益生菌与人类健康

随着社会经济的发展，人民生活水平的显著提高，医学科学也从治疗医学发展到了预防医学，现在又从预防医学发展到了保健医学。人们已形成了生病要治疗，无病要预防、要保健的观念，这也是医学发展的客观规律。目前，保健医学在我国虽然还是起步阶段，但生命科学飞速发展的21世纪，保健医学将彰显其重要的地位。针对益生菌的研究与应用这一课题，在全球范围内已经形成热潮，尤其是在近十年，益生菌的研究技术更趋于深入和提高，并已形成益生菌的产业化生产和投放市场造福于民。

一.应用益生菌保健与治病的理论基础

  1.人体存在正常微生物群   

正常情况下，人刚出生时是无菌的，出生后与周围环境密切接触，使微生物快速移居，如大肠杆菌、乳杆菌、肠球菌、双歧杆菌、类杆菌等，在说明人类正常微生物群的来源主要是母体和周围环境。因此，在正常人体的体表及与外界相通的腔道表面（例如：皮肤、口腔、鼻咽腔、肠道、尿道外部、阴道、眼结膜、外耳道），就存在着不同种类和一定数量的微生物，这些微生物通常对人体无害，为人体的正常微生物群。

一个健康成年人体内所带的微生物总重量是1.271公斤；数量上达到1014，就是100万亿个。这是什么概念呢？人的机体组成细胞总数是1013，即10万亿个。也就是说，人体内共生的微生物在数量上是人体组成细胞数的10倍。有这么多的微生物在我们体内，与我们共存，不是偶然的。而且既然要与我们共存，应该说对双方都是有利的。



  2.  人体正常微生物群与人类的相互关系

  人体既是正常微生物群的寄生宿主，其体表及与外界相通的腔道又是正常微生物群的外环境，相互间构成了微生态体系。在长期的进化过程中，微生物通过适应和自然选择，形成了微生物与宿主、微生物种群之间，以及微生物、宿主、环境之间的动态平衡，它们相互依存、相互制约。在正常状态下，正常微生物群不仅不表现致病作用，而且对人体具有十分有益的生理作用，例如：生物拮抗作用、营养作用、免疫作用、抗衰老作用、抗肿瘤作用等。



二.微生态学（Microecology）概况       

是研究正常微生物群的结构、功能，以及微生物群与其宿主相互关系的学科。因此，微生态学是细胞水平或分子水平的生态学，是生态学的微观层次。

人体正常微生物群的研究促进了微生态学的发展。自1970年以来，微生态学知识量剧增，由于吸取了细胞学、分子生物学、基因工程学、免疫学、遗传学、系统论、信息科学等的最新成果，并且运用计算机技术、电镜技术和分子生物学技术，使微生态学发展到一个崭新的阶段。微生态学对认识生命和疾病的本质，指导微生态制剂的研究和生产都具有十分重要的意义。



三.微生态制剂的类型

目前国际上已将微生态制剂分为3个类型：

    即益生菌、益生元、合生素。



1.益生菌（Probiotics）——又称益生素，是含活菌和/或死菌包括其组分和产物的细菌制品，经 口或其他黏膜途径投入，旨在改善黏膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特异性或非特异性免疫机制。

近年来，国内外研制出多种益生菌活菌制剂，其基本指导思想是用人和动物正常微生物菌群的成员，经过选种和人工繁殖，通过各种途径和剂型制成活菌制剂，然后再以投入方式使其回到原来环境，发挥自然的生理作用。 在我国，通过国家卫生部批准应用于人体的益生菌主要有；双歧杆菌、乳酸杆菌、丁酸梭菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌、肠球菌与腊样芽孢杆菌等。目前使用较多的益生菌是双歧杆菌属、乳酸杆菌属与丁酸梭菌属的部分菌种。国家农业部公布应用于动物的益生菌主要有乳酸杆菌、粪肠球菌、双歧杆菌、酵母菌、DM423腊样芽孢杆菌、SA38腊样芽孢杆菌等。
   

