乳酸菌对人体肠道健康的影响
乳酸菌是一类发酵糖类物质产乳酸的细菌,作为益生菌的应用已有几百年的历史。随着科学技术的进步人类对乳酸菌的研究不断深入,乳酸菌与人体肠道健康的关系不断被揭示,本文对乳酸菌对人体肠道健康的作用进行了综述。
1. 乳酸菌的分类学特征
乳酸菌是一群可发酵碳水化合物产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的总称,不是微生物分类学上的名词[1]。这是一群相当庞杂的细菌,目前至少可分为18个属,共有200多种,有益菌以乳杆菌属、双歧杆菌属为代表,其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群,广泛存在于自然界和人体的肠道中[2]。
2.人体肠道中乳酸菌的重要作用
肠道是人体消化系统中最长的也是最重要的消化器官,是食物的“精细化工厂”,人体90%以上的营养物质要靠肠道吸收;我们也可以把肠道称作人体最大的排污厂,90%以上的毒素由肠道排出体外;肠道也是人体最大的菌库,健康人的肠道内生活着400多种、数十万亿的细菌,这些细菌相互依存、相互制约,处于相对平衡状态,组成体内最大的微生态环境,成为维护人体健康的天然防线;肠道还是人体最大的免疫器官,在人一生中95%以上的感染性疾病直接或间接与肠道有关,肠道粘膜表面复杂的结构和功能组成强大的粘膜免疫系统,防御各种细菌和毒素的侵袭[2]。
3. 乳酸菌对人体肠道的重要作用
近年来对乳酸菌的应用研究不仅是提高食品的营养价值、改善食品风味、提高食品保藏性和附加值,其特殊生理活性和营养功能正日益引起人们的重视。大量研究表明,乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡,提高食物消化率和生物价,抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生,制造营养物质,刺激组织发育,从而对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、免疫反应、肿瘤发生等产生作用。由此可见,乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关,如果乳酸菌停止发挥作用,人和动物就很难保持健康生存,乳酸菌对人体肠道的有益作用可归纳为一下几个方面。
3.1 营养作用
乳酸菌在代谢过程中自身能合成多种营养成分。包括被人体充分吸收利用的多种维生素、氨基酸等,以及通过发酵产生的乳酸。这些代谢产物能促进胃肠道对钙、磷、铁、维生素D等微量元素的吸收利用,乳酸能降低肠道pH值,利于肠道蠕动,维持正常生理功能,阻止致病菌的定植[2]。此外,乳酸菌能产生合成多糖及各种维生素等的特殊酶系,机体可利用这些酶类来帮助吸收多种营养物质,吕加平等对8种乳酸菌共计37株菌在适宜温度下发酵脱脂复原乳产生的游离氨基酸含量进行了测定,结果表明, 嗜热乳杆菌( 保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌) 的蛋白水解酶,将蛋白水解为游离氨基酸[3]。也有研究表明乳酸菌产生的某些酶可以修饰毒素受体.减少毒素与肠粘膜受体的结合,利于机体的肠道健康[4]。
3.2 拮抗肠道有害菌
乳酸菌具有多种生物拮抗功能,乳酸菌在体内发酵乳糖产生大量的乳酸,可降低肠道局部pH值,改善微生态环境,抑菌或杀死肠道内的大肠埃希菌、沙门菌、链球菌等。同时乳酸菌可产生蛋白类抗菌物质,以生物拮抗作用来消除病原菌的存在。于娜等从内蒙古地区传统谷物发酵食品中分离具有抑菌活性的菌株,并对其抑菌能力及抑菌物质的特性进行研究,经蛋白酶处理后抑菌能力有不同程度的降低,判定抑菌物质为蛋白类细菌素[5]。李红娟等从传统乳酸菌发酵食品中分离到乳杆菌经试验测定对真菌具有不同程度的抗性。马霞等研究证明了乳酸菌GP100对霉菌有不同程度的抑制作用,并通过酸奶样品数据统计,证明了乳酸菌GP100对酵母菌污染率可降低43.9%[6]。
3.3提高肠道粘膜的免疫防御能力
在胃肠道中,乳酸菌与胃肠道黏膜上皮细胞紧密结合,抢占胃肠道粘膜上的生态位点,形成一层菌膜能有效阻止潜在致病菌或外袭菌在粘膜上定殖,从而对宿主起到了占位性保护作用。这种定植抗力的产生是体内乳酸菌与致病菌竞争肠道上皮的吸附位点而产生的,如果这些吸附位点被较多的乳酸菌所占据,病原微生物就会被限制与肠粘膜粘附、定植[4]。
乳酸菌还可以刺激特异性免疫应答,如加强粘膜表面和血清中IgA、IgM、IgG 水平,加强体液免疫,促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖,加强细胞免疫。任贵强等以2株乳杆菌饲喂小鼠,2株菌的乳悬液均能极显著提高IgG、IgA含量(P<0.01)[7]。曾献春等人用蕃茄、胡萝卜混合汁乳酸菌发酵液饲喂小鼠观察其对免疫功能的影响,饲喂高剂量组小鼠的脾细胞抗体分泌功能明显强于模型组[8]。另一方面还可以影响非特异性免疫应答,增强单核吞噬细胞(单核细胞和巨噬细胞) 、多形核白细胞的活力,刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌。乳酸菌发酵的蕃茄、胡萝卜混合汁发酵液饲喂免疫力低下的模型小鼠结果显示,巨噬细胞吞噬功能均明显高于模型组,高剂量组脾T淋巴细胞转化功能明显强于模型组[8]。
3.4 延缓衰老
现代医学认为,人体衰老是由于体内自由基的积累而引起的,自由基及其诱导的氧化反应是导致某些疾病如癌症、糖尿病、一心血管疾病等的重要因素, 如果能降低体内自由基水平,就可以延缓衰老过程,起到抵御疾病,延年益寿的作用。乳酸菌作为一种天然高效抗氧化剂,正逐步受到食品、制药、化工等领域的广泛关注。乳酸菌的抗氧化体系由活性氧和自由基清除系统、氧化损伤修复系统2部分组成,一方面阻止自由基的形成,另一方面修复已有的损伤,两项功能协同作用达到清除自由基抗氧化的目的[9]。张江巍等研究发现乳酸菌L3和L4螯合Fe2+的水平分别为54.3×106和41.3×106,清除超氧阴离子自由基能力分别为14.9%和87.0%,清除羟自由基的能力分别为83.5%和45.7%.并具有还原活性[10]。孟和毕力格等报道了酸马奶中的嗜酸乳杆菌MG2-1菌株活菌制剂能够使大鼠肝脏组织匀浆中SOD活力和GSH—PX的活力有明显的提高,与对照组比较分别达到显著性(P<0.05)和极显著性(P<0.01)差异水平,对脂质过氧化物的终产物丙二醛的测定结果显示,嗜酸乳杆菌MG2--1菌株活菌制剂能够显著地降低大鼠血液和肝脏组织匀浆中丙二醛含量(p<0.05)[11]。
4. 研究展望
乳酸菌作为益生菌的应用已有几百年的历史,其有益作用得到了人们的共识,随着科学技术的进步乳酸菌保健作用的机理一步步被揭示,现在乳酸菌的应用已从传统的发酵食品转移到活菌制剂直接用于肠道保健和疾病治疗,随着研究的不断深入,乳酸菌应用领域必将不断扩展,为人类健康事业做出更大贡献。
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