腸道有益菌及代謝產物對腸道和人體的影響

崔艷，張亞偉，肖林，郝懷強，范煒，蘇鵬，徐弘君

1.山東龍力生物科技股份有限公司，禹城 251200

2.山東省功能糖工程研究中心，禹城 251200

3.山東禹城市中醫(yī)院，禹城 251200

4.山東禹城市人民醫(yī)院消化內科，禹城 251200

腸道有益菌及代謝產物對腸道和人體的影響

崔艷1，2，張亞偉1，2，肖林1，2，郝懷強1，范煒3，蘇鵬3，徐弘君4

1.山東龍力生物科技股份有限公司，禹城 251200

2.山東省功能糖工程研究中心，禹城 251200

3.山東禹城市中醫(yī)院，禹城 251200

4.山東禹城市人民醫(yī)院消化內科，禹城 251200

腸道有益菌及其代謝產物與人體相互作用，和人體有著密不可分的互利共生關系，在維持腸道健康、促進消化吸收營養(yǎng)物質、產生有益的營養(yǎng)物質、抵御外界入侵的致病菌、免疫機制的調節(jié)等方面都具有非常重要的作用。綜述了兩種主要腸道益生菌及其代謝產物對腸道和人體的影響。

腸道有益菌；雙歧桿菌；乳酸菌；生理作用

人體腸道中棲息著種類繁多的微生物，約400～500種細菌，被稱為腸道菌群，包括需氧菌、兼性厭氧菌、厭氧菌，其中厭氧菌占據優(yōu)勢地位，大約占細菌總數的99%。腸道菌群和人體是相互依賴同時又相互制約的關系，而腸道的微生態(tài)系統對食物消化的促進、維生素等營養(yǎng)物質的產生、外來致病菌侵入的抵御、免疫系統的刺激等方面有著重要作用，形成了與人體緊密聯系的、互惠互利的共生關系。不同的腸道微生物的結構和組成，對宿主的營養(yǎng)物質合成、平衡能量、免疫功能調節(jié)、胃腸道成長發(fā)育及其他多種重要的生理活動有不同程度的影響[1]。

1 腸道菌群的分類

腸道菌群根據其在腸道內不同的生理功能被分為三大類：有益菌、有害菌和中性菌。

1.1 有益菌

有益菌，也稱為益生菌，一般是指在人體腸胃生長的、對人體健康起到正面作用的細菌或真菌。代表菌群有雙歧桿菌和乳酸菌。有益菌和人體是緊密聯系的、互惠互利的共生關系，人體提供細菌的生活營養(yǎng)以及生存場所，同時這些細菌會產生有益于人體的多種營養(yǎng)物質來保護人類健康，是人體健康不可缺少的要素，它們可以合成各種維生素，參與食物的消化、促進腸道蠕動、抑制有害菌群的生長、分解有害物質等。

1.2 有害菌

有害菌，是以產氣莢膜桿菌為代表的需氧菌，能夠致使人體發(fā)生疾病的細菌的總稱。代表菌群有產氣莢膜桿菌和綠膿桿菌。腸道致病菌會在腸道內益生菌減少、免疫系統防備松懈時大量繁殖，侵占其他菌群的“領地”，消滅其他菌群，使人體腸道內的正常菌群發(fā)生紊亂，并且產生大量的有毒物質，這些有毒物質經血液循環(huán)進入人體后，到處攻擊人體器官內的正常細胞，人體就會發(fā)生疾病或者影響免疫系統的功能。

1.3 中性菌

中性菌，也就是具有雙重作用的細菌。代表菌群有大腸桿菌和腸球菌。在正常情況下，當這些中性菌的數量被控制在一定的合理范圍內，而且只在自己的“領地”范圍內活動的時候，對人體是不會造成危害的。所以，當益生菌數量正常時，中性菌并不會對人體產生危害。而當益生菌數量減少時，腸道就會失去益生菌的保護屏障，有害菌就會對腸道進行攻擊，增加腸道的通透性，這時，中性菌就會跟著有害菌一起進入血液循環(huán)，變成致病菌，并且對人體器官進行攻擊，破壞人體的健康，一旦增殖失控或從腸道轉移到身體其他部位，會增加腐敗物質、細菌毒素、致癌物質的產生，就有可能引發(fā)一系列的健康問題，從而使人體產生疾病或衰老[2]。

