最近關(guān)于“益生菌”的風(fēng)很大,我們?cè)絹?lái)越容易從各種渠道聽(tīng)到關(guān)于補(bǔ)充益生菌的科普,但依然一知半解。 我們每個(gè)人都需要補(bǔ)充益生菌嗎? 不同益生菌有什么不同,如何選擇? 為什么有的人補(bǔ)充有效,有的人無(wú)效? 益生菌真的能定植嗎?與什么因素有關(guān)? ..... 本文我們來(lái)逐一解答這些問(wèn)題。 01 每個(gè)人都需要補(bǔ)充益生菌嗎? 對(duì)于這個(gè)問(wèn)題而言,我們要明確的是,補(bǔ)充益生菌的目的是為了通過(guò)改善菌群,從而達(dá)到更健康的狀態(tài)。補(bǔ)充益生菌是改善菌群的一種方式。 并不是每個(gè)人都需要補(bǔ)充益生菌,也并不是每個(gè)人都適合補(bǔ)充益生菌,所以首先第一步是判斷: 目前已有研究的,與菌群相關(guān)的疾病包括: 消化系統(tǒng)(腹瀉、腹脹、便秘等); 神經(jīng)系統(tǒng)(自閉癥、精神障礙等); 免疫系統(tǒng)(哮喘等); 代謝系統(tǒng)(肥胖、糖尿病等); 心血管疾病(高血壓、中風(fēng)等); 癌癥(胰腺癌、結(jié)腸癌等); ... 本號(hào)里有各類(lèi)與菌群相關(guān)疾病的研究進(jìn)展。 假如你本身非常健康,同時(shí)也一直遵循著健康的飲食和生活方式,那就不需要補(bǔ)充。 假如在你身上出現(xiàn)的癥狀和菌群完全沒(méi)有關(guān)聯(lián),補(bǔ)充益生菌可能起不到太大的效果。 如果癥狀與菌群有關(guān),或者正經(jīng)歷慢性壓力、營(yíng)養(yǎng)不良、藥物、環(huán)境變動(dòng)、衰老、疾病、旅行、腸道菌群紊亂等情況,可以通過(guò)補(bǔ)充益生菌的方式來(lái)改善菌群從而緩解癥狀。 然而,不同益生菌有不同的功效,并不是可以隨意補(bǔ)充,究竟該如何選擇? 下一章節(jié)我們來(lái)詳細(xì)了解。 02 如何選擇益生菌? 目前市面上的益生菌種類(lèi)五花八門(mén),要從這么多益生菌中選擇適合自己的能發(fā)揮作用的,并不是一件容易的事兒,我們可以嘗試從以下幾個(gè)方面來(lái)了解益生菌。 最可靠的益生菌是那些經(jīng)過(guò)雙盲測(cè)試的益生菌。如果不進(jìn)行雙盲試驗(yàn),益生菌測(cè)試可能會(huì)有偏差這些信息應(yīng)該清楚地印在包裝上。要檢查包裝確認(rèn)益生菌廠家是否告知檢測(cè)結(jié)果。 使用標(biāo)準(zhǔn)化流程的可追溯性確保了消費(fèi)者安全和產(chǎn)品注冊(cè),盡可能選擇嚴(yán)格規(guī)范的公司生產(chǎn)的益生菌。 對(duì)于無(wú)活菌標(biāo)識(shí)、無(wú)菌株號(hào)、無(wú)任何文獻(xiàn)數(shù)據(jù)支持的類(lèi)型,則需謹(jǐn)慎。 益生菌每個(gè)屬內(nèi)都有很多種和菌株,益生菌的作用因這些種和菌株而不同。哪怕同屬于乳酸桿菌,菌株不同效果也不同,比如: 嗜酸乳桿菌有助于血壓、膽固醇、過(guò)敏和消化;鼠李糖乳桿菌可以幫助降低血糖、免疫功能和膽固醇;瑞士乳桿菌可以降低血壓、改善睡眠質(zhì)量和骨骼健康。 這里提供一些常見(jiàn)的益生菌及目前已知的功能作為參考。 <來(lái)源:谷禾健康數(shù)據(jù)庫(kù)> 03 補(bǔ)充益生菌需要注意什么? 研究表明最好空腹服用,通常是在早上。服用益生菌的是為了讓它到達(dá)大腸,因?yàn)檫@是菌群存活率最高的地方。當(dāng)有食物時(shí),胃酸分泌較多,益生菌可能會(huì)被胃酸殺死,因此最好空腹服用。 一天中,最佳時(shí)間是早上空腹時(shí),其余的話飯前或睡前也可以,飯后服用效果較差。 絕大多數(shù)人開(kāi)始服用益生菌是安全的。在開(kāi)始服用前幾天,可能會(huì)出現(xiàn)胃部不適、脹氣、腹瀉或腹脹等癥狀。這些癥狀通常會(huì)在身體習(xí)慣后消失。 服用益生菌可能出現(xiàn)的副作用 如果是小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)等疾病患者,則需要注意,可能會(huì)出現(xiàn)腹脹、便秘等消化疾病問(wèn)題。 此外,它也可能會(huì)跟某些藥物相互作用,如果長(zhǎng)期服用藥物,或有嚴(yán)重感染和近期做過(guò)手術(shù)的人群,使用益生菌前請(qǐng)遵醫(yī)囑。 如有牛奶過(guò)敏或乳糖不耐癥、懷孕或哺乳等情況,請(qǐng)咨詢(xún)醫(yī)生是否適合服用。 