专家会客厅人类的亲密战友益生菌
2018-6-4 来源：不详 浏览次数：次高洁
食品科学博士，年毕业于浙江大学后进入中国疾病预防控制中心营养与健康所工作，从事益生菌与肠道微生态方面的研究。
“提到益生菌，人们已不再陌生，从超市里琳琅满目的益生菌食品，到药店内的益生菌保健品，随着国内外益生菌科研工作的蓬勃发展，益生菌已深入千家万户。今天，我们就从实际出发，结合科技前沿，聊聊益生菌的研究现状。
”什么是益生菌？益生菌的英文名“Probiotic”源于希腊语，本意是“为了生命”。年，英国福勒博士（Dr.RoyFuller）第一次将其定义为：能够稳定人或动物宿主内定殖的微生物群，并能够帮助消化和刺激免疫系统的一类含有活菌或其代谢物的生物制品。
然而，直到年，益生菌才有了一个认可度高、官方的正式定义。联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）共同将其定义为：适量摄入时能够对健康产生益处的活的微生物。
为了保证产品的安全性和质量，年，国家卫生计生委参考国内外相关研究和相关政策法规颁布一系列可使用菌种的名单，包括《可用于食品的菌种名单》、《可用于婴幼儿食品的菌种名单》、《可用于保健食品的益生菌菌种名单》、《可用于保健食品的真菌菌种名单》以及《新资源食品通告》等。下表中涵盖了上述五个表中全部菌种，并将其归为两大类：细菌和真菌（表1）。其中左侧部分是我们所熟悉的乳酸菌，是属于“细菌”的益生菌；右侧部分可以认为是属于“真菌”的益生菌。
表1卫计委颁布的菌种名单汇总
益生菌的健康益处人们发现益生菌有益于健康的历史可以追溯到年，诺贝尔生理学奖获得者梅契尼科夫建议人们摄入乳酸杆菌发酵的牛奶来延长寿命。
而人类对酸奶的利用历史更为悠久。考古研究发现，年前北非人已经把酸奶端上了饭桌，这一成果发表在《自然》杂志上（Nature）。在我国，年前的北魏时期，贾思懿在《齐民要术》中就已记载了齐地酸奶（古称为酪）的制作方法；成吉思汗在带领军队征战时，会让将士们携带酸奶以防水土不服。从现代科学的角度看，我们的祖先很早以前就将有益菌应用于生活了。
下面，我们一起分享下国内外科研工作者对益生菌功能的研究现状：
抑制有害菌，改善肠道微环境益生菌一个最基本也是最重要的功能就是改善肠道微环境，肠道微环境是肠道菌群和肠道环境的总称，在进一步阐述之前，首先要强调一下肠道菌群的重要性。
世界微生态学会主席光冈知足在其著作《肠内革命》中提到，肠道菌群是万病之源，健康的人体应该从肠道开始。
成年人胃肠道内的微生物种类超过种，其菌体细胞个数是人体本身细胞个数的10到倍，达到一万亿个左右。这些菌群在肠道中繁衍生息，并与人的代谢活动有着密不可分的关系。在完全无菌的情况下，肠道无法完成正常的生理功能，人类也无法生存。但肠道内的菌群并不都是“好的”，既包含有益菌，也包含有害菌。当有益菌占优势时，有害菌的作用被抑制在可承受的范围内，肠道微环境处于平衡状态，此时肠道乃至整个人体是健康的；反之，肠道就会表现出不适甚至是严重的疾病。
益生菌能够产生抑菌素（如乳酸链球菌素nisin等）制衡有害菌，如nisin能够在有害菌的细胞膜上形成孔洞，导致细胞质外流而死亡，或者直接与肽聚糖前体结合阻碍有害菌细胞壁的形成；益生菌的代谢产物乳酸、丙酸、乙酸等使肠道内pH值下降，不利于有害菌生长；益生菌能够争夺有害菌在肠道内壁上的定殖位点，抑制其在人体中定居、繁殖；益生菌能够通过吸附、吸收或分解帮助清除有害菌产生的毒素。
更有实验证实，某些益生菌能够下调某些毒素的基因表达水平，如片球菌、双歧杆菌和乳杆菌都能够下调志贺毒素Stx2AmRNA的表达水平（志贺毒素可能会导致出血性结肠炎和溶血性尿毒综合症）；益生菌能够帮助修复受损的肠黏膜，研究发现，嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌能增强细胞骨架蛋白和紧密连接蛋白的磷酸化，从而增强上皮细胞间的紧密连接，降低肠道黏膜的通透性，更有利于抵御有害菌的侵袭。
帮助调节免疫力免疫是人体的一种生理功能，它让我们的身体能识别“自己”和“非己”成分，并破坏和排斥“非己”以维持人体健康。免疫力低下可看成是排斥“非己”，而当把“自己”误以为是“非己”时，就表现为过敏。
