1、調節腸道菌群第七節第七節 調節腸調節腸道菌群的功能道菌群的功能性食品性食品調節腸道菌群v本節要點 v1.腸道主要有益菌及其作用 v2.具有調節腸道菌群功能的物質調節腸道菌群v一、概述一、概述 v正常菌群,是微生物與大生物在共同歷史進化過程中形成的微生態系統。正常菌群在人體內分布廣泛,尤以腸道中的帶菌數量最多。v現代社會緊張快節奏的生活,加上抗生素、激素和同位素等的大量使用,嚴重干擾著機體內正常微生物與宿主之間的生態平衡,特別是腸道菌群的平衡。調節腸道菌群v人體腸道中菌群數量寵大，構成復雜，共50多種屬500多種菌，其中雙歧桿菌，乳酸菌、消化道鏈球菌等專性厭氧菌約占腸道總菌量的99%，腸道菌，腸

2、球菌等兼性厭氧菌約占總菌量的1%。它們在人體內形成一個復雜的微生態系統。調節腸道菌群v腸道菌群與人體的機體健康關系密切腸道菌群與人體的機體健康關系密切。v腸道內有些細菌可產生致癌或促癌物質，但也有些細菌卻又把這些物質分解使其無毒，并保持腸道菌的平衡，維護人體的健康。v因此，腸道菌群是現代生命科學領域的重要研究課題。調節腸道菌群v人體和動植物體一樣，按生態學規律在一定的生態環境中生活， 機體與機體內定居的微生物群之間的關系內生態學或微觀生態學v機體與機體外環境生態 外生物態學或宏觀生態學調節腸道菌群v（一）、腸道微生態（一）、腸道微生態 v 腸道微生態簡介腸道微生態簡介 v 在長期的進化過程中，

3、宿主與其體內寄生的微生物之在長期的進化過程中，宿主與其體內寄生的微生物之間，形成了相互依存互相制約的最佳生理狀態，雙方間，形成了相互依存互相制約的最佳生理狀態，雙方保持著物質、能量和信息的流轉，因而機體攜帶的微保持著物質、能量和信息的流轉，因而機體攜帶的微生物與其自身的生理、營養、消化、吸收、免疫及生生物與其自身的生理、營養、消化、吸收、免疫及生物拮抗等有密切關系。物拮抗等有密切關系。v在人體微生態系統中，腸道微生態是主要的，最活躍的，一般情況下也是對人體健康有更加顯著影響的。調節腸道菌群v2、腸道菌群的確立與發展、腸道菌群的確立與發展v母體中的胎兒是在無菌環境中發育，靠母親的抵抗力保持無菌。

4、離開母體后不久,在新生兒皮膚、氣管和消化道等表面膜上，開始滋生大量的細菌。新生兒第一次排泄的胎糞是無菌的，34h后就發現有細菌，哺乳后細菌數量急劇增長。調節腸道菌群v新生兒生后34d內，其糞便中就出現雙歧桿菌，到第5d時成為優勢菌。隨著嬰兒的生長發育，到斷乳時腸道菌群的組成與成年人相近似。v老年人糞便中的雙歧桿菌數量大為減少，而擬桿菌和梭狀芽抱桿菌則大量增加。腸道菌群的這種變化，易使老年人的肝臟、內分泌、心血管和神經系統受影響,與發生癌變。調節腸道菌群v（二）、腸道主要有益菌及其作用（二）、腸道主要有益菌及其作用v雙歧桿菌與乳桿菌是人腸道中有益菌的代雙歧桿菌與乳桿菌是人腸道中有益菌的代表，主要

5、作用是降低腸道表，主要作用是降低腸道，v正常的腸道菌群通過生物拮抗作用構成了人體的正常的腸道菌群通過生物拮抗作用構成了人體的生物屏障，阻擋外來病原體的入侵，其作用機制生物屏障，阻擋外來病原體的入侵，其作用機制為營養競爭、占位性保護、產生細菌毒素和有機為營養競爭、占位性保護、產生細菌毒素和有機酸、降低酸、降低調節腸道菌群v乳桿菌：乳桿菌是人們認識最早、也是研究較多的腸道有益菌。v最常見的應用例是從世紀年代就開始生產飲用的用人工培養的嗜酸乳桿菌及其接種培養的發酵乳和酸乳，用用以糾正便秘及其他腸道疾病。以糾正便秘及其他腸道疾病。調節腸道菌群v生物學功能：生物學功能： v（）抑制病原菌和調整正常腸道菌

