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益生元是如何发挥健康益处的?

发布时间:2019/04/19    浏览:88689次    

益生菌可以通过调节免疫功能、产生有机酸和抗菌化合物、与宿主和宿主微生物群相互作用、改善屏障功能、产生酶类等方式发挥健康益处。(详见:益生菌是如何工作的?)作为益生菌的“表亲”——益生元,也越来越受到关注。益生元最先被定义为“通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对宿主产生有益影响从而改善宿主健康的不可被消化的膳食成分”。2016年12月,国际益生菌与益生元科学协会(ISAPP)发布共识,将益生元定义为“能够被宿主的菌群选择性利用并转化为有益于宿主健康的物质”,大大扩展了益生元的概念和范围。益生元已经不再仅仅被视为双歧杆菌和乳杆菌等益生菌生长的助推器,现在已经认识到益生元对全身代谢和生理的影响。目前的益生元主要以碳水化合物为主,其它一些物质,比如多酚类物质、多不饱和脂肪酸和共轭亚油酸,也可以发挥益生元作用。那么,益生元是如何发挥作用的呢?




1、抵御病原体 


益生元可以促进肠道有益细菌的繁殖,被有益细菌代谢产生有机酸导致肠道pH值降低,抑制病原体的生长。建立稳定的共生微生物群落可以减少入侵病原体对营养的可利用率,抑制其定植。在老年人群中的研究发现,补充10周低聚半乳糖可以提高免疫功能,特别是增强吞噬活性和自然杀伤细胞的活性。


2、免疫调节


有证据表明,益生元干预可以减少Th2型免疫反应,从而影响过敏。最有力的支持数据来自婴儿的研究,随机双盲安慰剂对照试验表明在婴儿配方奶粉中添加益生元可以显著降低特应性皮炎、哮喘和荨麻疹的发病率。一项前瞻性、双盲、安慰剂对照试验也发现,给具有高过敏风险的健康足月婴儿补充6个月含有益生元的低敏配方奶粉,喂养后5年内过敏的发生率降低了5倍以上。





3、增加矿物质的吸收


肠道中钙的吸收是维持骨矿化和钙稳态的重要生理过程。大多数矿物质的吸收是通过小肠内的主动转运机制进行的,而钙吸收是通过被动转运实现的。益生元发酵产生的短链脂肪酸,可以降低肠道pH值,而pH值的下降可以增加钙的溶解度,从而为被动转运提供更大的驱动力。研究表明,青少年补充益生元可以显著增加钙吸收和骨矿化,减少生命后期骨质疏松的发生率。


4、改善排便功能


排便功能的改善通常归因于膳食纤维的摄入导致的粪便体积增大。然而,研究表明,益生元发酵产生的短链脂肪酸可以调节肠道激素,从而调节肠道的局部运动反应。益生元膳食纤维的持水能力也具有软化大便的作用,使排便更加容易。




5、代谢影响


肠道屏障功能受损可以使炎症介质,比如细菌脂多糖(内毒素),从肠道转移到身体循环,也就是代谢性内毒素血症,这被认为是糖尿病和肥胖的致病因素。益生元干预可以增加短链脂肪酸的产生,起到改善肠道屏障功能的作用。益生元干预对于人体的葡萄糖稳态,炎症和血脂谱具有积极作用。益生元低聚半乳糖可以直接刺激肠道上皮细胞中紧密连接蛋白的表达。菊粉可通过直接抑制肠道异麦芽糖酶-蔗糖酶复合物来改善血糖反应。


6、对饱腹感的影响 


肠道发酵产生的短链脂肪酸可以与特定的脂肪酸受体相互作用,调节胰高血糖素样肽-1的脂解和释放。这些受体存在于许多组织中,可能是益生元发酵与全身健康益处之间的关键联系。短链脂肪酸可通过多种机制调节食欲,短链脂肪酸与结肠L细胞之间的相互作用可导致食欲减退激素的产生。短链脂肪酸也可以通过肝门静脉到达肝脏,在那里丙酸可以刺激葡萄糖异生作用,作为一种饱腹感信号。进入身体循环的短链脂肪酸也可以与位于脂肪组织上的脂肪酸受体相互作用,刺激瘦素的分泌。乙酸是益生元发酵产生的主要短链脂肪酸,乙酸可以穿过血脑屏障进入下丘脑,这是一个已知的会控制饥饿感的脑区,从而调节食欲。





益生元发挥作用的前提是进入肠道并被选择性利用,增加特定种属的有益细菌的生长和功能,从而发挥健康益处。排便习惯的改善是由于肠道微生物的生长;细菌数量的增加和细菌细胞壁组分可以影响免疫调节。益生元代谢产生的有机酸可以降低肠道pH值,同时抑制微生物病原体的生长和促进矿物质的吸收;代谢产物还可以影响肠道上皮完整性和激素调节。选择性利用益生元的细菌可以通过产生抗菌肽和竞争性相互作用影响菌群组成,从而减少病原菌感染。


肠道菌群失衡是导致许多疾病的核心原因,因此调节肠道菌群是治疗许多疾病的关键。益生菌和益生元干预都有助于增加肠道有益微生物的生长及其代谢,其代谢产物通过全身性的运输可能对心血管系统、泌尿生殖道、皮肤和大脑都产生影响。


单一一种益生元往往只是促进肠道中的一种或几种有益微生物的生长,肠道是一个非常庞大的生态系统,健康平衡的肠道菌群需要各种有益微生物的互惠共生,需要多种益生元的滋养。其实,健康均衡的饮食能够促进肠道菌群的健康生长,那才是最佳的“益生元”。


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