浅谈生态营养

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解放军总医院第一附属医院   熊德鑫


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  给微生态系统输入营养物质,不仅可以影响到宿主健康,还可以影响整个微生态体系的稳定和发展,这些是生态营养研究的内容。给微生态系统输入的营养物质,不是被体系中宿主吸收,而是被体系中正常微生物群吸收和利用,既维持了微生物的生长,也保护了宿主的健康。益生原(prebiotics)是生态营养中重要的营养物质。

  

  益生原概述

   益生原最早由Gibson和Robefroid在1995年提出。它指那些不被宿主上消化道消化、可直达结肠的营养物质,能选择性地刺激一种或数种生理性细菌生长增殖,从而起到增进宿主健康的作用。在这些生理性细菌中,双歧杆菌是具有重要功能的一种。它参与宿主消化、营养、代谢和吸收的过程,也对增强宿主的免疫功能、抗感染及抗衰老有一定帮助。它的数量和种类对人类健康也有较大影响。能促进双歧杆菌生长的益生原是当今生态营养研究的热点。

   益生原必须具备以下三个条件:无消化酶,不会在宿主的上消化道被分解利用;直达结肠,在那里被一种或数种生理性微生物分解和利用,促进这些细菌的生长和繁殖;这些正常微生物群的增殖可以促进宿主健康。

  

  益生原的类型

   目前,符合益生原要求的物质主要包括功能性低聚糖和抗性淀粉。功能性低聚糖指由2~9个单糖聚合而成、有一定的生理功能(如防龋齿或促进双歧杆菌生长)的糖类。目前作为益生原使用的低聚糖已有几十种,包括低聚异麦芽糖、低聚果糖、大豆低聚糖、低聚木糖和低聚半乳糖等,可以促进双歧杆菌等益生菌的增殖。抗性淀粉指健康者小肠中不吸收的淀粉,其降解产物短链脂肪酸可维持正常的肠道环境,有利于益生菌生存。

  

  益生原的作用

   益生原可以使双歧杆菌增殖,调节微生态平衡。上世纪80年代, Mitsuoka等在23例老年(50~60岁)患者中进行试验,每日在膳食中添加低聚果糖15 g,为期2周,双歧杆菌的检出率从8.7%增加到100%,增幅达10倍多。到上世纪90年代,Wang和Gibson在健康志愿者的试验中,试验组的8名志愿者每天补充低聚果糖15 g,对照组志愿者每日补充15 g蔗糖。结果在试验组志愿者的粪便中,双歧杆菌的检出率从17%增加到82%,而对照组的双歧杆菌检出率无改变。

   益生原还可以调节血糖、降低血脂和胆固醇,有利于糖尿病、冠心病、高血脂等疾病的防治。Yamashital等让2型糖尿病患者口服益生原(低聚果糖和水苏糖),2周后发现其血糖明显降低。益生原促进双歧杆菌生长,而双歧杆菌可以产生胆酸水解酶,游离已结合的胆酸。游离胆酸可与胆固醇结合生成混合液被排出体外,从而起到降低血脂和胆固醇的作用。Yamajaki等给12名69岁老人每天服低聚果糖8 g,结果双歧杆菌数增加了10倍,排出胆固醇增加到4倍。但这种结合和转变一般需在酸性环境中进行,而双歧杆菌大量增殖后产生大量短链脂肪酸可使结肠局部pH下降形成酸性环境。此外,双歧杆菌和部分益生原(水溶性纤维)也可吸附胆固醇随粪便排出,故可调节血脂。动物实验还证实,低聚果糖等益生原物质可以抑制胆固醇的合成,但机制还有待临床试验证实。双歧杆菌产生的乙酸盐能抑制肝脏中葡萄糖转化为脂肪。此外,益生原类物质如大豆低聚糖或低聚果糖都可以作为水溶性膳食纤维,在胃肠中可以和脂肪形成纤维—脂肪复合物,减少人体对脂肪的吸收。

   益生原有利于提高人体免疫力,可预防肿瘤。低聚果糖等益生原物质可刺激机体产生大量免疫物质如S-TGA免疫球蛋白,可降低过路细菌附着于宿主的肠黏膜的能力,此作用是其它免疫球蛋白的7~10倍。过路菌产生的物质多具有催化前致癌原转化成致癌物的作用。而益生原可通过促进双歧杆菌生长,抑制其他肠道过路菌的活性,减少肠道中致癌物的生成。此外,大量双歧杆菌对肠道免疫细胞产生强烈的剌激,可增加抗体细胞数量、激活巨噬细胞活性、强化人体的免疫系统。低聚果糖类益生原还能与毒素、病毒和真核细菌表面结合,成为外源性抗原佐剂,减缓抗原吸收、增加抗体效价,从而提高机体的细胞和体液免疫功能。