6、群：（）抑制病原菌和調整正常腸道菌群：嗜酸乳桿菌對腸道某些致具有明顯的抑制作用。v（）抗癌與提高免疫能力：（）抗癌與提高免疫能力：激活胃腸免疫系統，提高自然殺傷（）細胞活性；同化食物與內源性和腸道菌群所產生的致癌物；減少葡萄糖苷酶、葡萄糖醛酸酶、硝基還原酶、偶氮基還原酶的活性，這些被認為與致癌有關；分解膽汁酸。 v（）調節血脂：（）調節血脂：該菌能減低高脂人群的血清膽固醇水平，而對正常人群則無降脂作用。其解釋機制為，對內源性代謝的調節與利用和使短鏈脂肪酸加速代謝。v（）乳桿菌促進乳糖代謝：（）乳桿菌促進乳糖代謝：乳桿菌可分解乳糖，加速其代謝。調節腸道菌群v2雙歧桿菌對人體健康有益作用十分明顯，

7、以至成為近年保健食品開發的一個熱點。v（）抑制腸道致病菌：v（）抗腹瀉與防便秘：v（）免疫調節與抗腫瘤：v（）調節血脂：v（）合成維生素和分解腐敗物：調節腸道菌群v（三）、腸道菌群失調腸道菌群棲息在（三）、腸道菌群失調腸道菌群棲息在人體腸道的共同環境中，保持一種微觀人體腸道的共同環境中，保持一種微觀生態平衡。生態平衡。v如果由于機體內外各種原因，導致這種平衡的如果由于機體內外各種原因，導致這種平衡的破壞，某種或某些菌種過多或過少，外來的致破壞，某種或某些菌種過多或過少，外來的致病菌或過路菌的定植或增殖，或者某些腸道菌病菌或過路菌的定植或增殖，或者某些腸道菌向腸道外其他部位轉移，向腸道外其他部位

8、轉移， 即稱為腸道菌群失即稱為腸道菌群失調。調。調節腸道菌群v腸道菌群的穩定性與菌群、宿主和環境三方面因素腸道菌群的穩定性與菌群、宿主和環境三方面因素有關有關v在菌群方面，細菌間存在相互作用；在菌群方面，細菌間存在相互作用；v在宿主方面，胃酸能選擇性地抑制或殺滅外來菌，在宿主方面，胃酸能選擇性地抑制或殺滅外來菌，以維持胃及小腸上端的菌群平衡；以維持胃及小腸上端的菌群平衡；v環境因素對胃腸道菌群也有一定的影響，尤其是飲環境因素對胃腸道菌群也有一定的影響，尤其是飲食與用藥。食與用藥。調節腸道菌群v引起腸道菌群失調的原因較多，v如嬰幼兒喂養不當、營養不良、中老年年老體弱；腸道與其他系統急慢性疾病、長

9、期使用抗生素、激素、抗腫瘤藥、放療或化療等，均可引起腸道菌群失調。調節腸道菌群v腸道菌群失調表現： v腐敗菌顯著增多、雙歧桿菌與乳腐敗菌顯著增多、雙歧桿菌與乳桿菌減少桿菌減少常見于中老年人，大多數情況下無臨床癥狀，甚至可以認為不是異?，F象，但可有消化吸收功能與食欲不佳、腹漲、產氣、便秘等一般不適反映，這是改善腸道菌群功能食品最為適用的人群。調節腸道菌群v腸道菌群的比例失調按比例失調程度分為腸道菌群的比例失調按比例失調程度分為度度： v度由于某種食物或藥物引起輕微短期的大腸菌與腸球菌減少減少，原因去除后即可恢復。 v度為正常腸道菌顯著減少，過路菌增多顯著減少，過路菌增多，可引起腸道異常發酵及各種

