益生菌及益生元調(diào)節(jié)骨代謝的研究進(jìn)展

于　婧，　夏永軍，　王光強(qiáng)，　熊智強(qiáng)，　艾連中

上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093

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益生菌及益生元調(diào)節(jié)骨代謝的研究進(jìn)展

于婧，夏永軍，王光強(qiáng)，熊智強(qiáng)，艾連中*

上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093

摘要：骨質(zhì)疏松癥已成為威脅中老年人健康的主要疾病之一，越來越多的人受到該病癥的危害。腸道菌群是定殖在機(jī)體腸道內(nèi)，與宿主形成共生關(guān)系的微生物，對宿主的免疫及代謝等產(chǎn)生重要影響，研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群與骨代謝之間存在密切關(guān)系，本文從腸道菌群與免疫、骨代謝與免疫、腸道菌群與骨代謝、益生菌及益生元調(diào)節(jié)骨代謝等幾個(gè)方面闡述，腸道菌群有望成為骨質(zhì)疏松癥治療的一個(gè)新靶點(diǎn)，通過益生菌或益生元來干預(yù)腸道菌群組成，進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)狀態(tài)，抑制促炎因子的生成，從而降低骨吸收作用，達(dá)到預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松癥的目的。

關(guān)鍵詞：益生菌； 益生元； 腸道菌群； 骨代謝； 骨質(zhì)疏松癥

骨質(zhì)疏松癥是一種常見的骨骼疾病，它由多種原因引起，且隨著年齡的增長和社會老齡化，越來越多的人受到骨質(zhì)疏松癥的危害。1885年P(guān)ommer首先提出骨質(zhì)疏松癥一詞，意為骨質(zhì)減少的一種疾病。1955年Sissions更明確指出：骨質(zhì)疏松癥是骨支持組織含量減少，但礦物質(zhì)成分仍保持于高水平的一種骨內(nèi)結(jié)構(gòu)的改變[1]。骨質(zhì)疏松癥臨床分型為：原發(fā)性、繼發(fā)性和特發(fā)性。原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥是隨著年齡的增長發(fā)生的一種生理性退行性病變，主要表現(xiàn)為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(高轉(zhuǎn)換型)和老年性骨質(zhì)疏松癥(低轉(zhuǎn)換型)；繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥是由代謝性疾病或長期服用某些藥物等一些因素所誘發(fā)，誘發(fā)因素有甲狀腺功能亢進(jìn)或降低、肢端肥大癥、糖尿病等；特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥多見于8～14歲的青少年，多伴有遺傳家族史，女性多于男性，主要表現(xiàn)為青少年骨質(zhì)疏松癥和婦女妊娠、哺乳期骨質(zhì)疏松癥[1]。在美國，50歲以上婦女有三分之一確診為骨質(zhì)疏松癥患者，平均每年有1.5億人患上骨質(zhì)疏松癥。預(yù)計(jì)2020年，超過半數(shù)的美國人將遭受骨質(zhì)疏松癥的危害[2]。該病癥已成為威脅中老年人及絕經(jīng)期婦女的主要疾病之一[3]。骨質(zhì)疏松癥最大的危害是骨質(zhì)疏松性骨折，據(jù)統(tǒng)計(jì)，50%女性與20%男性在他們的一生中，至少并發(fā)一次骨質(zhì)疏松性骨折。該病癥的發(fā)病是由20～30歲時(shí)所達(dá)到的骨量峰值以及隨年齡增長而發(fā)生的骨丟失兩方面因素決定的。人體骨量峰值50%～85%是由遺傳決定，而環(huán)境因素在隨年齡增長而發(fā)生的骨量減少中起到更加重要的作用[4]。

健康人和動(dòng)物的胃腸道內(nèi)定植著種類和數(shù)量繁多的微生物，這些微生物統(tǒng)稱為腸道菌群[5]。通常，腸道菌群與宿主、外界環(huán)境形成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，與宿主的生長發(fā)育、物質(zhì)代謝、衰老等有密切關(guān)系。特定組成的腸道菌群可以通過多種途徑促進(jìn)宿主的機(jī)體健康，主要具備以下功能：營養(yǎng)作用、提高防御能力、延緩衰老、抑腫瘤作用等。據(jù)報(bào)道，腸道菌群可利用氨基酸分解的NH2合成蛋白質(zhì)或其他氨基酸，同時(shí)他們具有利用非蛋白氮合成氨基酸、蛋白質(zhì)的生物固氮能力[6]。由此可見，腸道菌群的種類與數(shù)量對于機(jī)體健康具有重要作用。