在通過(guò)胃腸道的不利和波動(dòng)條件的運(yùn)輸過(guò)程中,包埋可以為益生菌提供顯著的保護(hù)。 微膠囊化對(duì)益生菌的貯藏穩(wěn)定性和貯藏后性能有顯著的影響。微膠囊化可以提高其在不利環(huán)境條件下的存活率,確保一定數(shù)量的益生菌進(jìn)入人體并且在腸道中釋放,提高益生菌的使用價(jià)值。 益生菌的種類(lèi)不同,存儲(chǔ)方式可能也有所不一, 益生菌產(chǎn)品的儲(chǔ)藏方式一般可以分為常溫,冷藏和冷凍三種,市場(chǎng)上的很多益生菌產(chǎn)品都需要冷藏。請(qǐng)檢查包裝去了解如何儲(chǔ)存。對(duì)于干性益生菌補(bǔ)充劑,一般來(lái)說(shuō)需要在干燥、黑暗的地方存儲(chǔ)(潮濕條件會(huì)導(dǎo)致代謝發(fā)酵或降解)。 關(guān)于這部分詳見(jiàn)《益生菌的靶向遞送:研究和商業(yè)化前景》 跟其他食品一樣,益生菌也要看生產(chǎn)日期或到期日期。隨著時(shí)間的推移,CFU 的數(shù)量可能會(huì)下降。因此最好檢查包裝上的日期。 如果已經(jīng)使用某種益生菌補(bǔ)充劑幾周甚至幾個(gè)月了,但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)消化系統(tǒng)健康狀況有所改善,那么是時(shí)候嘗試換一種新的益生菌了。 與藥物不同,更換益生菌補(bǔ)充劑不會(huì)產(chǎn)生重大副作用。 此外,可以利用好腸道菌群檢測(cè)這個(gè)工具。可以從兩個(gè)方面入手:
益生菌抑制其他菌群生長(zhǎng) <來(lái)源:谷禾健康數(shù)據(jù)庫(kù)> 注:以上紅色代表雙歧桿菌,藍(lán)色代表乳桿菌,綠色則為其他菌群,箭頭指向代表抑制的菌群。 我們知道,抗生素可以在殺死致病菌的同時(shí),也會(huì)誤傷體內(nèi)的有益菌,破壞原有的菌群平衡狀態(tài)。那能不能在抗生素使用的時(shí)候,補(bǔ)充一些益生菌使其恢復(fù)平衡? 目前針對(duì)益生菌和抗生素同時(shí)服用的研究,支持和不支持的都有。 √ 支持益生菌和抗生素同時(shí)服用的研究:效果顯著 對(duì)給予益生菌的23項(xiàng)研究(3938名參與者)進(jìn)行調(diào)查,22個(gè)試驗(yàn)報(bào)告了抗生素相關(guān)腹瀉的發(fā)生率,結(jié)果顯示,與活性、安慰劑或無(wú)治療對(duì)照組相比,益生菌組顯著受益(益生菌組8%,對(duì)照組19%)。 研究副作用的16項(xiàng)試驗(yàn)(n = 2455)中,沒(méi)有一項(xiàng)記錄了可歸因于益生菌的任何嚴(yán)重副反應(yīng)。作者認(rèn)為益生菌對(duì)預(yù)防抗生素相關(guān)性腹瀉具有保護(hù)作用。相對(duì)危險(xiǎn)度為0.46 (95% CI為0.35 ~ 0.61),NNT為10。 作者認(rèn)為鼠李糖乳桿菌或布氏酵母菌Saccharomyces boulardii 形成單位為每天50 - 400億個(gè)是最合適的選擇。 × 反對(duì)益生菌和抗生素同時(shí)服用的研究:菌群恢復(fù)難 研究人員發(fā)現(xiàn)在服用抗生素4周后,接受11株益生菌治療的人的腸道微生物群需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)正常。這是在益生菌有效地在腸道定植的情況下。問(wèn)題是新的細(xì)菌和酵母菌株的存在使腸道微生物群在整個(gè)6個(gè)月的研究期間無(wú)法恢復(fù)正常。 而那些沒(méi)有服用益生菌的人的腸道菌群在停用抗生素三周后恢復(fù)正常。作者得出的結(jié)論是,這項(xiàng)研究只是檢測(cè)了一種益生菌,不同的益生菌可能對(duì)服用不同抗生素的患者有幫助。不過(guò)他們也認(rèn)為,在服用抗生素之后再服用益生菌可能是沒(méi)有益處的。 04 有什么方式可以增強(qiáng)益生菌效果? 除了直接服用益生菌這種方式之外,有些食物中也富含益生菌,如:
