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1、第十五章,调节肠道菌群的功能性食品,（一）、肠道微生态,1. 肠道微生态简介在长期的进化过程中，宿主与其体内寄生的微生物之间，形成了相互依存互相制约的最佳生理状态，双方保持着物质、能量和信息的流转，因而机体携带的微生物与其自身的生理、营养、消化、吸收、免疫及生物拮抗等有密切关系。在人体微生态系统中，肠道微生态是主要的，最活跃的，一般情况下也是对人体健康有更加显著影响的。,2.人体肠道菌群及其构成,人类肠道菌群约有100余种菌属，400余菌种，菌数约为10121013个/g粪便，其中以厌氧和兼性厌氧菌为主，需氧菌比较少。形态上有拟杆菌、球菌、拟球菌和梭菌。这些细菌产生各种酶，起着对人体有益、无关
2、和有害的作用。,婴儿在出生之前的肠道是无菌的。在出生同时，各种菌开始在婴儿的肠道内繁殖。最初是大肠菌和肠球菌、梭菌占主体，出生后5天左右，双歧杆菌(Bifidobacterium )开始占优势。在婴儿期双歧杆菌保持着绝对优势的状态，母乳喂养儿之所以抗病力强，其理由之一即为肠道内双歧杆菌占绝对优势而起到防御感染的作用。在婴幼儿期占绝对优势的双歧杆菌从断奶开始直到成年期渐渐显示出减少的趋势，类杆菌真细菌等成年人型菌逐渐占有优势。到了中老年以后，双歧杆菌进一步减少，有害菌在进一步增加。因此，对中老年人，增加肠道内双歧杆菌和乳杆菌，对人体健康将十分有利。,（二）、肠道主要有益菌及其作用,双歧杆菌与乳杆
3、菌是人肠道中有益菌的代表，主要是降低肠道pH，抑制韦永氏球菌、梭菌等腐败菌的增殖，减少腐败物质产生，同时也因pH下降而对病原菌的生存与增殖很不利。,表161 肠道菌群中主要细菌的作用,1乳杆菌（lactotacillus） 乳杆菌是人们认识最早、也是研究较多的肠道有益菌。最常见的应用例是从20世纪20年代就开始生产饮用的用人工培养的嗜酸乳杆菌及其接种培养的发酵乳和酸乳，用以纠正便秘及其他肠道疾病。,生物学功能：,（1）抑制病原菌和调整正常肠道菌群：嗜酸乳杆菌对肠道某些致具有明显的抑制作用。（2）抗癌与提高免疫能力：激活胃肠免疫系统，提高自然杀伤NK）细胞活性；同化食物与内源性和肠道菌群所产生的
4、致癌物；减少-葡萄糖苷酶、-葡萄糖醛酸酶、硝基还原酶、偶氮基还原酶的活性，这些被认为与致癌有关；分解胆汁酸。（3）调节血脂：该菌能减低高脂人群的血清胆固醇水平，而对正常人群则无降脂作用。其解释机制为，对内源性代谢的调节与利用和使短链脂肪酸加速代谢。（4）乳杆菌促进乳糖代谢：乳杆菌可分解乳糖，加速其代谢。,2双歧杆菌(bifidobacterium),对人体健康有益作用十分明显，以至成为近年保健食品开发的一个热点。,（1）抑制肠道致病菌:1994年G. R. Gibson曾以双歧杆菌属5种菌种对8种病原菌作平板扩散法抗菌敏感性试验，结果所有双岐杆菌菌种均显示出较显著的抑菌作用。（2）抗腹泻与防便
