模擬失重條件下復(fù)合活菌制劑對腸道雙歧桿菌的影響

鄭永軍，董海勝，孫 琦，武艷萍，*，張淑靜，臧 鵬

（1.中國人民解放軍第二六一醫(yī)院，北京 100094；2.中國航天員科研訓(xùn)練中心航天營養(yǎng)與食品工程重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100094）

模擬失重條件下復(fù)合活菌制劑對腸道雙歧桿菌的影響

鄭永軍1，董海勝2，孫 琦1，武艷萍2，*，張淑靜2，臧 鵬2

（1.中國人民解放軍第二六一醫(yī)院，北京 100094；2.中國航天員科研訓(xùn)練中心航天營養(yǎng)與食品工程重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100094）

本研究采用-6°頭低位臥床方法，模擬失重效應(yīng)，通過觀察和比較30 d臥床期間不同時間節(jié)點(diǎn)，受試者便樣中雙歧桿菌含量的變化，探討食用復(fù)合活菌制劑對模擬失重條件下腸道中雙歧桿菌數(shù)量降低的拮抗效果，為制定航天員腸道菌群失調(diào)調(diào)節(jié)方案提供技術(shù)支持。14名健康男性受試者，隨機(jī)分為對照組、食用活菌制劑組，每組7人。對照組僅-6°頭低位臥床，在30 d臥床期間第15天開始食用安慰劑，食用活菌制劑組于30 d臥床期間第15天開始每日口服活菌制劑。實(shí)驗期間定期采集便樣測定雙歧桿菌數(shù)目。實(shí)驗表明，對照組及食用活菌制劑組在臥床初期便樣中雙歧桿菌數(shù)量均顯著降低（p＜0.05）；臥床期間，食用復(fù)合活菌制劑組與對照組相比，雙歧桿菌水平差異顯著（p＜0.05）。30 d頭低位臥床可引起雙歧桿菌數(shù)量顯著下降，這提示模擬失重導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，食用復(fù)合活菌制劑可在一定程度上促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，能夠拮抗模擬失重致腸道菌群失調(diào)。

模擬失重；復(fù)合活菌制劑；雙歧桿菌；菌群失調(diào)

引用格式：鄭永軍，董海勝，孫琦，等.模擬失重條件下復(fù)合活菌制劑對腸道雙歧桿菌的影響［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報，2016，34（4）:50-53.

ZHENG Yongjun，DONG Haisheng，SUN Qi，et al.Effects of compound probiotics on intestinal Bifidobacteria under simulated weightlessness［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（4）:50-53.

載人航天工程證實(shí)，航天飛行環(huán)境下，失重、狹小密閉環(huán)境、噪音的長期作用、生物節(jié)律變化等因素，導(dǎo)致乘組出現(xiàn)腸道益生菌群含量的下降，直至消失；各種不常見微生物的出現(xiàn)，還表現(xiàn)為自體微生物屬中致病種屬因過度生長及長期存在造成的潛在致病性的積累。我國通過地面模擬試驗觀察了航天因素對腸道微生態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)尾吊模擬失重大鼠的腸道益生菌顯著降低，頭低位臥床期間腸道免疫也發(fā)生了變化［1-4］。保障航天飛行過程中乘組腸道微生態(tài)平衡是航天營養(yǎng)與食品學(xué)科的重要研究方向之一。

在飛行食譜中配置富含益生菌的酸奶是維持飛行乘組腸道益生菌群的有效措施之一。意大利空間機(jī)構(gòu)的學(xué)者將普通及添加藍(lán)莓的酸奶凍干處理開發(fā)成風(fēng)味獨(dú)特、富含鈣且含有益生菌的航天食品，用于對抗微重力所致腸道菌群的退化［5］。由于口服益生菌，在消化道酸、酶、膽汁等綜合作用下，數(shù)量逐漸衰減，往往達(dá)不到理想的效果。雙歧桿菌作為人體腸道益生菌群中重要菌種之一，在維持腸道健康和腸道微生態(tài)平衡中起著極其重要的作用。本研究采用頭低位臥床模擬失重，利用重復(fù)測量實(shí)驗設(shè)計，以腸道中雙歧桿菌數(shù)量的變化為主要觀察指標(biāo)，觀察食用復(fù)合活菌制劑對模擬失重致腸道雙歧桿菌數(shù)量減少的拮抗作用。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗分組