生产用益生菌菌种应符合的条件：

              1）必须具有存活能力并能进行工业化规模生产；

              2）在加工和贮存过程中能保持活性；

              3）在宿主肠道内或其他生境内具有存活能力；

              4）能够对宿主产生有益的作用；

              5）无毒、无害、安全、无副作用。



2.益生元（Prebiotics）——是指能够选择性地促进宿主肠道内原有的一种或几种有益细菌（益生菌）生长繁殖，而且不被宿主消化的物质。

    益生元应具备以下四个条件：

              1）在胃肠道的上部既不能水解，也不能被宿主吸收；

              2）只能选择性对肠内有益菌（双歧杆菌等）有刺激生长繁殖或激活代谢功能的作用；

              3）能够提高肠道内有益于健康的优势菌群的构成和数量；

              4）能起到增强宿主机体健康的作用。



常见的益生元有：低聚果糖、大豆低聚糖、异麦芽低聚糖、低聚乳果糖、低聚半乳糖、低聚甘露糖、低聚龙胆糖、低聚木糖等。这些低聚糖作为双歧杆菌增殖因子。不仅具有许多生理活性功能，而且由于低聚糖性质与蔗糖近似，但热量和甜味比蔗糖低，可部分代替蔗糖应用于食品工业，开发具有保健功能的各类食品，如：乳制品（乳粉、豆乳粉、发酵粉、乳酸菌饮料 ）、饮料、冷冻食品、面包点心等。另外，葡萄糖酸和葡萄糖酸钙以及我国的某些中草药类，如人参、党参、黄芪或茶叶提取物等亦能起到益生元的作用。



3.合生素（Synbiotics）——是指益生菌与益生元同时并存的制剂。此类制品优点显著，既能发挥益生菌的生理活性，又可选择性地增加这类菌株的数量，使益生菌的作用更加显著持久。这种制剂已经在我国面世，并有逐渐增多的趋势。



四. 益生菌与人类的关系
      益生菌对健康的有益作用是俄国科学家 Elie  Metchnikoff首先提出的，他认为肠道乳酸菌能够防止腐败菌的生长而起到延长寿命的作用。益生菌与人体的健康有着非常密切的关系，例如：在牛奶中添加益生菌可以改善消化功能，促进胃肠蠕动，减轻人体乳糖不耐症，防止婴幼儿的腹泻和消化不良。在医学上，益生菌可以用于轮状病毒和柯萨奇病毒引起的急性腹泻。缓解习惯性便秘和结肠功能障碍，以及由于放射性治疗引起的毒、副作用。还可以用于抗肿瘤治疗。特别是益生菌制剂能克服使用抗生素后引起的菌群失调和二重感染，避免滥用抗生素等产生的不良后果；在使用抗生素后，再使用益生菌制剂对恢复机体的微生态平衡有明显的调节促进作用。可以说：“如果没有益生菌的存在，人类的健康就难以保证，生存就困难”。

1.益生菌的作用

      1）调整微生态失调和生物拮抗

            调整宿主体内的正常微生物群种属、定位、定性、定量、菌龄、生理状况及其与外环境的适应性，维持肠道菌群平衡。例如：乳酸菌可产生大量抑制有害菌的物质，包括乳酸、醋酸等有机酸，过氧化氢、酶类、乳酸链球菌素等天然无毒抗菌物质，可抑制病原菌的繁殖，调整肠道菌群之间的关系，保持乳酸菌呈优势状态，在体内发挥健康卫士的作用，从而克服因抗生素、放疗、化疗等因素引起的体内正常菌群失调。



      2）增强免疫功能

            益生菌的菌体和菌细胞壁能刺激宿主免疫细胞，使其激活、分化，产生促分裂因子、免疫效应分子，促进Mφ吞噬活力或释放多种细胞因子而发挥免疫作用。实验证明，益生菌具有促进机体的Mφ活化和B细胞产生抗体的能力，并能有效影响人体免疫系统的应答能力。



3）促进机体营养吸收

    乳酸菌发酵后产生的乳酸，可提高钙、磷、铁的利用率，促进铁和维生素D的吸收.乳糖分解产生半乳糖,是构成脑神经系统中脑苷脂的成分,与婴儿出生后脑的迅速生长有密切关系。它还有利于防治由于缺铁、缺钙所引起贫血症和软骨病。 益生菌在机体内还能合成多种维生素，如尼克酸、叶酸、烟酸、维生素B1、B2、B6、B12和维生素K等。促进机体对蛋白质的消化、吸收和利用，帮助消化和促进食欲。

