腸道菌群功能性食品

1、調(diào)節(jié)腸道菌群的功能性食品,一、腸道微生態(tài)二、腸道菌群與健康三、調(diào)節(jié)腸道菌群的物質(zhì)四、調(diào)節(jié)腸道菌群的功能性食品五、碳水化合物與腸道菌群,一、腸道微生態(tài),在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，宿主與其體內(nèi)寄生的微生物之間，形成了相互依存，相互制約的最佳生理狀態(tài)，雙方保持著物質(zhì)、能量和信息的流轉(zhuǎn)，因而機(jī)體攜帶的微生物與其自身的生理、營(yíng)養(yǎng)、消化、吸收、免疫及生物拮抗等有密切關(guān)系。在人體微生物微生態(tài)系統(tǒng)中，腸道微生態(tài)是最主要的、最活躍的，一般情況下對(duì)人體健

2、康有更加顯著的影響，參與調(diào)理機(jī)體的生理功能。,腸道菌群定義：人體腸道內(nèi)正常寄生的微生物,,,,有益菌,中性菌,有害菌,分類,益生菌乳酸菌、雙歧桿菌,條件致病菌大腸桿菌,過(guò)路菌-致病菌沙門菌、產(chǎn)氣莢膜菌,腸道寄生的主要六大菌群,來(lái)源：劉昌孝.腸道菌群與健康、疾病和藥物作用的影響[J].中國(guó)抗生素雜志,2018,43(01):1-14.,腸道菌群特點(diǎn),數(shù)量大---1014個(gè)，比我們自身的細(xì)胞數(shù)量都多種類多---正常人結(jié)腸結(jié)構(gòu)內(nèi)

3、有400個(gè)以上的菌種穩(wěn)定性---自身種類的穩(wěn)定，與人體的生態(tài)學(xué)穩(wěn)定,腸道菌群中主要細(xì)菌的作用,1、有益菌—雙歧桿菌,與宿主為共生關(guān)系，是專性厭氧菌，腸道的優(yōu)勢(shì)菌群。如雙歧桿菌、類桿菌、優(yōu)桿菌和消化球菌等是膜菌群的主要構(gòu)成者，具有營(yíng)養(yǎng)及免疫調(diào)節(jié)作用。,是1899年由法國(guó)學(xué)者tTissier從母乳營(yíng)養(yǎng)兒的糞便中分離出的一種厭氧的革蘭氏陽(yáng)性桿菌，末端常常分叉，故名雙歧桿菌,雙歧桿菌的生理功能,2、中性菌—條件致病菌,與宿主共棲，以兼性需氧

4、菌為主，為腸道非優(yōu)勢(shì)菌群，如腸球菌，腸桿菌。在腸道微生態(tài)平衡時(shí)，條件致病菌對(duì)人體無(wú)害，但在特定的條件下該菌群會(huì)具有一定的侵襲性。,腸球菌,腸桿菌,3、有害菌—多為病原菌,該菌群長(zhǎng)期定植的機(jī)會(huì)少，生態(tài)平衡時(shí)，這些菌數(shù)量少，不會(huì)治病。如變形桿菌，假單胞菌，常為韋氏梭菌等。如果數(shù)量超出正常水平，則可引發(fā)一些疾病。,假單胞桿菌,變形菌,4、腸道微生態(tài)的調(diào)整,二、腸道菌群與健康,人體內(nèi)存在約1~2kg細(xì)菌，其中90%定值在人體腸道內(nèi)。就整體而言

5、，人體細(xì)胞是由10%人體自身細(xì)胞和90%的細(xì)菌細(xì)胞組成，而人體基因是由約2.3萬(wàn)的自身基因和超過(guò)300萬(wàn)的細(xì)菌基因組成。因此，腸道菌群被認(rèn)為是人類后天獲得的“第二套基因庫(kù)”，也被稱作被人類遺忘的一個(gè)重要“器官”。,來(lái)源：梁茹,周繼遠(yuǎn).腸道菌群:從生命健康到體育運(yùn)動(dòng)[J].運(yùn)動(dòng),2018(15):1-3.,細(xì)菌對(duì)人體的功能,腸道微生物按一定比例組合、相互制約、相互依存的腸道菌群在數(shù)量上與宿主形成一種共生共贏的生態(tài)平衡，因此，人體腸道內(nèi)有益