還有其他方式也可以獲取益生菌或者協(xié)助益生菌生長(zhǎng)。 益生元是一種可溶于水的可溶性纖維,可以作為益生菌的“食物”。 益生元可以通過(guò)小腸到達(dá)大腸和結(jié)腸,然后有益細(xì)菌會(huì)把它消化或發(fā)酵,形成乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽等代謝物。 最廣泛認(rèn)可的益生元包括低聚果糖 (FOS)、菊粉和低聚半乳糖 (GOS) 等。 此外還包括抗性淀粉、果膠寡糖 (POS)、多酚等。 菊粉型果聚糖和阿拉伯木聚糖低聚糖等益生元表現(xiàn)出雙歧化和產(chǎn)丁酸作用。產(chǎn)丁酸菌正需要這些益生元,例如直腸真桿菌、普拉氏糞桿菌和羅氏菌屬。 有機(jī)酸的產(chǎn)生還可以形成對(duì)病原體的防御并增加礦物質(zhì)的吸收。通過(guò)益生元和有益菌繁殖結(jié)合將導(dǎo)致較低的管腔 pH 值,阻止病原體在腸粘膜中的粘附和生長(zhǎng),并增加盲腸和結(jié)腸對(duì)礦物質(zhì),特別是鈣和鎂的吸收。 ★ 哪些食物中含有益生元? 蒲公英嫩葉 蒲公英綠葉植物是菊粉和其他纖維的重要來(lái)源,每100克含有4克纖維。 蒲公英綠色植物也因其抗炎、抗氧化、降低膽固醇的功效而聞名,同時(shí)也有助于減輕便秘。 菊芋 每 100 克菊芋含有約 2 克膳食纖維,其中 3/4 由菊粉組成。它們還富含硫胺素和鉀,可支持神經(jīng)系統(tǒng)并促進(jìn)適當(dāng)?shù)募∪夤δ?/span> 青香蕉或青香蕉粉 未成熟的(綠色)香蕉富含抗性淀粉,繞過(guò)小腸的消化(可消化的淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖)并攜帶到結(jié)腸,被有益細(xì)菌發(fā)酵成代謝物。 香蕉中的纖維已被證明可以增加健康的腸道細(xì)菌并減少腹脹。 大麥和燕麥 大麥和燕麥由 3-8% 的 β-葡聚糖組成,這是一種益生元纖維,可促進(jìn)腸道中有益細(xì)菌的生長(zhǎng)。 還發(fā)現(xiàn)大麥和燕麥中的 β-葡聚糖可以降低 LDL 膽固醇(壞膽固醇)和血糖水平 大麥富含硒 - 支持甲狀腺功能,抗氧化益處與預(yù)防多種癌癥有關(guān)。 由于其酚酸含量,燕麥還提供抗氧化和抗炎保護(hù)。 魔芋根 魔芋根,也稱(chēng)為葡甘露聚糖,原產(chǎn)于亞洲部分地區(qū),用于中藥以及烹飪中作為增稠劑。它因其減肥益處和幫助降低低密度脂蛋白膽固醇而得到普遍認(rèn)可。 菊苣根 菊苣根與蒲公英來(lái)自同一個(gè)家族,新鮮菊苣根由高達(dá) 70% 的菊粉組成,研究發(fā)現(xiàn)它有助于改善血糖控制,尤其是對(duì)糖尿病患者而言,并且還被發(fā)現(xiàn)有助于減輕體重。 菊苣根可以整個(gè)煮熟后與食物一起食用,也可以作為熱飲沖泡,或者作為補(bǔ)充劑。 牛蒡根 通常作為茶飲用,具有廣泛的益處,包括治療癌癥、糖尿病和炎癥。其他好處包括幫助降低血糖水平和治療糖尿病治療和預(yù)防感染。 牛蒡可以作為茶服用,也可以作為補(bǔ)充劑的粉末服用。 亞麻籽 亞麻籽具有多種相關(guān)的健康益處。除了高纖維含量外,亞麻籽還富含蛋白質(zhì)、omega-3 脂肪酸,以及一些維生素和礦物質(zhì)的豐富來(lái)源。 一湯匙亞麻籽含有 3 克纖維,占每日推薦攝入量的 10%。亞麻籽有助于促進(jìn)腸道中有益細(xì)菌菌株的生長(zhǎng),有助于降低血糖水平和治療糖尿病、治療和預(yù)防感染。 雪蓮果根 雪蓮果根的外觀與甘薯相似,富含果糖(FOS),使其具有甜味。 豆薯根 豆薯根是一種可食用的根莖類(lèi)蔬菜,原產(chǎn)于墨西哥,通常被稱(chēng)為墨西哥蘿卜,由大約 5% 的膳食纖維組成。 海藻 海藻含有大量的生物活性化合物,如多糖和酚類(lèi)物質(zhì),長(zhǎng)期以來(lái)因其對(duì)健康的益處以及作為益生元的價(jià)值而得到認(rèn)可。 海藻中發(fā)現(xiàn)的許多化合物對(duì)小腸的消化有抵抗力,但會(huì)刺激有益腸道細(xì)菌的生長(zhǎng)及其發(fā)酵成短鏈脂肪酸。 土豆 土豆(以及土豆泥、薯?xiàng)l和炸薯?xiàng)l等土豆產(chǎn)品),一聽(tīng)就覺(jué)得是容易長(zhǎng)胖的食物。確實(shí),煮沸或油炸時(shí),很容易在小腸中消化成葡萄糖。 然而,當(dāng)土豆煮熟然后完全冷卻至室溫時(shí),或者更好的是放在冰箱里,就會(huì)形成抗性淀粉??剐缘矸蹖儆谏攀忱w維的一種,抗性淀粉不被消化,進(jìn)入結(jié)腸,作為菌群的營(yíng)養(yǎng)源,菌群通過(guò)發(fā)酵,將碳水化合物代謝后生成丁酸等短鏈脂肪酸,促進(jìn)腸道健康。 蘋(píng)果 蘋(píng)果含有豐富的纖維、維生素C、抗氧化劑和鉀,具有顯著的健康益處。它含有果膠,一種可溶性纖維,具有益生元作用并促進(jìn)健康的腸道菌群。果膠會(huì)增加丁酸鹽(短鏈脂肪酸),可以滋養(yǎng)有益的腸道細(xì)菌并減少有害細(xì)菌的數(shù)量。 ? 