   

4）延缓衰老

益生菌具有激活机体细胞内超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的作用，促使抗氧化物产生，减少自由基的损伤，是已知的抗衰老因素之一。其次，益生菌还有利于补充老年人体内双歧杆菌和乳杆菌等优势菌群的缺失；坚固肠道生物屏障结构，参与肠道菌膜的重建，构建化学屏障，抑制腐败菌的繁殖，减少有毒产物（组胺、腐胺、H2S、吲哚、亚硝酸和酚类等物质）的产生和吸收，有利于脏器功能的正常发挥及衰老进程的延缓。



        5）降低胆固醇作用

在家兔和大鼠的动物试验中证实，双歧杆菌具有降低胆固醇和甘油三脂浓度的作用，该试验提示双歧杆菌具有抑制胆固醇和甘油三脂吸收的作用，对高血脂、动脉硬化的形成有抑制作用。东非Mnssni族人食用高胆固醇膳食，但因大量饮用酸奶，血中胆固醇水平较低。有人给53名血液中胆固醇含量高的美国人喝乳酸菌奶，每餐240ml，一周后可见血液中胆固醇含量降低。由此推测其血液中胆固醇含量的降低，可能与乳酸菌产生的羟甲基戊二酸辅酶A还原酶有关，同时，乳清酸、钙和乳糖也与胆固醇的降低有关。



6）防癌和抗癌作用

双歧杆菌为机体肠道中数量占绝对优势的革兰氏阳性无芽孢厌氧菌，对维持人体的健康起重要作用。近年来研究表明双歧杆菌作为一种新型生物反应调节剂，可以激活机体免疫系统，降解肠内亚硝胺等致癌物质。国内外学者已通过实验证明双歧杆菌对小鼠肝癌、结肠癌、乳腺癌及艾氏腹水瘤等肿瘤具有一定的阻抑作用。乳酸菌的抗肿瘤作用是由于肠道菌群的改善，抑制了致癌物质的产生。一般认为，是乳酸菌的代谢产物激活了人体免疫功能，抑制了癌细胞的增殖，国际上许多专家学者的研究报告及动物实验均证实了这种论点。





7）抑制念珠菌感染并预防阴道炎

正常女性阴道的“自净”作用与阴道内的正常微生物群——乳酸杆菌“创造的酸性环境”有关，但酸性环境会因为各种原因而受到破坏，而益生菌的应用将有效改善局部的微生态失调，抑制念珠菌感染并预防阴道炎。



8）控制内毒素毒血症的作用

目前研究的双歧杆菌控制内毒素毒血症的机理是：使进入血液的革兰氏阴性杆菌数量减少，使其内毒素释放量减少。



9）提高宿主对放射线的耐受性，减轻因放射线治疗引起的毒、副作用

实验证明，口服乳酸菌的动物，经放射线照射后，比未服此种菌剂的对照动物存活时间长，或免于死亡，其机制可能是乳酸菌及其发酵产物有保护造血系统和抗突变的作用。



2.容易导致益生菌减少的人群
  1.偏食、压力大、睡眠不足等不良生活習慣；
  2.長期服用药物，尤其是抗生素类药物；
  3.工作繁忙、进食状况不正常；
  4.不注重飲食卫生和个人卫生；
  5.习惯性便秘或腹泻；
  6.暴饮暴食；
  7.抽烟、酗酒 ；

8.多次使用放射线诊断和治疗；

9.外科手术和手术插管引流。




五.益生菌有益作用的作用机理

1.微生态平衡理论

      1962年，Haenel将微生态平衡定义为：“一个健康的，平衡的，可以再度组成的，能够自然发生的微生物群落的状态”。由于人体正常微生物群的存在，宿主、正常微生物群和外环境构成一个微生态系统，在正常条件下，这个系统处于动态平衡状态，对宿主和寄居的微生物均有利。但由于抗生素、放射治疗、手术和过敏性疾病等因素将引起正常微生物群种群（定性）、数量（定量）与定植部位（定位）的变化，微生态平衡将遭到破坏，引起由菌群失调所导致的双重感染和免疫功能低下等。而利用宿主体内的正常微生物群中的优势菌，制成益生菌制剂，可调节失调的菌群。



