乳酸菌在疾病预防中的应用
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摘要：乳酸菌作为机体内必不可少的正常生理菌群对机体有特殊的生理作用，文章综述了乳酸菌在预防癌症、心血管疾病、肾结石、炎症性肠病和过敏性疾病等方面的研究进展，为乳酸菌在疾病预防领域的开发利用提供借鉴。
关键词：乳酸菌；疾病预防：展望
中图分类号：Q939.9 文献标识码：A 文章编号：1674－0432(2011)－05－0325－3
2001年，联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织将益生菌定义为：通过摄取适当的量，对食用者的身体健康能发挥有效作用的活菌。近年来，随着人类对益生菌研究范围及功能的不断扩大和深入，益生菌产品的应用也更加的广泛。目前，常用益生菌种类主要包括双歧杆菌类，乳杆菌类和革兰氏阳性球菌。其中，双歧杆菌类有长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和青春双歧杆菌等；乳杆菌类有嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆和乳酸乳杆菌等；革兰氏阳性球菌有粪链球菌、嗜热链球菌、乳链球菌等。此外，还有明串球菌属、片球菌属、肠球菌属和酒球菌属的菌种也可用作益生菌。
目前，世界上常用于益生菌发酵的菌种大多为乳酸菌，广泛用于发酵乳制品，如酸奶、乳饮料、奶酪等；功能性食品配料和食品添加剂，如在婴儿配方乳粉、中老年乳粉、果汁等产品中的添加；膳食补充剂如片剂、胶囊等以及饲料微生态制剂。大量研究表明，乳酸菌能增强机体免疫功能，预防肠道腹泻，治疗乳糖不耐受症，降胆固醇和降血压，合成和吸收营养物质，抗肿瘤等多种功能，能有效预防多种疾病。正因为如此，乳酸菌被越来越多的应用于医药、食品及饲料工业等多个行业中。目前对于乳酸菌疾病预防方面的研究越来越受到重视，本文对此简单作以综述。
1 乳酸菌概述
乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是一类能利用碳水化合物产生乳酸的革兰氏阳性菌的通称。乳酸菌在自然界中种类很多，广泛分布于动物的肠、胃、口腔之中，皮肤表面以及乳、乳制品、肉类制
品中、水果、蔬菜、谷物及植物制品上。除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的，且具有重要生理功能的菌群。乳酸菌是一种兼性厌氧菌，适合在氧含量低或无氧的环境下生长，不耐高温，但耐酸，在pH值3.0～4.5时仍可生长，对胃中的酸性环境有一定的耐受性。乳酸菌是专性发酵菌，都能发酵一定的糖类，产生乳酸(分同型和异型乳酸发酵)，分解蛋白质和脂肪的能力微弱。
2 乳酸菌与疾病的预防
2.1乳酸菌与癌症的预防
癌症的诱发因素是复杂的，分为体内因素和体外因素。体内因素包括遗传、内分泌、免疫、精神等方面；体外因素包括物理、化学、生物学因素。近年来，科学家研究发现乳酸菌具有抗癌防癌的功效。乳酸杆菌可以抑制多种肿瘤的发生、发展。
