概述益生菌的功能及应用

概述益生菌的功能及应用

康杰　郎淑妮

(山西农业大学　030801)

　　1965年Lilly等第一次提出益生菌概念,指添加于动物

饲料中有助于肠道菌丛平衡并促进动物生长的物质或微生物。通过大量研究工作,此定义在1991年最终被修定为:益生菌是以活菌形式提供补充,通过促进肠道微生物的平衡对宿主产生有益影响。而世界卫生组织(WHO)及美国食品和农业组织(FA0)专家组的定义(2001年),益生菌是指适量给予对宿主健康有益的一些活的微生物。但经研究发现,死菌体细胞成分或代谢产物也具有与活菌相同的生理功能,所以目前通常认为:目前通常认为:益生菌(Probiotics益生性或益生作用)是指某种微生物制剂或发酵制品能通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过改善肠道营养与菌群平衡对宿主产生有益的生理作用,它通过定殖作用改变宿主某一部位菌群的组成,从而产生有利于宿主健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物。1　益生菌种类

目前益生菌主要有3类细菌:(1)严格厌氧的双歧杆菌属。该属现有32个种,其中能在人体肠道内定植并能用于制备保健食品的双歧杆菌主要有两歧双歧杆菌(Bifidobacte2rium1bifidum)、青春双歧杆菌(Bifido1adolescentis)、婴儿双歧杆菌(Bifido1infanfis)、短双歧杆菌(Bifido1breve1和长双歧杆歧杆菌(Bifido11ongum)5种;(2)耐氧的乳杆菌属,已报道的有56种,常用于肠道微生态制剂中的约有10种,有嗜酸乳杆菌(L1aeidophilus)、植物乳杆菌、短乳杆菌(L1Bre—vis)、干酪乳杆菌(L1easei)和德氏乳杆菌保加利亚种(L1delbmdkic)等。(3)兼性厌氧球菌,如属于肠球菌(En2terococcus)中的粪肠球菌和屎肠球菌(E1faccium),属于乳球菌属(Latococcus)的乳酸乳球菌乳亚种(L11actis)和乳酸乳球菌乳脂亚种(L11actissubsp)以及属于链球菌属(Streptto2coc—cus)的唾液链球菌嗜热亚种(S1salivariussubspther2mophilus)和中间链球菌(S1intermedins)。

建立的普通小鼠经口耐受实验,证明益生菌通过促进免疫系统的发育,影响着耐受性的建立,维持着机体的自稳状态。益生菌不仅可以促进小鼠耐受性的建立,对于不能建立耐受性而诱发的变态反应,也有较强的控制作用。Matsuzaki等人报道过,对卵自蛋白诱发的支气管哮喘的小鼠,给予添加了乳杆菌属的shiro2ta菌株的饮食,Th2分泌的IL-4、IL一5、IL一6及IL一1O的含量与对照组相比,有显著的下降。一些动物试验说明益生菌能通过改善肠黏膜屏障功能,促进特异性和非特异性IgA抗体的产生,增强免疫系统的功能。这是因为经肠黏膜上皮细胞释放到肠腔内的分泌型sI2gA,和肠黏膜表面的正常菌群混合存在,可以降低致病性微生物在黏膜表面的附着,中和细菌毒素,限制细菌的繁殖。目前许多研究结果表明嗜酸乳酸菌促使产IgA细胞的数量增加且增加量与乳酸菌量成正比。Erika用实验表明,用双歧杆菌饲喂后的母鼠乳汁和粪便中的分泌型IgA抗体的含量增高明显,幼鼠患轮状病毒感染的发病率也明显降低。Yausi通过实验表明:与对照组相比,母鼠用双歧杆菌饲喂后,乳汁和粪便中的分泌型IgA抗体的含量增高明显,幼鼠患轮状病毒感染的发病率也明显降低。21212　益生菌对细胞免疫的影响　肠道内益生菌可以激活机体的免疫细胞,并释放免疫活性物质。如适量的益生菌定居肠道,可以产生稳定的TH细胞应答并且一定程度上避免了不稳定的TH细胞应答所引发的临床疾患。Sudo等报道[4],新生鼠在抗生素治疗后,予以充足的益生菌干预可以改善肠道微生态环境,从而避免因幼鼠使用抗生素所致的Th2免疫下调。Ho等认为喂饲肠球菌SF68增强了幼稚型B细胞对狂犬病毒的应答。此外,Yuki等研究在益生菌应用下自然杀伤细胞对鼠NK细胞发生的作用中指出,乳酸菌喂饲的小鼠NK细胞细胞毒活性相对于安慰剂组有明显加强且此细胞在脾细胞中的比例也高。

