肠道菌群-功能性食品

调节肠道菌群的功能性食品一、肠道微生态二、肠道菌群与健康三、调节肠道菌群的物质四、调节肠道菌群的功能性食品五、碳水化合物与肠道菌群一、肠道微生态在长期的进化过程中，宿主与其体内寄生的微生物之间，形成了相互依存，相互制约的最佳生理状态，双方保持着物质、能量和信息的流转，因而机体携带的微生物与其自身的生理、营养、消化、吸收、免疫及生物拮抗等有密切关系。在人体微生物微生态系统中，肠道微生态是最主要的、最活跃的，一般情况下对人体健康有更加显著的影响，参与调理机体的生理功能。肠道菌群定义：人体肠道内正常寄生的微生物有益菌中性菌有害菌分类益生菌乳酸菌、双歧杆菌条件致病菌大肠杆菌过路菌-致病菌沙门菌、产气荚膜菌肠道寄生的主要六大菌群来源：刘昌孝.肠道菌群与健康、疾病和药物作用的影响[J].中国抗生素杂志,2018,43(01):1-14.肠道菌群特点数量大---1014个，比我们自身的细胞数量都多种类多---正常人结肠结构内有400个以上的菌种稳定性---自身种类的稳定，与人体的生态学稳定肠道菌群中主要细菌的作用1、有益菌—双歧杆菌与宿主为共生关系，是专性厌氧菌，肠道的优势菌群。如双歧杆菌、类杆菌、优杆菌和消化球菌等是膜菌群的主要构成者，具有营养及免疫调节作用。是1899年由法国学者tTissier从母乳营养儿的粪便中分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌，末端常常分叉，故名双歧杆菌双歧杆菌的生理功能功能作用机制来源营养作用1.能够合成多种消化酶，促进和改善氨基酸和脂类代谢及蛋白营养物质的消化吸收2.在酵解过程中产生有机酸，提高微量元素的利用率3.产生机体所必需的维生素劳文艳，邱红.双歧杆菌微生态调节作用的应用[J].中国微生态学杂志，2002，14(5):310-311.抑菌功能通过竞争营养与黏附位点、产生抑菌物质、加强机体免疫力等途径，对肠道致病菌的黏附和繁殖起到拮抗作用以及阻断致病途径李明阳，赖富饶，陈则华.益生菌的作用机理及抗菌性研究[J].农产品加工(创新版)，2011，9:65-68.通便功能双歧杆菌代谢过程产生的有机酸可以刺激人体肠道壁，促进肠道蠕动，利于排便。王弘杰.双歧杆菌BB12发酵乳功能特性的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学，2009:12-29.抗衰老功能双歧杆菌能显著增加血液中超氧化物歧化酶(SOD)的活性及含量，协调体内自由基的氧化反应使其降低，自由基的降低减小了对人体细胞的损伤，从而使身体健康。白明，孟祥晨.益生菌抗氧化活性及菌体抗氧化相关成分的分析[J].食品与发酵工业2009，35(5):6-10.提高免疫力和抗癌1.细胞免疫调节主要通过激活NK细胞、吞噬细胞的活性，提高红细胞免疫黏附作用实现。2.体液免疫调节主要是通过刺激B淋巴细胞的活化增殖和分泌抗体来实现，使机体免疫力提高。俞晓进，胡宏.双歧杆菌对小鼠单核吞噬细胞功能的影响[J].中国微生态学杂志，1993，5(3):45-49.2、中性菌—条件致病菌与宿主共栖，以兼性需氧菌为主，为肠道非优势菌群，如肠球菌，肠杆菌。在肠道微生态平衡时，条件致病菌对人体无害，但在特定的条件下该菌群会具有一定的侵袭性。肠球菌肠杆菌3、有害菌—多为病原菌该菌群长期定植的机会少，生态平衡时，这些菌数量少，不会治病。如变形杆菌，假单胞菌，常为韦氏梭菌等。如果数量超出正常水平，则可引发一些疾病。假单胞杆菌变形菌4、肠道微生态的调整分类方法（一）一般性调整措施1、强调婴儿的母乳喂养大量研究已经证明，母乳喂养婴儿的肠道中双歧杆菌占肠道菌群的比例远远高于非母乳喂养婴儿。2、膳食结构合理化保持乳品在膳食结构上的适宜比例，由于乳品能提供乳糖、降低肠道pH及其他作用，而有利于乳杆菌、双歧杆菌等有益菌的增殖，并能有效的抑制腐败菌与致病菌3、适当控制抗生素类药物的应用长期应用抗生素类药物是造成肠道菌群失调的重要原因之一（二）利用有益菌制剂及其增殖促进因子利用有益菌的活菌制剂及其促进增殖制剂，可以保证或调整有益的肠道菌群构成，从而保证人体健康。