第七节调节肠道菌群.ppt

1、第七节调节肠道菌群功能性食品的要点1 .肠道菌群及其作用2 .具有调节肠道菌群功能的物质，一、概括正常菌群，是微生物和大生物在共同历史演化过程中形成的微生态系统。 正常菌群广泛分布于人体内，尤其是肠道带菌数最多。 现代社会紧张快速的节奏生活加上大量使用抗生素、激素和同位素等，严重妨碍了生物体内正常微生物与宿主之间的生态平衡，尤其是肠道菌群的平衡。 人肠道菌群数量大、结构复杂，共50多种属500多种菌，其中双歧杆菌、乳酸菌、消化道链球菌等特异性厌氧菌约占肠道总菌量的99%，肠道菌、肠球菌等兼性厌氧菌约占总菌量的1%。 在人体内形成复杂的微生态系统。 肠道菌群与人体的生物健康关系密切。 肠内有些细

2、菌会产生致癌或促癌物质，而有些细菌将这些物质分解无毒，保持肠内菌的平衡，维持人体健康。 因此，肠道菌群是现代生命科学领域的重要研究课题。 与人体和动植物体一样，按照生态规律在一定的生态环境中生活，在生物体与生物体内定居的微生物群的关系内生态学或微生态学与生物体外环境生态外生物态学或宏观生态学，(1)、肠道微生态肠道微生态概要长期的进化过程中，宿主与其体内寄生的微生物之间形成了相互依存相互制约的最佳生理状态。 由于双方保持物质、能量和信息流，机体所具有的微生物与其自身的生理、营养、消化、吸收、免疫及生物拮抗等密切相关。 人体微生态系统中以肠道微生态为主最活跃，一般对人体健康也有更显着的影响。 2

3、、肠道菌群的建立和发展母体中胎儿在无菌环境下发育，母亲抵抗力维持无菌。 离开母体不久，新生儿皮肤、气管、消化管等表面膜上开始繁殖大量细菌。 新生儿首次排泄胎粪无菌，34h后发现细菌，哺乳后细菌数急剧增加。 新生儿出生后34d内粪便中出现双歧杆菌，第5d为优势菌。 随着婴儿的生长发育，直到断奶时肠道菌群的组成接近成人。 老年人粪便中双歧杆菌数大幅减少，拟菌和梭状芽抱菌大幅增加。 肠道菌群的这种改变容易影响老年人的肝、内分泌、心血管和神经系统，易致癌。 (二)肠道主要益菌及其作用双歧杆菌和乳杆菌是人肠道益菌的代表，主要作用是降低肠道，正常肠道菌群通过生物拮抗作用构成人体生物屏障，阻止外来病原体入侵

4、，其作用机制包括营养竞争、定位保护、细菌毒素和有机酸的产生、降低， 乳杆菌最常见的应用实例是世纪年代开始生产饮用的人工培养的嗜酸乳杆菌及其接种培养的发酵乳和酸奶，用于纠正便秘及其肠道疾病。 生物学功能： ()病原菌的抑制和正常肠道菌群的调整：嗜酸乳杆菌对肠道某些原因有明显的抑制作用。 ()提高抗癌和免疫能力：激活胃肠免疫系统，使提高自然杀伤性()细胞活性的食物和内源性与肠道菌群产生的致癌物质同化，减少葡萄糖苷酶、葡萄糖酸酶、硝基还原酶、偶氮基还原酶的活性，分解可能与致癌有关的胆汁酸()调脂：该菌能降低高脂组血清胆固醇水平，但正常组无降脂作用。 其解释机制是调节和利用内源代谢，加快短链脂肪酸的代