1腸道微生物與骨代謝

1.1腸道微生物與免疫

腸道菌群成分與年齡息息相關(guān)，0～3歲的兒童，由于飲食、腸道感染、抗生素使用、母乳喂養(yǎng)等因素，菌群結(jié)構(gòu)不斷改變，機(jī)體免疫力迅速成熟[7]。3歲以后，菌群的多樣性基本與成年人相似。當(dāng)機(jī)體老齡化(>65歲)，腸道免疫力下降，菌群成分易受環(huán)境影響而變化[8-9]。微生物在腸道中大量定殖的同時(shí)，也作為大量的潛在抗原，它們與宿主形成相對穩(wěn)定的共生關(guān)系，幫助機(jī)體進(jìn)行消化吸收并抵抗病原體的入侵，宿主則為腸道菌群提供生存環(huán)境[10]。然而，在宿主處于病理狀態(tài)時(shí)，飲食的改變，抗生素的使用以及病原體的侵入等都將改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致免疫力下降和代謝紊亂，引起一系列疾病發(fā)生，包括白色念珠菌性腸炎、食物過敏、濕疹、哮喘、糖尿病、代謝綜合癥等[4,11-12]。

無菌動(dòng)物模型通常用來研究腸道菌群對機(jī)體的免疫、代謝、疾病等問題。研究表明，無菌小鼠的CD4+T細(xì)胞、腫瘤壞死因子α(TNFα)、破骨細(xì)胞前體細(xì)胞(CD4+/GR1-)顯著少于常規(guī)條件小鼠。有趣的是，將常規(guī)條件小鼠結(jié)腸內(nèi)容物轉(zhuǎn)移給無菌小鼠后，CD4+T細(xì)胞、TNFα、CD4+/GR1-等指標(biāo)均高于先前的水平。由于結(jié)腸內(nèi)容物含有大量微生物，作為抗原引起機(jī)體內(nèi)T細(xì)胞的增多，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤壞死因子TNFα增加等一系列免疫反應(yīng)[13-14]。此外，無菌動(dòng)物的黏膜免疫系統(tǒng)發(fā)育不健全，腸道相關(guān)的淋巴組織發(fā)育不完全，動(dòng)物脾臟T細(xì)胞與生發(fā)中心明顯減少，由此表明，腸道菌群對于機(jī)體免疫系統(tǒng)有重要作用[4]?？肆_恩病是一種與腸道菌群結(jié)構(gòu)改變相關(guān)的炎癥性疾病，可侵犯腸系膜和局部淋巴結(jié)，在胃腸道任何部位均可發(fā)病，主要發(fā)生于末端回腸和右半結(jié)腸。Willing等人[4,15]將一對患有克羅恩病的同卵雙胞胎作為實(shí)驗(yàn)對象，其中一人處于克羅恩病活躍期，另一人處于克羅恩病緩解期。研究發(fā)現(xiàn)，與正常菌群結(jié)構(gòu)相比，克羅恩病患者腸道內(nèi)侵染性大腸桿菌量顯著增加，而具有抗炎作用的柔嫩梭菌明顯減少，說明腸道中抗炎菌株的比例與腸道疾病息息相關(guān)。對克羅恩患者的糞便進(jìn)行分析，在克羅恩病活躍期，機(jī)體內(nèi)的有益菌雙岐桿菌量顯著下降，而在緩解期則逐漸恢復(fù)到正常水平。

1.2骨代謝與免疫

骨的功能是為肌肉收縮提供附著處及保護(hù)內(nèi)臟等重要的生命器官，一般認(rèn)為，骨在細(xì)胞水平上是不活躍的，事實(shí)上骨細(xì)胞在不停地進(jìn)行著細(xì)胞代謝，有兩種細(xì)胞在骨代謝中起著重要的作用，一種是吸收骨基質(zhì)的破骨細(xì)胞，另一種是合成骨基質(zhì)的成骨細(xì)胞[16]。二者分布在骨膜、骨小梁及骨皮質(zhì)處。成骨細(xì)胞起源于多能的間充質(zhì)干細(xì)胞，破骨細(xì)胞則由有造血功能的骨髓單核細(xì)胞分化而來，單核細(xì)胞是破骨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的共同前體細(xì)胞，局部微環(huán)境影響著單核細(xì)胞的分化方向[4]，在巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)存在的情況下，能夠增加破骨細(xì)胞的增殖和存活，并且提高細(xì)胞中核因子κB受體因子(RANK)的表達(dá)量，抑制核因子κB受體活化因子(RANKL)，從而促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成[17]。在成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞相互作用的部位被稱作為基本多細(xì)胞單位。在每一個(gè)基本多細(xì)胞單位，骨可因破骨細(xì)胞的吸收而消失，也能被重新合成骨的成骨細(xì)胞所取代。

