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1、第七节 调节肠道菌 群的功能性食品 1 v本节要点 v1 肠道主要有益菌及其作用 v2 具有调节肠道菌群功能的物质 2 v一 概述 v正常菌群 是微生物与大生物在共同历史进化 过程中形成的微生态系统 正常菌群在人体 内分布广泛 尤以肠道中的带菌数量最多 v现代社会紧张快节奏的生活 加上抗生素 激 素和同位素等的大量使用 严重干扰着机体内 正常微生物与宿主之间的生态平衡 特别是肠 道菌群的平衡 3 v人体肠道中菌群数量宠大 构成复杂 共50 多种属500多种菌 其中双歧杆菌 乳酸菌 消化道链球菌等专性厌氧菌约占肠道总菌 量的99 肠道菌 肠球菌等兼性厌氧菌约 占总菌量的1 它们在人体内形成一个复
2、杂 的微生态系统 4 v肠道菌群与人体的机体健康关系密切 v肠道内有些细菌可产生致癌或促癌物质 但也 有些细菌却又把这些物质分解使其无毒 并保 持肠道菌的平衡 维护人体的健康 v因此 肠道菌群是现代生命科学领域的重要研 究课题 5 v人体和动植物体一样 按生态学规律在 一定的生态环境中生活 机体与机体内 定居的微生物群之间的关系 内生 态学或微观生态学 v机体与机体外环境生态 外生物态 学或宏观生态学 6 v 一 肠道微生态 v 肠道微生态简介 v 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
3、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 v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 7 v2 肠道菌群的确立与发展 v母体中的胎儿是在无菌环境中发育 靠 母亲的抵抗力保持无菌 离开母体后不 久 在新生儿皮肤 气管和消化道等表面 膜上 开始滋生大量的细菌 新生儿第 一次排泄的胎粪是无菌的 3 4h后就发 现有细菌 哺乳后细菌数量急剧增长 8 v新生儿生后3 4d内 其粪便中就出现双歧杆 菌 到第5d时成为优势菌 随着婴儿的生长 发育 到断乳时肠道菌群的组成与成年人相近 似 v老年人粪便中的双歧杆菌数量大为减少 而拟 杆
4、菌和梭状芽抱杆菌则大量增加 肠道菌群的 这种变化 易使老年人的肝脏 内分泌 心血 管和神经系统受影响 与发生癌变 9 v 二 肠道主要有益菌及其作用 v双歧杆菌与乳杆菌是人肠道中有益菌的代 表 主要作用是降低肠道 v正常的肠道菌群通过生物拮抗作用构成了人体的 生物屏障 阻挡外来病原体的入侵 其作用机制 为营养竞争 占位性保护 产生细菌毒素和有机 酸 降低 10 v 乳杆菌 乳杆菌是人们认识最早 也是研究较多的肠道有益菌 v最常见的应用例是从 世纪 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 11 v生物学功能 v 抑制病原菌和调整正常
5、肠道菌群 嗜酸乳杆菌对肠道某些 致具有明显的抑制作用 v 抗癌与提高免疫能力 激活胃肠免疫系统 提高自然杀 伤 细胞活性 同化食物与内源性和肠道菌群所产生的 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 v 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 v 乳杆菌促进乳糖代谢 乳杆菌可分解乳糖 加速其代谢 12 v2 双歧杆菌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 v 抑制肠道致病菌 v 抗腹泻与防便秘 v 免疫调节
