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益生菌的作用到底有多大?

云药师品牌运营管理 2019-12-08 12:56:26

作者:安臣倍健    肖永良 中国营养学会科普专家团队委员

喝酸奶,买益生菌片,吃发酵食品……那些咽下去的各种菌,到底有效果吗?



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什么是益生菌

益生菌是一类通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生物,能够产生确切健康功效从而改善宿主的微生态平衡、发挥有益作用。2001年,世界粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)也对益生菌做了如下定义:通过摄取适当的量、对食用者的身体健康能发挥有效作用的活菌。人体、动物体内细菌或真菌主要有:酪酸梭菌、乳酸菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、放线菌、酵母菌等。

益生菌与我们人类的健康长寿息息相关,数千年来人们一直食用的美味食物,如酸奶、泡菜、酸菜、豆豉、纳豆、红茶菌等都是益生菌食品,这些食品中有益的的微生物,如酵母、双歧杆菌、乳酸杆菌、放线菌、枯草杆菌等给我们带来美味和健康。

肠道菌群是人类最庞大的菌库,也是最大的微生态系统,栖息着大约1000多种,100万亿个细菌,是人体细胞总数的10倍,其中包括了细菌、真菌、古菌以及原生动植物(甚至病毒)等种类众多的微生物。肠道菌群与人体有着密不可分,是共生互利关系的统一体,又被称为人的“第二基因组”。肠道内细菌总重量可达1-1.5公斤,人体每天排出粪便重量的50%以上由细菌及其“尸体”构成。

肠道菌群又可分为共生菌、条件致病菌和致病菌。

共生菌

一般都是专性厌氧菌,占据了肠道菌群所有细菌数量的99%以上,绝大部分的细菌隶属于厚壁菌门和拟杆菌门,是肠道菌群的主体。

人体为共生菌提供生存场所和营养,而这些细菌如双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等,则为人体:

产生有益的物质,如双歧杆菌,乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素,如B族维生素(维生素B1、B2、B6、B12),维生素K,烟酸、泛酸等;


还能利用蛋白质残渣合成必需氨基酸,如天冬门氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等;


参与糖类和蛋白质的代谢,同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。

这些营养物质对人类的健康有着重要作用,一旦缺少会引起多种疾病。


条件致病菌

在肠道菌群内数量较少。在正常条件下,由于大量共生菌的存在,条件致病菌并不容易大量繁殖以致对人体造成危害。大多数常见的条件致病菌是肠球菌和肠杆菌。

致病菌

一般不常驻在肠道内,但人体若不慎摄入,它们则可能在肠道内大量繁殖,导致疾病的发生。常见的致病菌有沙门菌和致病性大肠埃希菌等。

“健肠长寿”是70多年前日本京都大学代田博士提出的。他认为人体衰老的原因之一就与肠道的衰老直接相关,有害菌增加,就会造成菌群的失调,有害细菌分解代谢食物残渣和产生的有害毒素,使机体中毒,肠道就衰老,“肠道年龄”远大于实际年龄。与我们研究发布的国人0-100岁肠菌群基因图谱正好是一致的。为此,人类的健康和长寿,应把衰老阻止在肠道内,益生菌在人体肠道菌群平衡中就起到了非常关键性的作用。

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益生菌的作用或功效

 近二十年来,由于测序技术的提高,科学界越来越关注肠道菌群的研究。发现益生可以帮助消化吸收,促进肠道菌群平衡,维护人体健康。很多的证据表明,不同的人具有着不同的肠道菌群组成,饮食、药物以及环境因素都可以影响到个人肠道菌群的组成;益生菌对于人体的健康影响不仅局限于肠道,还有更广的作用,如免疫平衡调节,还对大脑、肝脏这样的器官产生影响,肠道菌群紊乱与许多诸如糖尿病、肥胖症、抑郁症等慢性疾病有关。同时,人体也对肠道菌群有影响,如情绪、作息会干扰肠道菌群平衡等。数以百计的研究表明不同种类的益生菌赋予不同的健康益处。《益生菌(凯西亚当博士著)》:补充益生菌有超过100种效益。