5、谢。 乳杆菌促进乳糖代谢：乳杆菌分解乳糖，加快其代谢。双歧杆菌对人体健康的有益作用十分明显，已成为近年来保健食品开发的热点。 (3)肠道菌群失调肠道菌群生活在人体肠道的共同环境中，保持着微生态平衡。 由于生物体内外的各种原因，导致该平衡的破坏，有些菌种过多或过少，外来的病原菌和细菌的定植和增殖，或肠道菌转移到肠道外的其他部位，称为肠道菌群失调。 肠道菌群的稳定性与菌群、宿主和环境三个因素有关，在菌群方面与细菌间有相互作用的宿主中，胃酸能够选择性地抑制或杀灭外来菌，维持胃及小肠上端的菌群平衡的环境因素对肠道菌群也有一定的影响，特别是饮食和用药。 引起肠道菌群失调的原因很多，如婴幼儿喂养失误、营养

6、不良、中老年体弱的肠道和其他系统的急慢性疾病、抗生素长期使用、激素、抗肿瘤药、放疗或化疗等，可引起肠道菌群失调。 肠道菌群失调表现：腐败菌显着增加、双歧杆菌和乳杆菌减少常见于中老年，多无临床症状，一般认为并非异常现象，但有消化吸收功能和食欲不良、腹胀、产气、便秘等常见不适，是改善肠道菌群功能的最佳食品。 肠道菌群的比例失调可以根据比例失调的程度分为度：一定程度的食物和药物导致轻微的短期大肠杆菌和肠球菌减少，原因消除后可以恢复。 度正常肠道菌显着减少，过路菌增加，可引起肠道异常发酵及各种肠炎如各种病原菌引起的食物中毒及消化道感染的白念珠菌、放线菌、隐球菌、毛霉菌引起的真菌性肠炎。 这次肠道正常菌

7、得到抑制，由于服用抗生素引起的难瓣梭状芽胞杆菌引起的伪膜性肠炎等，被转换为过路菌。 (四)肠道微生态调整近年来，人们在理论和应用上都非常重视肠道微生态，力争朝有利于人体健康的方向进行调整。 调节措施可以归纳为两个方面：一般调节措施利用有益活菌制剂及其促生因子，一般调节措施(1)强调婴儿母乳喂养。 母乳喂养婴儿肠道中双歧杆菌在肠道菌群中所占的比例远远高于人工喂养(2)饮食结构的合理化。 特别是乳制品在饮食结构上的适当比例，有利于乳品提供乳糖、降低肠道pH值等原因，有利于乳杆菌、双歧杆菌等有益菌的增殖，有效抑制腐败菌和病原菌；(3)适当控制抗菌药物如抗生素的应用， 长期应用是引起肠道菌群失调的重要

8、原因之一2 .利用有益的活菌制剂及其增殖促进因子利用有益的活菌制剂及其增殖促进制剂，保证或调整有益肠道菌群的组成，获得特定的健康利益，是目前国内外保健食品开发的有效重要领域。 二、有毒发酵产物危害机体健康的食品经消化吸收后残留的残留物到达结肠后，在发酵过程中形成许多有毒代谢产物，对人体健康产生许多不利影响。 肠道每天发生的腐败发酵产物、细菌毒素以及致癌物质等物质，一部分作用于肠道，一部分被吸收，长时间损害肝、心、肾和脑等重要器官，引起肿瘤、动脉硬化、高血压、肝损伤、自身免疫病和免疫力衰退等。 1肿瘤病变的高脂饮食刺激分泌大量胆汁酸，然后生成过剩的二次胆汁酸和类固醇(筒族化合物)，与结肠癌的高发

9、病率有很大关系。 大量摄取肉类食物会导致有害微生物酶及其有毒代谢产物的增加。像西方饮食方式一样，容易引起体内亚硝胺的大量产生和蓄积，一般认为这与高结肠癌的发病率有一定的关系。 与结肠癌一样，乳腺癌的发生也与高脂肪和高肉食的饮食习惯有关。 肠道微生物中有将大量分泌的胆汁酸转化为过剩的雌激素，这是作用于雌激素的潜在显着要素，被认为是引起乳腺癌高发病率的原因之一。 2 .老化和成年病随着年龄的增长，肠胃液分泌量的减少，肠道内双歧杆菌活菌数逐渐减少的趋势，在老年龙钟老年人中尤为明显。 双歧杆菌活菌数的减少被认为是衰老、免疫力降低和成人病(如肿瘤)发生的重要原因。 精神压力会引起机体内分泌失调，影响人体