對于骨量丟失與免疫的關(guān)系，已有研究指出諸如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等一些自身免疫疾病引起的骨量降低，是由于T淋巴細(xì)胞釋放的炎癥因子導(dǎo)致的[18]。絕經(jīng)后雌激素缺乏引發(fā)的炎癥因子分泌增多，能夠加大破骨細(xì)胞的形成并延長其存活時(shí)間[19]。曾有研究表明，輕度炎癥會影響到骨轉(zhuǎn)換過程并可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥，例如，血清中超敏C-反應(yīng)蛋白的升高與骨吸收增加、骨密度減少、骨折風(fēng)險(xiǎn)增加等密切相關(guān)[20]。腫瘤壞死因子α(TNFα)和白細(xì)胞介素1(IL-1)阻滯治療可以降低絕經(jīng)后早期婦女骨吸收標(biāo)志物的水平[21]。除此之外，對于T細(xì)胞缺乏小鼠，以抗CD4抗體、抗CD8抗體治療，能夠預(yù)防卵巢摘除引起的骨量丟失[22]。因此，骨髓中T細(xì)胞的形成以及T細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子增多能夠引起破骨細(xì)胞骨吸收作用增強(qiáng)，當(dāng)骨轉(zhuǎn)換失衡后，骨量隨之丟失甚至引發(fā)骨質(zhì)疏松癥[4,23]。

1.3腸道菌群與骨代謝

近年來，盡管有少數(shù)人致力于研究微生物調(diào)節(jié)骨代謝，但大多數(shù)人還沒有意識到腸道菌群與骨健康關(guān)系密切，并且益生菌可以作為治療手段來改善骨代謝。迄今為止，已有研究指出，微生物可以通過以下三個(gè)方面來影響骨骼健康：(1)礦物質(zhì)吸收(鈣和磷等)，(2)免疫調(diào)節(jié)，(3)釋放小分子物質(zhì)(血清素、雌激素類似物等)[14]。Sjogren等[13]提出，腸道菌群缺乏的無菌小鼠股骨遠(yuǎn)端骨體積分?jǐn)?shù)比常規(guī)條件小鼠增加39%，骨小梁數(shù)目增多，骨小梁間距減小，皮質(zhì)骨骨量也有顯著增高。通過骨髓培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，無菌小鼠的破骨細(xì)胞數(shù)目減少，CD4+T細(xì)胞和破骨細(xì)胞前體細(xì)胞(CD11b+/Gr1-)形成量顯著減少。然而骨形成速率并沒有顯著變化[15]。Li等人[24]發(fā)現(xiàn)，腸道菌群缺乏小鼠股骨遠(yuǎn)端及椎骨的松質(zhì)骨體積與皮質(zhì)骨體積較正常小鼠均有增高，與Sjogren等人的結(jié)論相似。由此表明，無菌小鼠骨量增加是由于骨吸收速率降低，破骨細(xì)胞生成被抑制。除此之外，無菌小鼠骨骼中溶骨性細(xì)胞因子白介素6(IL-6)和TNFα的mRNA表達(dá)量明顯減少，所以，無菌小鼠破骨細(xì)胞生成的減少有可能是通過免疫調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的[13]。該研究還指出，將無菌小鼠飼養(yǎng)在常規(guī)條件下，其腸道內(nèi)種植了正常的腸道菌群，骨量便會降低到正常水平，CD4+T細(xì)胞和破骨細(xì)胞前體細(xì)胞生成速率也會增加到正常水平，這表明，無菌小鼠骨量高于常規(guī)條件小鼠是由于沒有腸道菌群作為抗原，進(jìn)而血液及淋巴組織中CD4+T細(xì)胞數(shù)量少于常規(guī)條件小鼠，所以骨髓中CD4+T細(xì)胞形成率降低。進(jìn)一步論證骨密度的增加與骨骼中炎癥因子的表達(dá)及破骨細(xì)胞生成減少密切相關(guān)[15]。