益生菌是指一类能产生确切健康功效、对宿主有益的活性微生物。益生菌广泛存在于自然界,主要来源于人体和动物肠道正常生理性细菌和非肠道细菌,可以通过在适合其生长的培养基众得到富集培养并纯化。广义益生菌还包括部分有益的真核微生物,如:黑曲霉,米曲霉,酿酒酵母等。益生菌的保健功能越来越受到关注,大量研究证实,其在抑制病原微生物、调节胃肠道健康、增强营养物质消化吸收、预防和治疗多种疾病、增强免疫应答等方面有着重要的作用,甚至在抗生素替代领域也有一席之地。


1、益生菌种类


1.1 益生菌的筛选标准


一直以来人们对益生菌的定义有许多争议,但对其的筛选标准大致达成共识,主要有以下几个方面:

(1)能抵抗胃液消化和酸性环境,在通过胃和十二指肠后具有一定存活率;

(2)对宿主有益;

(3)可以黏附定殖在胃肠道上皮表面;

(4)对病原菌有抑制作用;

(5)影响宿主新陈代谢和免疫应答;

(6)能够抵抗噬菌体;

(7)便于加工于贮存。


1.2 益生菌的分类


益生菌的主要来源是动物肠道正常生理菌和非肠道菌。常见益生菌主要分为以下几类:


(1)乳酸菌科:包括纤维二糖乳杆菌、弯曲乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、发酵乳酸杆菌、德氏乳酸杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳酸杆菌、罗氏乳酸杆菌等。


(2)芽孢杆菌科:凝结芽孢杆菌、缓慢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等。


(3)链球菌科:乳脂链球菌、二丁酮链球菌、中间型链球菌、乳酸链球菌、嗜热链球菌等。


(4)放线菌科:青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜热双歧杆菌、短双歧杆菌、两岐双岐杆菌等。


(5)其他细菌科:嗜淀粉拟杆菌、多毛拟杆菌、谢氏丙酸杆菌、乳酸片球菌、肠膜明串珠菌、戊糖片球菌、粪肠球菌。


2、益生菌的功能


2.1 促进营养物质的消化和吸收


益生菌在动物肠道繁殖过程中能合成多种维生素如叶酸、泛酸、核黄素、维生素B等,能促进动物对蛋白质、铁、钙以及各种离子的吸收。美曲霉、黑曲霉等曲霉能产生纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等,有利于动物对纤维质食物的消化、吸收和利用。芽孢杆菌和乳酸杆菌能促进动物小肠黏膜皱增多,容貌变长,隐窝加深,并增大小肠吸收面积,从而提高营养物质的消化吸收性能。


2.2 益生菌在预防和治疗疾病方面的作用


2.2.1 降血脂


近年来,高血脂的心血管疾病意见成为人类死亡的主要原因。益生菌被证实能抑制脂肪酸和胆固醇的生成,促进碳水化合物生成短链脂肪酸和其他盐类,从而调节脂质代谢,且价格低廉、无副作用,具有良好的应用前景。乳酸菌的发酵牛奶使人的血浆胆固醇浓度降低。服用嗜酸乳杆菌和双歧杆菌发酵酸奶能使血清胆固醇、低密度蛋白胆固醇和高密度蛋白胆固醇分别下降4.4%、5.4%、5.3%[5],而直接服用益生菌对胆固醇和低密度蛋白胆固醇水平会产生促进作用。胆固醇和冠心病等心血管疾病发病率始终存在一种强阳性的、连续的、独立的等级性关系。胆固醇含量增加1%,发生心血管疾病的危险性增加近3%[6]。胆固醇越高,发生动脉粥样硬化的风险越大,时间也越早。胆固醇每降低1%,发声冠心病的危险性可减少2%[7]

