范文婭,吳正鈞,郭本恒
光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200436
乳酸菌(Lactic acid bacterium LAB)是通過(guò)發(fā)酵糖類(lèi)獲得能量,產(chǎn)生大量乳酸的一類(lèi)細(xì)菌的總稱(chēng)[1]。20世紀(jì)初,微生物學(xué)家梅契尼柯夫在“長(zhǎng)壽學(xué)說(shuō)”中最先指出,保加利亞人長(zhǎng)壽與其食物中含有大量的乳酸菌有關(guān),并由此提出胃腸道菌群與健康密切相關(guān)的理論。臨床試驗(yàn)證明乳酸菌能維持腸道的微生態(tài)平衡、增強(qiáng)機(jī)體的免疫機(jī)能、調(diào)節(jié)血脂、減少心血管疾病的發(fā)生等作用,并有明顯的抗氧化作用。由于乳酸菌對(duì)人和動(dòng)物都有保健和治療功效,在功能食品及藥品中有著廣闊的應(yīng)用前景,對(duì)其研究和開(kāi)發(fā)也取得了一些成果,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前在市場(chǎng)上具有代表性的商業(yè)菌株匯總?cè)缦?,?jiàn)表1。
癌癥、心血管疾病、糖尿病被公認(rèn)為世界三大致死性疾病。隨著對(duì)糖尿病發(fā)病機(jī)理研究的深入,證實(shí)糖尿病為遺傳和環(huán)境因素綜合作用而導(dǎo)致的多基因遺傳性復(fù)雜疾病。盡管目前對(duì)糖尿病的防治研究取得了一定成效,但現(xiàn)行的藥物治療通常會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生許多不良反應(yīng),如胰島素治療易出現(xiàn)過(guò)敏、耐藥性等副作用,同時(shí)還會(huì)引起多種糖尿病并發(fā)癥??诜堤穷?lèi)藥物對(duì)肝、腎等臟器損害較大,此外,隨著用藥時(shí)間的延長(zhǎng),繼發(fā)性失效問(wèn)題也成為藥物遠(yuǎn)期治療效果的一大障礙。胰島移植和基因治療的昂貴性又限制了其應(yīng)用的普遍性。這些均成為治療糖尿病的瓶頸。
隨著對(duì)腸道微生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能研究的不斷加深,以乳酸菌為代表的腸道菌群對(duì)機(jī)體健康的重要性越來(lái)越被重視。將乳酸菌應(yīng)用于糖尿病的防治研究,近年來(lái)成為該領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。Yun等[2]報(bào)道了db/dbⅡ型糖尿病小鼠在口服格氏乳桿菌BNR17后,血糖水平明顯降低,葡萄糖耐受改善,血色素HbAIC水平顯著下降,且體重未見(jiàn)減少。Yadav等[3]發(fā)現(xiàn)乳酸鏈球菌能顯著降低高果糖誘導(dǎo)模型小鼠血糖、血漿胰島素、甘油三酯、血漿總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇等糖尿病風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)水平。乳酸菌潛在的防治糖尿病的功能目前已得到科學(xué)證實(shí)和廣泛認(rèn)可,然而具體的防治機(jī)理尚不明確。本文綜述了乳酸菌在糖尿病防治方面的研究進(jìn)展,針對(duì)其作用機(jī)理及臨床應(yīng)用的可行性進(jìn)行討論,希望為糖尿病的防治提供新的思路,為開(kāi)發(fā)新型藥物提供一定的理論基礎(chǔ)。
表1 代表性的商業(yè)菌株Table 1 Representative commercial lactic acid bacteria
乳酸菌作為腸道中重要的生理菌群之一,與機(jī)體的多種生理功能有著密切的關(guān)系。其調(diào)節(jié)血糖功能已被證實(shí),但作用機(jī)理至今尚未定論。目前一般認(rèn)為其作用機(jī)理主要基于以下幾個(gè)方面。
1.1 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡,提高腸道粘膜屏障功能