益生菌能通过调节机体的免疫应答，使免疫系统处于一个健康和稳定的状态，既能够提高免疫力，又可抑制过敏的发生。不同益生菌通过不同作用途径调节机体免疫功能，淋巴细胞（T细胞，B细胞，自然杀伤等），细胞因子（干扰素IFN，肿瘤坏死因子TNF，白介素IL等），免疫球蛋白（IgA，IgM等），多种受体（TLR，CD）等都会参与益生菌对免疫功能的调节。不难理解，随着免疫力的提高，机体对各种不适症状或疾病的抵抗力自然会有所提升。
帮助抑制肿瘤的发生发展一直以来，由于益生菌对肿瘤的抑制作用研究尚未透彻，抗癌功能一度颇受争议。但随着研究的深入，越来越多的证据支持益生菌具有抗癌功能的观点。
直接作用包括菌体本身或其活性代谢产物对致突变物、潜在致癌物的黏附或降解作用，前者是益生菌与毒性物质结合，再通过排泄途径带出体外；后者是将毒性物质转化为无毒物质。在Hayatsu的研究中，招募志愿者食用烤牛肉而使尿液致突变活性增高，但口服干酪乳杆菌能抑制这种致突变活性的增高。实验结果表明，这些致癌物并没有被小肠吸收，因此推断是在肠道中被益生菌吸收或降解了。Lankaputhra的研究表明，许多益生菌行使其有益功能都是通过自身的代谢产物有机酸来实现的。乳酸菌发酵的主要代谢产物是短链脂肪酸，如乳酸、醋酸和乙酰乙酸或者丁酸。丁酸对很多突变物质具有抑制活性，是肠道中重要的抗癌物质。
间接作用就是通过调节肠道菌群及其代谢酶活性、调节机体免疫功能、调节宿主相关的酶活力、调节与癌症发生有关的基因表达而起到抗癌作用。
人类肠道中的某些细菌产生的酶如硝基还原酶、偶氮基还原酶、及葡萄糖醛酸酶等会使大肠内的致癌原转变成致癌物，从而增加肠癌发生的风险。益生菌可以抑制肠道有害细菌的生长，从而减少与癌症相关酶的产生。益生菌通过免疫激活发挥抗癌作用，其中巨噬细胞的杀瘤作用具有重要意义。很多研究表明，双歧杆菌能激活机体的免疫系统，特别是巨噬细胞、NK细胞和B淋巴细胞等免疫效应细胞，使之分泌具有杀瘤活性因子，如IL-1、IL-6、TNF-α、NO以及多种抗体。另有研究表明，益生菌能够通过诱导癌细胞凋亡、上调抑癌基因并下调诱癌基因的表达量等途径抑制肿瘤的发生发展。
帮助缓解肥胖及肥胖相关代谢综合征随着生活水平的提高，人们的膳食结构发生了重大变化，高能量、高蛋白、高脂肪和精细食品摄入比例的增加，容易造成血脂、肝脏脂肪、皮下脂肪的累积，这也是近年来普遍出现的“富贵病”的罪魁祸首之一。
自益生菌的有益作用被认识以来，其降脂活性一直是研究的热点。
多项动物实验和临床实验显示，许多乳酸菌，特别是乳杆菌和双歧杆菌，对肥胖及糖代谢、脂代谢异常等与肥胖相关的代谢疾病具有良好的缓解或抑制作用。研究表明，加氏乳杆菌(LactobacillusgasseriSBT)对肥胖大鼠的内脏脂肪、皮下脂肪、体重指数均有降低作用，同时可抑制脂肪组织内炎症基因CCL2和CCR2的表达和肝脏内脂肪生成基因ACC1、FAS、SREBP1的表达；鼠李糖乳杆菌LGG(LactobacillusrhamnosusGGstrain)可以显著改善STZ诱导新生糖尿病小鼠的糖化血红蛋白水平和糖耐量；干酪乳杆菌代田株(LactobacilluscaseistrainShirota)对肥胖引起的胰岛素抵抗具有缓解作用，并且能够显著降低血甘油三酯水平；干酪乳杆菌(LactobacilluscaseiTMC)可以显著改善饮食诱发的大鼠高胆固醇血症，降低血清TC水平，提高HDL-C水平；乳酸菌的蛋白酶可以水解乳蛋白，释放出血管紧张素转化酶(ACE)抑制肽，阻碍血管紧张素I转化为血管紧张素II，起到降压作用等。
帮助营养物质的消化吸收，缓解乳糖不耐症人体所需的维生素几乎都要从食物中获取，但经常会由于食物单一、储存不当或服用药物等原因导致维生素缺乏。肠道内有益菌的一个重要功能就是帮助宿主合成维生素和氨基酸，包括生物素、核黄素、泛酸、抗坏血酸、硫胺素和叶酸等。
乳糖是牛奶的主要成分，而大部分亚洲成年人体内缺乏消化乳糖的酶，乳糖作为一种双糖，进入小肠后被乳糖酶分解成葡萄糖及半乳糖两种单糖，然后被小肠吸收。乳糖不耐受是指由于小肠粘膜乳糖酶缺乏使得乳糖消化障碍，未被分解的乳糖进入结肠，被结肠中表达β-半乳糖苷酶的细菌酵解，并引起内环境的改变导致腹泻、腹胀、腹痛等症状。有益菌能够通过产生半乳糖苷酶而帮助消化摄入的乳糖成分，缓解乳糖不耐症。
益生菌具有很多有益功能，但并非每个益生菌都涵盖上述所有功能，不同菌种，甚至同一菌种的不同株之间，在功能特性上也有所差异。目前，实践经验和科学数据都表明益生菌的有益作用是肯定的，但具体哪些菌种在哪些方面起作用，是如何起作用的，还在进一步的探索过程当中。
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