適當(dāng)鍛煉 干預(yù)研究支持鍛煉對(duì)腸道微生物群的有益影響??v向研究表明,經(jīng)常中等強(qiáng)度的耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道微生物產(chǎn)生最有益的影響,但是不同類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案(例如,阻力、間歇、伸展/柔韌性、耐力/有氧等)對(duì)腸道微生物群的影響存在差異。其他如訓(xùn)練狀態(tài),共享訓(xùn)練環(huán)境,自愿性,健康或疾病狀況,年齡,性別等因素也是評(píng)估運(yùn)動(dòng)和腸道菌群的混雜因素。 關(guān)于運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)菌群的影響,詳見(jiàn):運(yùn)動(dòng)如何影響腸道微生物群,如何正確運(yùn)動(dòng) ? 足夠睡眠 某些菌群會(huì)在睡覺(jué)時(shí)會(huì)大量繁殖,這些菌群在白天不會(huì)很好地繁殖。 如果你縮短睡眠時(shí)間,這些菌群可能會(huì)受到影響,沒(méi)有機(jī)會(huì)增殖,從而影響腸道菌群的整體平衡。保持足夠的睡眠對(duì)于健康的身體、腸道極為重要。 需要多少睡眠時(shí)間取決于年齡,并且因人而異。大多數(shù)成年人每晚至少需要七個(gè)或七個(gè)以上的睡眠時(shí)間。 新生兒(0到3個(gè)月):睡眠14到17個(gè)小時(shí) 嬰兒(4至11個(gè)月):睡眠12至15小時(shí) 幼兒(1至2歲):睡眠11至14小時(shí) 學(xué)齡前兒童(3至5歲):睡眠10至13小時(shí) 學(xué)齡兒童(6至13歲):睡眠9至11小時(shí) 青少年(14至17歲):睡眠8至10小時(shí) 年輕人(18至25歲):睡眠7至9小時(shí) 成人(26至64歲):睡眠7至9小時(shí) 老年人(65歲或以上):睡眠7至8小時(shí) 當(dāng)然以上只是參考,并不是所有人必須達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn),少數(shù)人的需要的睡眠時(shí)間本來(lái)就不多,且沒(méi)有睡眠困擾或不適癥狀,則無(wú)需參考以上標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)于睡眠與腸道菌群詳見(jiàn): 05 補(bǔ)充的益生菌真的能定植嗎? 有人說(shuō),益生菌在體內(nèi)不能定植,很快就會(huì)被排出體外了...... 益生菌究竟能不能定植? 可以定植,但不容易。 首先,我們來(lái)看口服的益生菌在體內(nèi)經(jīng)歷了什么? ?口腔——唾液對(duì)益生菌的影響微乎其微 益生菌首先會(huì)接觸到口腔中的唾液。唾液是一種透明且微酸性的黏液性外分泌物,由保護(hù)牙齒和黏膜表面的免疫和非免疫成分組成。 對(duì)多種乳酸桿菌、小球菌和雙歧桿菌菌株進(jìn)行的體外研究表明,與對(duì)照組相比,接觸唾液時(shí)細(xì)胞計(jì)數(shù)沒(méi)有顯著損失。 ?胃——胃酸對(duì)大多數(shù)細(xì)菌都是極其致命的 通過(guò)食道后,益生菌到達(dá)胃部,轉(zhuǎn)運(yùn)需要5分鐘到2小時(shí),長(zhǎng)時(shí)間暴露在酸性胃液中,對(duì)益生菌來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。 尤其是對(duì)不耐酸的細(xì)菌,會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)pH降低。 氫離子(H+)的涌入導(dǎo)致糖酵解酶活性下降,進(jìn)而影響F1F0 - ATP酶質(zhì)子泵。低pH條件下F1F0 - ATP酶質(zhì)子泵活性的降低,因此益生菌存活難。 胃中存在的其他不利條件: 包括離子強(qiáng)度、酶活性(胃蛋白酶)和機(jī)械攪拌對(duì)益生菌的生存能力有影響。例如,長(zhǎng)雙歧桿菌和短雙歧桿菌的活細(xì)胞在模擬胃液中1小時(shí)內(nèi)消失。 ?小腸——膽汁酸和消化酶影響益生菌生存 益生菌通過(guò)幽門(mén)到達(dá)小腸,那里有大量胰液和膽汁。在腸液的中和作用下,小腸內(nèi)的pH約為6.0-7.0,比胃液溫和得多。 然而,膽汁酸和消化酶(包括脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶)也可以影響益生菌的生存能力,通過(guò)細(xì)胞膜破壞和DNA損傷等方式。 