益生菌的生理功能及作用机理研究进展

益生菌的生理功能及作用机理研究进展

方楠

华大精准营养（深圳）科技有限公司

摘要：益生菌是指定的能够改善宿主健康的活性微生物。在一定条件下，这些微生物能够定植于人或动物肠道、生殖系统内，改善宿主微生态平衡，发挥有益作用。益生菌是人类健康不可或缺的有益菌，它们在食品、保健品和医疗行业中得到了广泛应用。近年来，随着对益生菌研究的不断深入，其生理功能及作用机理也逐渐被揭示出来，其应用前景也越来越广阔。

关键词：益生菌；生理功能；作用；

引言

益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，可定殖于人体肠道、生殖系统内，对宿主起到有益作用。其主要生理功能为：降低肠道细菌易位；增强免疫；改善胃肠道功能；增强肠道屏障功能；预防或治疗感染性疾病等。益生菌的生理功能及作用机理的研究成为当前益生菌研究的热点。

一、降低肠道细菌易位

肠道细菌易位是指肠道菌群中的某些细菌发生移位，侵入肠粘膜下组织，引起肠粘膜炎症的现象。肠道细菌易位对人体的健康有严重影响，如引起腹泻、炎症、胃肠道疾病等。研究表明，益生菌可抑制肠内致病菌生长繁殖，从而降低肠道细菌易位的发生。

益生菌可以通过竞争性拮抗作用，与致病菌竞争肠腔内营养物质和水分，从而抑制或降低致病菌的生长繁殖；还可通过分泌抑菌物质和益生菌自身代谢产物抑制致病菌生长。目前研究表明，益生菌分泌的抑菌物质有乳酸、醋酸、苹果酸、柠檬酸等；益生菌产生的代谢产物有乳酸、乙酸等。这些物质都具有较强的抑菌作用。

1.1分泌抑菌物质

乳酸是益生菌分泌的主要抑菌物质，是乳酸菌代谢产生的乳酸与其他有机酸共同作用的结果，一般与 pH值有关。乳酸能显著抑制大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌的生长。乳酸还可以抑制志贺氏菌、沙门氏菌和李斯特菌等革兰氏阴性菌的生长，也能抑制其他革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的生长。乳酸对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和痢疾杆菌等有明显的抑制作用。乳酸还可以通过与细菌细胞膜上的脂多糖结合，降低细菌细胞膜通透性；还能激活胞内一些酶，影响细胞内能量代谢，导致细胞死亡；还能使细菌表面产生疏水性物质，导致细菌表面疏水性丧失，从而抑制其粘附和入侵。

1.2产生抑菌产物

益生菌可以产生多种抑菌物质，如乳酸、醋酸、苹果酸等。乳酸菌产生的乳酸不仅是乳酸，还包括大量的有机酸，如乙酸、丙酸等。乳酸菌通过与致病菌竞争肠腔内的营养物质和水分，从而降低了致病菌的生长繁殖。在肠道中，乳酸菌可以消耗大量的碳水化合物以产生乳酸。丁酸梭菌在模拟胃肠道环境下，其产酸量较高，乳酸产量也较高，可以抑制肠腔内大肠杆菌和沙门氏菌的生长；另外丁酸梭菌产生的乙酸、丙酸、丁酸等物质可与致病菌竞争肠腔内的营养物质和水分。乳酸菌通过分泌抑菌物质和自身代谢产物抑制致病菌生长。Lactobacillus acidophilus Lactis能产生多种抑菌物质，抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生长。

二、增强免疫

益生菌通过产生菌体蛋白和其他生理活性物质，增强宿主的免疫功能。研究表明，益生菌可增强自然杀伤细胞（NK）活性，增加巨噬细胞和 NK细胞的数量，激活补体系统，从而增强机体免疫功能。同时，益生菌也可通过调节肠道菌群、提高淋巴细胞转化率等途径影响机体免疫系统。

2.1增强自然杀伤细胞活性：益生菌可以激活自然杀伤细胞（NK），增强其活性，从而激活巨噬细胞和 NK细胞的免疫功能，这可能是益生菌能够提高免疫力的主要机理。Kunrebu等发现，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）能够增强巨噬细胞和 NK细胞的活性。

2.2促进淋巴细胞转化率：益生菌可以促进淋巴细胞转化率，提高淋巴细胞数量，从而提高机体免疫功能。Gudderby等发现，益生菌（保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌）能够促进机体内的淋巴细胞的增殖和分化。