二、肠道菌群与健康人体内存在约1~2kg细菌，其中90%定值在人体肠道内。就整体而言，人体细胞是由10%人体自身细胞和90%的细菌细胞组成，而人体基因是由约2.3万的自身基因和超过300万的细菌基因组成。因此，肠道菌群被认为是人类后天获得的“第二套基因库”，也被称作被人类遗忘的一个重要“器官”。来源：梁茹,周继远.肠道菌群:从生命健康到体育运动[J].运动,2018(15):1-3.细菌对人体的功能肠道微生物按一定比例组合、相互制约、相互依存的肠道菌群在数量上与宿主形成一种共生共赢的生态平衡，因此，人体肠道内有益菌的种类和数量的多少，在一定程度上可以反映出人体的健康状态。间歇性断食是体重控制和改善健康有效而自然的方法，有研究在CellMetabolism杂志上发表间歇性断食改变肠道菌群转化脂肪组织的能力的研究结果，研究者在30d内给小鼠进行15个周期的隔日禁食(EODF)来刺激在白色脂肪组织“米色化”生成棕色脂肪，并可大幅改善肥胖、胰岛素抵抗和肝性脂肪变性。2-1小鼠间歇性断食实验EODF使得肠道菌群的组成发生改变，增加发酵代谢产物乙酸和乳酸，增强棕色脂肪细胞中单羧酸转运蛋白-的表达，在移植了进行EODF的小鼠菌群后，无菌小鼠的脂肪棕色化被激活，代谢稳态被改善。来源：LiGL,XieC,LuSY,etal.Intermittentfastingpromoteswhiteadiposebrowninganddecreasesobesitybyshapingthegutmicrobiota[J].CellMetab,2017,26(4):672-685.2-2肠道菌群与免疫功能调节肠道不仅是消化吸收的场所，还是人体第一大免疫系统，成为人体免疫功能调节必不可少的一部分。肠道菌群与宿主免疫系统的相互作用是彼此间多方向的、交互式的化学交流传递通道。免疫系统的建成初期，肠道中共生微生物作为可控、安全的“外源物种”信息被人体免疫系统识别，并为外界带给人体内环境的调节作用的认识，认为肠道菌群对免疫系统的建成起到了关键作用。来源：BeyogluD,SmithRL,IdleJR.Dogbitesmanormanbitesdog?Theenigmaoftheaminoacidconjugations[J].BiochemPharmacol,2012,83:133-1339.肠道功能与免疫调节研究进展文献来源研究认为IgA可以有效地抑制细菌对肠黏膜黏附，将病原菌从体内排出，无菌小鼠产生IgA细胞及固有层淋巴细胞数量较少，而添加益生菌能诱导增加IgA，同时也能保证调节性T细胞的生长分化。UmesakiY,SetoyamaH.Structureoftheintestinalfloraresponsiblefordevelopmentofthegutimmunesysteminarodentmodel[J].MicrobesInfect,2000,2(11):1343-1351.肠道菌群产生的胆汁酸，胆碱，短链脂肪酸是宿主健康必需的物质。正常肠道菌群能够刺激人体免疫系统，而且能够增强机体的免疫功能。肠道菌群的是动态的，具有代谢灵活性适应环境变化。HaiserHJ,TurnbaughPJ.Isittimeforametagenomicbasisfortherapeutics[J].Science,2012,336(6086):1253-1255.研究认为双歧杆菌对B淋巴细胞、NK细胞特别是巨噬细胞有激活作用，具有抗肿瘤、抗衰老、抵御病原微生物的入侵及提高黏膜的局部免疫等意义。TakeshiI,PangIK.MicrobiotaregulatesimmunedefenseagainstrespiratorytractinfluenzaAvirusinfection[J].PNAS,2011,108(13):5354-5359.2.3肠道菌群与疾病存在人体的细菌具有广泛的功能，如影响脂肪储存、血管生成和免疫系统，调节神经系统、骨密度，保护上皮细胞损伤和病理耐受，破坏下调食物成分，具有维生素和氨基酸的生物合成和代谢药物等功能。来源：刘昌孝.