10、健康，精神压力也同样改变肠道微生物菌群的平衡，使双歧杆菌数量急剧减少，但已知有毒微生物大量繁殖。 三、肠道菌群对机体健康的影响(一)肠道菌群和免疫肠道常驻菌群，通常不是致病性的，是机体防御功能健全的个体，这些细菌致病性较少，反而是构成机体防御表现的重要因素。 但是，在免疫功能不健全的生物体内，肠道菌在肠外定居，即使在引起条件感染症的肠内，也会附着在膜细胞上皮，产生肠毒素，引起肠炎和拉肚子。 即肠内正常菌群对宿主起有益或有害作用，取决于宿主的免疫功能水平。 肠道是肠内菌群与宿主的最大接触场所。 为了对抗细菌酶的分解作用，肠道分泌IgA进行对抗，肠道相关的淋巴组织也产生IgA。 研究表明，肠道周边

11、发生的IgA对机体健康维持起重要作用。 乳杆菌对机体的保护作用，主要促进了宿主巨噬细胞对抗原的抵抗，使血液单核细胞到达感染部位，有效地提高了抗菌作用。 双歧杆菌有免疫促进作用。 (二)肠内细菌群和肿瘤1 .肠内细菌群的致癌性肠内大肠菌、芽孢杆菌等细菌的发酵产物氨、酚、胺和吲哚等，可正常地经肝脏解毒后随尿排出体外。 肝脏发生病变如对上述毒物失去解毒作用，这些有毒发酵产物进入体内循环系统，毒害大脑神经，扰乱晚期肝硬化患者的中枢神经系统，使其由于精神歪斜而昏迷。 在生物体肝癌病变中，肠道正常菌群发挥的致癌或促癌作用方式可能包括致癌物质前体受到肠道菌群产生的酶的作用而释放致癌活性物质。 致癌物质在肝脏

12、中活性化，与葡萄糖酸结合，胆汁进入肠腔，在肠道菌的作用下释放致癌活性成分。 食品中的致癌物质前体在肠道内通过细菌的作用转换为致癌物质和促癌物质。 关于肠内细菌群抗癌性乳酸菌的抗肿瘤作用，表现为抑制有毒酶的活性，使肠内的致癌物质前体处于非活性状态或抑制状态，不能转化为致癌物质这三个方面。 增强抑制肿瘤生长的作用。 增加机体的免疫力。 (3)肠道菌群和老化调查表明，长寿老年人的肠道菌群保持其成年期状态，双歧杆菌数量高，拟菌、梭形芽胞菌和芽胞杆菌等数量少。 在90 105岁的长寿者中，双歧杆菌的数量仍保持年轻时的状态，乳酸杆菌多，葡萄球菌等的数量少。 (四)肠道菌群和感染正常人体内肠道菌群稳定不易变

13、动，该稳定的肠道菌群保护宿主，各种病原菌对肠道的防止感染。 另一方面，引起肠道菌群变动的因素提高了对宿主感染的敏感性。 肠内菌群中存在的芽孢杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌等致病性有害菌，在健康的生物体中它们的繁殖受到抑制，一般没有致病性。如果遭遇营养失衡、过劳、抗生素等引起的肠内细菌群平衡破坏，则服用类固醇激素、免疫抑制剂、放射性疗法等降低生物防御力，或者患大手术或白血病、恶性肿瘤末期、重症糖尿病、自身免疫疾病等，这些细菌就会异常增殖引起自发性感染， 危害生物体(5)肠内细菌群对宿主营养的影响肠内细菌群能够合成维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素k、烟酸、泛酸、生物素和叶酸等维生

