肠内细菌群与低聚糖和氨基酸研究进展(1)

O
3β-(OH) 甘 草 次酸
甘草 甜素
COOH
NADP+
3β-羟甾类脱 氢酶
3β-(OH) 甘 草次酸
O
NADPH + H+
NADP+
NADPH + H+
O
COOH
3α-羟基甘草次酸脱氢酶
HO
O
3-酮甘草次酸
肠内细菌群与中药代谢
其 它 中 药 配 糖 体 的 药 物 前 体 与 发 挥 药 效 的 主 体 物 质
Fermented milk
t-test #P < 0.05 (control vs fermented milk) Dunnet-test *P < 0.05 (vs 0 day)
Conclusions
These results suggest that the fermented milk prepared with L. plantarum LP1 might be able to enhance the host immune system of both mucosal and systemic immunity in mice. Thus dietary supplementation with milk fermented with L. plantarum LP1 might provide an unique opportunity for developing immune-enhancing probiotic dairy products with contribution to health benefits.
60
40 20 0 0 8 14
Time after intake (days)
Before intake control Fermented milk
肠内细菌群与肠道免疫
Production of interferon-γ by spleen cells from mice fed fermented milk
磷脂酶 转移酶 AMP化酶
卵磷脂
链霉素氨基糖苷抗生素
C-N脱氨酶 C-C脱碳酸酶 脱甲基酶 环开裂酶
多巴，5-氟胞嘧啶 组氨酸，酪氨酸 橙皮酸，甲基汞 香豆素，芸香甙
肠内细菌群与中药代谢
COOH
COOH
O
甘 草 甜 素 的 代 谢
β-葡萄糖醛酸酶
HO
O
HOOC O OH HO HOOC O HO OH O
肝障碍 肾障碍 营养障碍 贫血 痢疾· 便秘 皮肤病 自身免疫疾病 免疫机能
肠 内 菌 的 酶 与 正 常 生 理 代 谢
细 菌 构 成
色氨酸酶 脱梭酶 脱硫酶,半胱氨酸酶 脱胺酶 脲酶 偶氮还原酶 硝酸盐还原酶 硝基还原酶 亚硝化作用 7α -脱羟酶 胆酸水解酶 甾体母核脱氢酶 酪氨酸酶 卵磷脂酶 β -葡糖苷酶 β -葡醛酸酶 毒物分解 细菌毒素
100
Survival rate (%)
80
*
60
40 20 0
Fermented milk (n=30)
Control (milk) (n=30)
0
5
10
15
20
Time after challenge (days)
* P <0.05 Fisher’s Extract Test
肠内细菌群与肠道免疫
肠内细菌群与低聚糖
和氨基酸应用研究进展
日本大冢制药株式会社
大冢（中国）投资有限公司 健康食品企画推进部 李雪驼 博士/部长
一. 肠内细菌群的存在和意义
人类肠内细菌群的诞生过程
刚刚出生婴儿的肠道内无菌
出生后3~4小时:
出生后24小时 :
Streptococcus,E.coli,Clostridium, Yeast， 哺乳后，菌数剧增
出生后5日
双歧杆菌成最优势菌 E.coli,Streptococcus等的菌数只有 双歧杆菌数的1/100。 至此，肠内菌群的平衡基本稳定。
:
肠内细菌群

消化道内存在的400种100兆以上的细菌，统称为肠内菌群
肠内细菌大体上又可分为四类 共生型——对宿主无害而有益的菌，专性厌氧菌，包括类杆菌、 优杆菌、消化球菌和双歧杆菌。这些菌是生理性微生 物。它的数量大，恒定存在。 致病型——韦氏梭菌、葡萄球菌、变形杆菌和假单孢菌。生态平 衡时，必要的组成部分。肠内菌群平衡失调，数量超 常，引起宿主发病。 中间型——乳杆菌、大肠杆菌、链球菌和韦荣球菌。数量介于共 生类型与致病类型之间，有生理作用和致病作用两个 方面，即具有潜在的有害性。 通过型 不在肠道内长时间停留，短暂增殖后，很快被排泻掉。
芦荟：泻下作用 真杆菌（Eubacterlum sp. BAR） 坝巴苷 芦荟· 大黄素蒽酮 黄芩：抗过敏作用 黄芩甙 黄芩素 黄芩甙
山栀子：利胆作用（胆汁分泌促进作用） 真杆菌（Eubacterlum属） 栀子甙（京尼平甙） 京尼平 芍药：镇痉作用 芍药甙 芍药盐酸硫胺
药用人参：镇静作用 人参皂甙 Rb1 化合物K (?)，20S-原人参二醇(?)
病理学 条件
有 用 性
共 生 109-1011 菌
105-108
维持健康 衰老
毒 性
腹泻、便秘;抑制生 长;肝功能紊乱;抗性 降低;自身免疫疾病; 癌;高血压 自 发 性 感 染
病 原 0-104 菌
应激,情绪和物理应激 衰老,抗菌素,免疫抑制剂 、可的松、放射线等
腹泻、胃肠炎再 感染、感染脑膜炎 ,心内膜炎,败血症, 尿路感染,脑肝肺 脓肿