5、秘：双歧杆菌的重要生理作用之一是通过阻止外袭菌或病原菌的定植以维持良好的肠道菌群状态，从而呈现出既纠正腹泻又防止便秘的双向调节功能。Hotta等证明，双歧杆菌制剂对儿童菌群失调性腹泻具有显著的疗效，国内外许多保健食品的开发应用，都显示它对肠道功能的双向调节作用。便秘是中老年人群的一大顽症，大量的文献报告，无论是口服活菌制剂，还是服用双歧杆菌，都能降低肠道pH，改善肠道菌群构成，而迅速地解除便秘。,（3）免疫调节与抗肿瘤：双歧杆菌的免疫调节主要表现为增加肠道IgA的水平。另一方面，双歧杆菌的全细胞或细胞壁成分能作为免疫调节剂，强化或促进对恶性肿瘤细胞的免疫性攻击作用。双歧杆菌还有对轮状病毒的拮抗
6、性，与其他肠道菌的协同性屏障作用以及对单核吞噬细胞系统的激活作用。（4）调节血脂：双歧杆菌的调节血脂作用已有不少文献报告。以雄性Wistar大鼠添加10%15双歧杆菌因子（低聚糖）、历时34个月的试验表明，在不改变体重前提下，呈现出显著地降血脂作用。,（5）合成维生素和分解腐败物：除青春双歧杆菌外，其他各种杆菌均能合成大部分B族维生素，其中长双歧杆菌合成B2和B6的作用尤为显著。双歧杆菌分泌的许多生理性酶是分解腐败产物和致癌物的基础，如酪蛋白磷酸酶、溶菌酶、乳酸脱氢酶、果糖-6-磷酸酮酶、半乳糖苷酶、半乳糖苷酶、-葡萄糖苷酶、结合胆汁酸水解酶等。,（三）、肠道菌群失调,肠道菌群栖息在人体肠道的
7、共同环境中，保持一种微观生态平衡。如果由于机体内外各种原因，导致这种平衡的破坏，某种或某些菌种过多或过少，外来的致病菌或过路菌的定植或增殖，或者某些肠道菌向肠道外其他部位转移，即称为肠道菌群失调（enteric dysbacteriosis）引起肠道菌群失调的原因较多，如婴幼儿喂养不当、营养不良、中老年年老体弱；肠道与其他系统急慢性疾病、长期使用抗生素、激素、抗肿瘤药、放疗或化疗等，均可引起肠道菌群失调。,肠道菌群失调表现:,腐败菌显著增多、双岐杆菌与乳杆菌减少-常见于中老年人，大多数情况下无临床症状，甚至可以认为不是异常现象，但可有消化吸收功能与食欲不佳、腹涨、产气、便秘等一般不适反映，这是
8、改善肠道菌群功能食品最为适用的人群。,肠道菌群的比例失调-按比例失调程度分为3度：1度由于某种食物或药物引起轻微短期的大肠菌与肠球菌减少，原因去除后即可恢复。2度为正常肠道菌显著减少，过路菌增多，可引起肠道异常发酵及各种肠炎，如各种致病菌引起的食物中毒及消化道传染病；白色念珠菌、放线菌、隐球菌、毛霉菌引起的真菌性肠炎。3度为肠道正常菌被抑制，而由过路菌所代替，如由服用抗生素引起的难辨梭状芽孢杆菌引起的伪膜性肠炎等。,（四）、肠道微生态的调整,近年来人们不论是在理论上或应用上都十分重视肠道微生态，并力求使其向有益于人体健康方向调整。调整的措施可归纳为二大方面： 一般性调整措施； 利用有益活菌制剂
9、及其增殖促进因子； 利用有益的活菌制剂及其促进增殖制剂；,1.一般性调整措施,（1）强调婴儿的母乳喂养。母乳喂养儿肠道中的双歧杆菌占肠道菌群的比例远远高于人工喂养儿；（2）膳食结构合理化，尤其是保持乳品在膳食构成上的适宜比例，由于乳品能提供乳糖、降低肠道pH及其他原因，而有利于乳杆菌、双歧杆菌等有益菌的增殖并有效地抑制腐败菌与致病菌；（3）适当控制抗生素一类制菌药物的应用，长期应用是造成肠道菌群失调的重要原因之一；,2.利用有益活菌制剂及其增殖促进因子,利用有益的活菌制剂及其促进增殖制剂，保证或调整有益的肠道菌群构成，从而收到特定的健康利益，是当前国内外保健食品开发有效的、重要的领域。,三、具