體外研究表明,在模擬腸液中唾液乳桿菌Lactobacillus salivarius Li01、Pediococcus pentosaceus Li05 的生存能力降低。 為了增強(qiáng)益生菌對(duì)胃液和膽汁的耐受性,可以將益生菌包裹在一層保護(hù)性外殼上,也就是前面說(shuō)的微膠囊。近年來(lái),微囊化技術(shù)在提高存活率和保證足夠數(shù)量的活菌到達(dá)結(jié)腸方面取得了很大進(jìn)展。 經(jīng)歷以上重重考驗(yàn),益生菌的定植之路看起來(lái)并不容易。 而以上這些只是其中一部分原因。 等益生菌到了結(jié)腸之后,有更多的考驗(yàn)等著它。 由于定植抗性,大多數(shù)益生菌在口服后和消耗停止后不久隨糞便排出結(jié)腸。 那么,什么是定植抗性? 通俗地說(shuō),在人類(lèi)的菌群中,一個(gè)新的物種想要入侵并定居下來(lái),也就是定植。但是本身存在的菌群會(huì)用各種方式,拒絕新的物種一起生活,就是所謂的“定植抗性”。 對(duì)于病原體而言,常駐微生物群的這種定植抗性,可以使其更難生長(zhǎng)和繁殖,從而預(yù)防疾病的發(fā)生。 舉個(gè)例子: 鼻腔微生物群的存在,可以保護(hù)人體免受呼吸道金黃色葡萄球菌感染,金黃色葡萄球菌想要入侵得過(guò)鼻腔微生物群這一關(guān)... 換句話說(shuō),益生菌如果想要定植,必須與宿主菌群競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分和粘附部位,爭(zhēng)到了資源,活下來(lái),才能繁衍后代。 具體的爭(zhēng)搶資源的方式是什么? 包括以下各種方式:改變資源可用性、占領(lǐng)生態(tài)位、捕食、競(jìng)爭(zhēng)等。 我們大致分成兩種機(jī)制:直接和間接。 指嚴(yán)格通過(guò)與腸道菌群相關(guān)的因素,來(lái)限制外源微生物定植,獨(dú)立于與宿主的任何相互作用。 這就涉及到菌群之間的相互作用。 一般這樣的相互作用分為兩種情況: 互利共生和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。 以擬桿菌為例。 ? 互利共生(定植成功): 不同的擬桿菌種之間存在廣泛的互利共生作用,也就說(shuō),擬桿菌群在腸道中團(tuán)結(jié)友愛(ài),穩(wěn)定存在。 比如說(shuō),一些擬桿菌能夠分解某種多糖,并釋放出小分子物質(zhì),從而促進(jìn)不能利用該多糖的擬桿菌生長(zhǎng)。更有甚者,這種交互共生關(guān)系有時(shí)是以過(guò)量消耗某一種擬桿菌能量的前提下實(shí)現(xiàn)的。 延伸到其他菌群,可能會(huì)出現(xiàn)的情況: 里應(yīng)外合: 準(zhǔn)備入侵的菌與本地菌群偶然相互作用,促進(jìn)定植; 抱團(tuán)取暖: 兩個(gè)非本地菌群之間的良好相互作用,可以使定植更加成功。 ? 競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系(一爭(zhēng)高下): 非病原菌與細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)腸道上皮細(xì)胞刷狀緣的結(jié)合位點(diǎn),阻止病原菌的黏附、侵襲; 細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)性利用營(yíng)養(yǎng)素,消耗掉維持各自種群的生長(zhǎng)原料。 有些菌群不直接和新來(lái)的菌群產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),而是可以通過(guò)改變環(huán)境(改變pH值,膽汁酸濃度等)或釋放抑制因子(如,代謝產(chǎn)物、細(xì)菌素等),從而決定另一個(gè)物種是否能成功定植。 結(jié)合肽聚糖抑制其他菌生長(zhǎng): 例如,擬桿菌的結(jié)構(gòu)分子及代謝產(chǎn)物,能通過(guò)激活一系列的免疫細(xì)胞而參與宿主腸道免疫。 擬桿菌還能夠更大量地刺激腸上皮細(xì)胞分泌RegIIIγ,它能夠強(qiáng)力結(jié)合大部分革蘭氏陽(yáng)性菌表面的肽聚糖,抑制脂磷壁酸的合成從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。 環(huán)境的改變?nèi)绾斡绊懫渌海?