肠道菌群与健康、疾病和药物作用的影响[J].中国抗生素杂志,2018,43(01):1-14.肠道菌群与疾病的发生2-4肠道菌群与肥胖肥胖患者肠道内的菌群组成伴随体重变化。一篇在nature发表的论文研究发现：体重正常的野生小鼠与遗传性肥胖的ob/ob小鼠比较贪食，盲肠菌群组成中厚壁菌门比重大，而拟杆菌门降低50%，给以低脂高糖的食物，菌群组成不变。由于肠道菌群的成分不同，肥胖者更容易从食物中取能量生成脂肪。来源：LeyRE,TurnbaughPJ,KleinS.etal.Microbialecology:Humangutmicrobesassociatedwithobesity[J].Nature,2006,444(122):1022-1023.有研究首次揭示中国青少年肥胖的肠道菌群组成，发现一系列丰度显著异于正常人群的肠道共生菌，其中多形拟杆菌丰度在肥胖人群明显下降，肥胖人群中谷氨酸的含量显著高于正常体重人群，并且其含量与多形拟杆菌数量呈反比。通过小鼠灌胃实验证明多形拟杆菌能够降低小鼠血清谷氨酸浓度，增加脂肪细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化过程，从而降低脂肪堆积，延缓体重增长速度、降低肥胖度。LiuR,HongJ,XuX,etal.Gutmicrobiomeandserummetabolomealterationsinobesityandafterweight-lossintervention[J].NatMed,2017,23(7):859-868.3、肠道菌群影响因素研究发现，除了年龄因素外，饮食、运动、作息等日常生活方式的改变，服用抗生素、微生态制剂等均能改变肠道菌群，并朝着不同的方向发展。不少的研究和临床实践揭示了其中的一些规律，在如何获得健康肠道菌群方面给了一些启示，主要包括以下几方面：影响因素研究进展文献来源饮食高脂高蛋白饮食的人肠道中拟杆菌和瘤胃菌属占主导，而高碳水化合物饮食的人则以普雷沃菌占多数ArumugamM，RaesJ，PelletierE，etal.Enterotypesofthehumangutmicrobiome[J].Nature，2011，473(7346):174-180.运动运动并有合理饮食者的肠道细菌Shannon指数比久坐不动者(高BMI或低BMI)明显增高(P0.05)赵玉爽,郑松柏.肠道菌群演替及其影响因素研究进展[J].实用老年医学,2018,32(05):403-407.益生菌、益生元益生元作为益生菌的底物或发酵对象，促进双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌生长，抑制大肠杆菌、梭菌、肠球菌等致病菌生长来改善肠道微生态昼夜节律研究表明肠道菌群的改变和昼夜节律之间存在双向调节，可能是通过细菌产物的改变实现药物阿卡波糖被发现可以显著提高糖尿病病人肠内双歧杆菌和乳酸菌的丰度，大幅度降低梭菌和拟杆菌的丰度饮食是影响肠道菌群最常见最直接的因素。合理的膳食有助于我们获得健康的肠道菌群，主要体现在控制高脂高蛋白摄入和增加膳食纤维(尤其是可溶性膳食纤维)摄入等方面。三、调节肠道菌群的物质目前国内外研究开发的具有肠道菌群功能的物质主要分两种：有益活菌制剂，有益菌增殖促进剂主要菌产品双歧杆菌为有效菌贝菲得、回春生、双岐王、丽珠肠乐等乳杆菌或乳杆菌与双歧杆菌为有效菌昂立一号、三株、培菲康等蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌为活性菌促菌生、整肠生等（一）有益活菌制剂乳杆菌主要制品双歧杆菌主要制品（二）、有益菌增殖促进剂（益生元）能够有选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且本身不被宿主消化的物质。通俗来说，益生元就是人体益生菌的养料。（1）应具备的条件•在上消化道基本不被消化、吸收；•能促进有益菌的增殖；•能有效改善肠道菌群的构成；•能改善宿主的肠道功能；（2)主要产品主要是一些功能性低聚糖，如低聚果糖、大豆低聚糖、异麦芽低聚糖、低聚木