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益生菌疗法是基于正常健康的微生物区系的概念。小说描述的肠道微生物区系的发展,尤其是基于不同层次的保护在不同属的核糖体RNA序列,提供了新的角度对肠道微生物区系的作用在健康和疾病。人类肠道微生物区系的组件或生物体进入小肠可能对人体健康有害或有益的影响。充分的证据意味着特定菌株的选择健康的肠道微生物群落表现出强大的antipathogenic和抗炎功能,并因此与增强在小肠殖民抵抗。实现这导致小说的治疗和预防干预模式的引入基于mono和混合的消费文化的有益微生物生活作为益生菌。
- 过敏
- 炎症
- 微生物区系
- 益生菌
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炎症和感染常常伴有肠道微生物群落失衡。强烈的炎症反应会被安装到microfloral细菌,导致炎症和肠道屏障功能障碍的延续。益生菌可以抵消炎症过程稳定肠道微生物环境和小肠的渗透屏障,通过提高肠内抗原的退化和改变他们的免疫原性。另一种解释为肠道稳定效果可以改善肠道免疫屏障,尤其是肠道IgA的反应。益生菌的影响也可能是介导通过控制pro和抗炎细胞因子之间的平衡。修改肠道菌群增加特定的非致病性细菌的优势,从而改变肠道环境可能因此被视为另一种达到预防或治疗效果在肠道感染和炎症条件。
益生菌
益生菌是活的细菌微生物食品补充剂或组件已被证明对人类健康有益的影响。1早些时候选择益生菌主要为菌株提供良好的食品加工条件。这个选择已经被重新定义,包括健康的人类肠道或粘膜微生物群落作为新菌株的主要来源,增加了强调生存在肠道,酸和胆汁稳定性和颞殖民化的肠道粘膜表面。最常用的是乳酸杆菌和双歧杆菌属满足这些标准。
益生菌的应用补充了益生元的概念(表1)。最常用的益生元与能力,促进碳水化合物基质正常肠道微生物区系的组件可能引起宿主的健康益处。然而,益生元也可以non-absorbable基质,促进益生菌的生长。当两个应用概念的定义是synbiotic(表1)。
正常肠道微生物群落健康人性的益生菌的来源
肠道的正常的微生物群落2是一个新陈代谢活跃但还未知主机防御器官。建立正常菌群为主机提供了最重要的抗原的挑战,有很强的刺激作用肠道相关淋巴组织的成熟。3 -6虽然分布于整个肠道细菌,微生物和代谢活动的主要集中在大肠中找到。1,3从文化基础数据已经表明,口腔港口一个复杂的微生物群落组成的兼性和严格厌氧菌,包括链球菌、拟杆菌、乳酸杆菌和酵母。上肠(胃、十二指肠和空肠)有一个稀疏的微生物区系10的一个内容5集落形成单位/毫升。从回肠,细菌浓度逐渐增加,达到1011到1012集落形成单位/ g在结肠。据估计,至少有500种不同的微生物存在,尽管在定量的基础上10 - 20属正常的人类微生物群落可能占主导地位,例如,拟杆菌,乳酸菌,梭状芽胞杆菌,梭菌属,双歧杆菌属,真细菌,Peptococcus,消化链球菌属,埃希氏杆菌属,韦永氏球菌属。
微生物定殖出生后立即开始。3孕产妇阴道和肠道菌群构成的殖民肠道细菌来源的新生。殖民也取决于接触周围的环境。在这个阶段,主导的菌株是兼性厌氧菌,如肠道菌,大肠杆菌群,乳酸杆菌。
饮食可能产生重大影响肠道微生物区系的组成和活动。在婴儿中,二手烟雾认为那些母乳喂养有双歧杆菌的自然优势,而奶粉喂养的婴儿有一个概要文件更复杂和类似于成人的微生物区系,与肠杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌、梭状芽胞杆菌,双歧杆菌,链球菌。7断奶后,微生物区系的组成逐渐改变像的成年人。