2.3诱导巨噬细胞产生干扰素：益生菌可以诱导巨噬细胞产生干扰素（IFN）Ⅱ。Ujosa等发现枯草芽孢杆菌能够提高巨噬细胞中 IFNⅡ的浓度。

2.4提高 NK细胞活性： NK细胞是人体最重要的免疫系统之一，可识别和杀伤体内异物及病毒感染的细胞。益生菌可以提高 NK活性，增强其对机体的免疫功能。Mukherjee等发现枯草芽孢杆菌可以提高 NK细胞活性。

2.5抑制细菌毒素和细菌感染：益生菌可以抑制肠道内致病细菌的生长和繁殖，进而降低细菌毒素的浓度。Shen等发现枯草芽孢杆菌可以降低肠道内金黄色葡萄球菌的浓度。

2.6提高机体免疫力：益生菌能够通过调节机体免疫功能，进而提高机体免疫力。

2.7调节肠道菌群：益生菌具有抑制致病菌生长繁殖的作用，可以改变肠道菌群结构，减少肠道致病菌对宿主免疫系统的刺激作用，进而提高宿主的免疫功能。这一作用可能与益生菌调节肠道菌群平衡、改变肠道粘膜屏障结构、调节免疫系统有关。

三、改善胃肠道功能

益生菌在改善胃肠道功能方面的作用，主要表现在促进双歧杆菌增殖，降低上皮细胞角化异常，抑制肠粘膜损伤等方面。益生菌可刺激肠道蠕动，增加粪便量，缩短粪便在肠道的停留时间，有利于消化吸收和排出。益生菌对肠道运动的影响主要表现在刺激结肠收缩和结肠动力。益生菌能抑制肠道粘膜上皮细胞的粘附，使结肠运动速度减慢。益生菌可减少肠腔内气体生成，使肠腔内 pH值下降，降低肠粘膜通透性，对腹泻有一定的防治作用。益生菌能刺激肠蠕动，促进排便和缓解便秘。益生菌还可以通过增加小肠绒毛长度、提高小肠粘膜绒毛密度来改善小肠消化吸收功能。

四、增强肠道屏障功能

肠道屏障是指由肠道粘膜上皮细胞及其组成的各种细胞之间紧密结合的结构，能有效阻挡外来微生物入侵。肠道屏障功能减弱时，病菌和毒素可直接进入血液或组织，影响机体的正常功能，严重时会引起感染性疾病。目前益生菌增强肠道屏障功能的研究主要集中在益生菌对肠道菌群结构和代谢产物的影响方面。一些益生菌可以通过改善肠道菌群结构，调控相关酶活性和基因表达等途径，抑制或减少有害菌在肠道中定植，进而降低肠道内的通透性，增强肠道屏障功能。此外，一些益生菌还可以通过产生有机酸、游离脂肪酸等物质刺激肠壁分泌粘蛋白和一些蛋白酶等来增强肠道屏障功能。这类研究对益生菌增强肠道屏障功能具有重要的指导意义。

五、预防或治疗感染性疾病

感染是由病原微生物（细菌、病毒等）侵入机体，并在宿主体内增殖所致的一种全身性疾病。人类肠道是一个完整的生态系统，正常情况下，肠道微生物种群数量相对恒定，各种微生物间相互制约和相互影响，保持着平衡状态。当人体免疫力低下或胃肠道功能紊乱时，可能会导致肠源性感染的发生。近年来的研究发现，肠道菌群的失调会引发多种感染性疾病，如：肠道易激综合征、腹泻、肠炎、克罗恩病等。因此，保持肠道菌群平衡对预防和治疗感染性疾病具有重要意义。目前研究表明益生菌对人体健康有诸多益处，如：通过调节免疫系统来防治过敏反应；通过促进肠道运动、预防便秘和腹泻等多种方式来治疗腹泻；通过影响神经和内分泌系统来预防及治疗糖尿病；通过抑制致病菌的生长而预防某些感染性疾病等等。此外，益生菌还具有抗肿瘤、抗衰老、调节内分泌代谢等多种生物活性作用，可作为一种天然的药物来用于多种感染性疾病的治疗。

结语

益生菌对人体的作用是多方面的，尤其对人体的肠道健康有很好的效果，如促进肠道消化吸收、抑制有害菌、增强免疫、抗肿瘤、治疗感染性疾病等。随着益生菌研究的不断深入，越来越多的益生菌产品将会出现在市场上，并发挥其重要作用。

参考文献

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[2]韩璐瑶.益生菌的功能及其在功能食品中的应用[J].现代食品,2019,(12):101-104.