6、与抗肿瘤 v 调节血脂 v 合成维生素和分解腐败物 13 v 三 肠道菌群失调肠道菌群栖息在 人体肠道的共同环境中 保持一种微观 生态平衡 v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 14 v肠道菌群的稳定性与菌群 宿主和环境三方面因素 有关 v在菌群方面 细菌间存在相互作用 v在宿主方面 胃酸能选择性地抑制或杀灭外来菌 以维持胃及小肠上端的菌群平衡 v环境因素对胃肠道菌群也有一定的影响 尤其是饮 食与用药 15 v引起肠道菌群失调的原因较多 v如婴幼儿喂养不当 营养
7、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 16 v肠道菌群失调表现 v 腐败菌显著增多 双歧杆菌与乳 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 这是改善肠道菌群功能食品最为 适用的人群 17 v 肠道菌群的比例失调 按比例失调程度分为 度 v 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 v 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
8、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 v 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 18 v 四 肠道微生态的调整 v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 v调整的措施可归纳为二大方面 v一般性调整措施 v利用有益活菌制剂及其增殖促进因子 19 v1 一般性调整措施 v 1 强调婴儿的母乳喂养 母乳喂养婴儿肠道中的 双歧杆菌占肠道菌群的比例远远高于人工喂养儿 v 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
9、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 v 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 20 v2 利用有益活菌制剂及其增殖促进 因子 v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 21 v二 有毒发酵产物对机体健康的危 害 v食品经消化吸收所剩残余物到达结肠后 在被发酵过程中 会形成许多有毒的 代谢产物 给人体的健康带来很多不利 的影响 22 v肠道每天产生的腐败发酵产物 细菌毒 素及致癌物等物质 一部分作用于肠管
10、 一部分经过吸收 长时间对肝 心 肾 和脑等重要脏器造成损害 引起肿瘤 动脉硬化 高血压 肝损害 自体免疫 病和免疫力衰退等 23 v1 肿瘤病变 v高脂肪膳食刺激分泌大量的胆汁酸 继而产生过量的次级胆汁酸 及类固醇 筒族化合物 这与结肠癌的高发病率关系很大 v大量摄入肉类食物 会造成有害微生物酶及其有毒代谢产物的增 加 v如西方膳食方式 易造成体内亚硝胺的大量产生和积累 这被认为 与高结肠癌发病率有一定的关系 v与结肠癌相似 乳腺癌的发生也与高脂肪或高肉食的膳食习惯有 关 某些肠道微生物会将大量分泌的胆汁酸转变成过量的雌性激 素 这仅是一个潜在的对雌性激素起作用的显著因素 被认为是引 起乳腺
11、癌高发病率的原因之一 24 v2 衰老和成人病 v随着年龄的增大 由于胃肠液分泌量的减少 肠道内的 双歧杆菌活菌数会逐渐减少 这种趋势在老态龙钟的 老年人身上 尤为明显地表现出来 双歧杆菌活菌数 的减少 被认为是衰老 免疫力下降和成人病 如肿瘤 发生的重要原因 v已知精神压力会导致机体的内分泌失调而影响人体健 康 精神压力同样也会改变肠道微生物菌群的平衡 使双歧杆菌数急剧减少 而有毒微生物却大量增殖 25 v三 肠道菌群对机体健康的影响 v 一 肠道菌群与免疫 v肠道内的常驻菌群和暂驻菌群 通常都不是致病的 在机体防御功能健全的个体 这些细菌很少有致病性 反而是构成机体防御表现的重要因子 v但
