肠内细菌群与低聚糖和氨基酸研究进展.ppt

肠内细菌群与低聚糖 和氨基酸应用研究进展,日本大冢制药株式会社 大冢（中国）投资有限公司 健康食品企画推进部 李雪驼 博士/部长,一. 肠内细菌群的存在和意义,人类肠内细菌群的诞生过程,刚刚出生婴儿的肠道内无菌,出生后34小时: Streptococcus,E.coli,Clostridium, Yeast， 哺乳后，菌数剧增,出生后24小时 : E.coli,Streptococcus, Lactobacillus,Clostridium, Staphylococcus, 总菌数:1011/g,出生后34日 : E.coli,Streptococcus, Lactobacillus,Clostridium, Staphylococcus, 双歧杆菌出现,但菌数低于前面细菌,出生后5日 : 双歧杆菌成最优势菌 E.coli,Streptococcus等的菌数只有 双歧杆菌数的1/100。 至此，肠内菌群的平衡基本稳定。,消化道内存在的400种100兆以上的细菌，统称为肠内菌群 肠内细菌大体上又可分为四类 共生型对宿主无害而有益的菌，专性厌氧菌，包括类杆菌、 优杆菌、消化球菌和双歧杆菌。这些菌是生理性微生 物。它的数量大，恒定存在。 致病型韦氏梭菌、葡萄球菌、变形杆菌和假单孢菌。生态平 衡时，必要的组成部分。肠内菌群平衡失调，数量超 常，引起宿主发病。 中间型乳杆菌、大肠杆菌、链球菌和韦荣球菌。数量介于共 生类型与致病类型之间，有生理作用和致病作用两个 方面，即具有潜在的有害性。 通过型 不在肠道内长时间停留，短暂增殖后，很快被排泻掉。,肠内细菌群,肠内菌群的存在与种类,肠内细菌群与宿主间的关系,肠内菌群组成,肠内菌群的功能,对于宿主的影响,自发性感染,应激,情绪和物理应激 衰老,抗菌素,免疫抑制剂、可的松、放射线等,细菌量 (每克粪便),细菌组,0-104,105-108,109-1011,共生菌,有用性,病原菌,毒性,乳杆菌属 大肠杆菌 链球菌属 韦荣氏球菌属,拟杆菌科 真杆菌属 消化球菌科 双歧杆菌属,产气荚膜梭菌 葡萄球菌属 变形杆菌属 假单胞菌属,合成纤维素和蛋白质 促进消化和吸收 抑制外源微生物生长 刺激免疫功能,肠内腐败作用 NH3、H2、氨酚 产生致癌物质 产生毒性物质,腹泻、胃肠炎再感染、感染脑膜炎,心内膜炎,败血症,尿路感染,脑肝肺脓肿,腹泻、便秘;抑制生长;肝功能紊乱;抗性降低;自身免疫疾病;癌;高血压,衰老,病理学条件,维持健康,病原性,肠内菌的酶与正常生理代谢,食物、药物、应激物、外来菌,细菌内毒素 肠毒素,肠道感染 内源性感染,营养消化吸收 内分泌机能 应激反应 老化 动脉硬化 高血压,肝障碍 肾障碍 营养障碍 贫血 痢疾便秘 皮肤病 自身免疫疾病,肠内细菌与代谢,宿主的机能与疾病,色氨酸酶 脱梭酶 脱硫酶,半胱氨酸酶 脱胺酶 脲酶 偶氮还原酶 硝酸盐还原酶 硝基还原酶 亚硝化作用 7-脱羟酶 胆酸水解酶 甾体母核脱氢酶 酪氨酸酶 卵磷脂酶 -葡糖苷酶 -葡醛酸酶 毒物分解,吲哚 胺 H2S NH3 羟基化合物 亚硝酸盐 亚硝胺 二次胆汁酸 芳香族碳水化合物、激素类 酚 二甲基胺 甙类(配糖体) 解毒物质活化 解毒化作用,生理机能,致癌作用,各种疾病,药物效应,免疫机能,感染,细菌毒素,菌体细胞壁成分,粘膜的定着性,细菌构成,肠内菌保有酶活性,肠 内细菌群,免疫,营养,代谢,衰老,健康,疾病,医疗,预防,肝脏对药物兼有分解与合成的功能药物代谢后分子量增大极性增强，易于从体内排除，解毒作用； 肠内菌群几乎全为分解反应药物分子量减小，极性减弱，脂溶性增强，药效及毒性作用的增强。肠内菌群对药物的代谢可视为肝脏的补充、对抗。 某些药物，只有经过肠内菌群的代谢活化，从其无活性的前体物中释放出来，才具有药理活性和治疗价值，如乳果糖,磺胺类,柳氮磺胺吡啶等西药。 肠内菌群对药物的代谢作用受许多因素的影响： 种属差异、饮食及抗菌药物的使用； 代谢适应与酶抑制等 与它们所寄居的宿主内的特定环境有关，特别是肠道内多种细菌相互的协同作用。