6、菌的種類和數(shù)量的多少，在一定程度上可以反映出人體的健康狀態(tài)。,間歇性斷食是體重控制和改善健康有效而自然的方法，有研究在Cell Metabolism雜志上發(fā)表間歇性斷食改變腸道菌群轉(zhuǎn)化脂肪組織的能力的研究結(jié)果，研究者在30d內(nèi)給小鼠進(jìn)行15個(gè)周期的隔日禁食(EODF)來(lái)刺激在白色脂肪組織“米色化”生成棕色脂肪，并可大幅改善肥胖、胰島素抵抗和肝性脂肪變性 。,2-1 小鼠間歇性斷食實(shí)驗(yàn),EODF使得腸道菌群的組成發(fā)生改變，增加發(fā)酵代謝產(chǎn)物

7、乙酸和乳酸，增強(qiáng)棕色脂肪細(xì)胞中單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-的表達(dá)，在移植了進(jìn)行EODF的小鼠菌群后，無(wú)菌小鼠的脂肪棕色化被激活，代謝穩(wěn)態(tài)被改善。,來(lái)源：Li G L, Xie C, Lu S Y, et al. Intermittent fasting promotes white adipose browning and decreases obesity by shaping the gut microbiota[J]. Cell Metab,

8、 2017, 26(4): 672-685.,2-2腸道菌群與免疫功能調(diào)節(jié),腸道不僅是消化吸收的場(chǎng)所，還是人體第一大免疫系統(tǒng)，成為人體免疫功能調(diào)節(jié)必不可少的一部分。腸道菌群與宿主免疫系統(tǒng)的相互作用是彼此間多方向的、交互式的化學(xué)交流傳遞通道。免疫系統(tǒng)的建成初期，腸道中共生微生物作為可控、安全的“外源物種”信息被人體免疫系統(tǒng)識(shí)別，并為外界帶給人體內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)作用的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為腸道菌群對(duì)免疫系統(tǒng)的建成起到了關(guān)鍵作用 。,來(lái)源：Beyoglu D

9、, Smith R L, Idle J R. Dog bites man or man bites dog? The enigma of the amino acid conjugations[J]. Biochem Pharmacol, 2012, 83: 133-1339.,2.3 腸道菌群與疾病,存在人體的細(xì)菌具有廣泛的功能，如影響脂肪儲(chǔ)存、血管生成和免疫系統(tǒng)，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)、骨密度，保護(hù)上皮細(xì)胞損傷和病理耐受，破壞下調(diào)食物成分，具

10、有維生素和氨基酸的生物合成和代謝藥物等功能。,來(lái)源：劉昌孝.腸道菌群與健康、疾病和藥物作用的影響[J].中國(guó)抗生素雜志,2018,43(01):1-14.,腸道菌群與疾病的發(fā)生,2-4腸道菌群與肥胖,肥胖患者腸道內(nèi)的菌群組成伴隨體重變化。一篇在nature發(fā)表的論文研究發(fā)現(xiàn)：體重正常的野生小鼠與遺傳性肥胖的ob/ob小鼠比較貪食，盲腸菌群組成中厚壁菌門比重大，而擬桿菌門降低50%，給以低脂高糖的食物，菌群組成不變。由于腸道菌群的成分 不

11、同，肥胖者更容易從食物中 取能量生成脂肪。,來(lái)源：Ley R E, Turnbaugh P J, Klein S. et al. Microbial ecology: Human gut microbes associated with obesity[J]. Nature, 2006, 444(122): 1022-1023.,有研究首次揭示中國(guó)青少年肥胖的腸道菌群組成，發(fā)現(xiàn)一系列豐度顯著異于正常人群的腸道共生菌，其中多形擬桿菌豐度在

12、肥胖人群明顯下降，肥胖人群中谷氨酸的含量顯著高于正常體重人群，并且其含量與多形擬桿菌數(shù)量呈反比。通過(guò)小鼠灌胃實(shí)驗(yàn)證明多形擬桿菌能夠降低小鼠血清谷氨酸濃度，增加脂肪細(xì)胞的脂肪分解和脂肪酸氧化過(guò)程，從而降低脂肪堆積，延緩體重增長(zhǎng)速度、降低肥胖度。,Liu R, Hong J, Xu X, et al. Gut microbiome and serum metabolome alterations in obesity and after

