【第一篇】论文题目: 功能性食品对老年人肠道菌群影响的研究进展
摘要:随着我国老龄化社会的到来, 老年人的健康问题越来越受到重视.肠道作为人体最大的消化器官和免疫器官, 其中的菌群分布一直是影响消化系统的重要组成部分, 对老年人的健康起着至关重要的作用.通过对肠道菌群与老年人健康的关系及功能性食品对老年人肠道菌群的影响进行综述, 以期为相关科研人员提供参考.
关键词:老年人; 肠道菌群; 疾病; 功能性食品;
随着社会的发展和人们生活水平的提高, 人的平均寿命延长, 伴随而来的就是老龄化现象逐渐演变成为一个社会问题.尤其是老年人的健康直接关系着老年人生活质量, 影响老年人的日常生活和饮食起居.随着研究的深入, 老年人的肠道菌群与其代谢疾病、免疫类疾病、胃肠道类疾病、心血管疾病, 甚至精神类疾病等有着密切的联系.因此, 如何维持老年人肠道菌群平衡, 保持老年人肠道微生态的健康, 已经成为亟待解决的研究方向.对国内外关于肠道菌群与老年人健康关系, 以及功能性食品对老年人肠道菌群调节的研究现状进行详细论述.
1 老年人肠道菌群分布
经过多年研究, 老年人肠道菌群分布已经有了基本了解, 研究结果显示健康老年人肠道双歧杆菌的数量较青壮年明显减少, 而肠杆菌科及肠球菌属等细菌的数量则有显着增加, 老年组肠道酵母菌数量虽有增加, 但差异无显着性, 这表明随着年龄的增长, 老年人的肠道微生态发生了演替性变化.老年人肠道最欠缺的益生菌就是双歧杆菌和乳酸杆菌, 并且老年人肠道肠球菌等有害菌较多[1], 肠道菌群的多样性偏低[2].调查显示, 老年人肠道中双歧杆菌的减少可能会导致阴性杆菌的明显增加[3], 这更加说明了双歧杆菌在调节肠道菌群中的重要性.老年人肠道中只有一种肠杆菌科细菌, 以大肠埃希氏菌为主, 占88%[4], 大肠埃希氏菌的代谢物含有可以提高其耐药性的超广谱β内酰胺酶[5].虽然老年人肠道菌群的大致分布已经确定, 但是有害菌、益生菌的相互作用, 以及它们与环境之间的关系仍有待进一步深入研究.
2 肠道菌群与老年人健康的关系
老年人的肠道菌群不仅维持着肠道健康, 也与身体其他器官的健康有着不可分割的联系.许多调节老年人肠道健康的食品和药物既可以防治消化性疾病, 还对肝脏、癌症、糖尿病、心血管系统、免疫功能的恢复有着积极作用.
2.1 肠道菌群与老年人消化性疾病的关系
目前, 许多研究表明肠道细菌与慢性肾脏疾病CKD及其相关并发症有着不可分割的关系[6].肠道菌群的失调会导致难辨梭状芽孢杆菌大量繁殖诱发伪膜性肠炎[7];还会导致细菌代谢的改变, 间接增加直肠癌的发病率[8];也会导致慢性肠炎发病[9], 有研究显示炎症性肠病患者的菌群组成与健康人群不同[10].
2.2 肠道菌群与老年人肝脏疾病的关系
肝脏是清除机体内毒素的主要器官, 其功能状态与肠道微生态系统的平衡息息相关, 一方面肝脏分泌胆汁, 结合型胆汁酸在小肠部位对有口腔、胃、回肠、盲肠来源的外籍菌进行抑制, 游离型胆汁酸在大肠内调节肠道菌群平衡;另一方面, 肠道平衡通过抑制内毒素过量产生而保护肝脏, 还可以协助肝脏对脂肪、蛋白质、糖、维生素、激素等的代谢调节.一旦肝脏的屏障功能受损, 肝脏解毒能力下降, 肠道菌群就会出现失调, 也就有可能导致内毒素血症并引起肝脏持续性损害.因此, 如能维持肠道菌群平衡, 有效减少清除肝病患者体内的内毒素和TNF-α, 就有可能防治肝功能衰竭.同时, 肠道菌群的失调与非酒精性脂肪肝病 (NAFLD) 的发病率呈正相关, 通过服用益生菌可调节肠道菌群, 防止NAFLD病变[11].