此外，可能存在其他機(jī)制影響骨代謝，但可以排除腸道菌群通過調(diào)節(jié)鈣吸收來增加骨密度這個(gè)因素，因?yàn)闊o菌小鼠的血清鈣和鈣調(diào)激素的水平與常規(guī)條件小鼠相比無顯著性差異[13]。另有研究表明，腸源性血清素能夠抑制骨形成，減少骨量[25]。在無菌小鼠實(shí)驗(yàn)里，血液中血清素的確減少，但是給無菌小鼠種植正常菌群后小鼠骨量增加，但血液中血清素水平?jīng)]有顯著變化，這表明，無菌小鼠骨量增高不是由血液中血清素直接影響的。因此，我們認(rèn)為無菌小鼠骨量的改變不是一個(gè)單一的過程，而是通過腸道菌群及免疫調(diào)節(jié)共同實(shí)現(xiàn)的。

2益生菌、益生元對骨代謝的調(diào)節(jié)

2.1益生菌對骨代謝的調(diào)節(jié)

益生菌(Probiotic)起源于希臘語，其意思是“專管生命(pro life)”。益生菌概念最早起始于1965年Lily DM[26]首先建議益生菌是指對動(dòng)物腸道菌群平衡有益的促進(jìn)物質(zhì)或微生物。1989年Fuller R[27]將其修改為：“益生菌是補(bǔ)充喂養(yǎng)的具有活性的微生物，而且可通過改善腸道菌群的平衡，對宿主動(dòng)物產(chǎn)生良好的健康效應(yīng)”。盡管此定義當(dāng)時(shí)僅指動(dòng)物，但仍為大多數(shù)醫(yī)學(xué)文章所引用[6]。現(xiàn)如今，益生菌的定義為“一類對宿主有益的活性微生物，是定植于機(jī)體腸道、生殖系統(tǒng)內(nèi)，能產(chǎn)生確切健康功效從而改善宿主微生態(tài)平衡[28]、發(fā)揮有益作用的活性有益微生物的總稱”[29]。目前，我國食品用微生物菌種主要有：植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、雙歧桿菌屬、德式乳桿菌保加利亞乳桿菌亞種、發(fā)酵乳桿菌、卷曲乳桿菌、格氏乳桿菌、瑞士乳桿菌、約氏乳桿菌、羅伊氏乳桿菌、唾液乳桿菌、嗜熱鏈球菌等[30]。從最近市場看，新菌種的引進(jìn)是必然趨勢。隨著人們生活節(jié)奏的加快，越來越多人開始注重養(yǎng)生，益生菌產(chǎn)品之所以備受青睞，與其對機(jī)體的保健功能密不可分，其本身具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)、促進(jìn)營養(yǎng)成分在腸道的消化吸收、降低血清中的膽固醇含量、緩解高血壓以及抗腫瘤作用。近年來，益生菌的添加范圍越來越廣，除了酸奶、奶酪等傳統(tǒng)乳制品之外，牙膏、冰激凌、啤酒等均有添加益生菌的產(chǎn)品實(shí)例[14]。已有很多學(xué)者針對各種疾病，研究益生菌如何改善機(jī)體健康狀況，揭示其作用機(jī)理，其中益生菌對骨代謝的調(diào)節(jié)屬于新興領(lǐng)域，目前已經(jīng)獲得一些研究成果。

在家禽類動(dòng)物方面，已有研究證實(shí)，以枯草芽孢桿菌喂食母雞，能顯著提高母雞產(chǎn)蛋性能以及蛋殼品質(zhì)，并明顯提高雞脛骨灰分含量以及骨密度[31]。除此之外，將地衣形芽孢桿菌與枯草芽孢桿菌共同喂食肉雞，可以增大其脛骨厚度[32]。另有學(xué)者進(jìn)行了以下研究，分別以枯草芽孢桿菌喂食感染了腸炎沙門氏菌和未感染該致病菌的雛雞，測定雛雞脛骨灰分含量及鈣含量，發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可以預(yù)防腸炎沙門氏菌感染導(dǎo)致的骨量降低[33]。該研究還證實(shí)，雛雞比成年雞對于枯草芽孢桿菌的調(diào)控更加靈敏。因此，我們認(rèn)為以枯草芽孢桿菌為主的益生菌對于蛋雞和肉雞的骨骼健康有益。