乳酸菌作為腸道優(yōu)勢(shì)菌群和腸黏膜共同構(gòu)成腸道的生物屏障,維持腸道的微生態(tài)平衡。腸道菌群決定了腸道黏膜屏障的通透性。有害菌群導(dǎo)致機(jī)體腸道通透性增加,使得糖尿病易感,腸道免疫功能下降[4]。Dumas等[5]發(fā)現(xiàn)某些腸病毒易導(dǎo)致脂肪肝和胰島素抵抗,具有致糖尿病的作用。含有谷氨酸脫梭酶的消化道菌群分泌的谷氨酸會(huì)介導(dǎo)腸源淋巴細(xì)胞破壞胰島細(xì)胞。Neal等[6]研究發(fā)現(xiàn),飼喂高脂飲食能使腸道菌群失調(diào),G-/G+菌比例增高,雙歧桿菌、類(lèi)桿菌和腸球菌減少,誘發(fā)機(jī)體出現(xiàn)糖尿病、肥胖癥和炎癥反應(yīng)。別明江等[7]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),小鼠腸道益生菌的變化與血糖變化趨勢(shì)呈負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果表明腸道菌群與糖尿病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
研究證實(shí)臨床上服用酸奶或乳酸菌制劑,可增加腸道益生菌,在一定程度上抑制病原菌入侵和定植,調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,提高腸道粘膜屏障功能,有效緩解及改善糖尿病癥狀。鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌能顯著降低腸侵染性大腸埃希菌、腸出血性大腸埃希菌及腸致病性大腸埃希菌對(duì)細(xì)胞的穿透性[8]。將干酪乳桿菌DN-114001與人類(lèi)上皮細(xì)胞系、大腸埃希菌共同孵育后發(fā)現(xiàn),干酪乳桿菌對(duì)大腸埃希菌對(duì)上皮細(xì)胞的粘附具有明顯抑制作用[9]。乳酸菌能阻止由病原體引起的上皮細(xì)胞支架和緊密連接蛋白的破裂,預(yù)防和修復(fù)由食物抗原或藥物引起的黏膜損傷,從而提高黏膜屏障功能[10]。Lieroih等發(fā)現(xiàn)有一種大腸埃希菌能產(chǎn)生胰島素樣物質(zhì),占據(jù)胰島素的靶細(xì)胞接觸位點(diǎn),使胰島素?zé)o法發(fā)揮作用從而導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生。采用青春雙歧桿菌灌胃Ⅱ型糖尿病模型大鼠,通過(guò)生物拮抗作用,減少能產(chǎn)生胰島素樣物質(zhì)的大腸埃希菌,糖尿病癥狀得到有效緩解。乳酸菌可通過(guò)多種機(jī)制如分泌有機(jī)酸降低pH,營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng),控制內(nèi)毒素,合成有抗菌活性的細(xì)菌素,減少腸腔內(nèi)細(xì)菌的易位,抑制病原菌的生長(zhǎng),黏附定植,占位,調(diào)節(jié)腸道菌群,促進(jìn)胃腸蠕動(dòng),保證溶菌酶、蛋白分解酶的分泌,加強(qiáng)腸道緊密連接,保護(hù)腸道生物屏障,影響腸道先天免疫系統(tǒng)等方式[11],作用于腸道菌群的多方面,最終建立一個(gè)正常的共生菌群,直接或間接的影響機(jī)體血糖代謝,從而有效緩解及改善糖尿病癥狀。
1.2 增強(qiáng)機(jī)體免疫功能
有研究報(bào)道乳酸菌防治糖尿病功能可能與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。Caleinaro等[12]給NOD小鼠灌胃乳酸菌復(fù)合劑一段時(shí)間后,小鼠自發(fā)患病率降低,各組IL-10水平升高。Matsuzaki等[13]發(fā)現(xiàn)先天性糖尿病模型KK-Ay小鼠灌胃干酪乳桿菌Lc 9081,高水平的T細(xì)胞及細(xì)胞因子IL-2、IFN-γ水平有所回落,血糖和胰島素水平明顯降低。