2.3 肠道菌群与老年人癌症的关系
癌症是发病率和死亡率增长最快, 对人群健康和生命威胁最大的恶性疾病之一, 其中肺癌最常见, 对于肺癌, 普遍使用的非手术方法是化疗, 这种治疗方法对非小细胞癌患者肠道菌群影响明显, 加重了老年非小细胞癌肠道微生态紊乱.试验证明, 顺铂联合益生菌处理能增强顺铂抗肿瘤生长和凋亡作用, 这无疑说明了共生菌群的抗肿瘤作用[12], 其中双歧杆菌使小鼠的抗肿瘤T细胞反应显着增加[13].
2.4 肠道菌群与老年人糖尿病的关系
肠道菌群平衡不仅可以抗肿瘤, 还对糖尿病的治疗有着不小的益处.一项来自东芬兰大学的新研究表明血清中高浓度的吲哚丙酸可以预防Ⅱ型糖尿病.吲哚丙酸是肠道细菌产生的代谢产物, 人体可以通过高纤维食物增强吲哚丙酸的产生.这项发现为肠道细菌在饮食、代谢与健康之间的相互关系提供了新观点.研究发现, 老年Ⅱ型糖尿病患者的肠道菌群中相比健康人的双歧杆菌数量非常少, 而肠球菌和大肠杆菌的数量非常多.因此, 在防治老年人群糖尿病时, 不仅要降低老年糖尿病患者的血糖, 还要帮助他们调节肠道菌群平衡[14], 这样才能更加有效地预防和治疗糖尿病.
2.5 肠道菌群与老年人心血管疾病的关系
研究表明, 肠道菌群与心血管疾病具有一定相关性, 通过干扰肠道细菌来预防心脏病, 调控肠道菌群有望成为治疗心血管疾病的新兴疗法.Yang T等人[15]报道了肠道菌群失调与高血压的相关性.其研究发现, 原发性高血压大鼠的血压水平和肠道菌群改变相关, 粪便变异程度增大, 产生酯类和丁酸的菌群显着减少.除了厚壁菌门与拟杆菌比例增加5倍外, 微生物的丰富性、多样性和均匀分布程度和每毫升的DNA含量均明显减少.原发性高血压大鼠的粪便菌群变异程度大大超过了正常大鼠.自发性高血压大鼠粪便中分泌乳酸的菌群显着增加, 如链球菌和乳杆菌较多, 产生丁酸盐的菌群显着减少.肠道菌群失调与高血压、动脉粥样硬化、心肌梗塞和心力衰竭等心血管疾病相关, 肠道菌群失调可能是促进心血管疾病发生的原因之一.调控肠道菌群有望在将来作为心血管疾病的潜在治疗靶点[16].
2.6 肠道菌群与老年人免疫性疾病的关系
炎性细胞因子是一组多肽类细胞调节物质的总称, 包括白细胞介素、干扰素、生长因子、细胞刺激因子、肿瘤坏死因子等.炎性细胞因子主要由外周的免疫细胞合成 (如巨噬细胞、淋巴细胞、纤维母细胞) , 因此它对人体免疫功能有着巨大影响.肠道菌群通过影响炎性细胞因子的释放, 从而影响人体免疫功能.中老年人肠道菌群多样性的减少可能会影响其机体CDT细胞为中心的非特异性自然免疫功能[2].布拉氏酵母菌可以稳定肠道菌群, 减少炎性细胞因子的释放[17].肠道菌群重建治疗酒精性肝病慢性腹泻可改善患者肝功能, 其机制可能与调节炎性细胞因子的表达有关[18].溃疡性结肠炎患者肠道菌群失调会促使炎性细胞因子的分泌并激发肠黏膜炎症, 其中双歧杆菌和乳酸杆菌数量严重减少, 拟杆菌和肠球菌数量会上升[19].活的双歧杆菌和热灭活双歧杆菌都表现了免疫调节作用, 都会抑制炎性细胞因子的产生[20].可以看出, 肠道菌群的失调会促进炎性细胞因子的产生, 而益生菌对炎性细胞因子有抑制作用.健康的肠道菌群在人体免疫中有着很重要的作用, 它可以控制炎性因子的产生, 并且对免疫细胞数量也有一定影响.
3 功能性食品对老年人肠道菌群的影响
近年来, 功能性食品成为人们研究的热点.经过大量动物试验和人体试验, 人们近年来在研究过程中有所发现的对老年人肠道菌群有益的功能性成分主要有益生菌、多酚、膳食纤维和多不饱和脂肪酸.