2　益生菌对机体免疫功能的影响

211　对非特异性免疫的影响　巨噬细胞作为吞噬细胞的一种,可以吞噬和杀灭多种病原微生物,是引起机体非特异性免疫的重要因素,也可以分泌细胞因子,促进免疫细胞的增殖、分化或增强免疫反应。有研究表明口服干酪乳酸菌和保加利亚乳酸菌可激活巨噬细胞的产物[1]。葛凤霞等人报道,乳酸杆菌注入小鼠腹腔后,反映巨噬细胞活化状态的酸性磷酸酶、非特异性酯酶的数量增加明显。电镜下,可以观察到巨噬细胞体积增大,伪足增多,细胞器的数量增多。Schifrin等曾报道,乳酸菌可以促进新生儿巨噬细胞的吞噬活性[2]。212　对特异性免疫的影响21211　益生菌对体液免疫的影响　机体对经口进入的蛋白质抗原,保持着系统性的低反应状态,称为经口耐受。经口耐受是机体免疫系统的重要组成部分,对维持机体的自稳状态有重要意义。当经口耐受被抑制,Th2细胞数目过多时,可以促进IgE

3　益生菌对机体调节作用

311　益生菌对肠道功能的调节　而近年来的研究表明益生菌对于肠道功能的影响主要表现在两个方面,一方面是提高肠道非免疫防御屏障包括恢复肠道通透性和改变肠道微生态,并激活内源性细菌的代谢。①益生菌可黏附于肠黏膜上皮细胞,通过自身及产生代谢物排斥致病菌,与肠道中其他细菌相互作用,维持肠道菌群平衡。②此外益生菌在体内发酵糖类,产生大量乙酸和乳酸,使环境pH下降,抑制了致病菌的生长,同时调节和促进肠蠕动,防止致病菌的定植,维持肠道正常的生理功能。③益生菌还能产生胞外糖苷酶,可降解肠黏膜上皮细胞的复杂多糖(是潜在致病菌和结合细菌毒素的受体的),从而阻止潜在致病菌及其毒素在肠黏膜上皮细胞的黏附和侵入;另一方面,益生菌可以改善肠道的免疫防御屏障功能,可调节肠道IgA反应和消除肠道炎症反应。炎症性肠病是一组发病机制不明,以慢性、反复发作性的肠炎为特征的肠道病。主要包括溃疡性结肠炎和克隆病