/span> 更高的營(yíng)養(yǎng)濃度會(huì)導(dǎo)致微生物之間更多的負(fù)面相互作用 Ratzke C, et al., Nat Ecol Evol. 2020 在較高的營(yíng)養(yǎng)濃度下,細(xì)菌會(huì)更強(qiáng)烈地改變環(huán)境pH值。 在較高的營(yíng)養(yǎng)濃度下,細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生更具生長(zhǎng)抑制性的環(huán)境。 參考上圖c,直接(紫色)或補(bǔ)充資源(綠色)后使用不同細(xì)菌的廢培養(yǎng)基重新培養(yǎng)細(xì)菌。每個(gè)相互作用對(duì)的相對(duì)增長(zhǎng)顯示為散點(diǎn)圖。 高營(yíng)養(yǎng)濃度會(huì)減少相互作用對(duì)之間的共存。 低營(yíng)養(yǎng)成分包括0.1%酵母抽提物和0.1%大豆酮。高營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基與添加1%葡萄糖和0.8%尿素的培養(yǎng)基相同。所有28種共培養(yǎng)結(jié)果均顯示為一個(gè)群體圖。 微生物獲得的營(yíng)養(yǎng)濃度越高,它們生長(zhǎng)的越多,它們代謝的底物就越多,因此它們可以改變環(huán)境的能力越強(qiáng)。 再看常見(jiàn)的益生菌,例如,乳酸桿菌和雙歧桿菌: 乳酸桿菌和雙歧桿菌在碳水化合物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乙酸鹽和乳酸,有機(jī)酸可以通過(guò)交叉喂養(yǎng)相互作用被其他細(xì)菌轉(zhuǎn)化為丁酸鹽。這些產(chǎn)生的有機(jī)酸降低了腔內(nèi)的 pH 值,抑制了病原體的生長(zhǎng)并增加了礦物質(zhì)的吸收。 注:丁酸鹽和其他短鏈脂肪酸對(duì)腸道健康至關(guān)重要,但也可能進(jìn)入體循環(huán)并直接影響新陳代謝或外周組織的功能。短鏈脂肪酸在脂肪組織、骨骼肌中發(fā)揮重要作用和肝臟底物代謝和功能,有助于改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和胰島素敏感性。 以上,我們了解菌群之間相互作用機(jī)制。 可見(jiàn)菌群的定植并不容易,它們要面臨的,可能是同伴的幫助,也可能是其他菌群的競(jìng)爭(zhēng)或殺戮,又或者是受到環(huán)境的考驗(yàn)。 在經(jīng)歷此番折騰后,益生菌如果能順利定植,它會(huì)在哪里,如何定植? 06 腸道粘膜的益生菌定植 胃腸道的成功定植,是益生菌能夠發(fā)揮足夠的作用,是賦予健康益處的關(guān)鍵。粘膜粘附是益生菌定植的重要步驟。 在本小節(jié)中,我們將討論腸道粘液層的組成和與益生菌粘附相關(guān)的特定蛋白質(zhì)。 ? 腸道粘液為定植的細(xì)菌提供了巨大的生態(tài)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì) 什么是腸粘膜和粘液層? 腸粘膜由上皮層、固有層和肌層組成。小腸絨毛由上皮細(xì)胞和伸入腸腔的固有層組成,覆蓋在黏膜表面,負(fù)責(zé)腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 上皮細(xì)胞由吸收細(xì)胞、杯狀細(xì)胞和內(nèi)分泌細(xì)胞組成。杯狀細(xì)胞分散在吸收細(xì)胞之間,分泌覆蓋整個(gè)小腸腔的粘液,由碳水化合物、脂類(lèi)、鹽、蛋白質(zhì)、細(xì)菌和細(xì)胞碎片組成。 粘液厚度約為 30 ~ 300 μm;從腸道到直腸的厚度都在增加。主要的蛋白質(zhì)是粘蛋白,它聚合形成一個(gè)連續(xù)的凝膠基質(zhì),為粘膜層提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),保護(hù)腸道免受病原體、酶、毒素、脫水和磨損。 同時(shí),腸道粘液中含有維生素、礦物質(zhì)等外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為定植于腸道粘液中的細(xì)菌提供了巨大的生態(tài)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)??梢哉f(shuō),粘液是益生菌和病原體的絕佳生態(tài)位。 ? 粘附的兩個(gè)階段 細(xì)菌粘附粘膜的過(guò)程包括可逆階段和穩(wěn)定階段。 