土著细菌有时被列为潜在的有害或促进健康;然而,他们中的大多数是共生的菌群的一部分。有益的属性包括主要是双歧杆菌和乳酸杆菌的菌株。最常见的益生菌双歧杆菌和乳酸杆菌(表1),其中一些具有强大的抗炎功能。8此外,同一属被认为与其他有益等方面刺激病原体的免疫反应和竞争排斥,即非特异性宿主抵抗微生物病原体晋升。
原理治疗调节肠道微生态学的肠道炎症和感染
胃肠障碍控制肠道抗原运输。肠黏膜防御的完整性取决于许多因素在肠道内腔和粘膜。共同点,这些因素限制了殖民的病原体,消除外国抗原侵入粘膜,并调节抗原特异性免疫反应。9为了建立感染或炎症,抗原必须绕过这个令人印象深刻的一系列肠道防御。
大多数抗原遇到已经当他们接触粘膜表面处理。肠道细菌的蛋白酶降解抗原结构,引入无响应的重要一步饮食抗原。肠道免疫反应的监管事件发生在不同的肠道淋巴隔间:肠系膜淋巴结,派尔集合淋巴结补丁,孤立淋巴滤泡,和孤立的T淋巴细胞在上皮和固有层,以及分泌地点。肠道中分泌IgA抗体共同粘膜免疫系统的一部分,包括呼吸道和泪,唾液,乳腺。因此,免疫反应在肠道相关淋巴组织可以影响免疫反应在其他粘膜表面。
口服耐受由肠免疫抗原hyporesponsiveness遇到的路线,肠道免疫调节的一个特点。10口服耐受的机制被认为不仅饮食抗原,也应用于居民微生物区系。11宽容是介导的抑制淋巴细胞反应和克隆删除和/或无力在外围。两个特定人群的监管已确定:淋巴细胞调节性T淋巴细胞和3 T辅助细胞。这些功能通过抑制细胞因子的生产,包括白介素10和转化生长因子β,分别。有人建议的主要机制之一的肠道相关淋巴组织保持体内平衡是通过局部细胞因子调节。这个恒定性允许公差的维护大量抗原暴露遇到肠路线:口服耐受饮食抗原和健康居民肠道微生物区系和上皮细胞之间的相互作用。恒定性要求有效肠道屏障功能和上皮的完整性。
肠道微生物区系的示范,如果没有抗原运输增加表明,肠道微生物区系是一个重要的成分在肠道的防御屏障。8最初的肠道微生物区系成分发展被认为是一个关键因素在正常的肠道屏障功能的发展。12在影响肠道相关淋巴组织的发展在早期,肠道微生物区系指导全身和局部免疫反应的规定,包括hyporesponsiveness抗原来源于微生物和食品。实验动物缺乏白介素10或转化生长因子β产生粘膜炎症反应居民肠道微生物区系。13这些观察反映复杂的微生物群落和肠道粘膜屏障之间的相互作用。
在口服耐受诱导肠道微生物区系的角色一直在调查无菌老鼠。5控制老鼠相比,无菌动物来维持他们倾向于系统性免疫反应,例如IgE抗体的生产,在口服抗原。废除口服耐受是肠道菌群的缺失的结果。异常的IgE响应可以通过调整修正的微生物区系在新生儿阶段,但不是在稍后的年龄。最近的研究后,阴道分娩婴儿和婴儿出生的microfloral发展通过剖腹产出生的显示可培养微生物区系的主要差异。14殖民与体液免疫机制的成熟,特别是循环IgA和IgM分泌细胞,6反映了依赖的黏膜免疫反应的调节正常肠道微生物区系。
在一些肠道炎症相关的条件,健康宿主交互干扰和炎症伴随有不平衡的肠道微生物区系的方式引起的免疫反应可能常驻细菌。轮状病毒腹泻与粪便脲酶浓度的增加有关,炎症介质,致使肠道粘膜氨诱导的不利影响和脲酶产生菌的过度生长。15Duchmann和同事11表明,健康的人宽容自己的微生物区系,和这样的宽容是废除在炎症性肠病的患者。一个改变肠道微生物区系是类风湿性关节炎患者的报道16和过敏性疾病,17日,18这意味着正常的肠道微生物区系构成一个生态系统应对炎症在人体肠道和其他地方。