2 腸道有益菌及其代謝產物對腸道和人體的影響

2.1 腸道有益菌

發(fā)達國家如日本、法國、美國、俄羅斯、德國等對益生菌的基礎研究與應用較為重視。我國則是在20世紀50年代以后才開始研究腸道益生菌以及腸道微生態(tài)相關的基礎理論和應用。研究發(fā)現，腸道有益菌主要包括雙歧桿菌和乳酸菌。

2.1.1 雙歧桿菌

雙歧桿菌是有益菌的代表，是一種厭氧菌，棲居于人體的大腸中。隨年齡的變化，人體腸道中的雙歧桿菌數量也會改變，母乳喂養(yǎng)的嬰兒的腸道中雙歧桿菌數量最多，差不多能夠達到腸道細菌總數的99%以上，可以保護嬰兒健康。隨著年齡的增長，腸道中的雙歧桿菌的數量不斷減少，而有害的腐敗細菌如產氣莢膜梭狀菌、大腸桿菌等不斷增加。當進入老年時，雙歧桿菌的比例會降到很低，這時就會有大量的腐敗細菌充斥在腸道中。生病的人和身體衰弱的人，其腸道環(huán)境也與老人相差無幾，但是，健康長壽的老人則不同，其腸道環(huán)境與青壯年人群差不多，雙歧桿菌數量多、腐敗菌數量少。因此，雙歧桿菌是人類腸道中的關鍵微生物屬，也是一種腸道益生菌。目前，雙歧桿菌已經成為人體健康的重要指標之一[3]。雙歧桿菌主要包括青春雙歧桿菌、動物雙歧桿菌、長雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌等等。

2.1.2 乳酸菌

乳酸菌是一種存在于人體內的益生菌。能夠將碳水化合物發(fā)酵成乳酸，因而得名。大量研究表明，乳酸菌可以調節(jié)機體胃腸道菌群以保持正常微生態(tài)平衡狀態(tài)，可以使食物的消化率和生物價提高，降低血清膽固醇，并且能夠控制內毒素的產生，對腸道內腐敗菌生長繁殖和有害代謝產物的產生起到抑制作用，并且能夠對營養(yǎng)物質的制造、組織發(fā)育的刺激起到一定的積極作用，從而對機體的營養(yǎng)狀態(tài)、生理功能、腫瘤發(fā)生、衰老過程和應急反應等產生一定的影響。由此可見，機體的生命活動與乳酸菌的生理功能關系密不可分，乳酸菌主要包括嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌等等。

2.2 腸道有益菌代謝產物的生理作用

2.2.1 抗菌性

在厭氧環(huán)境下，有益菌能夠快速地繁殖并產生多種有機酸，如甲酸、乙酸、丁酸、乳酸等，能夠使腸道內pH值降低，抑制和殺死腸道內的病原菌，保持腸道菌群正常的微生態(tài)平衡狀態(tài)；有益菌細胞壁與腸黏膜上皮細胞可以特異性結合，黏附在腸道黏膜表面上，在黏附位點進行繁殖，可產生足夠濃度的抑菌成分，如生物酶、抗菌肽等，抑制病原菌的活性，減輕病原菌對腸道的感染癥狀，并能與其他厭氧菌一起形成生物菌膜，抑制病原菌的入侵[4]。

2.2.2 防止便秘、治療腹瀉

隨著生活節(jié)奏的加快、飲食結構的改變，功能性便秘的發(fā)生頻率逐步增加，有的甚至影響到人們的生活質量或誘發(fā)其他疾病。目前，采用含有大量有益菌的微生態(tài)制劑治療和改善便秘已得到研究證實[5]，有益菌不僅能夠很好地治療便秘，還能夠改善腸道菌群失調引起的腹瀉，具有良好的雙向調節(jié)作用。有益菌繁殖產生的有機酸使腸道變?yōu)樗嵝?，能夠抑制有害菌的異常發(fā)酵，而且能軟化糞便，還能夠使腸道壁受到刺激從而產生收縮和蠕動，達到解除便秘的作用；有益菌可以保持腸道菌群的平衡，抑制有害菌的生長，臨床上有益菌制劑已應用于腹瀉的預防和治療，例如在治療感染性腹瀉方面，其治療方法就是糾正腸道菌群的失調，使各種細菌的分布比例趨于平衡，選擇人體所需要的有益菌制成微生態(tài)制劑來治療感染性腹瀉就是要營造一個致病菌沒有辦法生長、并且有利于腸道功能發(fā)揮正常作用的良性條件。只要糾正了腸道菌群失調，感染性腹瀉就有可能得到治愈。