的分泌增多,诱发变态反应病。Nokuyuki等人[3]通过卵自蛋白

贵州畜牧兽医　　　　　　　　2008年　　　　　　　　第32卷　　　　　　第2期

(Cronhn’Sdisease)。在临床对14名患有克隆病的儿童口服

乳酸杆菌10天后,检测到血中特异性IgA定向细胞的含量增高,说明乳酸杆菌可以增强肠道淋巴组织的活性,增强肠黏膜的抗病能力[5]。312　益生菌对阴道疾病的调节

阴道内有多种菌群定植,其中乳酸杆菌是正常菌群中数量最多、作用最大的常驻菌。它可分解阴道内的糖原,产生乳酸而使阴道内环境保持酸性,利于阴道的自洁。当某种原因如机体抵抗力下降、抗生素应用和内分泌改变等引起菌群失调时,可引起一些内源性阴道疾病,所以恢复阴道正常菌群状态是治疗的关键。已有报道指出应用益生菌乳酸杆菌制剂治愈细菌性阴道病取得了较好的治疗效果。刘佳明等报道32例确认为BV(细菌性阴道病)的患者给予产生乳杆菌制剂治疗,治愈率可达88%[6]。313　抗癌、抗肿瘤作用　益生菌的抗肿瘤作用是由于益生菌的存在及其生成的代谢产物优化了肠道菌群的组合,增强了免疫功能,而抗癌益生菌能降解亚硝胺,消除亚硝胺的致癌性,此外益生菌还可促进肠道蠕动,使有害菌排出人体。Moore等人报导了肠道菌群与癌症间的关系,结果显示,癌症发病率的高低和膳食组分密切相关,而含益生菌的膳食己被证明是具有明显降低癌症发病率的功效[7]。Yazawa等用长型双歧杆菌静脉注射接种有Lewis肺癌和恶性黑色素瘤的小鼠体内,证实双歧杆菌能选择性地在肿瘤组织乏氧区生长繁殖,并且对肿瘤的生长具有明显的抑制作用[8]。日本动物中心实验室将小鼠作为实验动物用于癌症的研究,发现如果有大肠杆菌、粪肠球菌和类腐败梭菌的参与,雄性小鼠肝癌发病率为100%,如加入长双歧杆菌则抑制了肝癌的发展,发病率下降至47%。314　延缓机体衰老　益生菌能使机体中某些具有抗衰老作用的酶活性升高,使衰老的物质浓度降低。唐静等研究表明益生菌自身能产生谷胱甘肽(GSH)及锰超氧化物歧化酶(Mn—SOD),专门用来降解某些特殊物质,给小鼠喂服双歧杆菌后,血清中SOD活性明显升高,GSH—PX活性升高,脂质过氧化产物丙二醛浓度明显下降[9]。315　降胆固醇,抗高血压功能　许多研究证明益生菌可以降低胆固醇,抗高血压的供能。双歧杆菌属可结合胆汁酸水解酶能将各种结合胆汁酸水解为游离胆汁酸,游离胆汁酸与胆固醇在肠道共沉淀并从大便排出,使血清胆固醇降低[10]。而乳酸菌能较好地吸收胆固醇,通过代谢作用使胆固醇转化成胆酸及胆汁酸并排出体外。而最近根据Tacano研究表明,从啤酒酵母和瑞士乳杆菌发酵乳中分离的三肽物质(Val—Pro—Pro和Ik—Pro—Pro)具有抑制血管紧张素转移酶活性的作用。316　乳酸菌具有抗血栓形成的功能　目前,血液黏稠、血栓病、心脑血管病已成为危害人类健康重要疾病,血栓形成是由于纤维蛋白原参与的结果,纤维蛋白原既参与血小板的凝聚,又参与纤维蛋白的形成,二者可促使血栓形成。乳酸菌的代谢产物能抑制血小板的凝聚和纤维蛋白原结合到血小板上。因此,经常食用益生菌具有预防高血脂、血稠、抗血栓的作用。

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的乳酸,可提高钙、磷、铁、维生索D的吸收利用率。同时还有研究表明,益生菌可合成多种维生素,如硫胺素、核黄素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、叶酸和维生素B。而当某些因素造成肠道菌群失调时,明显表现出维生素缺乏症。此外还有研究表明双歧杆菌属还可以改善蛋白质的代谢,如产生的磷蛋白磷酸酶可将乳汁中a-酪蛋白降解,有益于乳蛋白的吸收。

很多研究表明益生菌应用于饲料添加剂中可以提高各种动物的生产性能和抗病能力。舒文等通过试验研究了益生菌对鸡的生产性能及种蛋孵化率的影响,结果表明,添加益生菌可有效降低鸡的病死率,提高产蛋率、种蛋的受精率、种蛋前期活胚率及健母雏率。王士长等研究表明在饲料中添加益生菌并湿喂能显著提高断奶仔猪的试验末重,同时采食量和饲料报酬明显提高[11]。用经微生物处理的玉米青贮饲喂奶牛,可使奶牛的生产性能得到提高。刘克琳等研究了益生菌对鲤鱼免疫功能的影响,结果证明,益生菌生态制剂对鲤鱼有促生长作用,免疫功增强作用,此外鲤鱼的消化功能也增强[12]。5　小结与讨论

综上所述,益生菌对机体有明显的免疫促进作用,对肠道等有明显的抗炎,抗感染作用,同时又有各种保健做用。所以筛选出既安全又有较强活性的菌株,作为临床治疗的益生菌药物和或保健品,对益生菌的开发应用有重要意义。同时益生菌的耐受性有差异(如乳酸菌的耐热性差),可以通过不同的手段改善不同益生菌的耐受性,及其在肠道的定植能力,使有限的益生菌在机体内发挥更大的有效性。

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4　营养作用

益生菌可以通过自身合成、分泌的物质给机体提供营养。双歧杆菌属与其他厌氧菌产生的酸(乙酸和乳酸),使环境pH下降,有利二价铁、维生素D及钙的吸收。而乳酸菌发酵产生

～1701

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收稿日期:2008-03-07