益生菌與腸道健康生物工程張明振現在是1頁\一共有32頁\編輯于星期一開篇引言隨著消費水平的提高，人們在營養上存在誤區，大魚大肉，忽略了營養均衡。動物蛋白和脂肪攝入過多，植物纖維攝入少了，結果是營養過剩，導致了腸道菌群失衡，腸道蠕動緩慢，免疫功能下降，給健康帶來隱患。現在是2頁\一共有32頁\編輯于星期一一、益生菌簡介二、腸道的基本知識四、當前研究進展與前景方向主講內容三、益生菌與腸道健康現在是3頁\一共有32頁\編輯于星期一一、益生菌簡介啥是益生菌？現在是4頁\一共有32頁\編輯于星期一益生菌是一類通過改善宿主腸道微生物菌群的平衡而發揮作用的活性微生物。如乳酸菌、雙歧桿菌、鏈球菌、放線菌、酵母菌等。一、益生菌簡介現在是5頁\一共有32頁\編輯于星期一二、腸道的基本知識在人體消化系統中，腸道是人體最大的消化器官，也是人體最大的排毒器官。也正因為如此，腸道成了無數菌群混雜的棲息地。在這里他們爭池略地，影響著人類的健康。人體消化系統現在是6頁\一共有32頁\編輯于星期一三、益生菌與腸道健康1、腸道中益生菌分布情況2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制3、舉例：益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響現在是7頁\一共有32頁\編輯于星期一1、腸道中益生菌分布情況現在是8頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制為什么補充益生菌？現在是9頁\一共有32頁\編輯于星期一益生菌是一類重要的微生物調節劑，對腸道健康具有極其重要的促進作用。益生菌不僅能調節腸道菌群環境，提供能量，還能激活腸道自身體液免疫與細胞免疫系統，達到保護機體的目的。2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制現在是10頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制益生菌維持人體腸道健康的作用機制。現在是11頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制改善腸道微生態環境（1）促進消化益生菌可以發酵乳糖產生更有利于人體消化和吸收的乳酸；水解人體消化不完全的蛋白質；增加可溶性鈣、磷和維生素B族的含量。益生菌及其代謝產物可促進人體消化酶的分泌和腸道蠕動，并進一步促進消化吸收。雙歧桿菌產生的有機酸還可以增加糞便的濕度，有效防止便秘。現在是12頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（2）、調節菌群由于種屬、位置、年齡、生理狀態和對外部環境的適應能力不同，微生物群具有特定的構成微生態平衡的定性、定量和定位結構。抗生素藥物以及激素等容易打破微生態平衡。微生態制劑能通過調整腸道菌群的比例，確保腸道菌群的優勢和穩定的最佳組合，以糾正腸道的功能障礙。有研究發現凝結芽胞桿菌對大腸埃希菌、沙門菌、志賀菌和變形桿菌有一定的抑制作用，同時發現抗菌物質是乳酸和低分子量一級胺類混合物。凝結芽胞桿菌還能分泌抗菌肽物質——凝結素，達到保護腸道的作用。現在是13頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（3）、產生代謝產物益生菌在腸道中產生大量的低分子酸、過氧化氫、抗菌活性肽，以減少腸道內的氨和胺等有毒物質，抑制產胺的腐敗菌的生長繁殖，吸收內毒素，降低內毒素的來源，通過抑制有害細菌來阻礙前致癌物轉化為活性致癌物，從而降低癌癥的發病率。現在是14頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（4）競爭黏附形成生物屏障益生菌定植于機體后，在自然生態條件下大量繁殖，大大限制了腸道有害微生物與腸上皮接觸及其毒素的致病作用，防止病原體的繁殖和腸上皮組織的吸附。如雙歧桿菌在磷壁酸與腸黏膜上皮細胞緊密結合后能對致病菌產生屏障功能，同時通過產生細菌素與胞外酶對外來微生物產生拮抗作用。現在是15頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制

益生菌占據宿主動物消化道的定植位點，減少機體被致病微生物感染的機會。大腸埃希菌是消化道的常見細菌，如果過量繁殖會導致疾病發生，而定植在胃非分泌上皮的乳酸菌能有效控制疾病的發生。現在是16頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（5）生物奪氧腸道菌群中，厭氧菌處于優勢地位，需氧芽胞桿菌進入機體消化道后消耗大量氧氣，導致腸道內氧分子濃度下降，為厭氧微生物的生長提供了有利條件，從而能提高了厭氧菌的定植效果。人體大多數益生菌為厭氧菌，而致病菌多為需氧菌。由于益生菌對腸道環境的調節，致病菌生長長期受到抑制，因此，腹瀉及其他多種消化道疾病的發生均能得到明顯的減緩。現在是17頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（6）提供能量促進代謝腸黏膜中的谷氨酰胺、谷氨酸和天冬氨酸代謝能為腸黏膜生長、發育和代謝提供能量，而嘌呤和嘧啶核苷酸及谷胱甘肽的合成為腸道利用谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸提供了有效的生理途徑。現在是18頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制激活腸道自身免疫系統益生菌可直接作用于宿主的免疫系統，誘導腸道免疫功能，并刺激免疫器官，如胸腺、脾臟和法氏囊的發育，促進巨噬細胞活性或發揮輔助作用，激活腸黏膜相關淋巴組織，增加sIgA抗體的分泌，提高免疫識別，并誘導T淋巴細胞、B淋巴細胞和巨噬細胞產生細胞因子，利用淋巴細胞再循環激活的全身免疫系統，從而提高機體的免疫功能。現在是19頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（1）誘導腸道粘膜的細胞免疫益生菌在加強哺乳動物的腸道黏膜抗體反應表現出較強的作用，Haghighi等研究發現益生菌可以提高鳥類的腸道免疫耐受能力。葛鳳霞等直接將乳酸菌注射到小鼠腹，腔以酸性磷酸酶和非特異性醑酶數量為指標，研究了乳酸桿菌對小鼠巨噬細胞的免疫調節作用，發現腫瘤壞死因子α（TNF-α）釋放量增加，巨噬細胞體積增大線粒體和溶酶體等細胞器的數量增加細胞的內毒作用增強表明益生菌對巨噬細胞活化能力的增強有促進作用。現在是20頁\一共有32頁\編輯于星期一