胃腸道是人體最大的免疫器官,乳酸菌作為腸道優(yōu)勢(shì)菌群構(gòu)成機(jī)體免疫屏障的重要部分,其免疫調(diào)節(jié)功效已得到廣泛認(rèn)可。Gronlund等[14]研究發(fā)現(xiàn)消化道菌群能夠促進(jìn)6個(gè)月的健康新生兒腸粘膜內(nèi)免疫器官的發(fā)育成熟。乳酸桿菌,尤其是干酪乳桿菌、植物乳桿菌能大大提高吞噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞以及腫瘤細(xì)胞的活性。乳酸菌主要是通過(guò)粘附于表達(dá)在腸上皮細(xì)胞表面的受體,觸發(fā)免疫防御級(jí)聯(lián)機(jī)制,活化形成促炎癥反應(yīng)細(xì)胞因子和化學(xué)增活素的主要成分[15]、增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞活性、活化消化道黏膜內(nèi)的淋巴器官和細(xì)胞、增加免疫球蛋白和細(xì)胞因子的產(chǎn)生分泌、提高消化道黏膜免疫屏障功能等方式而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能[16]。主要包括腸道黏膜免疫調(diào)節(jié)、體液免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)及細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)三個(gè)方面[17]。
乳酸菌可通過(guò)調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng),改善機(jī)體的免疫潛能,從而發(fā)揮降血糖功效。早期研究發(fā)現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)劑如細(xì)胞因子[18],細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物,弗氏佐劑等可顯著改善NIDDM型小鼠的葡萄糖耐受水平。細(xì)胞因子還對(duì)早期NIDDM型小鼠胰島細(xì)胞具有保護(hù)和修復(fù)作用[19]。IFN-γ、IL-1等細(xì)胞因子可通過(guò)作用于胰腺β細(xì)胞表面的特異性受體,增加胰島素敏感性進(jìn)而改善胰島素抵抗,調(diào)節(jié)糖代謝[20,21]。一些乳酸菌的免疫調(diào)節(jié)作用匯總?cè)缦?,?jiàn)表2。
表2 乳酸菌的免疫調(diào)節(jié)作用Table 2 Immunomodulation activity of lactic acid bacteria
1.3 修復(fù)機(jī)體氧化損傷,提高抗氧化能力
目前研究認(rèn)為,機(jī)體氧化損傷和抗氧化能力在糖尿病的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用[22-24],氧化損傷是糖尿病胰島β細(xì)胞的特征之一[25]。國(guó)外研究證實(shí),糖尿病患者異常高水平的自由基對(duì)肝細(xì)胞膜上胰島素特異性受體的攻擊,引起胰島素抵抗,抗氧化防御系統(tǒng)清除自由基能力大大降低,導(dǎo)致酶與細(xì)胞器氧化損傷,使糖尿病及其并發(fā)癥進(jìn)一步惡化[26,27]。在糖尿病中,血漿超氧化物歧化酶(SOD)的濃度與胰島素抵抗密切聯(lián)系。
目前乳酸菌的抗氧化活性已經(jīng)得到體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。Lee等[28]發(fā)現(xiàn)L.casei KCTC 3260能減緩氧化應(yīng)激,減弱修復(fù)氧化損傷,對(duì)ROS有較強(qiáng)的清除能力,而且不會(huì)受到超氧陰離子的影響。孟和畢力格等[29]發(fā)現(xiàn)酸馬奶中L.acidophilus MG221活菌制劑灌服大鼠至28 d后,能明顯提升大鼠肝臟組織勻漿中SOD活力和GSH-Px活力,肝臟組織勻漿及血液中MDA含量顯著下降。注射四氧嘧啶所致糖尿病模型大鼠機(jī)體的抗氧化能力受到明顯損害,對(duì)小鼠喂食富鉻復(fù)合營(yíng)養(yǎng)酸奶三個(gè)月后,通過(guò)對(duì)血清T-AOC、SOD活力進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn),糖尿病模型大鼠的機(jī)體抗氧化能力相比對(duì)照組得到顯著提升。Yadav等[30]發(fā)現(xiàn)干酪乳桿菌和嗜酸乳桿菌復(fù)合制劑可明顯改善高果糖誘導(dǎo)模型小鼠的糖耐量,有效降低血糖、血漿胰島素水平,糾正脂代謝紊亂,同時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性。