可逆階段(初相識(shí)) 最初,益生菌通過(guò)非特異性的物理接觸(包括空間和疏水識(shí)別)與粘膜結(jié)合,建立可逆的、弱的物理結(jié)合。 穩(wěn)定階段(如膠似漆) 隨后,隨著粘附素(通常是固定在細(xì)胞表面的蛋白)和互補(bǔ)受體之間的特異性相互作用,益生菌與粘液或腸上皮細(xì)胞(IECs)建立了穩(wěn)定的結(jié)合,從而成功定植胃腸道。 益生菌可以編碼大量的細(xì)胞表面因子,這些因子參與粘液蛋白或上皮細(xì)胞的粘附。 除蛋白質(zhì)外,益生菌中還存在非蛋白分子,如磷壁酸和胞外多糖,它們可以與宿主細(xì)胞相互作用,影響粘附。 從目前的研究可以推斷,沒(méi)有固定的分子可以適用于所有菌株的益生菌。 許多粘附素似乎是種或株依賴(lài)性的。這些與粘附相關(guān)的益生菌表面分子和粘附相關(guān)的機(jī)制將在下面詳細(xì)討論(下表)。 表 益生菌中的粘附相關(guān)分子 粘液層的組成和與益生菌表面蛋白的結(jié)合 杯狀細(xì)胞分散在吸收細(xì)胞之間,吸收細(xì)胞可以分泌覆蓋整個(gè)小腸的粘液。粘液主要由富含半胱氨酸的粘蛋白組成。粘液蛋白之間廣泛的二硫鍵形成黏液特有的粘彈性。 益生菌表面的特異蛋白在益生菌粘附粘液中起著重要作用。例如,粘液結(jié)合蛋白可以通過(guò)與粘液蛋白的糖基修飾相互作用而與粘液層結(jié)合。 以上是益生菌的定植給人體帶來(lái)益處,當(dāng)然這也不一定會(huì)發(fā)生在每個(gè)人身上。 07 益生菌在什么環(huán)境更容易定植? 益生菌定植的效果因人而異。 看一項(xiàng)有趣的研究,志愿者被分為兩組,“允許型”和“抵抗型”。在允許組的人的腸道粘膜中益生菌菌株顯著增加,而在抵抗組的人的腸道中沒(méi)有檢測(cè)到益生菌。 同樣是補(bǔ)充益生菌,有些人身上可以看到非常明顯的效果,而有些人的效果則不明顯,這是為什么呢? 常駐微生物群對(duì)人類(lèi)健康很重要,因?yàn)樗鼈冋紦?jù)了可能被病原微生物占據(jù)的生態(tài)位。 就嬰兒而言,影響初始菌群定植的因素包括:胎齡(足月or早產(chǎn))、分娩方式(自然分娩or剖腹產(chǎn))、喂養(yǎng)方式(母乳or配方奶)、藥物使用(抗菌藥物)、生長(zhǎng)環(huán)境(城市or農(nóng)村)等。 就成年人而言,年齡、飲食、生活方式、疾病狀況、藥物使用、環(huán)境等多因素都會(huì)影響腸道菌群多樣性,這在前面的文章《菌群多樣性是如何形成的,與健康的關(guān)系,如何改善?》已經(jīng)詳細(xì)闡述。 這些所有疊加后會(huì)形成一個(gè)具有高度特異性的個(gè)體菌群,構(gòu)成的整體菌群環(huán)境會(huì)影響到其他新的菌群的定植。 那么,益生菌在什么樣的菌群中更容易定植? 再來(lái)看一項(xiàng)研究,為了評(píng)估定植抗性,該研究建立了一種電子入侵分析方法,在該方法中,穩(wěn)定的菌群受到不同種群規(guī)模的入侵者的挑戰(zhàn)。 根據(jù)入侵者和常駐菌群的命運(yùn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分類(lèi)。 有四種可能的結(jié)果:
增加入侵者的數(shù)量不會(huì)增加入侵者定植的概率。 類(lèi)比到益生菌,高劑量的益生菌可能并不會(huì)因此帶來(lái)明顯的定植效果。 基礎(chǔ)增長(zhǎng)率較高的入侵者更有可能取代常駐菌群,這可能是競(jìng)爭(zhēng)潛力的主要指標(biāo)。 當(dāng)常駐菌群為入侵者提供便利時(shí),入侵的機(jī)會(huì)增加 “團(tuán)結(jié)就是力量” 合作性更強(qiáng)的菌群表現(xiàn)出更強(qiáng)的定殖抗性 常駐菌群和入侵者之間的 有效互動(dòng)會(huì)改變?nèi)肭值慕Y(jié)果 如果常駐菌群創(chuàng)造的化學(xué)環(huán)境有利于入侵者,入侵者會(huì)更成功。 這就說(shuō)明,常駐菌群本身的結(jié)構(gòu)特征也比較重要。益生菌帶來(lái)的健康益處可能不僅是由單獨(dú)補(bǔ)充的益生菌菌株引起的,而是與常駐腸道微生物群相互作用的結(jié)果。 研究人員在宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究中表明,在 12 名健康老年人中食用鼠李糖乳桿菌GG益生菌菌株改變了常駐菌群的活性,而不會(huì)影響腸道微生物群組成本身。 益生菌雖然沒(méi)有在菌群構(gòu)成上帶來(lái)改變,但是菌群的表達(dá)特征發(fā)生較大變化。