)。

如给犬科动物饲喂含有Enterococcus f eacium非犬科动物源商业益生菌,对犬科动物具有一定潜在的健康风险(Titta等,2006)。

因此在应用方面更要充分考虑到不同益生菌的来源特异性。

水貂属于鼬科,肉食哺乳动物。

这种小型的肉食动物消化特点同其他单胃动物相比具有其独特性,即消化道较短,食物在肠道内停留的时间较短,对纤维性物质及淀粉消化率低,对脂肪的消化率高达95%～98%,新鲜动物性饲料中蛋白质的消化率为87%～90%。

基于此,作者选择水貂为研究对象研究在水貂的消化道内是否存在功能强大,主要以氨基酸、脂肪酸、单糖等为主要营养来源的复杂微生物区系。

6 小结
动物消化道向微生物提供优越的栖息和繁殖环境,其中包括天然的厌氧条件,丰富的营养物质,适宜的温度、湿度和pH。

肠道益生微生物及其代谢产物影响到动物的营
养物质代谢吸收、能量平衡、免疫功能、胃肠道的发育及其他多种重要的生理活动。

尽管人类在研究宿主和肠道微生物之间协同进化关系上已经取得了很大的成绩,但
仍需考证现有的证据,探索其他的机理,为进一步揭示宿主与肠道益生微生物在进化
过程中怎样有机地结合在一起形成现存互惠共生的生物复合体奠定理论基础。

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