受試者為14名男性志愿者，年齡18～23歲，身高162～178 cm，無心血管、腸道系統(tǒng)疾病，無藥物依賴和不良嗜好，身體健康。受試者隨機(jī)分為兩組，即對照組和服用復(fù)合活菌制劑組，各7人。實(shí)驗開始后第15天，對照組開始食用安慰劑，食用復(fù)合活菌制劑組在30 d臥床期間的第15天開始每日口服活菌制劑。實(shí)驗采用雙盲法。安慰劑及復(fù)合活菌制劑為本單位自主研制，采用的活菌均為市售常用益生菌。安慰劑為含益生元不含活菌的制劑，活菌制劑為含有益生元及復(fù)合活菌的制劑。實(shí)驗通過倫理委員會審查。實(shí)驗期間，受試者保持頭低位臥姿，可以繞身體縱軸向變換體位。飲食由專人配餐，室溫控制在22～26℃。

1.2樣本的采集

分別在實(shí)驗開始前第6天及開始后的第2，4，14，21，30天和臥床結(jié)束后第4天采集志愿者晨便，轉(zhuǎn)移至預(yù)先稱重的無菌生理鹽水管中密封。稱重后差減得到樣品重，漩渦震蕩10 min制備混懸液，以此為母液，用無菌生理鹽水10倍梯度稀釋4次，得到系列梯度稀釋樣品。

1.3雙歧桿菌選擇性培養(yǎng)基

應(yīng)用通用雙歧桿菌選擇性培養(yǎng)基TPY，嚴(yán)格按照文獻(xiàn)要求制備［6］。

1.4接種與菌落培養(yǎng)

取1.2中制備的梯度稀釋樣品系列，用微量移液器吸取0.01 mL接種到培養(yǎng)基上，置于厭氧箱中，37℃培養(yǎng)48 h后，觀察記錄菌落數(shù)。

1.5結(jié)果表述與統(tǒng)計分析

取菌落計算結(jié)果的常用對數(shù)，計算公式如式（1）。采用SPSS13.0專業(yè)統(tǒng)計分析工具進(jìn)行重復(fù)測量數(shù)據(jù)的分析，以p＜0.05為差異顯著性界限。

2　結(jié)果分析

針對采用重復(fù)測量實(shí)驗設(shè)計的實(shí)驗結(jié)果，由于不同時間點(diǎn)上的數(shù)據(jù)之間相互不獨(dú)立，因此不宜采用一般類型實(shí)驗設(shè)計的單因素方差分析或t檢驗等統(tǒng)計方法。需要將時間因素和分組因素進(jìn)行剝離，即考查指標(biāo)在不同時間點(diǎn)上的關(guān)聯(lián)性或該指標(biāo)隨時間變化的趨勢。按照重復(fù)測量實(shí)驗設(shè)計資料的統(tǒng)計分析步驟，球形檢驗結(jié)果見表1。p=0.815，表明受試者不同時間點(diǎn)上的便樣雙歧桿菌數(shù)據(jù)不存在相關(guān)性，數(shù)據(jù)滿足條件，可以采用重復(fù)測量設(shè)計數(shù)據(jù)的單變量方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

表1　球形檢驗結(jié)果Tab.1 Mauchly's test of sphericity

組內(nèi)效應(yīng)統(tǒng)計分析結(jié)果見表2。由表2可見，時間因素有統(tǒng)計學(xué)意義，說明受試者雙歧桿菌數(shù)量隨著臥床實(shí)驗的進(jìn)行發(fā)生了顯著變化。組間變異部分見表3，由表3可見，組間差異顯著，服用活菌制劑組受試者恢復(fù)速率和效果顯著優(yōu)于對照組。時間和分組的交互作用沒有統(tǒng)計學(xué)意義，說明兩組實(shí)驗數(shù)據(jù)隨時間變化的趨勢一致，不因分組的不同而不同。