,肠内菌群对药物代谢的特点,肠内细菌群与中药代谢,中药口服后在消化道下部受肠内菌群加工改造 经肠道选择吸收入肝脏 一部分随血液循环到各脏器，直接间接地产生药效 其余部分代谢物质被排泄于胆汁之中，再次进入肠管 与肠内菌群接触，为中药成分的肠肝循环,肠肝循环,肠内细菌群与中药代谢,肠内菌群保有酶与药物代谢,肠内细菌群与中药代谢,甘草甜素的代谢,肠内细菌群与中药代谢,其它中药配糖体的药物前体与发挥药效的主体物质,肠内细菌群与中药代谢,肠内细菌群与中药代谢,0,20,40,60,80,100,0,5,10,15,20,Time after challenge (days),Survival rate (%),Control (milk) (n=30),Fermented milk (n=30),*,* P 0.05 Fishers Extract Test,Survival rates of mice fed fermented (Lactobacillus plantarum LP1 ) milk, following challenge with S. typhimurium,肠内细菌群与肠道免疫,0,8,14,0,8,14,100,80,60,40,20,0,Total IgA (g/ml),100,80,60,40,20,0,Total IgA (g /ml),S. typhimurium,LPS,Production of total IgA by Peyers patch cells from mice fed fermented milk,Time after intake (days),Before intake,control,Fermented milk,肠内细菌群与肠道免疫,#,*,Interferon- (units/ml),Interferon- (units/ml),60,40,20,0,60,40,20,0,Time after intake (days),Before intake,Control,Fermented milk,0,8,14,0,8,14,S. typhimurium,ConA,Production of interferon- by spleen cells from mice fed fermented milk,MEANS.E.,t-test #P 0.05 (control vs fermented milk) Dunnet-test *P 0.05 (vs 0 day),*,*,肠内细菌群与肠道免疫,Conclusions,These results suggest that the fermented milk prepared with L. plantarum LP1 might be able to enhance the host immune system of both mucosal and systemic immunity in mice. Thus dietary supplementation with milk fermented with L. plantarum LP1 might provide an unique opportunity for developing immune-enhancing probiotic dairy products with contribution to health benefits.,1. 哺乳方式的不同，婴儿肠内菌群的构成不一样。 2. 婴儿、成年、老年不同时期肠内菌群截然不同。 3. 饮食结构突然改变。 4. 各种各样的疾病，特别是消化道疾病。 5. 气候变化，季节转换时。 6. 精神状态不同肠内菌群也有很大差异。 7. 生活习惯。,肠内细菌群的差异,婴儿至2岁儿童不同喂养法与肠内细菌群的研究 -大冢制药株式会社大津营养研究所的报告 1.6月龄婴儿:双歧杆菌是88.9%被检者的优势菌种。 2.2岁幼儿 :双歧杆菌是22.2%被检者的优势菌种。 3. 母乳6月龄婴儿的双歧杆菌多于奶粉喂养婴儿和混合喂 养婴儿。 4.婴儿期,短型双歧杆菌相对较多; 2岁幼儿 ,假齿型双歧 杆菌和婴儿型双歧杆菌相对较多。 5.人工营养方法的不同可以使婴儿的长型和分支双歧杆菌 数量增加。,一克粪便所含细菌数的对数,老年期,拟杆菌、优杆菌和厌氧性链球菌,随年龄改变细菌群的变化示意图,12 10 8 6 4 2 0,产气荚膜梭菌,大肠菌和肠球菌,双歧杆菌,成年期,乳酸杆菌,离乳期,出生日,关于人的年龄 1. 肉体年龄(不可改变) 2. 精神年龄(可以改变) 3. 肠道年龄(可以改变),二. 肠内细菌群研究进展,传统的肠内细菌群分析方法,肠内细菌学基础研究的发展方向,基因分析方法在肠内细菌群研究中的应用,如基因芯片技术等等 细菌分类中基因分析技术的应用 基因工程菌的构建 世纪之迷:婴儿双歧杆菌的来源; 肠内细菌群的转换,肠内细菌群的PCR分析技术的应用 基本应用方法 新鲜便样品 均质 破壁与离心 专用平板点样 反应 专用计算机解读结果,疾病过程中的肠内细菌群（一）,肠炎与肠内细菌群: 1. 总菌数下降。 2. 腐败菌数升高,有益菌数下降。 3. 厌氧菌数下降,好氧菌数升高。 