10、腸炎，如各種致病菌引起的食物中毒及消化道傳染病；白色念珠菌、放線菌、隱球菌、毛霉菌引起的真菌性腸炎。v度為腸道正常菌被抑制，而由過路菌所代替正常菌被抑制，而由過路菌所代替，如由服用抗生素引起的難辨梭狀芽孢桿菌引起的偽膜性腸炎等。 調節腸道菌群v（四）、腸道微生態的調整（四）、腸道微生態的調整v近年來人們不論是在理論上或應用上都十分重視腸道微生態，并力求使其向有益于人體健康方向調整。v調整的措施可歸納為二大方面：調整的措施可歸納為二大方面： v一般性調整措施；一般性調整措施； v利用有益活菌制劑及其增殖促進因子；利用有益活菌制劑及其增殖促進因子；調節腸道菌群v1.一般性調整措施一般性調整措施 v

11、（1）強調嬰兒的母乳喂養。）強調嬰兒的母乳喂養。母乳喂養嬰兒腸道中的雙歧桿菌占腸道菌群的比例遠遠高于人工喂養兒； v（2）膳食結構合理化）膳食結構合理化。尤其是保持乳品在膳食構成上的適宜比例，由于乳品能提供乳糖、降低腸道pH及其他原因，而有利于乳桿菌、雙歧桿菌等有益菌的增殖并有效地抑制腐敗菌與致病菌； v（3）適當控制抗生素一類制菌藥物的應用）適當控制抗生素一類制菌藥物的應用，長期應用是造成腸道菌群失調的重要原因之一；調節腸道菌群v2.利用有益活菌制劑及其增殖促進利用有益活菌制劑及其增殖促進因子因子v利用有益的活菌制劑及其促進增殖制劑，利用有益的活菌制劑及其促進增殖制劑，保證或調整有益的腸道菌

12、群構成，從而收到特定的健康利益，是當前國內外保健食品開發有效的、重要的領域。調節腸道菌群v二、有毒發酵產物對機體健康的危二、有毒發酵產物對機體健康的危害害v食品經消化吸收所剩殘余物到達結腸后，在被發酵過程中，會形成許多有毒的代謝產物，給人體的健康帶來很多不利的影響。調節腸道菌群v腸道每天產生的腐敗發酵產物、細菌毒素及致癌物等物質，一部分作用于腸管，一部分經過吸收,長時間對肝、心、腎和腦等重要臟器造成損害，引起腫瘤、動脈硬化、高血壓、肝損害、自體免疫病和免疫力衰退等。調節腸道菌群v1腫瘤病變腫瘤病變v高脂肪膳食刺激分泌大量的膽汁酸,繼而產生過量的次級膽汁酸及類固醇(筒族化合物),這與結腸癌的高發

13、病率關系很大。v大量攝入肉類食物,會造成有害微生物酶及其有毒代謝產物的增加。v如西方膳食方式,易造成體內亞硝胺的大量產生和積累,這被認為與高結腸癌發病率有一定的關系。v與結腸癌相似,乳腺癌的發生也與高脂肪或高肉食的膳食習慣有關。某些腸道微生物會將大量分泌的膽汁酸轉變成過量的雌性激素,這僅是一個潛在的對雌性激素起作用的顯著因素,被認為是引起乳腺癌高發病率的原因之一。調節腸道菌群v2.衰老和成人病衰老和成人病v隨著年齡的增大,由于胃腸液分泌量的減少，腸道內的雙歧桿菌活菌數會逐漸減少，這種趨勢在老態龍鐘的老年人身上，尤為明顯地表現出來。雙歧桿菌活菌數的減少，被認為是衰老、免疫力下降和成人病(如腫瘤)