益生菌還作為一種輔助治療劑，應(yīng)用于治療牙周炎引起的牙槽骨骨量減少，據(jù)研究，通過絲線結(jié)扎大鼠雙側(cè)上顎第一磨牙的方法構(gòu)建牙周炎模型，并口服枯草芽孢桿菌治療該病癥，發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可以降低牙周炎引起的牙槽骨骨量減少[34]，并且治療效果與絲線結(jié)扎強(qiáng)度有關(guān)，結(jié)扎強(qiáng)度越弱，益生菌治療效果越好[35]。對于該種病癥，口服釀酒酵母也可減少牙槽骨骨量丟失，降低促炎癥因子TNFα和白介素1β并增加抗炎癥因子白介素10的分泌[36]。另有研究表明，以長雙歧桿菌的西蘭花發(fā)酵液喂食大鼠，可以預(yù)防由高脂飼料引起的破骨細(xì)胞活性增強(qiáng)[37]。因此，我們認(rèn)為益生菌對于牙周炎模型以及高脂模型導(dǎo)致的骨量丟失或破骨細(xì)胞活性增強(qiáng)，有較好的預(yù)防作用。

羅伊氏乳桿菌ATCC PTA 6475是一種人源羅伊氏乳桿菌，能夠抑制人單核細(xì)胞系THP-1產(chǎn)生腫瘤壞死因子，可通過單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)來刺激免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)，進(jìn)而不同程度地減輕人類腸道炎癥[38]。McCabe等[39]提出，羅伊氏乳桿菌ATCC PTA 6475可通過抑制腫瘤壞死因子的產(chǎn)生而降低骨吸收，有趣的是，該益生菌改善骨代謝的功效與性別相關(guān)。雄性小鼠的股骨及椎骨的骨密度、骨體積分?jǐn)?shù)、骨小梁數(shù)目、骨小梁厚度等均有改善，然而雌性小鼠卻沒有顯著性變化。盡管在其他領(lǐng)域性別特異性并不少見，但羅伊氏乳桿菌對于骨骼參數(shù)影響的性別相關(guān)性十分有趣，仍需深入研究進(jìn)而揭示其作用機(jī)制。Britton等人[40]發(fā)現(xiàn)，在雌激素缺乏的條件下，羅伊氏乳桿菌ATCC PTA 6475能夠顯著降低絕經(jīng)后去卵巢小鼠的骨量丟失，并且骨吸收標(biāo)志物、以及破骨細(xì)胞的生成均明顯降低。由此表明，羅伊氏乳桿菌對于雌激素缺乏條件下的骨骼健康具有關(guān)鍵作用。

Ohlsson等[41]提出，以副干酪乳桿菌DSM13434喂食去卵巢小鼠，6周后與沒有進(jìn)行益生菌干預(yù)的去卵巢小鼠相比，皮質(zhì)骨骨量增加，骨吸收標(biāo)志物I型膠原C端肽以及尿鈣均顯著降低，此外，益生菌的干預(yù)能夠降低兩種炎癥因子TNFα和IL-1β的表達(dá)，并增加破骨細(xì)胞抑制因子護(hù)骨素的表達(dá)量。因此，我們認(rèn)為益生菌可能是通過免疫調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)改善骨代謝的。

除了在家禽與嚙齒類動(dòng)物方面，Avella等人[42]提出鼠李糖乳桿菌可以促進(jìn)斑馬魚的脊骨鈣化，其作用機(jī)制是鼠李糖乳桿菌可以由MAPK1/3通路調(diào)控骨細(xì)胞的生成[43]。

2.2益生元對骨代謝的調(diào)節(jié)

益生元是一類不易消化的食品配料，但可作為原料被腸道菌群利用，能選擇性促進(jìn)腸道內(nèi)一種或幾種細(xì)菌生長或增加活性，對宿主健康有益[44]。益生元能刺激利用糖類細(xì)菌(包括雙歧桿菌和乳酸菌)的生長和活性，促進(jìn)有機(jī)酸的釋放。有機(jī)酸可降低腸道pH值，形成抗菌環(huán)境，抑制腸道病原體的生長。益生元包含一大類非消化寡糖，常見的有菊粉、低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)、異麥芽低聚糖、大豆低聚糖、焦糊精和乳果糖等，天然存在于許多高纖維食物中，包括某些水果、蔬菜和谷物。由于益生元的優(yōu)良品性，已被廣泛應(yīng)用于日常保健及食品添加等行業(yè)[45]。