   益生原还能促进钙、镁、锌、铁等矿物质的吸收。因为生理性细菌增殖,产生短链脂肪酸使肠道pH值下降,便于含矿物质化合物的溶解和吸收。此外,Ca2+等阳离子被修饰成低电荷的钙氢复合物,更容昜被肠道细胞吸收。

  

  益生原的应用

   临床应用

   益生原可用于亚临床肝性脑病(SHF)的防治, SHF指肝硬化患者在临床上尚无肝性脑病表现,但在接受严格的心理测试或大脑诱发电位测试时表现异常的状况。国外肝硬化患者中,SHF的检出率在60%~70%。我国李瑞军等人报告,使用益生原—中药提取物水苏糖对亚临床肝性脑病有预防作用,可提高患者的生活质量。用法是服用水苏糖每次1~2 g,每日3次。

   对免疫耐受的患者和免疫功能极度低下的患者,可以应用益生原制剂。临床上使用益生剂3~7天后病情无好转、症状加重或病情出现反复时,可能是患者对已选用的益生剂(益生菌制剂)产生了免疫耐受。此时在严密观察病情的情况下,可以让患者服用益生原。如口服低聚果糖制剂(水剂或粉剂),每次2 g、每日4次,或水苏糖每次1 g、每日3次。对年老体弱、免疫功能极度低下的患者,在选用益生剂时需慎之又慎,但可大胆的选择益生原制剂。如口服低聚果糖制剂(水剂或粉剂)每次2 g、每日4次,或水苏糖每次1 g、每日3次。

   对抗生素相关性腹泻或肠炎,除了选择益生剂外还可以选择益生原治疗。可口服低聚果糖制剂(水剂或粉剂)每次2 g、每日4次,或水苏糖每次1 g、每日3次。对抗生素相关性腹泻较为严重者,还可以联合用益生剂与益生原。如选用双歧杆菌、乳杆菌、嗜热链球菌三联活菌片或双歧杆菌活菌制剂,每日3次、每次2片,再加低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂每天3次、每次3 g,或选用其它的益生原制剂如水苏糖等。

   对中度以上或反复发作的习惯性便秘者,可选用益生原或益生剂。一般选低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂,每次8 g、每天1次,睡前服。也可服水苏糖每次3~4 g 、每天1次,睡前服。连续服2周可见效,若2周时仍未见效,可再加益生剂(如双歧杆菌活菌制剂)。

   对慢性肝病(包括肝硬化)或炎性肠病(IBD)等,益生原都可以作为辅助用药,用于临床治疗。例如,人们曾对慢性肝病做过不少研究,发现这类患者肠道菌群中双歧杆菌往往减少。肠黏膜屏障往往因缺少双歧杆菌而通透性增加,极易形成内毒素血症,而内毒素血症又进一步加重肝脏损伤。因此,对于慢性肝病患者,每日给于益生原治剂可促进双歧杆菌增殖,有利于生物屏障的建立,也有利于减少内毒素血症对患者的损害。一般选低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂每日8~9 g(每日3次、每次3 g),或水苏糖每次1 g、每日3次。

   保健应用

   益生原可用于预防结直肠癌。欧洲研究结直肠癌大型项目的SYNCAN推荐,有结肠癌家族史、年纪较大、经常排便不规则者或处于亚健康状态的人群,可长期服用益生原制剂,有利于预防结肠癌的发生。 用法是,服用低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂每次2 g、每日4次,也可用水苏糖每日3次、每次1 g。

   前面已经提过,益生原可以降低血脂和胆固醇,预防冠心病,但需要长期坚持服用。一般3 个月为一疗程,2~3个月开始见效。用法为,低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂每天4次、每次2 g,或水苏糖每日3次、每次1 g。

   益生原还可以用于预防肥胖症,减少脂肪肝。用法是低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂每天4次、每次2 g,或水苏糖每日3次、每次1 g。

   益生原可以纠正人体的亚健康状态,延缓衰老。因为益生原可促进双歧杆菌增殖,双歧杆菌增殖可抑制有害物质的产生,减少其对机体的损害。此外,双歧杆菌可产生抗衰老的酶,减轻自由基对人体细胞的损害,延缓细胞衰老的过程。用法为,低聚异麦芽糖或低聚果糖制剂每天4次、每次2 g,或水苏糖每日3次、每次1 g。