13、weight-loss intervention[J]. Nat Med, 2017, 23(7): 859-868.,3、腸道菌群影響因素,研究發(fā)現(xiàn)，除了年齡因素外，飲食、運(yùn)動(dòng)、作息等日常生活方式的改變，服用抗生素、微生態(tài)制劑等均能改變腸道菌群，并朝著不同的方向發(fā)展。不少的研究和臨床實(shí)踐揭示了其中的一些規(guī)律，在如何獲得健康腸道菌群方面給了一些啟示，主要包括以下幾方面：,,,飲食是影響腸道菌群最常見(jiàn)最直接的因素。合理的膳食有助于我們獲得

14、健康的腸道菌群，主要體現(xiàn)在控制高脂高蛋白攝入和增加膳食纖維( 尤其是可溶性膳食纖維) 攝入等方面。,三、調(diào)節(jié)腸道菌群的物質(zhì),目前國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的具有腸道菌群功能的物質(zhì)主要分兩種：有益活菌制劑，有益菌增殖促進(jìn)劑,（一）有益活菌制劑,乳桿菌主要制品,雙歧桿菌主要制品,（二）、有益菌增殖促進(jìn)劑（益生元）,能夠有選擇性地刺激腸內(nèi)一種或幾種有益菌生長(zhǎng)繁殖，而且本身不被宿主消化的物質(zhì)。通俗來(lái)說(shuō)，益生元就是人體益生菌的養(yǎng)料。（1）應(yīng)具備的條件在上

15、消化道基本不被消化、吸收；能促進(jìn)有益菌的增殖；能有效改善腸道菌群的構(gòu)成；能改善宿主的腸道功能；,（2)主要產(chǎn)品,主要是一些功能性低聚糖，如低聚果糖、大豆低聚糖、異麥芽低聚糖、低聚木糖。,四、調(diào)節(jié)腸道菌群的功能性食品,促進(jìn)消化的功能性食品1.山楂所含的解脂酶能促進(jìn)脂肪類食物的消化促進(jìn)胃液分泌和增加胃內(nèi)霉素含有三萜類及黃酮類等藥效成分、有降壓、調(diào)節(jié)血脂和膽固醇的作用。,2.雞內(nèi)金,為家雞胃內(nèi)膜，含胃激素、角蛋白、氨基酸等促

16、進(jìn)胃液分泌增強(qiáng)胃的運(yùn)動(dòng)機(jī)能。提高消化能力。,3、潤(rùn)腸通便功能性食品,主要是膳食纖維類產(chǎn)品，如玉米膳食纖維、大豆膳食纖維、小麥膳食纖維、燕麥膳食纖維等，還有如高纖維營(yíng)養(yǎng)麥片、面條，纖維飲料等,五、碳水化合物與腸道菌群,碳水化合物（carbohydrate）又稱為糖類。是植物光合作用的產(chǎn)物，是一類重要的天然有機(jī)化合物，對(duì)于維持動(dòng)植物的生命起著重要的作用。是人體最主要的能量來(lái)源，廣泛存在于谷物、豆類和水果中。,1、碳水化合物的含義,

17、碳水化合物是多羥基醛或多羥基酮及其縮合物，或者是通過(guò)水解能生成多羥基醛（或酮）的化合物。由C、H和O三種元素組成，由于它所含的氫氧的比例為二比一，和水一樣，故稱為碳水化合物 碳水化合物的通式：Cm(H2O)n （n=m或n≠m） 如葡萄糖： C6H12O6 C6(H2O)6 葡萄糖的分子模型,食物含量,不同

18、的食物所含碳水化合物的含量不同。例如：100g燕麥含有60g碳水化合物 100g蘋(píng)果含有12g碳水化合物 100g牛肉僅含有1.2g碳水化合物我們通常所說(shuō)的主食，即是指碳水化合物含量較高的食物。 如：白面條（每100g含73g碳水化合物）,2、碳水化合物的分類,碳水化合物,簡(jiǎn)單碳水化合物,復(fù)雜碳水化合物,,,葡萄糖 半乳糖 果糖,,蔗糖乳糖麥芽糖,單糖（不能再被水解的

19、糖）,雙塘（由兩個(gè)單糖縮合而成）,,,寡糖（又稱低聚糖，由3~9個(gè)單糖分子聚合而成）,多糖（由十個(gè)以上單糖分子聚合而成）,,淀粉:是食物最重要的組成部分糖原：動(dòng)物淀粉其他：蟲(chóng)草多糖、靈芝多糖等,3、碳水化合物的作用,4、碳水化合物的消化、吸收,碳水化合物的消化食從口腔開(kāi)始，胃酸起到一小部分的消化作用。其消化吸收主要有兩種形式：小腸消化吸收和結(jié)腸發(fā)酵，主要在小腸中完成。單糖直接在小腸中消化吸收；雙塘莖酶水解后再吸收；一部

