学术报告厅
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Ir. Gertjan Schaafsma 教授 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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功能性食品的概念 虽然没有功能性食品的统一定义，但可将这些食品描述为经改良、设计和加工的食品，其目的是： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 上图: 食物,肠道菌群和宿主之间相互作用的图解.食物对肠道菌群的组成影响有限,菌群代谢活动的影响较大. 下图:消化道内益生原,益生菌及肠道菌群之间相互作用的图解. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 肠道菌群对人类健康的作用
早在本世纪初，Metchnikoff 仅基于并不确定的证据便提出肠道乳酸杆菌能够通过防止腐败而延长寿命的理论。在过去的15年中，人们对发酵乳制品及含培养物的乳制品可能具有保健作用非常关注。主要的原因是认识到肠道菌群对人类健康状况的重要性，并观察到膳食组分（包括乳酸杆菌）对菌群组成和代谢活动的有益作用。肠道菌群由至少500种不同种的菌组成，主要在结肠内，主要由厌氧菌组成（表1）。肠道菌群形成一个复杂的生态系统。不同种的菌之间的拮抗作用，及内源性（宿主）和外源性（营养）因素导致微生物的平衡，可认为是微生物和宿主的协同作用。尽管控制细菌数量大小和组成的复杂相互作用尚未完全明了，但无菌和限菌动物的研究对肠道菌群生理意义研究的贡献显著。与常规动物比较，无菌动物表现出下列特征（Simon和Gorbach,1984:Osawa et al 1986）： －肝脏枯否（Kupfer）细胞较少 －巨噬细胞的溶菌体酶活性较低 -粘膜表面积减少 －肠壁细胞薄而少 －肠内缺乏浆细胞 －淋巴集结（Peyer's patches）较小 －细胞更新换代减慢 －胃排空速度减慢 －碳水化物的吸收率增加 －盲肠增大（啮齿类动物） 这些发现清楚地表明肠道菌群能影响免疫系统及多种胃肠道功能。无菌和常规啮齿类动物实验表明，固有菌群的存在能抵御肠道致病菌（如伤寒沙门氏菌、弗氏痢疾杆菌和霍乱弧菌）的滋生（Van der Waay 1985; Hentges, 1986; Wells et al., 1988）。从人类粪便菌群的调查得知，个体之间菌群的组成差异很大，但在（健康）个体体内非常稳定。根据Van der Waay的论点（1985），个体之间的差异至少部分可解释为幼年时期，当肠道的免疫系统、肠道相关淋巴组织（GALT）与细菌抗原相接触时，耐受性发育的不同，从而导致Ｔ-抑制细胞的形成，抑制了免疫反应并使细菌定殖于肠道内。在幼年时期，接触微生物的不同可导致耐受性的不同。胃酸和胆汁的分泌，上皮细胞的更新，肠道的蠕动，IgA的分泌和肠道细菌之间的拮抗作用进一步形成了生态平衡。这些后期的相互作用可以是直接的或间接的，取决于宿主因素的参与（参考表2）。 目前大多认为肠道菌群对宿主的主要生理意义如下： －刺激免疫系统 －增加宿主对致病菌的抵抗性 －合成维生素Ｋ －刺激肠道的蠕动 －将宿主分泌的消化酶难以消化的碳水化物合成有机酸和挥发性脂肪酸，从而促进食物的消化吸收。 有些情况可能导致正常菌群的紊乱。腹泻性疾病可能因服用抗生素而结果使艰难梭状芽胞杆菌定殖，导致结肠粘膜溃疡；产肠毒素性大肠杆菌可在发展中国家儿童和旅游者中造成腹泻性疾病。小肠内细菌过度滋生和异常繁殖的主要原因是胃酸过少和肠道的蠕动不足（Kirsch, 1990）。回肠瓣膜，作为微生物从结肠进入回肠的屏障，与胃酸酸度和肠道蠕动一起防止细菌过度滋生。因胆酸的细菌性解离而引起的脂肪吸收不良，可能是由于小肠内细菌过度滋生造成的。此外，氨基酸、碳水化物及维生素B12也可因细菌过度滋生而吸收不良。（Simon 和Gorbach, 1984） 影响肠道菌群组成和／或代谢活动的膳食变量可分为两大类：益生原和益生菌。将益生原视为一种复合物，它能选择性地促进一种或多种（有益）肠道菌株的生长和代谢活动。益生原特指一些果糖或半乳糖低聚糖之类的物质。益生菌仅指一些如乳酸杆菌和双歧杆菌等特殊菌株。益生原和益生菌之间的相互作用见图１。 膳食变量影响肠道菌群的一个良好例证即所谓的双歧杆菌在母乳喂养婴儿体内的生长。这种菌株的生长可能是因母乳的特定成分，如低缓冲容量，高乳糖含量，存在免疫球蛋白、乳铁蛋白、溶菌酶和低聚糖。