12、在免疫功能不健全的机体内 肠道菌在肠外定居 会引起条件感染症 在肠内也会黏附于膜细胞上皮产 生肠毒素或造成肠炎与腹泻 也就是说 肠内正常菌 群对宿主发挥有益或有害的作用 取决于宿主的免疫 功能水平 26 v肠道是肠内菌群与宿主的最大接触场所 为了对抗细 菌酶的分解作用 肠道会分泌IgA来进行抗衡 与肠道有 关的淋巴组织也产生IgA 研究表明 肠道周围产生 的IgA对维持机体健康有重要作用 v乳杆菌对机体的保护作用 主要是促进宿主巨噬细胞 对抗抗原 使得血液单核细胞活动至感染部位 从而 有效地提高了抗菌作用 双歧杆菌具有免疫促进作用 27 v 二 肠道菌群与肿瘤 v1 肠道菌群的致癌性 v肠道中
13、大肠杆菌 梭状芽孢杆菌之类细菌的发 酵产物氨 酚 胺和吲哚等 正常情况下经由 肝脏解毒后随尿液排出体外 当肝脏发生病变 失去对上述毒物的解毒作用时 这些有毒发酵 产物就进入体内循环系统 毒害大脑神经 使 晚期肝硬化患者的中枢神经系统发生紊乱 处 于精神畸变至昏迷状态 28 v在机体的肝癌病变中 肠道正常菌群所发挥的致 癌或促癌作用方式 可能包括 v 致癌物质前体受肠道菌群所产生的酶的作用 释放出致癌活性物质 v 致癌物在肝脏中活化后与葡萄糖酸结合 随胆 汁进入肠腔经肠道菌的作用释放出致癌活性成分 v 食品中的致癌物质前体 在肠道内经细菌的作 用转变成致癌物或促癌物 29 v2 肠道菌群的抗癌性
14、 v关于乳酸菌的抗肿瘤作用 表现在如下三 个方面 v 抑制有毒酶的活力 使肠道内的致癌 物质前体成非活性状态或抑制状态 不 能转化为致癌物质 v 增强对肿瘤增长的抑制作用 v 增加机体的免疫力 30 v 三 肠道菌群与衰老 v调查发现 长寿老人的肠道菌群保持着 其成年期的状态 双歧杆菌数量高 拟 杆菌 梭状芽孢菌和芽孢杆菌等数量较 少 即使在90 105岁的长寿者中 双 歧杆菌数量还保持其年轻时的状态 乳 酸杆菌较多 而葡萄球菌等数量较少 31 v 四 肠道菌群与感染 v正常人体内肠道菌群是稳定而不易变动的 这种稳定的肠道菌群 保卫着宿主 使其免遭各种病原菌对肠道的感染 另一方面 引起 肠道菌
15、群变动的主要因素 会提高对宿主感染的敏感性 v肠道菌群中存在的梭状芽孢杆菌 葡萄球菌 绿脓菌等病原性有 害菌 在健康机体中它们的繁殖受到抑制 一般没有致病性 如 果遇到由于营养失衡 过度劳累 使用抗生素等引起肠道菌群平 衡破坏 服用类甾醇激素 免疫抑制剂和施行放射性疗法等导致 机体防御力降低 或者经大手术及患有白血病 恶性肿瘤晚期 重症糖尿病 自身免疫疾病等时 这些细菌就会异常增殖而引起 自发性感染 侵入机体健康时不能繁殖的脏器中 对机体造成危 害 32 v 五 肠道菌群对宿主营养的影响 v肠道菌群可以合成一些维生素与蛋白质 如维 生素B1 维生素B2维生素B6 维生素B12 维生素K 烟酸
16、泛酸 生物素和叶酸等 可 被宿主部分吸收利用 v肠道菌群也会与宿主争夺维生素K 维生素B1 等一些营养成分 可溶性膳食纤维在大肠内受 到肠道菌群的发酵 会生成醋酸 丙酸 酪酸 等短链脂肪酸 其能量为机体部分利用 33 v四 调节肠道菌群功能性食品的开发 原理 v人类不可能生活在无菌环境中 从一出生就有细 菌进入体内并终生结伴相随 肠道菌群与人的健 康的密切关系说明了良好的肠道环境 平衡的肠 道菌群 对人类的健康长寿显得十分重要 v如肠道内有害菌数增加 则会引起肝脏和胃肠功 能障碍 导致动脉硬化 高血压 肿瘤及加速衰 老进程等后果 34 v随着年龄的增大导致机体衰老 肠道菌群失衡时 或 由于外界不良环境及机体不良的健康状态 导致肠道 菌群偏离最佳状态时 除了注意避免不良环境与不良 健康状态 科学 合理地摄入一些具有调节肠道菌群 的功能性食品 具有很好的作用 v这类功能性食品的功效成分 包括两类 v 乳酸菌 特别是双歧杆菌 活菌制剂及其发酵制品 v 双歧杆菌增殖因子 35 v要使摄入的乳酸菌活菌制剂或其发酵制 品发挥其应有的功效 则要求摄入的乳 酸菌能够抵御消化道不良环境 并能在 肠道内定