14、發生的重要原因。v已知精神壓力精神壓力會導致機體的內分泌失調而影響人體健康，精神壓力同樣也會改變腸道微生物菌群的平衡，使雙歧桿菌數急劇減少，而有毒微生物卻大量增殖。調節腸道菌群v三、腸道菌群對機體健康的影響三、腸道菌群對機體健康的影響v（一）腸道菌群與免疫（一）腸道菌群與免疫v腸道內的常駐菌群和暫駐菌群，通常都不是致病的，在機體防御功能健全的個體，這些細菌很少有致病性在機體防御功能健全的個體，這些細菌很少有致病性,反而是構成機體防御表現的重要因子。反而是構成機體防御表現的重要因子。v但在免疫功能不健全的機體內，腸道菌在腸外定居，會引起條件感染癥；在腸內也會黏附于膜細胞上皮產生腸毒素或造成腸炎與

15、腹瀉。也就是說，腸內正常菌群對宿主發揮有益或有害的作用，取決于宿主的免疫功能水平。調節腸道菌群v腸道是腸內菌群與宿主的最大接觸場所。為了對抗細菌酶的分解作用,腸道會分泌IgA來進行抗衡,與腸道有關的淋巴組織也產生IgA。研究表明，腸道周圍產生的IgA對維持機體健康有重要作用。v乳桿菌對機體的保護作用，主要是促進宿主巨噬細胞對抗抗原，使得血液單核細胞活動至感染部位，從而有效地提高了抗菌作用。雙歧桿菌具有免疫促進作用。 調節腸道菌群v(二二)腸道菌群與腫瘤腸道菌群與腫瘤v1.腸道菌群的致癌性v腸道中大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌之類細菌的發酵產物氨、酚、胺和吲哚等，正常情況下經由肝臟解毒后隨尿液排出體外。

16、當肝臟發生病變失去對上述毒物的解毒作用時，這些有毒發酵產物就進入體內循環系統，毒害大腦神經，使晚期肝硬化患者的中樞神經系統發生紊亂，處于精神畸變至昏迷狀態。調節腸道菌群v在機體的肝癌病變中，腸道正常菌群所發揮的致癌或促癌作用方式，可能包括：v致癌物質前體受腸道菌群所產生的酶的作用，釋放出致癌活性物質。v致癌物在肝臟中活化后與葡萄糖酸結合，隨膽汁進入腸腔經腸道菌的作用釋放出致癌活性成分。v食品中的致癌物質前體，在腸道內經細菌的作用轉變成致癌物或促癌物。調節腸道菌群v2.腸道菌群的抗癌性腸道菌群的抗癌性v關于乳酸菌的抗腫瘤作用,表現在如下三個方面：v抑制有毒酶的活力，使腸道內的致癌物質前體成非活性

17、狀態或抑制狀態，不能轉化為致癌物質。v增強對腫瘤增長的抑制作用。v增加機體的免疫力。調節腸道菌群v(三三)腸道菌群與衰老腸道菌群與衰老v調查發現，長壽老人的腸道菌群保持著其成年期的狀態，雙歧桿菌數量高，擬桿菌、梭狀芽孢菌和芽孢桿菌等數量較少。即使在90 105歲的長壽者中，雙歧桿菌數量還保持其年輕時的狀態，乳酸桿菌較多，而葡萄球菌等數量較少。調節腸道菌群v（四）腸道菌群與感染（四）腸道菌群與感染v正常人體內腸道菌群是穩定而不易變動的，這種穩定的腸道菌群保衛著宿主,使其免遭各種病原菌對腸道的感染。另一方面,引起腸道菌群變動的主要因素,會提高對宿主感染的敏感性。v腸道菌群中存在的梭狀芽孢桿菌、葡萄

18、球菌、綠膿菌等病原性有害菌，在健康機體中它們的繁殖受到抑制，一般沒有致病性。如果遇到由于營養失衡、過度勞累、使用抗生素等引起腸道菌群平衡破壞，服用類甾醇激素、免疫抑制劑和施行放射性療法等導致機體防御力降低，或者經大手術及患有白血病、惡性腫瘤晚期、重癥糖尿病、自身免疫疾病等時，這些細菌就會異常增殖而引起自發性感染，侵入機體健康時不能繁殖的臟器中，對機體造成危害。 調節腸道菌群v(五五)腸道菌群對宿主營養的影響腸道菌群對宿主營養的影響v腸道菌群可以合成一些維生素與蛋白質，如維生素B1、維生素B2維生素B6、維生素B12、維生素K、煙酸、泛酸、生物素和葉酸等，可被宿主部分吸收利用。v腸道菌群也會與宿