肠内细菌群与中药代谢

肠 肝 循 环
中药口服后在消化道下部受肠内菌群加工改造 经肠道选择吸收入肝脏 一部分随血液循环到各脏器，直接间接地产生药效 其余部分代谢物质被排泄于胆汁之中，再次进入肠管 与肠内菌群接触，为中药成分的肠肝循环
肠内细菌群与中药代谢
酶的分类 被代谢的药物 酶的分类 被代谢的药物 偶氮染剂 氯霉素,对硫酮,硝基 苯并水解藜芦碱 香草醛，甘草次酸 胆红素，桂皮酸 奎宁酸，类固醇 多巴，一次胆汁酸 类固醇，甘草次酸
传统的肠内细菌群分析方法
Medium Non-selective media Medium 10 (modified) EG agar BL agar Trypticase soy blood agar Selective media BS agar ES agar NBGT agar Neomycin Nagler agar VS agar LBS agar (modified) DHL agar TATAC agar PEES agar NAC agar Potato dextrose agar Media after heat treatment BL agar and CW agar Organisms enumerated Fastidious anaerobes Anaerobes Anaerobes Aerobes Bifidobacteria Eubacteria Bacteroidaceae Clostridia Veillonellae and Peptostreptococci Lactobacilli Enterobacteriaceae Streptococci Staphylococci Pseudomonas Yeasts and molds Clostridia Incubation method and dilution Plate-in-bottle method 10-7,10-8 Steel wool method replaced air with CO2 Air 10-5,10-6,10-7 10-1,10-3,10-5,10-7 Steel wool method replaced air with CO2 Replaced air with CO2 2 days 1 days 2 days Incubation at 37℃ 4 days 3 days 1-2 days 3 days
12
拟杆菌、优杆菌和厌氧性链球菌
一 克 粪 便 所 含 细 菌 数 的 对 数
10
双歧杆菌
大肠菌和肠球菌
8
6
乳酸杆菌 产气荚膜梭菌
4 2
0
出生日
离乳期
成年期
老年期
随年龄改变细菌群的变化示意图
关于人的年龄
1. 肉体年龄(不可改变) 2. 精神年龄(可以改变) 3. 肠道年龄(可以改变)
二. 肠内细菌群研究进展
-大冢制药株式会社大津营养研究所的报告 1.6月龄婴儿:双歧杆菌是88.9%被检者的优势菌种。 2.2岁幼儿 :双歧杆菌是22.2%被检者的优势菌种。
3. 母乳6月龄婴儿的双歧杆菌多于奶粉喂养婴儿和混合喂 养婴儿。 4.婴儿期,短型双歧杆菌相对较多; 2岁幼儿 ,假齿型双歧 杆菌和婴儿型双歧杆菌相对较多。 5.人工营养方法的不同可以使婴儿的长型和分支双歧杆菌 数量增加。
肠内细菌群的差异
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
哺乳方式的不同，婴儿肠内菌群的构成不一样。 婴儿、成年、老年不同时期肠内菌群截然不同。 饮食结构突然改变。 各种各样的疾病，特别是消化道疾病。 气候变化，季节转换时。 精神状态不同肠内菌群也有很大差异。 生活习惯。
婴儿至2岁儿童不同喂养法与肠内细菌群的研究
细菌内毒素 肠毒素
感染
肠道感染 内源性感染
菌体细胞壁成分 粘膜的定着性
免疫
健康
营养
医疗
肠内 细菌群
疾病
预防
代谢
衰老
肠内细菌群与中药代谢
肠 内 菌 群 对 药 物 代 谢 的 特 点

