關于益生菌作用機制第1頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌作用機制三個角度（益生菌-細胞）恢復腸道正常通透性刺激粘液產生促進粘膜再生（益生菌-細菌）競爭營養和定植位點產生抗微生物物質（益生菌-免疫）刺激或增強IgA的產生NK-cell的活性白細胞的吞噬活性T細胞和B細胞的增殖活性細胞因子的產生增強腸道粘膜屏障功能和定植抗力阻止病原菌的黏附和定植增強腸道粘膜和系統的免疫反應有效對抗病原體，調節腸道菌群平衡，維護腸道粘膜屏障功能第2頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌與細菌的相互作用第3頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腸道菌群對腸粘膜屏障的作用機制粘液產生粘液避免病原菌定植能量供應釋放防衛素腸腔產生IgA漿細胞激發和維持腸相關淋巴組織淋巴濾泡細菌脂多糖鞭毛蛋白等M細胞調節緊密連接纖維素益生元

生物屏障機械屏障化學屏障免疫屏障StephanCBischoff.‘Guthealth’:anewobjectiveinmedicine?BischoffBMC

Med2011,9(24)./1741-7015/9/24第4頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腸道細菌間的相互作用細菌的不同生物學特性與生活習性決定其不同的生理作用厭氧菌和需氧菌腔菌群和膜菌群糖分解細菌和蛋白分解細菌細菌之間的生存競爭拮抗第5頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腔菌群和膜菌群組成的生態系統膜菌群：專性厭氧菌雙歧桿菌、乳桿菌等免疫原性低或無腔菌群深層：兼性厭氧菌類桿菌、消化鏈球菌等腔菌群淺層：需氧菌腸球菌與大腸桿菌等腸道內優勢菌為專性厭氧菌，約占腸道細菌總數的99%第6頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日營養競爭與定植拮抗病原菌益生菌1.抑制致病菌黏附于腸上皮2.抑制不耐酸的腸道致病菌生長4.競爭營養物質3.激活免疫系統，提高抗感染能力5.維持粘膜屏障完整性25第7頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌產生細菌素的作用1、益生菌產生細菌素作為定植蛋白，產生定植抗力，與病原菌進行占位競爭并抑制病原菌定植2、細菌素可直接抑制或殺滅病原菌3、細菌素作為信號蛋白，向腸道菌群和免疫系統傳遞信息132AllesonDobson,AmericansocietyforMicrobiology,2012第8頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌抑制病原菌生長大腸桿菌鼠傷寒沙門菌金黃色葡萄球菌蠟樣芽孢桿菌對照組（沒有益生菌）嗜酸乳桿菌LA5鼠李糖乳桿菌LC705乳酸桿菌亞種LC01雙歧桿菌BB12費氏丙酸桿菌謝氏亞種第9頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌與腸上皮細胞的相互作用第10頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腸道菌群對腸粘膜屏障的作用機制粘液產生粘液避免病原菌定植能量供應釋放防衛素腸腔產生IgA漿細胞激發和維持腸相關淋巴組織淋巴濾泡細菌脂多糖鞭毛蛋白等M細胞調節緊密連接纖維素益生元

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Med2011,9(24)./1741-7015/9/24第11頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌保護腸道上皮組織的機制可能作用機制包括：共生菌通過促進纖維素和營養物質的消化，從而提供能量和物質（短鏈脂肪酸、多種酶，多種維生素等）促進杯狀細胞產生黏液、潘氏細胞釋放防御素和上皮細胞合成緊密連接蛋白，調節腸道的通透性，維持腸道機械屏障功能調節和預防上皮細胞凋亡減少活性氧自由基產生益生菌免疫調節第12頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腸道菌群紊亂導致內毒素移位是細菌易位的前奏內毒素（endotoxin)移位細菌(bacterial)易位細菌感染及全身炎癥反應嚴重程度普遍程度腸道菌群紊亂，G-桿菌過度繁殖肝臟功能異常Gut2005;54:556–563王興鵬，腸道屏障功能障礙基礎與臨床.激活Kupffer細胞釋放炎癥介質，腸道屏障功能受損腸道粘膜通透性腸屏障功能益生菌：維護腸道生態平衡，避免內毒素移位第13頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腸上皮細胞阻止細菌易位機制腸腔內因素：厭氧菌占多數，可抑制需氧菌和兼性厭氧菌生長黏液、IgA和膽汁的附著作用上皮細胞完整性和緊密連接T細胞和巨噬細胞的免疫應答效應第14頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日細菌與腸道免疫系統的相互作用第15頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日腸道菌群對腸粘膜屏障的作用機制粘液產生粘液避免病原菌定植能量供應釋放防衛素腸腔產生IgA漿細胞激發和維持腸相關淋巴組織淋巴濾泡細菌脂多糖鞭毛蛋白等M細胞調節緊密連接纖維素益生元

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Med2011,9(24)./1741-7015/9/24第16頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌與宿主免疫系統的交互作用改變信號途徑，影響靶細胞的增殖和生存（如通過NFkB通路影響巨噬細胞增殖活化）與樹突狀細胞相互作用，影響T細胞分化為Th1，Th2或Treg，分泌神經遞質分子,調節痛覺受體的表達,影響腸道運動和痛覺感受增加sIgA第17頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌調節信號轉導途徑調整多種信號途徑：NFkB（核轉錄因子kB）MAPK（分裂原活化蛋白激酶）Akt/PI3K（磷酸肌醇3激酶）PPARr（過氧化物酶體增殖

與活化受體r）第18頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日NF-κB活化途徑NF-κB活化涉及以下六步：①IκB分子抑制劑磷酸化②IκB分子抑制劑泛素化③IκB分子抑制劑被蛋白酶體(VSL#3）降解④NF-κB的活化形式易位到細胞核⑤NF-κB在核內與促炎性基因定向結合⑥促炎性基因產物生成，如：MCP-1,IL-8ElaineOPetrof.ProbioticsandGastrointestinalDisease:ClinicalEvidenceandBasicScience.AntiinflammAntiallergyAgentsMedChen.2009,8(3):260-269.

第19頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌抑制NF-κB激活的途徑益生菌抑制NF-κB激活：通過阻斷IκB泛素化途徑RaviMangalPatel,PatriciaWLin.Developmentalbiologyofgut-probiticInteraction.GutMicrobes.2010,1(3):186-195.第20頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌介導的固有免疫調節第21頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌介導的固有免疫調節MichaelHHsieh，JamesVersalovic.THEHUMANMICROBIOMEANDPROBIOTICS:IMPLICATIONSFORPEDIATRICS.CurrProblPediatrAdolescHealthCare.2008,38(10):309-327第22頁，共24頁，星期日，2025年，2月5日益生菌作用機制總結細菌毒素增加水分分泌細菌破壞腸粘膜上皮細胞間緊密連接侵犯腸粘膜抗生素破壞腸道正常菌群病毒感染破壞成熟腸上皮細胞雙糖酶減少導致滲透性腹瀉炎癥IgA抗體減少益生菌對有害菌的作用1、抗毒素作用a.分泌糖蛋白拮抗艱難梭菌A/B腸毒素b.分泌蛋白磷酸酶拮抗大腸埃希菌脂多糖2、抗菌活性a.營養競爭和占位保護阻止有害菌黏附和定植b.分泌枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等細菌素抑制有害菌，減少細菌對腸上皮細胞的攻擊益生菌對腸上皮細胞的保護3.產生短鏈脂肪酸，降低腸道PH值，恢復正常腸功能4.保護腸上皮細胞間緊密連接，維護腸道粘膜屏障完整性5.促進消化吸收a.產生多種維生素（