   

2.微生物屏障理论

    定植于黏膜或皮肤上皮细胞之间的正常微生物群所形成的生物膜样结构，通过定植保护作用影响过路菌或外来致病菌的定植、占位、生长和繁殖。而人体肠道内的正常微生物群的代谢产物例如乙酸、乳酸、丙酸、过氧化氢及细菌素等活性物质，可阻止或杀灭病原微生物在体内的定植，

   

3.微生物夺氧理论

    人或动物出生时是无菌的，出生后不久就被一系列微生物细菌定植了，其定植的顺序是：需氧菌（耗氧）——→兼性厌氧菌（耗氧）——→（无氧环境）厌氧菌生长，厌氧菌是肠道整个微生态系统中数量最多优势菌株。当使用需氧型和兼性厌氧型益生菌治疗肠道菌群失调症时，可利用其“生物夺氧”使需氧型或兼性厌氧型致病菌大幅度下降，肠道优势菌（无芽孢厌氧菌）则大量生长，因而起到治疗的作用。



六.益生菌的安全性问题

1.应用于人类的益生菌最好来自人体，必须从健康人的肠道中分离；

2.必须经过一段时间证明确实无致病性；

3.不能使胆盐早期解离；

4.不能有与一些疾病（如心内膜炎、肠道不适症等）相联系的历史；

5.不能携带可以转移的耐抗生素基因；

6.免疫缺陷患者慎用或禁用益生菌制剂；

7.活菌制剂中的益生菌活菌数量必须达到足够大的标准值数量；

8.服用时避免开水冲服。



七.医用微生态制剂：

        1.口服制剂（用于多种胃肠道疾病的防治，医源性感染疾病的防治等）；

        2.灌肠制剂（用于菌群失调症的治疗）

        3.口腔喷雾制剂（预防龋齿）

        4.阴道活菌制剂（治疗细菌性或真菌性阴道炎）



产品 分类：根据国内外有关资料的报道，目前关于微生态制剂的产品种类在某些国家（日本）已趋于饱和状态。
    从制剂的功能分：食品、保健品、药品。
    从服用的对象分：婴儿、青年、成年和老年人保健品。
    从剂型来分：口服液、胶囊、粉剂、片剂、丸剂、复合剂、喷雾剂和灌肠液等。
 

我国微生态制剂研究速度在近年发展迅速，品种主要有保健食品类与药用类。目前市场上销售的品种主要有：昂立1号、丽珠肠乐、回春生、促菌生、培菲康、佳士康、双歧多宝、五株王、六株宝、妈咪爱等。新品种还在不断地踊向市场。微生态制剂不但在人类中广泛应用，在兽医学方面也进行了微生态制剂的深入研究与广泛应用。



八.益生菌研究的新进展：

          1.益生菌的黏附机制的研究；

          2.益生菌对胆固醇、钙代谢的影响；

          3.肠道菌群与内毒素血症的关系；

          4.双歧杆菌和乳杆菌对人类延年益寿的作用；

          5.口腔菌群与龋齿、幽门螺杆菌感染和治疗的关系；

          6.益生菌的基因重组细菌的研究；

          7.新的益生元（益生菌生长促进因子）的开发与研究（螺旋藻、低聚壳聚糖、天然植物——蔬菜、中草药、野生植物等）。

          8.长期使用导尿管的病人，预先在膀胱内植入益生菌，让这些细菌在膀胱内 大量生长和繁殖，形成菌群，抑制致病菌的侵入，避免长期插管所引起的泌尿系统的感染。



目前，用细菌来治病保健的成功例子像雨后春笋般地不断传来。一些科研人员估计，不久后，用细菌来治病保健或许会成为时尚。但应该说，用细菌来治病保健这一工作才刚刚起步还有待于进一步完善，这一生物医疗保健方法的实施确实任重道远。