双歧杆菌的作用

2020/12/3 13:23:51

双歧杆菌是结肠主要的原籍菌群之一,是真正意义上的“原住民”,它们可谓是大名鼎鼎,对人体有着多种不同的有益作用。

作为益生菌使用的菌种,其作用机制与正常菌群的生理作用基本相同,包括调整肠道微生态平衡、增强肠道黏膜屏障功能、营养及代谢作用、免疫刺激和免疫调节。

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一、调整肠道微生态平衡

双歧杆菌的重要作用机制之一是恢复肠道菌群的微生态平衡。双歧杆菌在肠道内定植后,不仅能通过占位效应抑制肠道内致病菌对肠上皮细胞的黏附,减少肠黏膜受损的机会;而且能通过营养竞争、分泌抑菌或杀菌物质、产生有机酸、刺激SIgA的分泌等阻止致病菌及毒素的黏附,抑制或结抗致病菌和其他微生物的生长,恢复肠道的微生态平衡。

二、增强肠道黏膜屏障功能

双歧杆菌参与膜菌群构成,坚固肠生物屏障。通过细胞壁上的脂磷壁酸与肠黏膜上皮细胞特异结合,形成紧密连接在肠上皮细胞表面形成一层细菌膜,形成定植抗力,阻止致病菌定植和入侵。双歧杆菌还具有以下作用:促进肠黏膜修复,维护屏障完整性;控制内毒素血症,减轻内毒素所致肠黏膜炎症反应;改善肠黏膜营养和肠道微循环,促进损伤修复;减轻氧自由基对肠黏膜的损伤,维护肠黏膜结构和功能的完整性;加速损伤黏膜再生。

三、营养及代谢作用

01.合成维生素

双歧杆菌可以合成多种维生素,VitB1、VitB2、VitB6、VitB12、VitK、烟酸和叶酸等,被机体利用,还参与这些维生素、钙、镁和铁的吸收。最近的动物实验证实,双歧杆菌对癫瘤发作有明显的抑制作用,其机制可能与其合成VitB6有关。许多实验证明癫痛的发作与脑内y-氨基丁酸(GABA)密切相关,故许多抗癫病药物都是通过改变脑内GABA水平或调节GABA受体而发挥作用的。脑内GABA是在谷氨酸脱羟酶(GAD)作用下脱羟而成的,此反应需VitB6作辅酶。在实验模型中观察到外源性VitB6并无明显的抑制效应,但投喂双歧杆菌的实验动物却对癫病症发作有明显的抑制效应,这可能与双歧杆菌在肠道内产生大量VitB6有关。

02.产生短链脂肪酸

短链脂肪酸(SCFA)是指含2~4个碳的直链或支链脂肪酸,主要为乙酸、丙酸、丁酸、丁二酸、乳酸等。双歧杆菌能分解食物中的纤维素、半纤维素、果胶、非消化性低聚糖等不能被人体消化酶消化的食物成分,其分解后的产物主要是SCFA。SCFA作为营养物质和能量物质被利用,对机体生理功能有十分重要的意义。此外,乳酸和乙酸等有机酸能够促进排便,起到解除便秘的作用,其机制如下:有机酸一方面可使肠管内渗透压增高,水分分泌亢进,粪便中水分增高;另一方面使肠道呈酸性,刺激肠蠕动,控制由有害菌引起的异常发酵。

03.改善糖代谢

双歧杆菌可通过释放糖苷酶、β糖苷酶、半乳糖苷酶及葡萄糖酸酸酶、淀粉酶等,分解大分子的糖类、糖苷、淀粉及纤维素,提高营养物质的消化吸收率,改善全身和局部黏膜的营养代谢和免疫保护状况。最近的研究还证实,双歧杆菌发酵乳糖产生的半乳糖,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。长期大量的事实证明,双歧杆菌、乳杆菌(德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌)和嗜热链球菌含有B-半乳糖苷酶,能够分解乳制品中的乳糖(益生菌发酵酸乳),减轻乳糖不耐受患者的症状,或在肠道中迅速分解乳糖,使乳糖不耐受患者不易发生腹泻等症状。