从人类研究的初步数据显示,依赖于肠道微生物区系和免疫反应的抗原特异表达结构发展的肠道炎症条件有关,从过敏,自身免疫和炎性疾病。19正常化的属性不平衡的土著微生物群落由特定种类的健康的肠道微生物区系构成的基本原理(图1)。口服益生菌疗法介绍益生菌可能停止恶性循环炎症(图2)。益生菌性能表现为正常的肠道通透性增加和改变肠道微生态学,改善肠道免疫屏障功能,和减轻肠道炎症反应。益生菌疗法的目标被确定为临床条件涉及粘膜屏障功能受损,尤其是传染性和炎性疾病。
肠道微生物群落的进化和益生菌疗法的基本原理。不同的内部和外部挑战干扰的正常平衡健康的肠道微生物区系。可以抵消其影响健康的肠道微生物区系的特定菌株。正常化的属性不平衡的土著微生物群落由特定种类的健康的肠道微生物群落形式益生菌疗法的基本原理。
肠道微生物区系炎症。炎症可能直接平衡正常的微生物群落的组成和功能变得异常和免疫原性,导致炎症和肠道屏障功能障碍的延续。益生菌可能会抵消炎症过程通过提高肠内抗原的降解,减少炎症介质的分泌,促进土著菌群的正常化和排除病原体。
益生菌的临床预防和治疗效果的示范
正常肠道微生物群落的潜在健康影响必须通过对照临床营养研究与人类相关的主题。到目前为止,一些临床研究已经调查了益生菌的使用,主要是乳酸杆菌和双歧杆菌,作为膳食补充剂预防和治疗各种胃肠感染和炎症条件。
急性胃肠炎
最充分研究胃肠道条件由益生菌治疗急性小儿腹泻。为急性轮状病毒腹泻的病人住院,乳酸菌应变GG(写明ATCC 53103)发酵的牛奶或冷冻乾粉,显著降低腹泻时间相比安慰剂组给定的巴氏杀菌酸奶。20.研究的结果已经被证实在类似的人口21以及在不同的人群。22影响被解释为土著微生物群落的稳定,15减少轮状病毒的持续时间减少,23和减少肠道通透性增加由轮状病毒感染引起的,24一起显著增加IgA分泌细胞轮状病毒。21日,25
欧洲儿科胃肠病学学会一项多中心研究,肝脏病学,和营养工作小组测试了益生菌的临床疗效情况下引起的急性腹泻轮状病毒或者其他病原体。26轮状病毒腹泻,腹泻持续时间显著缩短被观察到,而在非特异性或细菌性腹泻没有明确的效应被发现。益生菌的研究表明政府的安全的口服补液和预防轮状病毒腹泻的进化朝着一个旷日持久的过程。
益生菌已经被证明是有效的预防急性小儿腹泻。萨维德拉和他的同事们27进行了一项双盲,安慰剂对照试验在住院婴儿随机接受标准婴儿配方奶粉或相同的公式补充双歧杆菌bifidum(后来更名为双歧杆菌lactis),乳酸链球菌。在17个月随访,31%的患者由于标准婴儿配方奶粉,但只有7%的人接受益生菌补充公式开发腹泻;轮状病毒脱落的患病率显著低于那些接受益生菌补充公式。补充益生菌导致的腹泻发生率明显下降的秘鲁儿童营养不良后15个月。28效果是,然而,限于non-breastfed孩子。最近,一组在Szajewska评估口头管理的功效乳酸菌GG在儿童医院腹泻的预防。29日八十一岁的儿童1-36月,住院的原因除了腹泻,参与了一项随机,双盲试验期间接受益生菌或安慰剂的住院。乳酸菌GG减少院内腹泻的发生率与安慰剂相比(分别为6.7%和33.3%;相对危险度0.2,95%可信区间0.06到0.6)。轮状病毒感染的患病率是相似的益生菌和安慰剂组。然而,使用益生菌与安慰剂相比显著降低轮状病毒肠胃炎的风险,表明益生菌减少院内婴儿腹泻的风险。
炎症性肠病