抗胃肠道肿瘤作用是被最早发现的，胃癌发生的主要因素是幽门螺杆菌感染，体外实验中发现嗜酸乳杆菌等多种乳酸杆菌可阻止幽门螺杆菌在哺乳类动物上皮细胞粘附，并能抑制白细胞介素28(IL－28)释放，有效预防幽门螺杆菌感染。Fem ia A P和Luceri c等使用含低聚果糖的菊粉和乳酸杆菌混合喂食大鼠，实验证实可有效降低氧化偶氮甲烷诱发结肠癌的致癌率。M izu tani和M it suoka等用含有乳酸杆菌饲料喂养肝癌多发系小鼠C3H／He可使肝癌的发生率降低为46％，而普通喂养条件下的肝癌发生率为75％。大桥等对摄取乳酸杆菌与发生膀胱癌的危险性相关的病例进行对照研究，认为某种程度上可以通过摄取含乳酸菌饮料的习惯来降低膀胱癌发病的危险。流行病学调查也发现，长期食用酸奶制品可以降低膀胱癌的发生。大量的动物实验也证实乳酸杆菌可很好地抑制多种肿瘤。乳酸杆菌能够抑制纤维瘤、浅表膀胱癌、淋巴瘤、黑色素瘤等多种肿瘤的发生、转移与复发。
2.2乳酸菌与心血管疾病的预防
心血管疾病，又称循环系统疾病，已经成为引起人类死亡的三大杀手之一。高血压和高胆固醇则被认为是冠心病、动脉粥样硬化等心血管疾病的最主要的发病因素。研究发现许多乳酸菌及发酵食品都具有降低血压及降低血清总胆固醇的功效。
2.2.1降血压作用研究表明许多乳酸菌发酵制品都具有降血压功能，主要是由于在发酵过程中，乳酸菌分泌的蛋白酶分解乳蛋白质产生对ACE(血管紧张素转化酶)活性具有抑制作用的多肽，从而达到降血压的效果。而发酵乳制品降血压作用的强与弱与其所使用的乳酸菌的种类密切相关。目前已经发现了多种具有降血压作用的乳酸菌，其中主要以瑞士乳杆菌(Lactobacillus.helveticus)为主。瑞士乳杆菌具有较强的蛋白分解酶系统，研究发现由它发酵的乳制品具有较强的抑制ACE及抗高血压活性，Yamamoto等用Lactobacillus helveticus CP790所分泌的胞外蛋白水解酶来水解酪蛋白，发现其水解物有较强的抗高血压功能，并从中分离到具有抗高血压作用的活性肽。除瑞士乳杆菌外，其他一些乳酸菌具有降血压功能。Gobbetti等研究发现，保加利亚乳杆菌(L bulgaricus SSI)和乳酸杆菌(L.lactiscremoris FT4)的发酵牛乳中也分离获得了具有降压作用的小肽。
2.2.2降胆固醇作用二十世纪七十年代初，Mann和Spoerry发现非洲Masai人由于长期大量饮用由当地某种野生的乳酸菌发酵牛奶，血清胆固醇的含量明显比普通人群低，随后他们调查了经常消费酸奶和发酵乳制品的美国人，发现这类人群体内血清胆固醇的含量同样较低，这一发现随即引起了乳酸菌降胆固醇作用的研究热潮。迄今，大量的研究发现和证实不同种类的乳酸菌具有降低胆固醇作用的效果。
Akalin等将小鼠分别饲喂含有嗜酸乳杆菌的酸奶和鲜牛奶，测定乳酸菌对血清胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇浓度的影响，结果发现饲喂含乳酸菌的酸奶可以显著的降低小鼠的血清胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇浓度。Lin等将高血清胆固醇水平的人群随机分成三组，服用剂量相同的嗜酸乳杆菌制剂，结果显示参加实验的人群血清胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的含量明显的下降，而且血清胆固醇含量越高，血清胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的浓度下降越显著。另外，Usman等也在大鼠研究中发现乳酸菌具有降低血清胆固醇的功能。
2.3乳酸菌与肾结石的预防
泌尿系。肾结石根据结石成分的不同，可分为草酸钙结石、磷酸钙结石、尿酸(尿酸盐)结石、磷酸铵镁结石、胱氨酸结石及嘌呤结石六类，其中草酸钙结石占结石中80－84％。草酸钙。肾结石就是草酸和钙结合后在尿液中沉淀下来就形成结石，降低尿中的草酸盐浓度能有效的预防。肾结石。
