常見益生菌主要指兩大類乳酸菌群:一類為雙歧桿菌,常見的有嬰兒雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、青春雙歧桿菌等;另一類為乳桿菌,如嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌和羅伊氏乳桿菌等。應用于人體的益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、芽孢桿菌和酵母菌等。從安全性考慮,目前工業用益生菌主要來源于健康人體、動物和傳統食物(發酵乳制品、泡菜、納豆等發酵食品)。
益生菌與腸道菌群的關系及調節腸道菌群的機理
在人的腸道中棲息著大約500種約1000多個細菌。在正常情況下不會引起人體疾病或其他不健康現象,原因是這些微生物構成了人腸道的正常菌群,并且絕大部分是有益菌。腸道菌群之間關系復雜緊密,有的互生,有的拮抗,它們以宿主攝取的食物及分泌于消化道內的各種成分作為營養物質進行生長,并且不斷地增殖和被排出。它們與宿主的健康、疾病關系密切。在正常狀態下,腸道菌群的組成、種類和數量都比較穩定,腸道菌群不僅和腸黏膜共同構成一道保護屏障,阻止有害細菌、病毒和食物抗原等的入侵,還可以刺激腸道的免疫器官發揮更強的免疫功能。在所有的菌群中,益生菌是優勢菌群,它們能與腸黏膜緊密結合,構成腸道的生物屏障,并能通過占位效應、營養競爭及其分泌的各種代謝產物及細菌素等來抑制致病菌的過度生長及外來致病菌的入侵,對于維持腸道的微生態平衡起著不可估量的巨大作用。
各種腸道微生物在腸道中所黏附的時間和空間都不一樣,在腸黏膜的特定部位有特定的細菌黏附,益生菌在該部位黏附以后會定植下來并不斷繁殖,直到形成穩定的菌群,即益生菌的占位效應。
益生菌自身屬于正常腸道菌群,當其穩定黏附于腸道中后即開始繁殖,其可利用本身所特有的某些酶類補充宿主在消化酶上的不足。在營養物質有限的情況下,益生菌可通過其優勢生長競爭性地消耗潛在致病菌的營養素。這就是益生菌的營養競爭和拮抗效應。
益生菌在腸道中繁殖,會不斷產生各種自身代謝產物,其中很多對致病菌都有很強的抑制性。如乳桿菌能產生大量的短鏈脂肪酸、過氧化氫等,均具有抑菌或殺菌活性;還有一些益生菌可產生具有廣譜抗菌作用的物質,如細菌素、親脂分子等,對腸道內的有害菌均有抑制或殺滅作用。
益生菌免疫調節作用的機理
1885年,巴斯德提出免疫系統與微生物的關系,革蘭氏陰性菌細胞壁含有肽聚糖(PG)、脂多糖(LPS)及多糖(PS),陽性菌含有磷壁酸(LTA),而沒有LPS,這些大分子成分是細菌對宿主發揮生理功能的主要物質基礎,其作用包括細菌對宿主細胞的黏附定植、免疫誘導及防御腫瘤發生等。在細菌增殖和死亡過程中,LPS和PG這兩類大分子不斷向外釋放,而在細菌感染時,LPS和PG則會進入血液中。
人的腸道內存在非常發達的免疫系統,目前的研究發現,胃腸道中作為益生菌的微生物主要通過三條途徑刺激免疫系統:一是作為活細胞在胃腸道表面定植并繁殖,增殖到一定數量后可刺激免疫系統;二是細胞死亡裂解后釋放出來的抗原物質被吸收后直接刺激免疫系統;三是通過影響胃腸道中微生物菌群組成來間接影響免疫系統。益生菌對人體免疫力的改善主要體現在三方面:一是促進巨噬細胞對微生物細胞及碳粒的吞噬作用,增強巨噬細胞活性;二是提高免疫系統抗體產生水平;三是提高腸壁黏液細胞表面的局部抗體水平。總而言之,益生菌對于免疫的刺激作用包括細胞免疫和體液免疫兩方面。細胞免疫是以淋巴細胞中的T細胞為核心的免疫應答反應,體液免疫是以特異性抗體起主要作用的免疫應答反應。
益生菌和益生元的雙效作用
益生元就是腸道中有益菌特定的食物,不能被有害菌利用,不能被人體腸胃水解和吸收,可直接到達大腸。益生元通過擠占人體腸道空間,促進有益菌繁殖,或者激活其代謝功能,抑制有害菌。除此之外,益生元還具有促進鈣、鎂、磷等營養物質吸收的作用。
益生菌和益生元的作用并不相互獨立,它們同時使用,具有1+1>2的效果。益生菌和益生元同時使用,對腸道健康的作用比單一使用益生菌或益生元的效果更好,這是因為活的益生菌與特異的選擇性底物即益生元之間的協作效應。益生元作為腸道內益生菌的糧食,不能被有害菌利用,卻能促進有益菌的生長與繁殖,從而促進益生菌競爭性成為優勢菌,抑制有害菌的生長。益生菌和益生元共同發揮作用,使腸道的微生態環境保持平衡,預防和改善便秘和腹瀉,提高免疫力,保持人體健康。
需要注意的是,要使益生菌和益生元更好地發揮雙效作用,補充到人體的活的益生菌需達到一定的量,經科學研究證明,200億的活菌數就已經能發揮功效作用(國際先進水平已達到300億的活菌數,我國也已有公司能生產300億以上的益生菌商品),而且,活菌數越大,對人體的健康作用也越大。另外,需注意益生元的選擇,菊粉、低聚果糖、抗性糊精等都是良好的益生元,而纖維素、葡聚糖等膳食纖維并不是益生元,因為他們既能被有益菌利用,也能被有害菌利用,并無益生元所具有的選擇性;由于單組分益生元不能全面發揮其生理功效,需選擇含有多種益生元成分的復合益生元,可全面改善腸內益生菌的組成,快速、持續、有效地增殖益生菌,如一定量的菊粉、低聚果糖、低聚半乳糖和低聚木糖組合具有促進鈣吸收的作用。合理使用益生菌和益生元,可充分發揮雙效作用。