14、素和蛋白质，被宿主部分吸收利用。 肠道菌群也与宿主争夺维生素k、维生素B1等营养成分。 可溶性膳食纤维经过大肠内肠道菌群的发酵，生成醋酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸，其能量为生物部分利用。 四、调节肠道菌群功能性食品开发原理的人不能生活在无菌环境中，生来细菌进入体内终身携带。 肠道菌群与人类健康的密切关系说明了良好的肠道环境、平衡的肠道菌群，对人类健康长寿至关重要。 肠道内有害菌数的增加会引起肝脏和胃肠功能障碍，导致动脉硬化、高血压、肿瘤及老化加速等结果。 随着年龄的增长，当机体老化，导致肠道细菌群失衡时，或由于外界不良环境及机体不良健康状况，导致肠道细菌群脱离最佳状态时。 注意避免不良环境和不良

15、健康状况，科学、合理地摄取调节肠道菌群的功能性食品有着良好的作用。 这种功能性食品的功能成分有乳酸菌(特别是双歧杆菌)生菌制剂和其发酵制品两种。 双歧杆菌生长因子。 为了使摄取的乳酸菌活菌制剂及其发酵制品发挥本来的效果，要求摄取的乳酸菌能够防止消化道的不良环境，在肠道内定植。 人体肠道固有的乳酸菌具有这种能力，但那些非肠道固有的乳酸菌通常不具有这种能力。 因此，活菌制剂必须用能定植在人体肠道内的微生物制备。 双歧杆菌生长因子是促进双歧杆菌生长、增殖的活性物质。 母乳中含有促进婴儿体内双歧杆菌增殖的成分，因此一些早期研究主要集中在从初乳中分离、鉴定双歧杆菌的增殖因子，但它们作为商品的应用明显过高

16、。 近年来开发的生长因子包括功能性低聚糖和膳食纤维等产品，由于其成本低、性能稳定、生长效果显着，在功能性食品中的应用已有良好的前景。 寡糖独特的生理功能是由其独特的发酵特性，即双歧杆菌增殖特性引起的。 食物纤维，特别是水溶性食物纤维，由于其独特的发酵特性，也有类似的效果。 但目前对膳食纤维的发酵特性尚未充分研究，无法与低糖的双歧杆菌增殖特性直接进行比较。 功能性低聚糖优于食物纤维的特点是：的小有效剂量，每天0.73g，因品种而异。 在推荐量的范围内不引起拉肚子。 有一定的甜味，甜味特性良好，没有理想的组织结构和口感特性。 容易溶于水，不会提高产品的粘度。 物理性质稳定，不螯合矿物元素。 容易进

17、入工业化食品。 健康人群肠道菌群组成非常稳定，食品中添加乳杆菌和双歧杆菌等肠道菌，虽然不能取代原来的肠道菌，但有利于维持固有菌群的平衡。 多吃含乳杆菌和双歧杆菌的功能性食品，能够迅速改变消化道菌群的代谢功能。 这表明不同乳酸菌在一定程度上显示宿主的特性。 这些外来细菌的一些特性(适应胃肠道区域的不良生长环境)，使它们在人体内生存数小时排泄粪便之前，能够在人体内迅速繁殖。五、具有调节肠道菌群功能的物质国内外研究开发的具有调节肠道菌群功能的物质主要有两种： (一)，有益的活菌制剂通称主要是双歧杆菌和各种乳杆菌，也有其他细菌。 商品名多，例如以双歧杆菌为有效菌的贝菲德、回春生、双歧王、金双歧、丽株肠乐乳杆菌或以乳杆菌和双歧杆菌为有效菌种的有昂立号、三株、培根等以好氧菌为主的活菌制剂，也有其氧消耗的有以蜡样芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌等为活性菌的促菌生、整肠生等制剂。 (二)、有益菌增殖促进剂是有益菌促进生物，对双歧杆菌的人称