2.2.3 營養(yǎng)作用

雙歧桿菌在腸道的代謝可以促使機體合成多種B族維生素和消化酶，參與維生素與能量的代謝，而且代謝產生的多種有機酸可降低腸道環(huán)境的pH值，有利于機體鈣、鐵、磷、鋅等礦物質的吸收，同時對維生素D的吸收也有促進作用。雙歧桿菌中含有乳糖酶，可將乳糖降解成葡萄糖、半乳糖。除了可以改善乳糖不耐癥外，還可以代謝產生構成腦神經系統中腦苷脂的成分——半乳糖。半乳糖與嬰兒出生后腦的迅速生長發(fā)育有著緊密的聯系。同時，雙歧桿菌還可以通過抑制某些維生素分解菌的途徑來保證維生素的供給[6]。

2.2.4 降低人體膽固醇的吸收、防治高血壓和動脈硬化

膽汁酸在消化過程中起到分解脂肪、幫助消化的作用，而合成膽汁酸的原料之一就是膽固醇，雙歧桿菌能夠促進膽汁酸的肝腸循環(huán)，降低膽固醇的再吸收，降低血清中膽固醇濃度。人體血液中膽固醇含量偏高是導致高血壓和動脈硬化的原因之一，雙歧桿菌能夠將膽固醇轉化成為人體不吸收的類固醇，從而降低血液中膽固醇的濃度，具有一定的防治高血壓和動脈硬化的作用。另外，雙歧桿菌還能夠使人體血液中的血清膽固醇和甘油三酯的含量降低，可以在一定程度上改善人體脂質代謝紊亂。

2.2.5 降低血液中有害物質、改善肝功能

腸道中的有害微生物會產生大量有害物質，在正常條件下，這些有害物質在排出人體以前，一般先經肝臟解毒，之后通過葡萄糖醛酸鹽和硫酸鹽等形式排出體外，如果解毒不及時，有毒有害物質就會隨著血液進入循環(huán)系統，將導致肝功能的紊亂、循環(huán)系統的失常，并且干擾神經系統，而雙歧桿菌在人體腸道繁殖過程中產生大量乙酸、乳酸等有機酸并且使腸道內pH值降低時，有害物質就不能經腸壁吸收后擴散,從而降低了血液中有害物質的含量，對肝臟患者起到良好的保護和治療作用，雙歧桿菌還可以用于治療肝昏迷，并可以抑制乙肝病毒，促進大、小三陽轉陰[7]。

2.2.6 免疫調節(jié)功能

雙歧桿菌能夠對免疫功能的某些環(huán)節(jié)產生影響，比如雙歧桿菌能夠增加B淋巴細胞的數量并激活其功能；能夠賦活機體T細胞介導的免疫功能的能力、提高NK細胞的活性；能夠提高紅細胞免疫黏附功能，黏附腫瘤細胞，增強LAK細胞殺傷腫瘤細胞的活性[8]。

2.2.7 抗腫瘤作用

腸道有害菌在代謝過程中會產生許多致癌物，有的還能將一些致癌前體物轉化為致癌物，雙歧桿菌代謝產生的有機酸抑制腐生菌的生長、酸化腸道、促進腸蠕動、分解致癌物、減少致癌物與腸道上皮細胞的接觸，從而起到預防腸道癌發(fā)生的作用。據研究報道，某些腸道細菌可以產生致癌因子，而雙歧桿菌可能具有清除這些致癌因子的能力，所以能夠抑制腫瘤的發(fā)生，并對已有的腫瘤也產生一定的抑制作用。

2.2.8 降血糖作用

系統炎癥是導致糖尿病的主要原因之一，而有益菌與腸黏膜共同構成了腸道的天然生物屏障，能夠有效減少腸道的內毒素，改善腸道黏膜屏障和系統炎癥，繼而改善內毒素大量分泌造成的機體代謝紊亂和長期處于高血糖狀態(tài)導致的機體胰島素抵抗，激活胰島素信號通道，抑制糖尿病的發(fā)生[9]。有研究發(fā)現，在小鼠大腸中有益菌的代謝可以抑制交感神經功能，使腸神經興奮降低，機體分泌的高血糖素就會減少。由于高血糖素可以引起小鼠血糖異常上升，若高血糖素分泌量少，就可以輔助降低機體血糖。另外，糖尿病的治療離不開維生素B6、鎂，而維生素B6和鎂有助于維持色氨酸正常代謝，使黃尿酸的產生減少，腸道有益菌在代謝的過程中會合成維生素B6，而且低酸度的腸道環(huán)境會增加鎂離子的溶解性，促進鎂離子的吸收，從而有助于色氨酸的正常代謝，并且促使胰腺正常分泌胰島素，使血糖恢復正常，大大緩解糖尿病及其并發(fā)癥癥狀。