04.改善蛋白质代谢

双歧杆菌可向宿主提供蛋白质。双歧杆菌的菌体蛋白可以进入宿主(婴幼儿)血蛋白池中,其中,双歧杆菌的氮80%可为宿主吸收,75%可成为宿主蛋白池中的组分。研究还发现,双歧杆菌产生的磷蛋白磷酸酶可将乳中a-酪蛋白降解,有益于乳蛋白的吸收。

05.参与胆汁酸与胆固醇的代谢

肝脏利用胆固醇合成初级胆酸,通过肝胆系统进入肠腔,初级胆酸在肠道中经类杆菌、双歧杆菌、优杆菌、乳杆菌等脱羟作用形成次级胆酸。肠道中胆汁酸(初级胆酸、次级胆酸)大部分被门静脉重吸收进入肝脏(肠肝循环),另一部分则经类杆菌、双歧杆菌等作用,降解转变为粪胆原、尿胆原排出体外。已证实双歧杆菌能减少胆汁酸的重吸收和增加胆汁酸的排出。胆汁具有双重作用,一方面作为消化液促进脂类消化与吸收,另一方面作为排泄液将体内代谢产物胆红素、胆固醇通过大便排出,这可能与临床上应用双歧杆菌降低血胆固醇和胆红素水平有关。目前已从双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和尿肠球菌中筛选出能够降低胆固醇的菌株,这些菌株另外还可以使外源性胆固醇转化为人体不吸收的粪固醇排出体外,从而减少食入胆固醇的吸收;还可以抑制内源性胆固醇的合成,并增加组织中胆固醇的转化和利用,从而使血胆固醇水平下降。

06.促进胆红素代谢

已有研究表明,双歧杆菌对新生儿黄宜、母乳性黄痘及婴儿肝炎综合征有一定的治疗效果。相关的人体及动物实验证实其机制可能为:

1)口服双歧杆菌能迅速建立正常肠道菌群,发挥其参与胆汁代谢的生理功能,促进胆红素排泄;

2)降低肠道中B-葡萄糖醒酸糖音酶(B-GD)活性,减少胆红素的肠肝循环;

3)产生有机酸,降低肠道pH,促进肠端动,增加组红素从粪便中排泄;

4)促进肝酶活性,使结合胆红素增多。

07.降低血氨,改善肝功能

肠道内腐败性细菌如类杆菌、韦荣球菌和梭菌能够分解食物中的蛋白质和尿素产生大量引味、硫化氢、胺、氨等,这些代谢产物需在肝脏中解毒,随后以葡萄糖酸盐和硫酸盐等形式排出,若不及时解毒将导致肝功能紊乱和循环系统失常,干扰神经系统并影响睡眠。研究已经证实,双歧杆菌和乳酸菌可以降低血氨的水平,其机制为:

1)双歧杆菌和乳杆菌能够抑制肠道腐败菌和产生脉酵细菌生长与繁殖,减少肠道中氨等有毒物质的产生;

2)降低肠道中pH,酸化肠道,促进肠蠕动,加快肠道内氨等毒性物质的排出,从而减轻肝脏负担,促进肝细胞的功能恢复。

08.改善钙、镁、锌等吸收

双歧杆菌在人体肠内发酵后可产生乳酸和乙酸,可以促进钙、镁、锌和铁的吸收,能提高钙、磷、铁的利用率。

四、免疫刺激和免疫调节作用

双歧杆菌在肠道内通过诱导免疫原反应增强人体免疫功能,如将双歧杆菌及其表面结构成分作为生物应答剂经口服或非胃肠途径增强宿主的免疫监视功能,可增强各种细胞因子和抗体的产生,提高NK细胞和巨噬细胞活性,提高局部或全身的防御功能,发挥自稳调节、抗感染、抗肿瘤效应。

双歧杆菌是人肠道正常菌群中占优势的有益菌,被机体摄入后可激活宿主的免疫系统,对机体有明显的免疫促进作用,可以促进新生儿免疫系统的成熟,也可以促进肠黏膜局部和系统的免疫功能,对特异性和非特异性的免疫应答均有调节作用。通过免疫排斥、免疫清除和免疫调节作用加强肠道的各条防线,可发挥抗感染和抗肿瘤作用,维持机体在健康状态时免疫功能的正常水平,促进在疾病状态时免疫功能的增强。

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