頭低位臥床期間，不同時間點(diǎn)兩組受試者雙歧桿菌數(shù)目變化趨勢如圖1。由圖1可以直觀地看出，雙歧桿菌數(shù)目隨時間的變化趨勢大致相同，臥床期間雙歧桿菌數(shù)目基本呈先降低后升高趨勢。與臥床前相比，對照組及食用活菌制劑組雙歧桿菌數(shù)目在臥床前期均顯著降低（p＜0.05），臥床期間及起床后第4天對照組雙歧桿菌數(shù)目均低于臥床前，而食用活菌制劑組在起床后第4天雙歧桿菌數(shù)目基本恢復(fù)到臥床前的水平。說明食用復(fù)合活菌制劑能夠保持體內(nèi)雙歧桿菌水平，對模擬失重致雙歧桿菌數(shù)目減少具有一定的拮抗作用。

3　結(jié) 論

失重環(huán)境中航天員腸道微生態(tài)平衡是保障航天員健康的一個重要方面。本研究表明，頭低位臥床初期，受試者腸道雙歧桿菌的生長受到抑制，數(shù)目顯著降低，這與文獻(xiàn)報道一致［7-8］。由于腸道雙歧桿菌與腸黏膜免疫和消化功能息息相關(guān)，為了乘組良好的腸道菌群穩(wěn)態(tài)，通過口服復(fù)合活菌制劑，引入外源性的雙歧桿菌活菌，有利于維持腸道雙歧桿菌數(shù)目的穩(wěn)定和促進(jìn)恢復(fù)，保持機(jī)體良好的免疫和消化功能。本研究采用的益生菌制劑以復(fù)合生理活菌為主，特別添加益生菌增殖劑——益生元，采用腸溶性制劑包裝，從而大大提高制劑到達(dá)腸道的存活率和在機(jī)體內(nèi)的增殖效果。實(shí)驗結(jié)果表明，食用復(fù)合活菌制劑能夠增加腸道益生菌——雙歧桿菌數(shù)目，對模擬失重致雙歧桿菌數(shù)目減少具有一定的拮抗作用和促進(jìn)恢復(fù)作用。

表2　組內(nèi)變異部分Tab.2 Tests of within-subjects effects

表3　組間變異部分Tab.3 Tests of between-subjects effects

圖1　頭低位臥床期間雙歧桿菌變化趨勢Fig.1 Trend of Bifidobacterium variation during head down bed rest

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Effects of Compound Probiotics on Intestinal Bifidobacteria Under Simulated Weightlessness

ZHENG Yongjun1，DONG Haisheng2，SUN Qi1，WU Yanping2，*，ZHANG Shujing2，ZANG Peng2
（1.Chinese People's Liberation Army 261 Hospital，Beijing 100094，China；2.Key Lab of Space Nutrition and Food Engineering，Astronaut Scientific Research and Training Center of China，Beijing 100094，China）

In this study，weightlessness was simulated by-6°head down tilt position.The test of 30 d head-down tilt（HDT）bed rest was used to investigate the effects of compound probiotics on gut Bifidobacteria.Fourteen health males were subjects，who were divided into the control group and probiotics group.The control group had placebo while the probiotics group had the compound probiotics on the fifth day.The results showed that Bifidobacteria amounts significantly（p＜0.05）decreased during the initial period while the compound probiotics could significantly（p＜0.05）increased the Bifidobacteria amounts compared with the control group.Compound probiotics could increase the Bifidobacteria amounts to inhibit the microflora dysbiosis induced by simulated weightlessness.

simulated weightlessness；compound bacterium preparation；Bifidobacteria；microflora dysbiosis

TS201.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2016.04.009

2095-6002（2016）04-0050-04

（責(zé)任編輯:葉紅波）

20150527

航天營養(yǎng)與食品工程重點(diǎn)實(shí)驗室預(yù)先研究課題（SYFD130041824）。

鄭永軍，男，副主任醫(yī)師，主要從事臨床管理工作；

*武艷萍，女，副研究員，主要從事航天營養(yǎng)代謝方面的研究。通信作者。