一般來(lái)說(shuō),乳酸菌的抗氧化作用主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:(1)產(chǎn)生抗氧化活性物質(zhì)。(2)自由基的清除能力。(3)抗脂質(zhì)過(guò)氧化的能力。(4)氧化應(yīng)激的耐受能力。乳酸菌通過(guò)產(chǎn)生如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、NADH氧化酶、NADH過(guò)氧化物酶、金屬硫蛋白等活性物質(zhì)來(lái)清除過(guò)氧化氫、DPPH、超氧陰離子、羥自由基,降低氧化產(chǎn)物含量,減緩氧化應(yīng)激,從而提高機(jī)體的抗氧化能力。而且SOD能有效預(yù)防超氧化物和過(guò)氧化物與金屬離子的反應(yīng)并可減少活性氧自由基的毒性[31]。
1.4 促進(jìn)胰島素分泌、提高胰島素敏感性
2型糖尿病的基本病理生理特征是胰島素β細(xì)胞分泌缺乏和胰島素抵抗。胰島素抵抗是指外周組織對(duì)胰島素敏感性下降,使得葡萄糖的攝取和利用不足,從而引起血糖升高。長(zhǎng)期高血糖促使胰島素β細(xì)胞長(zhǎng)期過(guò)度分泌胰島素,導(dǎo)致細(xì)胞功能損壞,衰竭死亡,致使胰島素分泌不足,糖尿病病情進(jìn)一步惡化。因此減輕胰島素抵抗,保護(hù)修復(fù)胰島素β細(xì)胞功能是2型糖尿病的治療關(guān)鍵[32]。
Matsuzak等[33]發(fā)現(xiàn)四氧嘧啶糖尿病模型小鼠口服干酪乳桿菌15天后,血糖水平顯著下降,NO水平與糖尿病病程發(fā)展密切相關(guān)。推測(cè)干酪乳桿菌可能通過(guò)恢復(fù)NO的動(dòng)態(tài)平衡,明顯減弱四氧嘧啶所致的胰島損傷,保護(hù)和修復(fù)胰島細(xì)胞功能,進(jìn)而影響血糖代謝。Tabuchi等[34]用鼠李糖乳桿菌LGG灌胃STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠2個(gè)月后,葡萄糖耐受改善,血色素HbAIC水平有明顯降低。推測(cè)其降血糖機(jī)制可能與促進(jìn)胰島素分泌、減緩胃腸道對(duì)糖的吸收有關(guān)。Andreasen等[35]通過(guò)對(duì)健康人群和糖尿病患者分別口服嗜酸乳桿菌NCFM四周前后的對(duì)比發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌NCFM對(duì)于改善并維持機(jī)體胰島素敏感性具有重要的作用。同時(shí)四氧嘧啶所致糖尿病大鼠糖代謝也得到明顯改善。乳酸菌還可富集人體必須的微量元素,使無(wú)機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài),提高礦物元素的生物學(xué)活性,有利于人體吸收。其對(duì)鋅的富集能力最強(qiáng),鉻次之,這種富集對(duì)人體營(yíng)養(yǎng)與健康有重要意義。鉻已經(jīng)被證明能增強(qiáng)細(xì)胞胰島素受體的數(shù)量和胰島素受體激酶的活性,從而提高胰島素敏感性,增強(qiáng)胰島素作用[36]。
1.5 抑制或推遲腸道對(duì)葡萄糖的吸收、促進(jìn)外周組織和靶器官對(duì)葡萄糖的利用
膳食纖維可延長(zhǎng)胃腸排空時(shí)間,減緩對(duì)碳水化合物的吸收。并可改善機(jī)體的胰島素敏感性,降低對(duì)胰島素的要求,從而調(diào)節(jié)糖尿病人的血糖水平。乳酸菌細(xì)胞壁作為纖維素類(lèi)似物因此也對(duì)血糖調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定影響。