在近二十年來，許多研究表明益生元具有促進(jìn)礦物質(zhì)元素吸收的作用。將GOS/FOS以9∶1加入常鈣飼料及低鈣飼料中，能夠增加骨礦化作用及骨密度，并增加鈣、磷、鎂等元素的吸收[46]。以葡聚糖喂食雌性大鼠4周，可以顯著增加其鈣、鎂元素吸收量[47]。以一種新型益生元龍舌蘭果糖喂食去卵巢小鼠，血鈣及骨鈣含量均高于假手術(shù)組[48]。FOS及雙果糖酐III可促進(jìn)胃切除大鼠的鈣元素吸收[49]。此外，Weave等人[50]發(fā)現(xiàn)，低聚半乳糖能夠增加腸道中雙歧桿菌的比例并提高大鼠骨量。Whisner等[51]提出，青少年女性攝入低聚半乳糖3周后，鈣吸收量增大，腸道菌群中雙歧桿菌的比例增高，這與Weave等人得出的結(jié)論相符。Abrams等人[52]發(fā)現(xiàn)，青少年在持續(xù)攝入長短鏈混合的菊粉型果聚糖一年后，骨密度比未攝入組高47%，該研究者提出，骨密度增加是由于菊粉型果聚糖提高了鈣吸收，但是并沒有對腸道菌群組成以及對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)進(jìn)行研究。

3結(jié)論與展望

腸道菌群可以調(diào)節(jié)機(jī)體的代謝和免疫狀態(tài)，近年來，無菌小鼠實(shí)驗(yàn)證明了腸道菌群是骨量的一個(gè)重要調(diào)節(jié)因子，通過免疫系統(tǒng)來影響破骨細(xì)胞的生成，從而達(dá)到調(diào)節(jié)骨代謝的目的。為了進(jìn)一步證明，腸道菌群與骨量之間的關(guān)系，研究者采用益生菌、益生元等可以影響腸道菌群組成的因素干預(yù)宿主，發(fā)現(xiàn)能夠不同程度的促進(jìn)機(jī)體骨量增加以及各類骨指標(biāo)的改善。除此之外，研究者采用了骨量增加較快的青春期模型以及骨轉(zhuǎn)換較高的絕經(jīng)后模型或去卵巢模型，發(fā)現(xiàn)益生菌可以有效增加青春期模型的骨量，以及顯著降低高骨轉(zhuǎn)換所帶來的骨量丟失。益生菌還可以通過抑制促炎因子TNFα、IL-1、IL-6的分泌，并促進(jìn)抗炎因子IL-10的分泌來降低骨吸收作用，從而預(yù)防骨量丟失。因此，腸道菌群對骨質(zhì)疏松癥的治療可能是一個(gè)新靶點(diǎn)，仍需大量研究者從事有關(guān)腸道菌群與骨代謝之間的研究來提供更多實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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doi:10.3969 /j.issn.1001-6678.2016.03.011

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31371809)；國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(2013GB2C000153)。

作者簡介：于婧(1992～)，女，碩士研究生；研究方向：微生物。 E-mail: joyceyu26@126.com。 *通訊作者：艾連中，男，教授。E-mail: ailianzhong@163.com。

Research advance in role of probiotics and prebiotics in regulation of bone metabolism

YU Jing, XIA Yong-jun, WANG Guang-qiang, XIONG Zhi-qiang, AI Lian-zhong

School of Medical Instrument and Food Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai, 200093, China

AbstractOsteoporosis is one of the serious diseases to damage more and more middle-aged and older people. The gut microbiota, the commensal bacteria living in our intestine, has a significant effect on immunity and metabolism of the host. According to the reported, there was a close connection between gut microbiota and bone metabolic profile. In this article, the following several aspects such as gut microbiota and immune, bone metabolism and immune, gut microbiota and bone metabolism, and the effects of probiotics and prebiotics on bone mineral density were expounded, including the possible role for the gut microbiota in the regulation of bone mass via immune system, regulating osteoclastogenesis in turn. The gut microbiota might be a novel therapeutic target for osteoporosis and the fracture prevention was proposed.

Key wordsprobiotics; prebiotics; gut microbiota; bone metabolism; osteoporosis