摄入益生菌有可能稳定在肠道粘膜免疫屏障减少当地的促炎细胞因子的产生(图2)。初步报告显示临床效益在扭转一些免疫干扰克罗恩病的特征。30.大多数证据的作用异常的肠道微生物群落在炎症性肠病,然而,来自实验动物模型。转基因小鼠T细胞受体的靶向删除(TCRα)自发开发结肠炎的肠道微生物区系。31日如果组织肠道相关淋巴组织从小鼠中移除阑尾切除术在新生儿的年龄,但不迟,宽容肠道微生物区系的发展和老鼠不开发结肠炎,表明最初的殖民模式可能决定后续的免疫过程。众多实验研究的确表明,缺乏或不足的成熟信号从肠道微生物区系的结果减少肠道表面面积,改变粘膜酶模式、缺陷non-immunological肠道的屏障,减少炎症反应的能力,一个有缺陷的粘膜IgA系统,废除口服宽容。1,4 -6,32岁的33控制数据的有限的可用性在人类炎性疾病呼吁更多的研究在特定的益生菌菌株的影响在不同形式的炎症性肠病及其并发症。
过敏性疾病
过敏性疾病的发病率一直在西方社会逐步增加。过敏的卫生假说设想特异反应性的快速增加与减少在早期接触细菌。34最早的和最大规模的接触源与肠道微生物区系的建立有关。益生菌的监管作用在人类变应性疾病首次强调的示范对淋巴细胞增殖抑制作用和白介素4代体外。35岁,36随后,immunoinflammatory应对饮食抗原过敏的人被证明是缓解益生菌,这是部分归因于增强生产抗炎细胞因子白介素1037转化生长因子β,38和部分控制肠道过敏性炎症。39
在一个前瞻性研究,肠道微生物区系从76高危婴儿过敏性疾病分析3周,3个月大的常规细菌培养和两个文化独立方法,细菌细胞脂肪酸的气液色谱法和定量荧光原位杂交的细菌细胞。40积极皮肤刺痛反应在22/76(29%)的12个月观察孩子。在3周的年龄在粪便样本中细菌细胞脂肪酸概要文件之间的不同显著婴儿发展而不是发展特异反应性(p = 0.005)。在荧光原位hydridisation过敏性被发现有更多的梭状芽胞杆菌和双歧杆菌的凳子往往少于non-atopics。新生儿肠道微生物区系的差异从而证明之前特异反应性的发展,表明了至关重要的作用的自主成熟的肠道细菌的平衡人体免疫力non-atopic模式。
显著改善过敏性湿疹的临床课程一直在观察婴儿益生菌补充饮食,在平行,系统性的标志38和肠道39过敏炎症明显减少。取得了类似的结果在牛奶过敏的成年人。41在这些科目,牛奶挑战与益生菌菌株防止immunoinflammatory响应特性的响应没有益生菌。
益生菌在过敏性疾病的预防潜在最近被证明在一个双盲,安慰剂对照研究。42益生菌进行预处理和产后6个月儿童过敏性疾病的高危成功地减少过敏性湿疹的发病率一半的价格相比婴儿接受安慰剂。
益生菌疗法:要求特定的菌株
饮食健康和福祉的作用改变了营养的科学发展。目前研究兴趣指向改善生理功能定义超出了食品营养的影响,包括可能减少疾病的风险。这也是对益生菌研究的重点。未来益生菌会更彻底地澄清机制来控制特定的生理过程在疾病的演变在高危人群或特定疾病的饮食管理。益生菌功能食品可以被定义为含有特定的益生菌微生物与科学证明临床疗效为最终产品供人类使用。益生菌功能食品的发展需要新的标准菌株适合特定的迹象。
益生菌作用的先决条件包括生存和粘附特定地区的胃肠道和竞争排除病原体或有害抗原。这些过程可能首先取决于特定应变特征,其次在年龄和宿主的免疫状态。一些益生菌菌株更好遵守小肠,虽然一些专门结合大肠的不同部分。43菌株可能也遵循不同的健康而受损的黏膜。44此外,即使是密切相关的益生菌已被证明具有不同的体外性质,45也可能解释临床疗效的差异。21然而,它最近表明,较低的菌株总体外绑定能力仍可能影响高竞争排除病原体或有害的细菌,46表明需要进一步描述粘附特性开发临床前候选益生菌菌株的选择方法。