3.1 益生菌
如何调节老年人肠道微生态是老年人肠道菌群研究的重点, 现在人们调节肠道微生态的主要方式是服用微生态制剂和食用添加益生菌的功能性食品.微生态制剂是利用正常微生物和促进微生物生长的物质制成的活微生物制剂, 为了改善口感、增加营养、提高活菌的活性, 还在益生菌里添加食品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等制成功能性食品, 如益生菌发酵乳、益生菌饮料等.二者都对老人肠道健康有着重要作用, 尤其是我国传统中药与微生态制剂结合对老年人肠道健康有着巨大的积极作用.
3.1.1 益生菌微生态制剂
双歧杆菌三联活菌片, 能补充正常生理菌, 纠正菌群失衡, 修复肠道屏障[21].枯草杆菌二联活菌肠溶胶囊, 能够明显降低老年人肠道菌群失调的几率[22].术前补充双歧杆菌和嗜酸乳杆菌三联活菌制剂, 可明显调节肠道手术后的肠道菌群, 缩短肠道功能恢复时间[23].还有马乳酒样乳杆菌ZW3, 可以成功定植于小鼠肠道, 改善小鼠肠道菌群[24].
3.1.2 益生菌功能性食品
益生菌发酵乳产品中富含乳杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌, 其中的干酪乳杆菌ATCC 393能够在胃肠道的转运中存活并调节肠道菌群[25].因此, 摄入发酵乳或含菊粉的发酵乳能够增加粪便中双歧杆菌的数量并抑制大肠杆菌和产气荚膜梭状芽胞杆菌, 有益于改善肠道功能[26].在各种益生菌发酵乳中, 富含双歧杆菌的发酵乳对肠道健康的作用是很突出的, 双歧杆菌BB12发酵乳可大大增加双歧杆菌和乳杆菌的数量, 让肠球菌和肠杆菌的数量有效降低, 同时不影响产气荚膜梭菌[27];传统发酵乳Viili比单菌发酵乳能更全面地改善肠道菌群, 维持肠道健康[28].也就是说, 多种益生菌共同发酵的发酵乳具有更好的肠道保健功能.
虽然微生态制剂可以有效改善肠道菌群, 但是如果只用微生态制剂, 总体疗效毕竟有限, 为此研究者探索了更多调节老人肠道菌群的方法.与单用培菲康这种微生态制剂相比, 将培菲康与补中益气丸对老人联合使用对于老年人肠道菌群失调相关性腹泻的疗效更好, 更有利于有益菌定植生长, 重建肠道微生态平衡[29];将培菲康与藿香正气软胶囊对老人联合使用治疗老年肠道菌群失调性腹泻能在更短的时间产生同样的治疗效果[30].与双歧杆菌四联活菌片相比, 健脾益肠汤治疗老年人肠道菌群失调效果更好、更加安全无副作用[31].参苓白术是我国很经典的一味中药, 不仅能有效预防老年人因使用抗生素导致的肠道菌群失调[32], 还可以有效治疗老年人因使用抗生素导致的腹泻[33].将参苓白术散与活菌联合使用可明显改善患者肝功能、肝硬化, 纠正肠道菌群失调[34].
3.2 多酚类物质对老年人肠道菌群的影响
除了服用益生菌这种通过直接增加肠道中益生菌群来恢复老人肠道健康的方法外, 让老年人摄入适量多酚类物质也可以很好地维持肠道健康.茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称, 具有抗氧化作用和抑菌作用.茶多酚可吸附食品中的异味, 因此具有一定的除臭作用, 对食品中的色素具有保护作用, 它既可起到天然色素的作用, 又可防止食品退色, 茶多酚还具有抑制亚硝酸盐的形成和积累作用.对于人体健康, 食品品质都有重要意义.近年的研究者发现茶多酚对于肠道菌群也十分有益, 可促进双歧杆菌增殖[35].绿茶多酚有利于特定肠道菌群的稳定性, 它可能具有益生元活性, 有利于预防肥胖[36].草莓富含多酚类物质, 有着降血压、降血脂的作用.
3.3 膳食纤维对老年人肠道健康的影响
膳食纤维是一种多糖, 既不能被胃肠道消化吸收, 也不能产生能量.被营养学界补充认定为第七类营养素, 和传统的6类营养素---蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质与水并列.膳食纤维具有降血糖、通便等作用.