2.2.2 降低血压


有研究发现,益生菌发酵过程中通过其胞外蛋白酶、肽酶(肽酶、氨肽酶)的水解作用,降解蛋白质产生血管紧张素转化酶抑制肽[8],该抑制肽可以快速地通过消化粘膜进入血液起到降低血压的作用。此外乳酸菌细胞自溶物的多糖--肽聚糖复合物在自发性高血压大鼠和肾性高血压大鼠体内也能表现出降血压的作用[9],这种降血压的作用呈现出一定的剂量效应。目前在欧洲市场上已经出现了第一个降血压益生菌奶制品Evolus,通过连续灌注自发性高血压大鼠适量Evolus产品57周后血压就发生了明显的下降,且Evolus对正常血压人群或低血压人群的血压没有不利影响,降血压效果显著。


2.2.3 减少腹泻与肠道炎症


双歧杆菌等某些乳杆菌代谢物能通过调节细胞信号途径来保护肠道屏障[10],例如其产生的胞外糖苷酶降解致病菌及其与内毒素结合的受体,产生的胞外多糖竞争性抑制肠道内致病菌对肠上皮细胞的黏附、定殖[11]。益生菌通过表面一些特异性的成分与消化道粘膜黏附在一起,排斥致病菌对正常细胞的黏附与侵袭。有研究发现,乳酸杆菌可通过诱导黏液素分泌来增强上皮细胞的屏障功能。植物乳杆菌299V和李糖乳杆菌可以促进肠上皮细胞分泌MUC2和MUC3黏蛋白来抑制病原微生物在肠黏膜的黏附[12]。而乳酸菌与肠细胞表面的受体结合会刺激髓样分化因子的信号传导过程,有利于维持和改善细胞形态与功能[13],其分泌的蛋白能抑制大肠杆菌的定植[14]芽孢杆菌可产生低蛋白酶的细菌素、革兰氏阳性菌敏感的抗生素[15]、细菌素样抑制分子等抗菌物质。嗜热链球菌J34能够与病原体相互竞争肠道上皮细胞[16]


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2.2.4 优化肠道及体外环境


益生菌在肠道内能够产生氨基氧化酶、氨基转移酶或分解硫化物的酶等有害物质利用酶。从而减少肠道中游离的氨及吲哚等有害物质,肠道内、粪便、血液和排出体外的氨的减少,而且粪中的大量活菌体可以继续利用剩余的氨,从而改善饲养环境[26]。研究发现,固化的光和细菌在鱼塘中氨清除率达90%,游离的光和细菌氨清除率50%左右,从而净化水质,进而防治鱼病[27]


2.2.5 免疫调节


益生菌能有效提高干扰素和巨噬细胞的活性,并通过产生特异性免疫调节因子来激发机体免疫功能,增强机体免疫力和抗病力。一些免疫介导性疾病如过敏[28],可通过在婴儿时期用益生菌补充剂调节肠道微生物进行预防。研究发现鼠李糖乳杆菌可以促进T淋巴细胞的转化,预防或缓解过敏性疾病和自身性免疫性疾病(如过敏性大肠综合症和溃疡性结肠炎等)[29]。干酪乳杆菌32G能减少Toll性受体,增加 -防御素[30],影响老鼠免疫功能的时效性和对剂量的依赖性。


3、益生菌的应用


在欧美等国,益生菌可作为膳食补充剂、配料,食品添加剂、药品等,且拥有完善的法规管制,市场极速发展,是功能食品行业里增长最快的项目。挪威在2009年出台了益生菌制剂的评价法规;荷兰和瑞典专门为含益生菌特定产品建立了可追溯检查的健康声明的科学档案[31]。在美国益生菌产品上市之前必须通过常规安全认证认可。膳食补充剂通过GRAS后上市之前无需美国食品药品监督管理局批准,但不能有临床应用导向(如可降低某类疾病风险对大众产生主管意识的误导,经FDA批准除外)[32]。日本早在1990年就确定了特殊健康食品的管理许可制度,规定食品标签中必须标注安全和功效的健康声明,并提交卫生部批准。只有有完善安全记录的益生菌,可作为准药物在各种便利店买到。