Moreno等，Medici等用含有益生菌的食物對小鼠進行灌胃試驗，結果發現分泌TNF-α、IFN-γ和IL-2等細胞因子的細胞數量有明顯增加，黏膜中CD4和CD8T淋巴細胞也變化顯著，表明益生菌對激活黏膜免疫細胞活性和調節細胞因子的分泌都有重要作用。柳洪潔等也報道，由于巨噬細胞和T細胞，NK細胞活性增強，提高了機體的免疫乳桿菌和保加利亞乳桿菌的含量。巨噬細胞、NK細胞和T細胞活化，有助于加強周圍血管和淋巴結中淋巴細胞的免疫功能。2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制現在是21頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制（2）、刺激腸道黏膜引發體液免疫可溶性蛋白、細菌、病毒等作為抗原被黏膜淋巴組織的M細胞吞噬后，沒有經過分解的抗原釋放到上皮淋巴組織深層區域，并與黏膜結合，對B細胞和T細胞產生致敏作用。致敏后的B細胞和T細胞通過淋巴導管系統進入黏膜固有層和腺體，隨后B細胞定植在固有層，并在抗原、T細胞和細胞因子聯合刺激下形成IgA的漿細胞，通過酸性蛋白分泌出來。向外分泌的IgA通過黏膜或漿膜上皮細胞釋放時上皮細胞分泌的IgA細胞緊密結合形成sIgA，最終釋放到分泌液中，在黏膜與漿膜表面發生免疫作用。現在是22頁\一共有32頁\編輯于星期一2、益生菌對人體腸道健康影響的作用機制sIgA可以中和毒素、病毒及酶等生物的活性抗原，使引起腸道感染的細菌、寄生蟲和病毒凝集，sIgA可通過與細菌毒素相結合形成復體，以防止毒素和腸上皮細胞微絨毛結合，

降低腸黏膜的感染機會。動物試驗表明，腸道乳酸桿菌對于減少新生動物腸道致病性大腸埃希菌易位有顯著作用，而臨床研究也證實，益生菌在新生兒的腸道內也能增強厭氧菌群的數量，達到減少致病菌的作用同時降低了血漿中的內毒素和細菌易位。現在是23頁\一共有32頁\編輯于星期一3、益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響LactobacilluscaseiZhang是自主分離、蹄選自內蒙古地區傳統發酵酸馬奶中一株性能優異的益生菌,具有較強耐人工胃液、膽鹽消化、免疫調節、抗氧化等益生功能。目前,該菌株己完成了全基因組序列測定、蛋白組學和轉錄組學分析研究。LactobacilluscaseiZhang的具體益生功能:具有降血脂作用;該菌株對小鼠的細胞免疫、體液免疫及腸黏膜局部免疫具有調節功能;起到措抗病原菌的作用;LactobacilluscaseiZhang可提高大鼠體內抗氧化作用;LactobacilluscaseiZhang具有抗腫瘤的作用。現在是24頁\一共有32頁\編輯于星期一3、益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響現在是25頁\一共有32頁\編輯于星期一3、益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響研究從人體腸道微生物宏基因組角度出發,通過16SrDNA方法及RT-qPCR、DGGE、酶聯免疫及高效液相等技術,對24名志愿者服用LactobacilluscaseiZhang片劑前、中、后三個時期腸道內該益生菌存活情況,及腸道微生物菌落、短鏈脂肪酸(SCFA)、膽汁酸(TBA)的變化,進行了系統的分析。現在是26頁\一共有32頁\編輯于星期一3、益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響研究結果顯示志愿者在服用益生菌LactobacilluscaseiZhang期間,腸道菌群的結構發生了變化。以乳桿菌屬和雙歧桿菌屬為例人體腸道內益生菌的數量顯著增加;擬桿菌屬、梭菌屬和普氏菌屬的數量減少,奇異菌屬的數量增加。現在是27頁\一共有32頁\編輯于星期一

通過對糞便中的短鏈脂肪酸和總膽汁酸的測定結果發現,服用益生菌LactobacilluscaseiZhang后,三組志愿者腸道內乙酸丙酸代謝水平明顯增高,丁酸變化不顯著;B組和C組志愿者糞便中總膽汁酸的含量顯著降低,而對A組志愿者的影響次之。基于性別分組研究發現,女性糞便中短鏈脂肪酸含量略高于男性,而膽汁酸代謝水平略低于男性。服用益生菌Z.case/Zhang后,該菌株對男性和女性腸道內膽汁酸和短鏈脂肪酸代謝影響的差異并不顯著。3、益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響現在是28頁\一共有32頁\編輯于星期一3、益生菌LactobacilluscaseiZhang在人體腸道內的存活及其對腸道菌群的影響

由試驗結果我們得出:益生菌LactobacilluscaseiZhang可以在人體腸道內存活,該益生菌能夠改善腸道菌群結構,提高短鏈脂肪酸代謝水平,抑制次級膽汁酸形成,并對受試者腸道微生物帶來積極、持續的影響。現在是29頁\一共有32頁\編輯于星期一那些人需要補