尤其是益生菌服用后會(huì)大大促進(jìn)雙歧桿菌和主要丁酸產(chǎn)生菌:Roseburia和Eubacterium的鞭毛、運(yùn)動(dòng),趨化性和粘附相關(guān)基因的表達(dá)。表明其能促進(jìn)這些關(guān)鍵菌主動(dòng)滲透進(jìn)入腸粘膜的能力,提高宿主對(duì)于丁酸鹽的利用度。 那么對(duì)于部分人群,益生菌不能有效定植,是否意味著益生菌無(wú)效? 08 益生菌的其他作用方式 有時(shí)候,益生菌并不是完全依靠在腸道的定植來(lái)產(chǎn)生影響。就算不能定植,它也有其他很多種方式來(lái)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。 Yan F, Polk DB. Front Immunol. 2020 (1)通過(guò)產(chǎn)生抗菌物質(zhì)和與病原體競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合上皮細(xì)胞來(lái)阻斷致病細(xì)菌的作用 (2)通過(guò)增加屏障功能、粘液生成、存活和細(xì)胞保護(hù)反應(yīng)來(lái)促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的穩(wěn)態(tài) (3)通過(guò)增加先天免疫,如IgA和防御素的產(chǎn)生,上調(diào)抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,確定必要和過(guò)度防御免疫之間的平衡 (4)通過(guò)產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)和迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)腸腦軸 益生菌源因子對(duì)宿主反應(yīng)的調(diào)控。一些益生菌衍生因子,包括產(chǎn)物和代謝物,對(duì)宿主發(fā)揮促進(jìn)健康的作用。 益生菌的這些功能因子有助于增強(qiáng)腸道屏障功能,刺激抗炎免疫反應(yīng),從而改善腸道炎癥紊亂。 Yan F, Polk DB. Front Immunol. 2020 益生菌補(bǔ)充劑可以減少腸道中潛在的耐藥性或致病性腸桿菌,但有時(shí)候不能完全根除。 “如果益生菌單打獨(dú)斗的力量不夠,是不是可以尋求其他外援?” 比如多聯(lián)益生菌,或者益生菌-益生元聯(lián)合使用等方式。 多聯(lián)益生菌減少腸桿菌: 為了根除潛在的腸桿菌,益生菌混合物(Bactiol duo ?:S. boulardii、L. acidophilus NCFM、L. paracasei Lpc-37、B. lactis Bl-04、B. lactis Bi-07 )的臨床試驗(yàn)表明 ,在阿莫西林-克拉維酸治療后,產(chǎn) AmpC腸桿菌的定植會(huì)暫時(shí)增加,而在益生菌干預(yù)后會(huì)下降。 嗜酸乳桿菌CL1285、干酪乳桿菌LBC80R 和鼠李糖乳桿菌CLR2 (Bio-K+ ? )的混合物在預(yù)防成人抗生素相關(guān)性腹瀉和初級(jí)預(yù)防艱難梭菌感染方面也表現(xiàn)出顯著效果。 益生菌-益生元聯(lián)合使用減少腸桿菌: 60名健康絕經(jīng)前日本女性連續(xù)攝入發(fā)酵豆奶(含異黃酮)和干酪乳桿菌Shirota,能夠降低腸道桿菌的糞便水平,并提高異黃酮的生物利用度。 當(dāng)然以上只是小規(guī)模研究,還需進(jìn)一步研究。 在人類(lèi)中,一些臨床干預(yù)可能會(huì)促進(jìn)腸桿菌的腸道攜帶。益生菌可能有助于根除腸道攜帶的致病性或耐藥性腸桿菌。 doi:10.3390/antibiotics10091086 綜上,益生菌不能定植并不能說(shuō)就是無(wú)效的,它有各種方式來(lái)影響人體健康。 “ 廣譜益生菌無(wú)論是否定植,在一定程度上都可以為我們的健康帶來(lái)益處。當(dāng)然每個(gè)人的菌群特征各不相同,結(jié)合腸道菌群檢測(cè)結(jié)果,根據(jù)自身菌群特征,選擇適合自己的益生菌,可以更加快速有效地幫助建立或恢復(fù)健康的菌群。 在服用益生菌的同時(shí),如果能注意上述合理的飲食、健康的生活方式等,相當(dāng)于開(kāi)啟了外掛,對(duì)于快速恢復(fù)菌群具有重要意義。 相關(guān)閱讀: 主要參考文獻(xiàn): |
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