3.3.1 膳食纤维对益生菌的影响
在老年人的肠道菌群中, 膳食纤维可以被微生物利用, 有利于肠道菌群平衡.粗粮中富含膳食纤维, 黄小米、燕麦中的水溶性膳食纤维能够被人类粪便中的微生物代谢, 产生甲酸、乙酸、丙酸、丁酸;在发酵系统中加入水溶性膳食纤维, 随着发酵时间的延长, 短链脂肪酸含量增加.说明膳食纤维与短链脂肪酸也有一定联系, 当增加膳食纤维的浓度, 短链脂肪酸也会增加[37].益生菌数量也会增加.膳食纤维的摄入可以改变在小肠内产短链脂肪酸微生物的构成和短链脂肪酸的产量[38].百岁老人摄入的膳食纤维比例都比较高, 他们的肠道菌群中有益菌的比例也较高, 其中双歧杆菌和乳酸菌都更加丰富[39].
3.3.2 膳食纤维对肠道疾病的防治
膳食纤维还可以通过调节肠道菌群来预防和治疗一些疾病.膳食纤维是大肠杆菌的发酵底物, 在预防结直肠癌中起着至关重要的作用.低剂量阿司匹林强化膳食纤维可作为预防结直肠癌尤其是易发生肿瘤个体的一种可能预防措施[40].高纤维饮食导致肠道菌群的变化, 对心血管疾病的发展起到保护作用[41].膳食纤维作为第七大营养素, 对老年人肠道菌群的作用是不容忽视的, 将膳食纤维与一些食品添加剂结合不仅可以提高食品品质, 还能赋予食品一些功能性.膳食纤维在功能性食品的研发上有着重大作用.除了粗粮, 很多水果 (如草莓) 也富含膳食纤维.
3.4 多不饱和脂肪酸
多不饱和脂肪酸 (PUFA) 指含有2个或2个以上双键且碳链长度为18~22个碳原子的直链脂肪酸.通常分为ω-3和ω-6, 多不饱和脂肪酸可以降低心血管疾病, 降低胆固醇, 这些都是大家公认的.近年的研究发现, 多不饱和脂肪酸不仅可以预防肥胖, 在肠道菌群的调节上也有着重要作用.一些由细菌代谢产生的多不饱和脂肪酸与粪便中的益生菌呈正相关, 与血清胆固醇呈负相关[42].虽然多不饱和脂肪酸对健康有益, 但并不是所有多不饱和脂肪酸都如此, 如果小鼠摄入的食物中ω-6多不饱和脂肪酸与ω-3多不饱和脂肪酸的比值过高会破坏肠道菌群的平衡[43].ω-3多不饱和脂肪酸饮食可改变肠道菌群和抑制肥胖, 而ω-6多不饱和脂肪酸的作用明显不如ω-3多不饱和脂肪酸[44].更有动物试验表明ω-3多不饱和脂肪酸可以降低高脂饮食大鼠的体重并调节其肠道菌群[45], 降低肠道通透性及内毒素, 增加黏膜厚度[46]和保护肠黏膜屏障功能[47], 使肠道黏膜功能更完整[48].
研究发现, ω-3多不饱和脂肪酸相对于ω-6多不饱和脂肪酸, 对肠道的益处是非常多的, 高含量的ω-6多不饱和脂肪酸饮食会导致肠道中有害微生物的增加并诱发肠道炎症的发生, 补充ω-3多不饱和脂肪酸可以减少有害微生物的数量并抑制炎症[49], 因此开发的功能性食品应尽量提高ω-3多不饱和脂肪酸所占的比例.鱼油就是一种富含ω-3多不饱和脂肪酸的食品, 可对肠道菌群产生有益的影响[50], 在人处于肥胖时, 能调节肠道菌群缓解肠道炎症[51].多不饱和脂肪酸之所以能改善肠道菌群, 主要是因为多不饱和脂肪酸可加快丁酸产生菌的生长, 增加短链脂肪酸的含量, 降低肠道p H值, 减少次级胆汁酸含量, 起到改善肠道环境的作用, 并预防直肠癌[52].此外, ω-3多不饱和脂肪酸还在肠内皮细胞中具有潜在的抗血管生成作用[53], 并抑制肠息肉的发展[54].动物模型的体内研究表明, ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸都可以减少肠道炎症的发生, 其中ω-3多不饱和脂肪酸的效果更为显着[55].
4 展望
老年人肠道菌群、人体健康及功能性食品的相关性研究方兴未艾, 目前与各种疾病的相关性研究尚处于初级阶段, 许多关键的科学技术和问题尚需要深入探索, 尤其在分子机制等方面仍存在许多未知之处.利用功能性食品来调控肠道菌群作为防治老年人疾病的主要方法, 还需要进一步研究评估, 具体的作用机理也需要进一步论证.但是, 随着肠道菌群与疾病的相关性研究逐步深入, 肠道菌群的特殊功能、致病机制也将被一一揭示, 由此, 也会大大提高肠道菌群与老年人健康的研究水平.
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