肝脏对药物兼有分解与合成的功能——药物代谢后分子量增 大极性增强，易于从体内排除，解毒作用； 肠内菌群几乎全为分解反应——药物分子量减小，极性减弱， 脂溶性增强，药效及毒性作用的增强。肠内菌群对药物的代 谢可视为肝脏的补充、对抗。
肠 内 菌 群 的 存 在 与 种 类




肠内细菌群与宿主间的关系
肠内菌群组成
细菌量 (每克粪便)
肠内菌群的功能
对于宿主的影响
细菌组 拟杆菌科 真杆菌属 消化球菌科 双歧杆菌属 乳杆菌属 大肠杆菌 链球菌属 韦荣氏球菌属 产气荚膜梭菌 葡萄球菌属 变形杆菌属 假单胞菌属 合成纤维素和蛋白质 促进消化和吸收 抑制外源微生物生长 刺激免疫功能 肠内腐败作用 NH3、H2、氨酚 产生致癌物质 产生毒性物质 病原性


某些药物，只有经过肠内菌群的代谢活化，从其无活性的前 体物中释放出来，才具有药理活性和治疗价值，如乳果糖, 磺胺类,柳氮磺胺吡啶等西药。
肠内菌群对药物的代谢作用受许多因素的影响： 种属差异、饮食及抗菌药物的使用； 代谢适应与酶抑制等 与它们所寄居的宿主内的特定环境有关，特别是肠道内 多种细菌相互的协同作用。
肠内细菌群与中药代谢
中草药有效成分
小肠吸收 肝脏 肠肝循环 肠内细菌群
肝细胞酶类
分解、合成等 活性成分
细菌酶类
水解、还原等
药理作用
临床效果
肠内细菌群与肠道免疫
Survival rates of mice fed fermented (Lactobacillus plantarum LP1 ) milk, following challenge with S. typhimurium
Production of total IgA by Peyer’s patch cells from mice fed fermented milk
S. typhimurium
100 Total IgA (μg /ml) Total IgA (μg/ml) 100 80
LPS
80
60 40 20 0 0 8 14
肠 内 菌 群 保 有 酶 与 药 物 代 谢
水解酶 β-糖苷酶
还原酶 芸香甙，番泻甙，芍药 偶氮基→氨基 甙，皂甙，栀子甙 β- 葡 萄 糖 醛 葡萄糖醛酸络合物，甘 苯硝基→氨基 酸酶 草甜素 C-糖苷酶 坝巴苷，Belgenin 酮、醛→乙醇 脲酶 尿素 双键→饱和化 酰胺酶 β-内酰胺类抗生素 →芳香环化 肽酶 肽类激素，氨基乙磺酸、 脱羟化 甘氨酸络合物 脂酶 甘珀酸，芍药甙 酮甾类→羟甾类 硫酸脂酶 硫酸络合物，环己胺N- 开裂酶 硫酸
E.coli,Streptococcus,
Lactobacillus,Clostridium, Staphylococcus, 总菌数:1011/g
出生后3~4日 :
E.coli,Streptococcus,
Lactobacillus,Clostridium, Staphylococcus,
双歧杆菌出现,但菌数低于前面细菌
S. typhimurium
60
Interferon-γ (units/ml) * Interferon-γ (units/ml)
ConA 60 40 20 0
#
40
*
*
20 0
0
8
14 0 Time after intake (days)
Control
8
MEAN±S.E.
14
Before intake
食物、药物、应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物、外来菌
肠内细菌与代谢
肠内菌保有酶活性
宿主的机能与疾病
吲哚 胺 H2S NH3 羟基化合物 亚硝酸盐 亚硝胺 二次胆汁酸 芳香族碳水化 合物、激素类 酚 二甲基胺 甙类(配糖体) 解毒物质活化 解毒化作用 生理机能 营养—消化吸收 内分泌机能 ——应激反应 老化— 动脉硬化 高血压 致癌作用 药物效应 各种疾病