论文解读--益生菌和益生元在肠道健康和疾病中的作用


益生菌和益生元有助于机体肠道健康,今天小编就跟大家分享一篇有关益生菌和益生元在肠道健康和疾病中的作用,主要分享其中益生菌和益生元的作用机制,引用信息如下(DOI: 10.1038/s41575-019-0173-3):


益生菌
  益生菌的作用方式:调节免疫功能、生成有机酸和抗微生物产物、与宿主及其菌群互作、改善肠道屏障、产生酶和具有系统性影响的小分子。


益生菌的作用(热心肠编译制图)

一、免疫调控
  有研究证实部分益生菌可以增强吞噬细胞的吞噬作用、增强自然杀伤细胞的活性,还可以与树突状细胞直接相互作用。还有益生菌可以促进机体分泌抗体来抵抗病原体侵染,还能加速对疫苗的适应性进程。益生菌还能促进抗炎因子的表达。总之,益生菌可以从多方面参与机体的免疫调控。

二、与肠道微生物互作
  益生菌可以通过竞争营养,拮抗,互养与肠道微生物群相互作用。诸多益生菌因糖代谢需要而与肠道菌群进行拮抗作用,不仅产生有机酸,还能产生细菌素。

三、产生有机酸
  乳杆菌属和双歧杆菌属益生菌可以产生乳酸和乙酸作为碳水化合物代谢的主要终产物。这些有机酸可降低管腔pH并阻止病原体的生长。乳酸杆菌和双歧杆菌不产生丁酸盐,但通过与其他肠道微生物互养可使肠道中丁酸盐和短链脂肪酸的水平增加,从而影响机体生理机能。

四、与宿主互作
  益生菌与宿主相互作用由细胞表面大分子介导,包括蛋白质(表层相关蛋白、粘蛋白结合蛋白、PILI和LPXTG结合蛋白)和非蛋白成分(脂磷杂环酸、肽聚糖、外多糖)。

五、改善屏障功能
  乳杆菌属和双歧杆菌属益生菌可以促进紧密结合蛋白的表达,还能促进粘液分泌基因的表达,降低病原菌的定植,从而提高肠道屏障功能。

六、产生具有系统影响的小分子
  部分益生菌可以产生小分子物质与宿主和宿主肠道微生物相互作用。最有趣的是可以影响大脑功能的神经化学物质的产生,如催产素,γ-氨基丁酸,5-羟色胺,色胺,去甲肾上腺素,多巴胺和乙酰胆碱。

七、产生酶
部分益生菌可以产生β-半乳糖苷酶促进机体消化乳糖,还可以产生胆汁盐水解酶。

益生元
目前的益生元主要是基于碳水化合物,但也有其他物质如多酚和多不饱和脂肪酸。益生元是被宿主微生物选择性利用以促进机体健康的物质,发挥抵抗病原体、调节免疫、增加矿物质吸收、改善肠道功能、影响代谢和饱腹感等作用。


益生元的作用(热心肠编译制图)

一、抵抗病原
  正如益生菌所指出的,使用益生菌和有益菌的繁殖产生有机酸会导致腔内pH值降低,抑制病原体的生长。建立稳定的共生微生物种群将降低入侵微生物的养分利用率,抑制定植。

二、免疫调控
虽然确切的机制尚不清楚,但有证据表明,益生元可以减少2型T细胞辅助反应,从而影响过敏。

三、增加矿物质吸收
  因为大部分矿物质的吸收是通过小肠的主动转运机制进行的,清除钙可以对机体吸收矿物质做出积极的贡献。如前所述,益生元发酵产生SCFA,从而降低pH值,pH值的下降可以增加钙的溶解度,从而增加摄取矿物质的驱动力。

四、改善肠道功能
  肠道功能的改善通常归因于饮食纤维的摄入导致粪便膨胀。研究表明,益生元发酵产生的SCFAs可以调节肠道激素,进而调节肠道局部运动。益生元碳水化合物的保湿、结合水能力也有软化大便的作用,使大便更容易通过。

五、影响代谢
  益生元的代谢作用已成为宏基因组分析的主题,尽管研究结果各不相同,但普遍的共识是,益生元干预人体的葡萄糖稳态、炎症和血脂。

六、影响饱腹感
  SCFAs可通过多种机制调节食欲,研究表明SCFA与结肠L细胞的相互作用可产生PYY、GLP-1等厌食激素。