相应病原菌数升高,疾病过程中的肠内细菌群（二）,肝硬变与肠内细菌群: 1. 总菌数下降,厌氧菌数下降,好氧菌数升高。 2. 类杆菌菌数以及双歧杆菌菌数下降;大肠杆 菌、链球菌、梭菌、威荣氏菌数生高。 3. 尿素酶含有菌数相对升高。,疾病过程中的肠内细菌群（三）,肝癌与肠内细菌群: 1. 总菌数下降,厌氧菌数下降,好氧菌数升高。 2. 类杆菌菌数以及双歧杆菌菌数下降;大肠杆 菌、链球菌、梭菌菌数生高。 3. 尿素酶含有菌数相对升高。,（10名型糖尿病患者服用双歧杆菌制剂前后腐败物质变化）,a: g /g b:标准差,疾病过程中的肠内细菌群（四） 糖尿病与肠内细菌群:,（ 10名型糖尿病患者服用双歧杆菌制剂前后腐败物质变化）,a: g /g b:标准差,疾病过程中的肠内细菌群（四） 糖尿病与肠内细菌群:,（10名透析患者服用双歧杆菌制剂前后腐败物质变化）,a: g /g b:标准差,疾病过程中的肠内细菌群（四） 糖尿病与肠内细菌群:,（ 10名型糖尿病患者服用双歧杆菌制剂前后肠内菌群变化）,a:每各粪便中细菌数的对数值 b:标准差 c:检出率 d:双歧杆菌在肠道总菌数的占有率,疾病过程中的肠内细菌群（四） 糖尿病与肠内细菌群:,（ 10名型糖尿病患者服用双歧杆菌制剂前后肠内菌群变化）,a:每各粪便中细菌数的对数值 b:标准差 c:检出率 d:双歧杆菌在肠道总菌数的占有率,疾病过程中的肠内细菌群（四） 糖尿病与肠内细菌群:,（ 10名透析患者服用双歧杆菌制剂前后肠内菌群变化）,a:每各粪便中细菌数的对数值 b:标准差 c:检出率 d:双歧杆菌在肠道总菌数的占有率,疾病过程中的肠内细菌群（四） 糖尿病与肠内细菌群:,疾病过程中的肠内细菌群（五）,下部消化道手术与肠内细菌群: 1. 总菌数下降,厌氧菌数下降,仅有手术前的 1/100；好氧菌数基本不变。 2. 手术后的主要感染菌：黄色葡萄球菌，大肠 杆菌，绿脓杆菌，克贺氏菌为主。“日和见感染”。 厌氧菌感染：脆弱类杆菌群；肽链球菌等。 3. 手术前的肠内细菌群调整。,疾病过程中的肠内细菌群（六）,产科与肠内细菌群: 1. 刨腹产婴儿肠内菌群的人工建立 2. 早产儿肠内菌群的人工建立 3. 孕妇产前，肠内细菌群的调整,消化道运动障碍与肠内菌群和肌层免疫系统的作用 1. 消化道运动异常后,肠内细菌群异常 2. 肠内细菌群异常可以使肌层免疫系统受到影响 3. 特别是巨噬细胞变化显著,疾病过程中的肠内细菌群（七）,三. 异麦芽低聚糖和低聚果糖研究进展,低聚糖与肠道内细菌群 糖的肠内代谢与肠内细菌群 大肠内，低聚糖的代谢，各种短链脂肪酸得到产生，对抑制腐败菌及其酶的活性具有重要意义。,异麦芽低聚糖研究进展,1. 异麦芽低聚糖的作用 1）促进双歧杆菌增生 2）促进免疫作用 3）间接抑制有毒物代谢和有害酶的产生 4）防止便秘、防止腹泻 5）改善血清脂质的作用 6）肝功能的保护作用 7）促进营养素的吸收 8）抗龋齿,异麦芽低聚糖研究进展,2. 异麦芽低聚糖的应用 1）双歧因子制剂-益生元 2）复合双歧制剂-合生元制剂 3）健康食品添加制剂 -发酵乳制品、食品、饮料等等 4）蔗糖代替品 5）医疗辅助制剂,低聚果糖研究进展,1. 低聚果糖的作用 1）促进双歧杆菌增生，改善肠道内环境 2）润肠通便 3）低热量、低甜度 4）一定程度上降低血脂 5）增强免疫力 6）促进营养素的吸收 7）抗龋齿,低聚果糖研究进展,2. 低聚果糖的应用 1）双歧因子制剂-益生元 2）复合双歧制剂-合生元制剂 3）健康食品添加制剂 -发酵乳制品、食品、饮料等等,喂食果寡糖(Fructo-Oligo)后, 小鼠回肠黏膜上皮基因调节活动变化 在饲料中添加7.5%的FOS,一周后检测小鼠回肠黏膜上皮细胞得到基因变化。 结果表明：被检测的12000个基因片段中，有143个基因片段表现活跃，有34个片段表现抑制。,应用低聚糖调节肠内细菌群辅助治疗DSS性大肠炎 大肠内的肠内细菌群的糖代谢所产生的短链脂肪酸，特别是丁酸，使上皮细胞增生明显，对于DSS性大肠炎有十分积极的治疗效果。