用多糖代替纖維素喂食小鼠時(shí),因多糖溶于水時(shí)比纖維素更黏稠,會(huì)導(dǎo)致腸胃內(nèi)容物的黏性增大,從而降低胃的排空率,減緩對(duì)葡萄糖的吸收。Maeda等[37]報(bào)道了開(kāi)菲爾多糖可顯著降低先天性糖尿病模型KK-Ay小鼠的血糖水平,并呈劑量效應(yīng),且小鼠體重和食物攝入量未受影響。乳酸菌可通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)物體內(nèi)相關(guān)酶的活性,抑制糖異生,促進(jìn)肝糖元合成或抑制肝糖元、肌糖原分解、控制體內(nèi)葡萄糖代謝過(guò)程中相關(guān)產(chǎn)物的分解與合成等途徑調(diào)節(jié)血糖代謝。乳酸菌可提高腸道有益菌的酶活性,如B-半乳糖苷酶、葡萄糖苷水解酶、蔗糖酶及乳糖酶活性,使糖類(lèi)分解為人體更易吸收的預(yù)消化狀態(tài),提高消化吸收性能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,有助于促進(jìn)機(jī)體組織對(duì)糖的攝取和利用,這一功效對(duì)于血糖的調(diào)節(jié)起到了積極的作用。
1.6 調(diào)節(jié)糖代謝相關(guān)的神經(jīng)活性
Tanida等[38]發(fā)現(xiàn)Lactobacillus johnsonii La1可顯著降低顱內(nèi)注射2-DG所致的高血糖模型小鼠血糖水平和胰高血糖素水平,首次報(bào)道了Lactobacillus johnsonii La1可能通過(guò)改變自主神經(jīng)活性,抑制腎上腺交感神經(jīng)活性,刺激胃迷走神經(jīng)活性的方式,減少腎上腺素的分泌,進(jìn)而發(fā)揮降血糖功效。
乳酸菌及其制劑對(duì)于糖尿病的防治往往是多因素、多位點(diǎn)、多環(huán)節(jié)、多機(jī)制的綜合協(xié)同作用,有些功效成分降血糖作用機(jī)理和構(gòu)效關(guān)系的研究仍然不夠,因此,加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和從細(xì)胞水平和分子水平上進(jìn)一步深入研究益生菌的作用機(jī)理的研究是該領(lǐng)域亟待解決的首要難題。
2.1 發(fā)酵產(chǎn)物
乳酸菌進(jìn)入人體后,就會(huì)在腸道內(nèi)繁殖。產(chǎn)生乳酸、乙酸等有機(jī)酸,使腸道的pH值和氧化還原電位降低,抑制致病菌的生長(zhǎng)繁殖,同時(shí)腸道PH值降低刺激腸道蠕動(dòng),加速了病原菌的外排。乳酸菌可以產(chǎn)生多種細(xì)菌素,細(xì)菌素是細(xì)菌通過(guò)核糖體合成機(jī)制產(chǎn)生并分泌的一類(lèi)對(duì)同種或親緣關(guān)系較近的種有抑菌活性的蛋白或多肽類(lèi)物質(zhì),如嗜酸菌素和乳鏈菌素Nisin,它對(duì)病原微生物有廣譜的抑制作用。乳酸菌產(chǎn)生的H2O2也能抑制大腸桿菌、梭菌、沙門(mén)菌等有害菌的生長(zhǎng)。徐靈龍等[39]發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌與大腸埃希氏菌共同培養(yǎng)后,在乳酸桿菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)如乳酸、細(xì)菌素以及類(lèi)細(xì)菌素作用下,大腸埃希菌的生長(zhǎng)受到抑制。此外乳酸菌胞外多糖在血糖調(diào)節(jié)方面也發(fā)揮著重要作用。
2.2 特殊酶系
乳酸菌除了具有一般微生物含有的酶類(lèi)外,還有一些特殊的酶系,如降低膽固醇、控制內(nèi)毒素、分解乳糖、酪蛋白、膽酸、脂肪、亞硝胺等以及合成有機(jī)酸、多糖、維生素等的酶系,有利于乳酸菌為宿主提供必需氨基酸、維生素,礦物元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),增強(qiáng)機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)代謝,改善糖、蛋白質(zhì)及脂肪代謝紊亂,控制體內(nèi)葡萄糖代謝過(guò)程中相關(guān)產(chǎn)物的分解與合成,維持機(jī)體血糖平衡。雙歧桿菌和乳桿菌還能產(chǎn)生胞外糖苷酶,降解腸道細(xì)胞壁上病原菌的受體,抑制病原菌的入侵和定植。
2.3 菌體表面成分