而我国90%的益生菌产业都集中在乳制品行业,且国家对益生菌产业没有明确的法规,仍处于无序状态。我国农业部2008在饲料添加和发酵中对于益生菌的制剂有了相应的法律规范,卫生部2010年颁布“可用于食用的菌种名单”,2010年版《中国药典》规定,产品中活性益生菌的活菌数必须大于等于10的6次方cfu/mL。


3.1 益生菌在疾病治疗中的应用


益生菌也逐步运用到人类疾病的治疗上。溃疡性结肠炎是一种慢性的肠难治性疾病,外科手术治疗后最常见的并发症是憩室炎。研究已证明,布拉氏酵母菌能改善许多传染病和炎症条件下的疾病,可作为一种预防剂或治疗载体。


3.2 益生菌在养殖业中的应用


我国是世界畜牧业养殖大国,在大规模养殖过程中,为了控制疾病,大量地使用抗生素。然而,抗生素带来的药物残留、耐药性等一系列问题日益严重。研发益生菌作为绿色饲料添加剂,替代抗生素也越来越广泛。益生菌主要是通过在肠道定殖来抑制病原菌的生殖来降低疾病的发生。在家禽的日粮中添加枯草芽孢杆菌能够抑制病原菌调节肠道微生态平衡,增强免疫力;明显改善肠道组织形态学,增加绒毛高度、扩大细胞面积,对肉鸡生长有益,且改善肉的品质。


在养猪行业中,母猪的生产效率决定了养猪业的经济效益,是养猪的关键指标,而母猪的特殊生理期不宜使用抗生素和抗菌药物,饲喂母猪益生菌得到越来越多的研究和应用。日粮中添加益生菌能够改善母猪的生长性能,抑制拇指粪便众的革兰氏阴性菌,增加肠道嗜酸性粒细胞数量和大面积细胞浸润[36]。在控制仔猪腹泻过程中,以前通过添加抗生素来抑制肠道微生物的生长,维持仔猪的生长发育。目前益生菌在饲料中发酵有利于改善抗生素的使用。增加采食量,提高日增重,改善饲料转化率[37],降低腹泻率。提高血清特异性免疫球蛋白IgG的水平,增加免疫性细胞数量[38]。益生菌在生长性能,腹泻以及免疫都有很大的影响。


3.3 益生菌应用过程中的问题


益生菌在实际应用众,益生菌产品在临床与普通领域同时有较高地位,受到消费者和医生的青睐。应用益生菌的患者多数无不良反应,仅有少数出现肠胃不适。在2008年药品安全评价中心介绍,鼠李糖乳杆菌在临床上应用广泛并且安全。乳酸杆菌和双歧杆菌如果长期使用积累,在儿童安全中未知。美国授权加利福尼亚循证中心对益生菌在减小风险、预防、治疗临床方面进行安全性评价[39-40]。以助于临床用药,并作为临床实践指南制定、质量评价工具修订的参考。益生菌在大规模生产和实际使用中还容易受到诸如温度、湿度、酸度等的影响。复合菌种是多种益生菌的结合,效果要比单一菌种的效果好,在生产加工中难以使各菌种都在最适宜环境下。益生菌的稳定性也是一大难题,以休眠体的形式代替活菌投入到饲料众饲喂的效果有待检测,且在饲料加工过程中,菌种必须能够经受高温。国内在益生菌的研究还不够深入,需要把科研问题化为生产实践问题,才能真正实现益生菌的产业化应用。


益生菌的作用概括为以下10个方面:
维持肠道正常功能,
缓解乳糖不耐受症状,
促进消化吸收,
增强人体免疫力,
预防癌症和抑制肿瘤的生长,
缓解过敏反应,
降低血清胆固醇,
益生菌对肥胖的作用,
益生菌对糖尿病的作用,
益生菌对脑及行为作用等等。

用一句话概括益生菌对人类的功效作用和如何补充:益生菌参与人体健康的核心平衡--营养平衡、菌群平衡、免疫平衡,是否需要补充益生菌,要了解个体菌群状态,通过测菌群,补充缺乏的益生菌和益生元,精准调菌群,把衰老阻止在肠道内,从而增强体质健康长寿。



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