这些因素结合起来，形成了一个有利于双歧杆菌生长的环境。双歧杆菌产生醋酸从而降低肠道pH值并有助于防止致病菌的生长。 益生菌的保健作用 至今益生菌主要应用于发酵乳制品，同时还以冷冻干燥制剂的形式用作膳食补充剂或药物。如某些双歧杆菌菌株（如B.breve, B.infantis, B.longum, B.bifidum 和 B.adolescentis），乳酸杆菌（如嗜酸乳杆菌和类干酪乳杆菌）和肠球菌（如屎肠球菌和粪肠球菌）。根据在引言中介绍的益生菌的定义，酸奶中能存活的乳酸杆菌，如乳酸链球菌嗜热亚种和德氏乳杆菌保加利亚亚种，可被认为是益生菌，因为这些微生物能表现出乳糖酶活性和促进乳糖消化。 1995年11月13-15日，在德国法兰克福乳酸工业讲台（LABIP）组织召开的将乳酸杆菌作为益生菌的应用研讨会上，来自研究机构、大学的专家和食品工业的代表共20名科学家对有关益生菌用于人类营养的益处和危险性进行了讨论，确认了益生菌的如下作用： －减轻乳糖不耐受症状 －缩短某些种腹泻病的病程 －降低细菌酶的活性 －对免疫系统的作用 毫无疑问，通过酸奶或其他发酵乳制品摄入活的传统酸奶培养物，能使成人原发性乳糖酶缺乏者的乳糖不耐受症状减轻。如果其他几种乳酸杆菌（如嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌）能表现出β-半乳糖苷酶的活性，那么同样也能产生这种作用。这种作用归因于摄入酸奶后，细菌乳糖酶在小肠内仍能保持其活性。(Schaafsma,1993)。Kolars 等(1984)是首先证实酸奶培养物对人类有益的人。已经证实，摄入来自人类肠道的能经胃（抗酸）和小肠（耐胆汁）而存活的选择性乳酸杆菌，能缩短某些种类（如儿童轮状病毒感染、致病性大肠杆菌或抗生素治疗所致）腹泻性疾病的病程，特别是嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的某些菌株似乎有这种作用（Isolaure et al, 1991和 1995; Sheen et al, 1995）。这种有益作用的机制尚未完全明了。它可能与肠道IgA免疫球蛋白的分泌增强有关，或与对肠上皮细胞的有益作用有关，即改善肠道的屏障功能。 摄入乳杆菌益生株似乎能降低粪便中细菌酶的活性，如β-葡糖苷酸酶、尿素酶、偶氮还原酶和硝基还原酶。这些酶被怀疑参与肠道内致癌化合物的形成。然而，在1993年会议上与会者一致认为（Sanders, 1993）尚无足够的证据表明益生菌对人类具有抗癌作用。尽管近几年在膀胱癌患者中的肿瘤复发率的一些研究中，已得出一些有希望的结果（Aso et al, 1992和1995），但是益生菌的抗癌证据仍然不足。毫无疑问，摄入某些益生菌能够刺激非特异性免疫系统（佐剂效应；Isolauri et al, 1995）。然而，对健康对象的研究中未观察到服用Shirota干酪乳杆菌(Yakult 株)对各种免疫指标有任何显著作用（Spanhaak et al, 1997）。不过，人类免疫刺激的临床意义尚未评估。免疫刺激对有免疫缺损状态的人（如病人和老年人）来说，可能特别有价值。 LABIP研讨会进一步确认了益生菌具有下列潜在作用： －降低LDL胆固醇水平 －竞争性地排斥肠道致病菌 －预防癌症 －增强抵抗感染的能力 有关益生菌对人类可能的保护（预防）作用，即防止肠道致病菌、癌症和感染尚无法得出结论，因为尚无人类的前瞻性研究。 已经进行了很多有关发酵乳制品和益生菌降低胆固醇潜在作用的研究。尽管一些有安慰剂对照的短期人体实验已产生了一些阳性结果，包括我们实验室进行的一项研究（Schaafsma et al, 1998），但长期试验的结果却是令人失望的。在这里回顾这些试验的细节将会超出这次报告的范围。总之，尚无令人信服的证据表明益生菌对降低人体血液胆固醇具有长期而持续的作用。 乳酸杆菌的安全性 考虑到乳酸杆菌在食品中长期的安全使用历史，乳酸杆菌对人类营养来说通常是安全的。文献中只有少数与乳酸杆菌有关的偶发条件感染病例（心内膜炎）报道。在所有这些病例中，患者均病得很重并感染了其他细菌。考虑到益生菌的潜在不良作用，LABIP研讨会确定益生菌对婴儿和自身免疫疾病患者具有潜在危险，但这种确认只是基于推测而不是科学依据。考虑到抗万古霉素基因有可能转移到肠道其它菌种，使用肠球菌作为益生菌并不是没有危险性。 结论 益生菌很符合功能性食品的概念
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