益生菌成就也可能源自使用转基因细菌得来的改进或添加功能性质。这些包括益生菌工程产生抗炎细胞因子。报告的影响Lactococcus lactis本地工程产生白介素10在肠道粘膜鼠标指向潜在着未来治疗应用。47其他益生菌的方法改性接触微生物的亚致死的压力,如酸性条件或热量,为了改善胃肠道的生存和提高耐压力,从而与提高竞争力提供机体对病原体的肠道环境。48 -50失活可能也有一个潜在的益生菌的修改。使用灭活而不是可行的微生物会其优点在安全方面,保质期长,和更少的交互与其他组件的食物产品。一般来说,灭活的益生菌研究临床比可行的同行一个较小的程度上。治疗轮状病毒腹泻、灭活的益生菌已经被证明是有效的活跃在缩短腹泻发作的持续时间,但他们的刺激宿主的免疫防御能力较弱。21似乎适用于细菌感染,一样在研究暴露小鼠鼠伤寒沙门氏菌51;唯一可行的益生菌刺激抗原特异性免疫反应。然而,在某些情况下,如肠毒素绑定,不可行的益生菌甚至可能更有效可行的。52
益生菌治疗的安全方面
修改的肠道微生物区系形成了一个相对较新的胃肠道功能紊乱的治疗模式。益生菌治疗与健康影响是一种新颖的方法。摄入大量的可行的细菌需要安全的保证。目前使用的益生菌已经被评为安全用于发酵食品,但一般微生物食品补充剂的安全评价还很不完善。23
一些研究表明,肠道疾病的起源通常由细菌引起的居住在肠道内腔但偶尔把整个肠道上皮细胞。54随着越来越多的粘合剂被选择用于益生菌菌株,胃中的生存能力条件和坚持易位的肠上皮细胞可能带来的风险。55易位可以增强肠道屏障功能障碍引起的炎症。然而,有效益生菌可能拥有属性,抵消上皮损伤,从而降低易位的风险。易位的概念意味着微生物用于口腔细菌疗法的具体安全要求。这些都是压力的来源之一,它的物种特征,其稳定性。一个可接受的人类肠道微生物区系起源是正常的健康的。
益生菌从成员选择正常健康的肠道微生物区系,其中大部分属于乳酸菌或双歧杆菌属,但来自其他物种的益生菌微生物和属最近被引入。双歧杆菌和乳酸菌很少引起疾病通过易位和他们的安全记录在发酵的牛奶、蔬菜和谷物是优秀的。自然在人类所有的粘膜表面也证明了他们的安全。
转基因微生物目前不使用或计划使用的食物。在这一领域的快速发展,然而,可能会改变他们的应用程序的目标。最重要的安全问题是抗生素抗性标记的内容在转基因生物的遗传成分。选择程序已经开发,以确保没有这种专门为lactococci标记。52在新的益生菌的情况下,提出了使用灭活细菌,部分原因是他们的消费似乎比使用安全可行的细菌。然而,信息的影响失活方法细胞壁结构和组合是稀缺的。例如,热处理方法可能会引起大量的益生菌细胞壁结构的变化敏感,因此因此影响例如这些代理的免疫原性和附着力属性。这种担忧限于热处理;不利影响也可以预期,例如,在应对低压冻干法和其他技术治疗。
综上所述,影响和长期传统的和新的益生菌对居民的影响肠道微生物区系特征及其代谢活动应该在定义良好的监测研究。这些应包括描述特定的免疫调节特性的菌株发展的具体定义目标人群的临床应用。
结论
益生菌是活的细菌微生物食品补充剂或组件已被证明对人类健康有益的影响。最近的研究扩大了益生菌的定义,因为它已被证明,转基因微生物和不可行的微生物可能同样具备这样的潜力。然而,正常化的属性不平衡的土著微生物群落由特定种类的健康的肠道微生物群落形式益生菌疗法的基本原理。口头介绍益生菌已被证明加强各种行肠道防御:免疫排斥,消除免疫和免疫调节。益生菌也刺激非特异性宿主抵抗微生物病原体,从而帮助他们消灭。益生菌的应用目前在于降低疾病的风险与肠道屏障功能障碍有关。益生菌菌株的性能不同;不同的细菌或者修改/组件定义了依从性网站,免疫效果,不同的健康与粘膜发炎的环境影响。在未来,这种特定的益生菌特性可能被利用在开发特定疾病的预防和治疗干预措施。