乳酸菌之所以能在腸道中能粘附定植進(jìn)而發(fā)揮生理功能是由于其表面有能與腸粘膜細(xì)胞受體蛋白共價(jià)結(jié)合的特異性物質(zhì),稱(chēng)之為粘附素。推測(cè)可能是脂磷壁酸或肽聚糖,或細(xì)胞壁蛋白。乳酸菌通過(guò)粘附素與腸粘膜緊密結(jié)合、定植占位,共同構(gòu)成生物屏障,抑制致病性病原微生物的的入侵和定植,。同時(shí)可間接抑制腸道革蘭氏陰性菌的過(guò)度繁殖,防止腸道菌群發(fā)生易位,調(diào)整菌群失調(diào),維持腸道微生態(tài)平衡。胞壁酰二肽(MDP)是乳酸菌細(xì)胞壁肽聚糖的一種主要成份。,它能夠刺激巨噬細(xì)胞釋放IL-1,半誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ,增強(qiáng)免疫功能。
微生物來(lái)源的酶抑制劑篩選研究成為糖尿病防治領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn),其中α-葡萄糖苷酶抑制劑已被第三次亞太地區(qū)糖尿病治療藥物指南推薦為降低餐后血糖的一線藥物[40]。糖尿病相關(guān)的其他代表性靶酶調(diào)節(jié)劑還有醛糖還原酶抑制劑、糖原合酶激酶抑制劑、糖異生抑制劑等。酶抑制劑的篩選方法特異性強(qiáng),能篩選大量樣品,簡(jiǎn)便靈敏,尤其可用發(fā)酵液進(jìn)行篩選研究,為乳酸菌的糖尿病防治研究提供了新的思路。目前已報(bào)道微生物來(lái)源的酶抑制劑大多來(lái)源于鏈霉菌屬,此外尚有芽孢桿菌屬、游動(dòng)放線菌屬和真菌,乳酸菌來(lái)源的酶抑制劑篩選尚未有相關(guān)報(bào)道,具有極大的研究潛力。
通過(guò)基因工程手段將有益的外源基因?qū)肽茉隗w內(nèi)定植的乳酸菌中,可以在機(jī)體內(nèi)直接產(chǎn)生人和動(dòng)物所需的活性產(chǎn)物,同時(shí)省去了常規(guī)的發(fā)酵過(guò)程和繁瑣的提取工藝。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這一手段正逐步應(yīng)用于乳酸菌的糖尿病防治研究。陳思維等[41]在乳酸乳球菌和干酪乳桿菌中表達(dá)了重組人胰島素基因,并用菌體作為胰島素的載體飼喂非肥胖糖尿病小鼠,結(jié)果表明對(duì)非肥胖糖尿病小鼠產(chǎn)生免疫耐受有一定的作用,為研制乳酸菌口服疫苗的可行性進(jìn)行了有益的探索。
目前乳酸菌潛在的防治糖尿病功能已得到廣泛認(rèn)可,然而由于糖尿病患者機(jī)體防御能力降低,易于發(fā)生感染,因此在使用乳酸菌制劑時(shí),必須要預(yù)防細(xì)菌感染的發(fā)生。目前已發(fā)現(xiàn)有糖尿病患者因口服益生菌制劑而造成乳桿菌敗血病的病例[42]。但臨床研究表明除腸球菌外,由乳酸菌引起的人類(lèi)感染是相對(duì)少的,只要在有效監(jiān)督控制下,對(duì)乳酸菌進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)之后再使用可認(rèn)為是安全的。
乳酸菌作為一種安全有效降血糖的生物效應(yīng)調(diào)節(jié)劑,它從一個(gè)嶄新的角度解決了傳統(tǒng)療法存在的諸多問(wèn)題。幾乎無(wú)毒副反應(yīng),可口服給藥;作用溫和、性質(zhì)穩(wěn)定、效果明顯而持久,對(duì)有效防治糖尿病及其并發(fā)癥具有十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義,為開(kāi)發(fā)長(zhǎng)效低毒的降血糖藥,開(kāi)辟了新的思路。引起了越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外研究者的青睞,具有巨大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用潛力。
1 Guo BH(郭本恒).Probiotics.Beijing:Chemical Industry Press,2004.61-62.
2 Yun SI,et al.Effect of Lactobacillus gasseri BNR17 on blood glucose levels and body weight in a mouse model of type 2 diabetes.Appl Microbiol,2009,107:1681-1686.