10、有调节肠道菌群功能的物质,国内外研究开发的具有调节肠道菌群功能的物质主要是两种：,（一）、有益活菌制剂,通称probiotics，主要是以双歧杆菌和各种乳杆菌为主，也有其他细菌。商品名称很多，如以双歧杆菌为有效菌的贝菲得、回春生、双岐王、金双岐、丽株肠乐；以乳杆菌或乳杆菌与双歧杆菌为有效菌种的有昂立1号、三株、裴菲康等；也有以需氧菌为主的活菌制剂，利用其耗氧特点，在肠道内形成厌氧环境，从而有利于占肠道菌群绝大部分的厌氧菌与兼性厌氧菌的生长，而保持肠道菌群的正常构成。有以蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等为活性菌的促菌生、整肠生等制剂。,（二）、有益菌增殖促进剂,这类物质称为prebiotics，有人
11、译为有益菌促生物，针对双歧杆菌的有人称为双歧因子（bifidus foctor）等。通过这类物质使机体自身的生理性固有的菌增殖，形成以有益菌占优势的肠道生态环境。这种物质的研究起源于Gyorgy发现母乳中含有双歧杆菌增殖因子，后来又观察到母乳喂养儿与非母乳喂养儿肠内双歧杆菌的数量有明显差异，且后者的抵抗力不如前者。,近年来，日本、欧美各国对促进有益菌增殖物质的研究与开发集中于一些低聚糖类。低聚糖(Oligosaccharide)是指210个单糖以糖苷键连接起来的糖类总称。有这种功能的低聚糖能被双歧杆菌、乳杆菌等有益菌选择性利用，但在人消化道内因没有此类糖的水解酶故不能消化吸收，因而又称之为“不
12、能利用的碳水化合物”(Unavailable saccharides)或“双歧杆菌增殖因子”(Bifidus factor)。能促进有益菌的增殖；能有效改善肠道菌群构成；有改善宿主肠道功能的作用。,（三）、有益菌及其增殖因子的综合制剂,此类制剂国外称为Synbiotics, 汉语暂无统一公认的名称。鉴于双歧杆菌与乳杆菌在制剂形式、保存与人服用后均有许多不稳定因素，所以人们主张将这类有益菌与增殖促进剂并用。在改善肠道菌群构成和降低肠道pH与缓解便秘上的功效却是明显的，可靠的。尽管其中有益的菌不多，甚至极少，仍然在改善这类肠道功能上，效果卓著。所以当前在这类保健食品的开发上，这种有益菌及其增殖因子
13、并用的产品是值得推广的。,改善胃肠道菌群功能检验,（1）试验项目（肠道菌群以cfu/g粪便计） 动物试验 双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌。 人体实验 双歧杆菌、乳杆菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌。 （2）试验原则 动物与人体所列检验项目均为必测项目。 人体试验为必做项目，还可以加测一般健康指标。 动物可用正常动物或肠道菌群紊乱动物模型。,（3）结果判定,动物试验 A双歧杆菌、乳杆菌明显增加，肠球菌、肠杆菌增加但幅度小于双歧杆菌、乳杆菌的增幅，产气荚膜梭菌减少或无变化；B双歧杆菌、乳杆菌明显增加而产气荚膜梭菌减少或无变化、肠球菌、肠杆菌无变化。上两项中一项符合可判定为阳性。人体试食试验 A双歧杆菌、乳杆菌明显增加，肠球菌、肠杆菌增加但幅度小于双歧杆菌、乳杆菌的增幅，产气荚膜梭菌减少或无变化；B双歧杆菌、乳杆菌明显增加而产气荚膜梭菌减少或无变化、肠球菌、肠杆菌无变化。上两项中一项符合可判定有改善胃肠道菌群,