19、主爭奪維生素K、維生素B1等一些營養成分。可溶性膳食纖維在大腸內受到腸道菌群的發酵，會生成醋酸、丙酸、酪酸等短鏈脂肪酸，其能量為機體部分利用。 調節腸道菌群v四、調節腸道菌群功能性食品的開發四、調節腸道菌群功能性食品的開發原理原理v人類不可能生活在無菌環境中，從一出生就有細菌進入體內并終生結伴相隨。腸道菌群與人的健康的密切關系說明了良好的腸道環境、平衡的腸道菌群，對人類的健康長壽顯得十分重要。v如腸道內有害菌數增加，則會引起肝臟和胃腸功能障礙，導致動脈硬化、高血壓、腫瘤及加速衰老進程等后果。調節腸道菌群v隨著年齡的增大導致機體衰老、腸道菌群失衡時，或由于外界不良環境及機體不良的健康狀態，導致腸

20、道菌群偏離最佳狀態時。除了注意避免不良環境與不良健康狀態，科學、合理地攝入一些具有調節腸道菌群的功能性食品，具有很好的作用。v這類功能性食品的功效成分，包括兩類：v乳酸菌(特別是雙歧桿菌)活菌制劑及其發酵制品。v雙歧桿菌增殖因子。調節腸道菌群v要使攝入的乳酸菌活菌制劑或其發酵制品發揮其應有的功效，則要求攝入的乳酸菌能夠抵御消化道不良環境，并能在腸道內定植。v人體腸道固有的乳酸菌具備這種能力，而那些非腸道固有乳酸菌通常不具備這種能力。因此，活菌制劑必須用能在人體腸道內定植的微生物來制造。調節腸道菌群v雙歧桿菌增殖因子，就是可促進雙歧桿菌生長、增殖的活性物質。v母乳中含有能促進嬰兒體內雙歧桿菌增殖

21、的成分，因此，一些早期的研究主要集中于探索從初乳中分離和鑒定出雙歧桿菌增殖因子，但這些作為商品應用顯然過于昂貴。v近年開發的增殖因子，包括功能性低聚糖和膳食功能性低聚糖和膳食纖維纖維等產品，由于其成本較低、性能較為穩定且增殖效果明顯,故應用在功能性食品中已顯示出其良好的前景。調節腸道菌群v低聚糖獨特的生理功能，完全歸功于其獨有的發酵特性，即雙歧桿菌增殖特性。v膳食纖維特別是水溶性膳食纖維，也是因為其獨有的發酵特性，而具備相類似的功效。v但是，目前對膳食纖維的發酵特性研究得還不夠深入，尚無法與低聚糖的雙歧桿菌增殖特性直接比較。調節腸道菌群v功能性低聚糖優于膳食纖維的特點體現在功能性低聚糖優于膳食

22、纖維的特點體現在:v較小的有效劑量較小的有效劑量,每天僅需每天僅需0.73g,視不同品種而定。視不同品種而定。v在推薦量范圍內不會引起腹瀉。在推薦量范圍內不會引起腹瀉。v具有一定的甜味具有一定的甜味,甜味特性良好甜味特性良好,無不理想的組織結無不理想的組織結構或口感特性。構或口感特性。v易溶于水易溶于水,不增加產品的黏度。不增加產品的黏度。v物理性質穩定物理性質穩定,不螯合礦物元素。不螯合礦物元素。v易加入工業化食品中。易加入工業化食品中。調節腸道菌群v健康人腸道菌群的組成非常穩定，往食品中添加乳桿菌或雙歧桿菌等腸道菌，不會取代原有腸道菌，但有助于維持固有菌群的平衡。 v經常食用含有乳桿菌和雙歧桿菌的功能性食品，能迅速改變消化道菌群的代謝功能。這說明，不同的乳酸菌，能在某種程度上顯示出宿主的特性。這些外來細菌的某些特性(適應胃腸