20、分寡糖和多糖水解成葡萄糖后吸收。在小腸不能消化的部分，到結(jié)腸經(jīng)細(xì)菌發(fā)酵后再吸收。,5、碳水化合物衍生物,膳食纖維（DF）：不能被人體小腸消化吸收但具有健康意義的、植物中天然存在或通過(guò)提?。ê铣桑┑摹⒕酆隙菵p≥3的碳水化合物聚合物。,注：引自《人類營(yíng)養(yǎng)學(xué)》第二版，2001年，P88,5-1膳食纖維的主要化學(xué)組成成分,5-2膳食纖維的分類,5-4膳食纖維的理化特性與生理作用,理化特性：（1）吸水性：許多膳食纖維具有很好的吸水性，增加

21、容水量，增加粘稠度。（2）螯合作用：對(duì)膽酸和膽固醇以及微量元素具有螯合作用。（3）調(diào)整消化道菌群：膳食纖維不被人的消化道所消化，但可被腸內(nèi)細(xì)菌酵解，這些菌是好氣菌，很少產(chǎn)生致癌物。,生理作用,（1）降低膽固醇，預(yù)防心血管疾病與膽結(jié)石：大多數(shù)可溶性膳食纖維可降低血清膽固醇水平，尤其是可降低低密度脂蛋白膽固醇。,（2）影響餐后血糖及胰島素水平：水溶性膳食纖維可降低餐后血糖升高的幅度和降低血清胰島素水平或提高胰島素的敏感性。,(3）改善大

22、腸功能：包括增加糞便體積和重量，縮短在大腸的時(shí)間，改善便秘。同時(shí)增加了排便的頻率，加快了腸毒素的排出，起到了抗癌的作用。,（4）對(duì)抗有害物質(zhì),6：膳食纖維與腸道菌群,,腸道菌群是機(jī)體的組成部分,維持腸道菌群的平衡對(duì)促進(jìn)健康有重要意義。膳食是腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能的主要因素之一。通過(guò)膳食攝入的營(yíng)養(yǎng)素和非營(yíng)養(yǎng)性生物活性成分的類型、數(shù)量及食物搭配會(huì)影響腸道菌群構(gòu)成和代謝。,可溶性膳食纖維在結(jié)腸中作為腸道菌群的底物，被發(fā)酵而產(chǎn)生SCFA，選擇性促進(jìn)

23、抗炎菌的增殖，并通過(guò)降低腸腔內(nèi)pH值、減少毒性物質(zhì)( 銨、胺、苯類化合物等)的形成，改善腸道的微環(huán)境。,,來(lái)源:鄭松柏，盧萌. 膳食纖維與老年人腸黏膜屏障及腸內(nèi)外 [40] 相關(guān)疾病[J]. 中華老年醫(yī)學(xué)雜志，2017，36( 3) : 238-241,,研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)常攝入酸奶、脫脂奶、咖啡和葡萄酒的人腸道菌群多樣性較高，而飲用全脂牛奶和含糖蘇打水者腸道菌群的多樣性較低，此外，有學(xué)者經(jīng)研究后提出短期飲食調(diào)節(jié)引起的菌群改變難以持續(xù)，長(zhǎng)期的

24、膳食模式改變才能引起人體的腸道型的轉(zhuǎn)變，因此合理膳食還應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間的堅(jiān)持。,來(lái)源：Wu GD，Chen J，Hoffmann C，et al. Linking long-term di- etary patterns with gut microbial enterotypes[J]. Science， 2011，334( 6052) : 105-108.,來(lái)源：聶啟興,胡婕倫,鐘亞?wèn)|,聶少平.幾類不同食物對(duì)腸道菌群調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展[J/

25、OL].食品科學(xué):1-12[2018-11-20].,膳食中含有的膳食纖維，多酚，低聚糖等物質(zhì)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群的組成和豐度，通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)改善宿主生理狀態(tài)。（右圖）,總結(jié),越來(lái)越多的研究表明膳食能夠通過(guò)與腸道菌群的相互作用影響宿主健康，而不同的食物加工方式也可能會(huì)在一定程度上影響食物的理化性質(zhì)，從而影響其菌群調(diào)節(jié)效應(yīng)。此外，食物除了為機(jī)體提供能量和營(yíng)養(yǎng)以外，到底在多大程度上通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群影響宿主代謝狀況，以及在食物-腸道菌群-