2.2.9 延緩衰老

氧化是自然界普遍存在的化學反應，但氧化的過程總是伴隨著自由基的產生，不能及時清除自由基就會對人體造成傷害，目前發(fā)現腫瘤、呼吸道疾病等可能都與自由基累積有關，有益菌代謝能夠產生超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等，可以清除體內代謝過程中產生的過量超氧陰離子自由基，延緩衰老，提高機體由于自由基侵害而誘發(fā)的疾病的抵抗力。另外，人體的衰老也與腸內菌群密切相關，人到老年以后，腸內的產氣莢膜桿菌等有害菌明顯增多，隨之有害物質增加，而有益菌產生的乳酸、甲酸、乙酸等有機酸，能夠抑制腸道腐敗細菌的生長，從而減少了有害菌所產生的毒素和致癌物質，有效地減緩機體衰老過程[10]。

2.2.10 預防女性泌尿生殖系統疾病

女性泌尿生殖系統內有多種菌群定植，其中乳酸菌是正常菌群中數量最多、作用最大的常駐菌，它可分解糖原，產生乳酸而使泌尿生殖系統內環(huán)境保持酸性，抑制病原菌的感染，利于機體的自潔自愈，促使其恢復微生態(tài)平衡狀態(tài)，已有報道指出，應用乳酸菌制劑治療女性泌尿生殖系統疾病取得了較好的治療。

綜上所述，腸道菌群，這個伴隨我們一生的生物構造，其功能會影響到機體各個方面，腸道菌群的正常與否、有益菌種類和數量的多少對人體的健康程度有著重要影響，定植在胃腸道、泌尿系統、生殖系統或黏膜部位的有益菌及其代謝產物，利用人體提供的環(huán)境和營養(yǎng)，在人體內發(fā)揮生物屏障功能，參與免疫系統的調節(jié)，并對機體內多種生理代謝起著重要作用[11]，例如雙歧桿菌和乳酸菌等對維持機體微生態(tài)平衡有著重要的作用，可以促進人體的健康，合成人體需要的多種維生素和氨基酸，其代謝產生的多種有機酸能夠對腸道蠕動產生刺激，促進排便從而達到防止便秘的作用，同時能夠抑制腸道有害菌的產生、凈化腸道微生態(tài)環(huán)境、分解可能致癌的有害物質、刺激人體免疫系統的應答，在提高機體抗病能力、降三高、延緩衰老等方面有著非常重要的作用，所以，腸道中有益菌多的人身體都比較健康。

［1］ 張家超，郭壯，孫志宏，等. 益生菌對腸道菌群的影響[J]. 中國食品學報，2011，11（9）：58-68.

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Effect of intestinal beneficial bacteria and their metabolites on the intestinal and human body

CUI Yan1，2，ZHANG Yawei1，2，XIAO Lin1，2，HAO Huaiqiang1，FAN Wei3，SU Peng3，XU Hongjun4

1. Shandong Longlive Bio-Technology CO., LTD., Yucheng 251200, China
2. Shandong Functional Sugar Engineering Research Center, Yucheng 251200, China
3. Yucheng TCM Hospital of Shandong, Yucheng 251200, China
4. Department of Gastroenterology Yucheng People’s Hospital of Shandong, Yucheng 251200, China

Intestinal benef cial bacteria and their metabolites interact with human’s body, and have a close symbiotic relationship with the body. They play an important role in keeping intestinal healthy, promoting the digestion and absorption of food nutrition and producing benef cial nutrients. At the same time, they play an important role in preventing pathogens from invading and regulating the immune system. This review summarizes the effects of two major intestinal probiotics and their metabolites.

probiotic; Bif dobac-terium; Lactobacillus; physiological functions

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.01.014

崔艷，碩士，中級工程師，公共營養(yǎng)師高級技師。主要從事功能性食品開發(fā)。E-mail：maomao19811024@longlive.cn

徐弘君，消化內科主任醫(yī)師。長期致力于腸道微生態(tài)疾病診斷和治療的研究。E-mail：sdxuhj@sina.com