3 Yadav H,et al.Effect of probiotic dahi containing lactococcus lactis on the progression of diabetes induced by a high fructose diet in rats.Biosci Biotechnol Biochem,2006,70:1255-1258.
4 Watts T,et al.Role of the intestinal tight junetion modulator zonulin in the Pathogenesis of type1diabetes in BB diabeticprone rats.Proc Natl Acad Sci USA,2005,102:2916-2921.
5 Dumas ME.Metabolic profiling reveals a contribution of gut mierobiota to fatty liver phenotype in insulin-resistant mice. Proc Natl Acad Sci USA,2006,103:12511-12516.
6 Neal MD,et al.Enteroeyte TLR4 mediates phagocytosis and translocation of baeteria across the intestinal barrier.J Immunol,2006,176:3070-3079.
7 Bie MJ(別明江),Liu X(劉祥).Study on the relationship between the blood sugar levels and microflora in diabetic mouse model.Mod Prev Med(現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)),2005,32: 1441-1443.
8 Ewaschuk JB,et al.Surface expression of Toll-like receptor 9 is up regulated on intestinal epithelial cells in response to pathogenic bacterial DNA.Infect Immun,2007,75:2572-2579.
9 Van GA,et al.Multicenter randomized-controlled clinical trial of probiotics(Lactobacillus johnsonii,LA1)on early endoscopic recurrence of Crohn's disease after ileo-caecal resection.Inflamm Bowel Dis,2007,13:135-142.
10 Michail S,Abernathy F.Lactobacillus plantarum inhibits the intestinal epithelial migration of neutrophils induced by enteropathogenic Escherichia coli.J Pediatr Gastroenterol Nutr,2003,36:385-391.
11 Huang H(黃回),Han CM(韓春茂).Effects of Lactobacillus ecological immune nutrition in maintaining bowel mucosa barrier.Chin J Burns(中華燒傷雜志),2005,21:155-157.
12 Calcinaro F.Oral probiotic administration induces interleukin-10 production and prevents spontaneous autoimmune diabetes in the non-obese diabetic mouse.Diabetologia,2005,48:1565-1575.
13 Matsuzaki T.Antidiabetic effects of an oral administration of Lactobacillus casei in a non-insulin-dependent diabetes mellitus(NIDDM)model using KK-AY mice.Endocr J,1997,44:357-365.
14 Gronlund MM,et al.Importance of interstin colonization in the maturation of humoral immunity in early infaney:prospective follow-up study of healthy infants aged 0-6 months. Arch Dis Child,2000,83:186-192.
15 Freitas M,et al.Host-pathogens crosstalk Indigenous bacteria and probiotics also play the game.Biol Cell,2003,95:503-506.
16 Galdeano CM,et al.Proposed model:mechanisms of immunomodulation induced by probiotic bacteria.Clin Vaccine Immunol,2007,14:485-492.
17 Cross ML.Microbes versusm icrobes immune signals generated by probiotic lactobacilli and their role in protection against microbial pathogens.FEMS Immunol Med Microbiol,2002,34:245-248.
18 Feinstein R,et al.Tumor necrosis factor-a suppresses insulininduced tyrosine phosphorylation of insulin receptor and its substrates.J Biol Chem,1993,268:26055-26058.
19 Mandrup PT,et al.Cytokines and free radicals as effector molecules in the destruction of pancreatic D-cells.Curr Top Microbiol Immunol,1990,164:169-193.
20 Hotamisligil GS,et al.Reduced tyrosine kinase activity of the insulin receptor in obesity-diabetes.Central role of tumor necrosis factor-a.J Clin Invest,1994:1543-1549.
