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科普系列|千難萬險腸中見,菌種選育是關(guān)鍵

發(fā)布日期:2023-03-31 瀏覽次數(shù):1213
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口服益生菌在通過口腔、胃、腸和結(jié)腸的過程中會遇到各種挑戰(zhàn)。而胃腸道的惡劣環(huán)境,以及共生菌對外來菌種的定殖抗力,是影響口服益生菌發(fā)揮健康功效的兩大主要障礙。

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益生菌在胃腸道中的轉(zhuǎn)運

01

口腔

當(dāng)益生菌被攝入時,它們首先接觸到的是口腔中的唾液。唾液是一種透明的微酸性黏液,具有潤滑口腔黏膜、溶解食物和輔助吞咽的作用。唾液中的免疫成分包括分泌性免疫球蛋白A (IgA)、免疫球蛋白G (IgG)和免疫球蛋白M (IgM)。非免疫成分包括蛋白質(zhì)、黏蛋白、多肽和酶等。因此,唾液也具有一定的抗菌作用,可選擇性支持非致齲菌群的生長。體外研究表明,唾液對乳桿菌、片球菌和雙歧桿菌菌株的生長沒有顯著抑制作用。此外由于接觸時間較短,唾液對益生菌的影響可以說微乎其微。

02

胃部

吞咽后益生菌經(jīng)食道到達(dá)胃,在那里它們將面臨此次旅途的第一個大的挑戰(zhàn)——胃酸。胃酸的pH約為1-3,屬于極酸性條件,可導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)pH值降低,對大多數(shù)細(xì)菌是極其致命的。益生菌在胃部停留的時間大約為5分鐘-2小時,如果長時間處于胃酸環(huán)境中,對益生菌活性將產(chǎn)生較大影響。此外,胃中的高離子強(qiáng)度、胃蛋白酶、以及機(jī)械攪動等都會對益生菌產(chǎn)生不利影響。

03

小腸

通過幽門后,益生菌將到達(dá)含有大量胰液和膽汁的小腸。在小腸液的中和下,小腸中的pH上升到6-7,較為適宜益生菌的生長,但小腸液中的膽汁酸以及消化酶(如脂肪酶,蛋白酶和淀粉酶等)依然會在一定程度上破壞益生菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu),或者對胞內(nèi)DNA造成損傷。

04

結(jié)腸

結(jié)腸中含有人體內(nèi)數(shù)量最大、密度最高的菌群(10^11-10^12CFU/ml),因此益生菌在結(jié)腸內(nèi)通常需要面對來自結(jié)腸共生菌的定殖抵抗。益生菌必須與宿主菌群爭奪養(yǎng)分和黏附位點,才能在結(jié)腸粘膜上定殖。未成功定殖的益生菌會在不久后隨糞便排出體外。


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圖片


益生菌在腸黏膜的定殖

益生菌在人體內(nèi)成功定殖,是其發(fā)揮長效益生作用的重要前提。而腸黏膜黏附被認(rèn)為是益生菌定殖的一個關(guān)鍵步驟。細(xì)菌黏附腸黏膜的過程包括可逆和穩(wěn)定兩個階段。最初,益生菌通過非特異性的物理接觸(包括空間和疏水識別)與黏膜結(jié)合,建立可逆的弱物理結(jié)合。緊接著,通過黏附素和互補(bǔ)受體之間的特異性結(jié)合,益生菌與黏液或腸上皮細(xì)胞穩(wěn)定地結(jié)合在一起,實現(xiàn)成功定殖。益生菌可以編碼多種細(xì)胞表面因子,參與黏液蛋白或腸上皮細(xì)胞的黏附。此外,益生菌也可通過磷壁酸、胞外多糖等非蛋白分子與宿主細(xì)胞建立聯(lián)系,進(jìn)而影響?zhàn)じ蕉ㄖ场?/span>


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菌種選育是關(guān)鍵

綜上所述,益生菌需要歷經(jīng)“九九八十一難”才能最終在人體發(fā)揮其作用,說明益生菌不僅要有益生功效,同時也需要具有頑強(qiáng)的生命力!因此,耐脅迫益生菌菌株的定向選育便變得極為重要。通過對酸、膽鹽脅迫生理響應(yīng)與調(diào)控機(jī)制的深入研究,和合生物對從泡菜、酸奶等傳統(tǒng)發(fā)酵食品以及人體腸道中分離得到的耐受性較強(qiáng)的菌株進(jìn)行定向選育,最終得到包括植物乳桿菌HH-LP56、乳雙歧桿菌HH-BA68、干酪乳桿菌PB-LC39、鼠李糖乳桿菌PB-LR76、羅伊氏乳桿菌PB-LR09、約氏乳桿菌LBJ456等在內(nèi)的高耐受性功能菌株。并通過優(yōu)化培養(yǎng)基組成及生產(chǎn)工藝,實現(xiàn)對耐受性基因及關(guān)鍵酶的表達(dá)調(diào)控。此外,包埋技術(shù)的應(yīng)用,也進(jìn)一步提升了菌株對不良環(huán)境的耐受性。


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