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后生元是什么?能带来哪些健康益处?

后生元是什么?能带来哪些健康益处?

人体微生物组对人体短期和长期的健康都至关重要。它们与人们早期发育息息相关,并决定了成年期的免疫功能、微生物组和整体健康状况。


益生菌能够为我们带来广泛的健康益处。随着研究的深入,科学家渐渐注意到益生菌具有健康的功能可能是建立在它们的菌体本身、代谢物、或是裂解产物,而这些物质正是我们今天要着重介绍的后生元。那么后生元是什么

后生元是什么?


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什么是后生元?


2021年5月,国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)发表了后生元(Postbiotics)的共识声明:后生元是指对宿主健康有益的无生命微生物和/或其成分的制剂。


简单来说,后生元是益生菌经由热处理、物理性处理、高静水压处理、冷冻干燥、超声波震荡等加工方式处理后,仍保有与活菌相同活性成分的菌体成分的统称,包括菌体成分和代谢产物。


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后生元成分:菌体成分和菌体代谢物


后生元中的有效菌体成分——脂壁酸是决定耐受性的关键,脂壁酸上含有高比率的丙胺酸可以保护后生元不易受到酸、碱、热的破坏,呈现出耐热、耐酸和耐久存的特性。


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后生元能够带来哪些益处?


尽管相较于益生菌,后生元的起步较晚,但是当前已经有不少研究探究了后生元可能存在的健康益处,例如调节肠道菌群、改善腹泻、改善肠易激综合征(IBS)症状、减少过敏、压力管理等。


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抑制有害菌,调节肠道菌群


后生元具有高黏附性,竞争性地抑制了各种致病菌,阻止致病微生物的侵入和肠毒素的侵害,从而营造出一个更适合益生菌生长的环境,让肠道有益菌处于优势状态。


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有研究发现,植物乳杆菌RG11、RG14、RI11、UL4、TL1和RSS菌株的酸性培养上清液对单核细胞增生李斯特菌L-MS、沙门氏菌S-1000、大肠杆菌E-30和耐万古霉素肠球菌等致病性细菌具有明显的抑制活性的作用。


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腹泻


2014 年发表的一项荟萃分析共纳入了4项随机对照试验,涉及了304名1~48个月的患有急性胃肠炎的儿童。该荟萃分析的结果表明,与安慰剂相比,处理嗜酸乳杆菌LB可缩短住院患儿的腹泻持续时间。两组第3天治愈的几率相似,但是嗜酸乳杆菌LB增加了第4天治愈的几率。



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肠易激综合征


2020 年发表的一项随机、双盲、安慰剂对照试验,探究了经热处理的双歧杆菌MIMBb75对IBS的治疗效果。该研究对443例肠易激综合征(IBS)患者进行了口服热灭活双歧杆菌MIMBb75的治疗。结果显示,与对照组相比,该疗法显著缓解了IBS相关的症状,如腹痛或不适、腹胀和不正常的排便习惯。而且试验组与对照组的安全性和耐受性接近,均无严重不良事件。


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用于过敏疾病


2020年发表于《Eur Respir Rev》的文章“细菌裂解物治疗预防喘息发作和哮喘恶化:一项系统回顾和荟萃分析”中指出,细菌裂解物可以防止呼吸道感染的复发,并可能减少病情的加重。


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此外,特应性皮炎症状的严重程度与肠道中产生丁酸盐的细菌数量成反比,表明后生元对于特应性皮炎也可能具有一定的益处。


还有研究表明,后生元可能对食物过敏产生有益影响。一项对 200 多名儿童的临床研究表明,富含产丁酸盐的细菌微生物群与牛奶过敏的早期缓解有关。


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后生元是如何发挥健康益处的呢?


后生元所发挥的健康益处可能是由许多不同的机制所驱动的。在某些情况下,这些机制可能与已知的益生菌作用机制类似。


主要包括:调节常驻菌群、增强上皮细胞屏障功能、调节局部和全身免疫、系统代谢反应的调节和通过神经系统发出信号。


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后生元发挥作用的潜在机制及利用该机制的示例


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调节常驻菌群


后生元可以直接调节肠道菌群,体内研究表明,后生元中的分子,如乳酸还有细菌素,都具有抗菌活性。


后生元也可以间接地调节微生物组,例如:后生元中可能存在群体感应和群体猝灭分子;肠道中的某些微生物可以利用后生元中携带的乳酸,产生有益的短链脂肪酸(SCFA)和丁酸盐。


如果在处理后,后生元中仍含有保持原样的黏附素(如菌毛和凝集素),那么后生元也可以与常驻微生物竞争黏附位点。


后生元


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增强上皮细胞屏障功能


后生元中的短链脂肪酸如果达到足够的水平,也有可能会改变上皮屏障功能,并抵御脂多糖诱导的破坏。例如,在Caco-2细胞中,丁酸盐可通过组蛋白乙酰化激活脂肪氧合酶,来改变紧密连接的通透性,促进其功能。


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健康的肠道屏障


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免疫反应的调节


局部和全身的免疫调节活动,通常由微生物相关的分子模式与免疫细胞的特定模式识别受体相互作用来介导,从而导致各种细胞因子和免疫调节剂的表达。如果不被灭活过程破坏或改变,这些与微生物相关的分子模式也可能存在于后生元中。


此外,后生元中可能还存在着其他免疫调节微生物代谢物,这些代谢物包括:组胺、支链脂肪酸和短链脂肪酸(已被证明会影响许多免疫反应,包括抑制 NF-κB)。


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短链脂肪酸的产生


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系统代谢反应的调节


后生元对全身代谢反应的影响,可直接由灭活微生物内部和表面的代谢物或酶介导。例如琥珀酸(一种细菌进行碳水化合物发酵的中间产物),它是肠道糖异生的底物,已被发现可以改善小鼠的血糖调控。


其他已知的宿主代谢调节剂,包括微生物源的维生素和短链脂肪酸。丙酸能改善胰岛素敏感性、糖耐量以及脂质代谢;丁酸可以上调抗氧化剂谷胱甘肽,并能对健康人结肠的氧化应激产生有益的影响。


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通过神经系统发出信号


微生物可以产生多种神经活性物质,这些物质可以作用于肠道和中枢神经系统,可能可以调节动物和人类的行为及认知功能。微生物酶也可以代谢营养物质,用于宿主神经递质的合成,从而降低营养物质的生物利用率。


同样,微生物代谢物也可能可以发挥作用,如 短链脂肪酸(SCFA)可以刺激肠嗜铬细胞产生5-羟色胺;在人体干预研究中,SCFA 能够通过刺激厌食激素的释放,来改善进食行为;小鼠试验表明,肠道中产生的乙酸可以进入大脑,通过中枢代谢机制调节食欲。


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随着研究的发展,后生元有益于健康的潜力变得越来越明显。希望在科学家们的不断努力下,后生元可以成为另一种安全有效的功能益生菌解决方案,帮助人们获得健康。




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