21 Del RA,Besedovsky H.Antidiabetic effects of interleukin 1. Pro Natl Acad Sci,1989:5943-5949.
22 Maritim AC,et al.Diabetes,oxidative stress and antioxidant: a review.J Biochem Mol Toxical,2003,17:24-38.
23 Fang M(方明),et al.The control ofⅡdiabetes blood and correlation analysis of oxidative stress,NO,CRP.Zheiiang J Integr Tradit Chin West Med(浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志),2008,18:87-88.
24 Li XL(李曉林),et al.The content changes of SOD and MDAin important organic tissues of adult diabetic rat.Chin J Gerontol(中國(guó)老年學(xué)雜志),2005,25:412-413.
25 Lapidot T,et al.Antioxidant and prooxidant effects of phenolics on pancreatic β-cells in vitro.J Agric Food Chem,2002,50:7220-7225.
26 Evans JL,et al.Are oxidative stress-activated signaling pathway smediators of insulin resistanceand beta-celldysfunction? Diabetes,2003,52:1-8.
27 Maritim AC,et al.Diabetes Oxidative stress and anfiofidants: A review.J Biochem Mol Toxicol,2003,17:24-37.
28 Jeongmn L,et al.Resistance of Lactobacillus casei KCTC 3260 to reactive oxygen species(ROS):role for a metal ion chelating effect.J Food Sci,2005,70:388-391.
29 Meng HBLG(孟和畢力格),et al.Antioxidative effect of Lactobacillus MG2-1 in Koumiss.Chin Dairy Ind(中國(guó)乳品工業(yè)),2005,33:24-29.
30 Yadav H,et al.Antidiabetic effect of probiotic dahi containing Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei in high fructose fed rats.Nutr,2007,23:62-68.
31 Willcox J K,et al.Antioxidants and prevention of chronic disease.Crit Rev Food Sci Nutr,2004,44:275-295.
32 Li GW(李光偉),et al.Primary intensive insulin therapy improves islet β-cell function in type 2 diabetes A dream or reality?Chin J Endocr Metab(中華內(nèi)分泌代謝雜志),2006,22:309-312.
33 Matsuzaki T,et al.Effect of oral administration of Lactobacillus casei on alloxan-induced diabetes in mice.APMIS,1997,105:637-642.
34 Tabuchi M.Antidiabetic effect of Lactobacillus GG in streptozotocin-induced diabetic rats.Biosci Biotechnol Biochem,2003,67:1421-1424.
35 Anne SA,et al.Effects of Lactobacillus acidophilus NCFM on insulin sensitivity and the systemic inflammatory response in human subjects..Br J Nutr,2010,1-8.
36 Kong LF(孔令芳),et al.Influence of chromium trichloride on erythrocytic insulin receptor of patients with type 2 diabetes mellitus.Chin J Mod Med(中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志),2005,15:3089-3092.
37 Hiroaki M,et al.Effect of an exopolysaccharide(kefiran) form lactobacillus kefiranofaciens on blood glucose in KKAy mice and constipation in SD rats induced by a low-fiber diet. Biosci Microfl,2004,23:149-153.
38 Toshihiko Y,et al.Effects of the probiotic strain Lactobacillus johnsonii strain La1 on autonomic nerves and blood glucose in rats.Life Sci,2006,79:1963-1967.
39 Xu LL(徐靈龍),et al.Research on the inhibitory effect of Lactobacillus against Escherichia coli.J Chin Electr Microsc Soc(電子顯微學(xué)報(bào)),2005,24:17.
40 Levettan C.Oral antidiabetic agents in type 2 diabetes.Curr Med Res Opin,2007,23:945-952.
41 Chen SW(陳思維),et al.Expression of human insulin in lactic acid bacteria and its oral administration in non-obese diabetic mice.Acta Microbiol Sin(微生物學(xué)報(bào)),2007,47: 987-991.
42 Zein EF,et al.Lactobacillus rhamnosus septicemia in a diabetic patient associated with probiotic use:a case report.Ann Biol Clin(Paris),2008,66:195-198.