,Probiotics, Prebiotics,Synbiotics,Biogenetics,Probiotics: 活菌制剂 Prebiotics: 低聚糖等 Synbiotics: 活菌+低聚糖等 biogenetics: 免疫激活因子类,Chinese Synbiotics,特殊植物提取物 整肠（改善肠道菌群）、 调节其他生理机能 细菌提取物 复方提取物,Bacteria Before 20 days After 5 days,Total bacteria 10.320.34a 10.430.18 10.351.26 Bacteroidaceae 10.122.31 10.221.87 10.241.35 (100)b (100) (100) Bifidobacteria 8.712.12 9.613.44* 8.791.16 (88) (100) (100) % bifidobacteria in total bacteria 2.452.11 15.497.26* 9.321.16* Eubacteria 9.722.33 9.211.22 9.452.16 (88) (88) (88) Peptococcaceae 9.821.56 9.152.51 9.333.64 (75) (75) (75) Veillonellae 9.251.67 9.382.01 9.182.21 (50) (38) (50) Clostridia Lecithinase postive 7.352.14 6.831.68 7.282.18 (88) (75) (75) negative 9.891.98 8.223.11 8.922.16 (100) (100) (100) Lactobacillus 6.721.82 6.883.41 6.791.22 (100) (100) (100) Eterobacteriaceae 8.981.44 9.012.48 8.922.16 (100) (100) (100) Enterococcus 9.861.25 9.882.19 9.262.21 (100) (100) (100) Staphylococcus 6.751.21 6.521.18 6.582.36 (75) (75) (75) Bacillus 4.962.55 4.013.11 4.312.36 (25) (25) (25) Yeast 4.511.82 4.381.92 4.333.44 (25) (25) (25) Mold 2.811.22 2.233.44 NDc (25) (25),a: Bacterial counts are expressed as meanSD of log number per gram of stool. b: Figures in parenthesis are frequency of occurrence(%). c: Not inspected *: Significant difference from the counts: *p0.05; *p0.01.,The changes of fecal flora on 10 volunteers before , during and after administration of CF capsules,CF capsule: Celery and Fructo-Oligo,CF capsule: Celery and Fructo-Oligo,The changes of blood on 10 volunteers before, during and after administration of CF capsules,*: Significance diference from the counts, *p0.05.,CF capsule: Celery and Fructo-Oligo,Table 5 Effect of CF Capsules intake on fecal short chain fatty acids of 10 volunteers,a Data expressed as meanSD of mg/g wet feces.,Effect of CF Capsules intake on fecal short chain fatty acids of 10 volunteers,a Data expressed as meanSD of mg/g wet feces.,四. 氨基酸应用以及产品,氨基酸产品的多样性,1. 复合氨基酸产品 2. 符合必须氨基酸产品 3. 氨基酸与功能性糖的复合产品 4. 氨基酸与植物提取物的复合产品 5. 氨基酸与其他营养元素符合产品,五. “大冢制药”的宗旨和健康产品, Total health care,大塚製薬企業理念 Company identity of Otsuka,Otsuka, People Creating New Products for Better Health Worldwide,病人健康回復 Cure, Medicine,健康人健康維持増進 Care, Nutraceuticals,診断 Diagnosis,大塚製薬株式会社 医薬品研究所消費者商品研究所 Otsuk