研究表明，某些乳酸菌具有分解草酸盐的能力，降低高草酸尿从而预防草酸钙。肾结石。Campieri等使高草酸尿患者连续4周服用冻干乳酸菌，结果表明尿草酸含量均显著减少，乳酸
菌具有草酸分解能力，可能是防止尿结石形成的新途径。英国的Thokozile Lewanika等通过模拟人体结肠环境发现乳酸菌在肠道中能够有效分解草酸盐，从而降低尿中草酸盐浓度。Hokamas等研究证实人体肠道中常驻有分解草酸的细菌，提示保持人体肠道中常驻菌的平衡有助于维护消化内环境的稳定是人体预防结石发生的天然防御机制。王华将。肾草酸钙结石模型大鼠饲喂乳酸菌，检测尿中草酸浓度，结果显示饲喂乳酸菌的大鼠草酸盐的含量明显低于对照组，证实了乳酸菌可能作为一种有潜在治疗作用的方法应用于草酸钙结石的预防。
2.4乳酸菌与炎症性肠病
炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)是一组致病因素尚不明确的反复发作的慢性炎症性肠道疾病，主要包括溃疡性结肠炎(uc)和克罗恩病(CD)。免疫系统异常是造成遗传易感性个体的炎症和组织损伤的内在因素。IBD病人肠道菌群失调，正常菌群中的某些细菌如乳酸杆菌和双歧杆菌等数量明显减少。Fabia等发现溃疡性结肠炎(uc)病人粪便中乳酸杆菌等厌氧菌含量明显减少，而恢复期则与正常人差别不大。Favier等发现活动性克罗恩病(cD)病人粪便中双歧杆菌量明显减少。因此，近年来许多学者对于益生菌改善肠道菌群，缓解病情方面进行了大量的动物实验和临场试验，结果表明某些乳酸菌制剂对IBD有显著的治疗效果。任科雨等观察嗜酸乳杆菌治疗小鼠实验性结肠炎的疗效及对STATl、STAT4、IL 12的影响，研究表明嗜酸乳杆菌对小鼠实验性结肠炎有治疗作用，可抑制炎症因子的表达，可能是通过抑制STATl、STAT4信号分子的表达来减少致炎因子的分泌而发挥治疗作用。Gionchetti等应用一种包括乳酸菌等8种益生菌的高浓度的益生菌混和制剂，能预防贮袋炎的复发。Gosselink等发现每天口服乳杆菌LGG，可预防术后贮袋炎的发生及明显降低其复发率。还有研究表明益生菌可能是通过对肠道黏膜免疫的调节，降低炎性因子IL－21 β、IL－28的表达水平，抑制T细胞活性，减少炎性细胞的浸润，增强黏膜屏障功能等而起作用的。
2.5乳酸菌缓解疼痛
内脏痛是许多肠道疾病最常见的症状之一，内脏异常疼痛的产生主要归结为两个因素：外周敏感化和中枢敏感化。各种原因引起的感觉末梢和初级传入神经元的敏感化可以诱导和易化中枢敏感化。乳酸菌能调节肠道敏感性改变，调节肠道内在感觉神经元的兴奋性，改善肠道疾病引起的疼痛。由于乳酸菌较为安全，能干扰痛觉的产生过程，越来越多的学者开始进行肠道益生菌调制痛觉及其机制的研究。Tanll等发现，乳酸杆菌灌入麻醉大鼠的十二指肠20－30min后，颈部迷走神经的AP频率发生改变，所以肠道益生菌可能直接作用于肠道神经系统起作用。健康大鼠摄入肠道益生菌之后，能够明显缓解CRD(结直肠机械扩张刺激)诱导的疼痛。乳酸杆菌可以调节小鼠结肠运动和内脏疼痛：摄入后能够改变健康大鼠游离结肠段中内在肠神经丛感觉神经的兴奋性。Kamiya等也观察到乳酸杆菌能够调节CRD诱导的脊髓背根神经纤维的放电。2007年，Eutamene等发现副干酪乳杆菌NCC2461具有镇痛作用，应能恢复肠的通透性从而减轻新生期母婴分离对大鼠的影响。研究人员认为该机制可能是由于活化的粘膜免疫细胞对痛觉感受器发挥作用所致。
2.6乳酸菌与过敏性疾病
过敏性疾病不仅仅是一种常见病，已经成为一种全球范围的流行病。WHO(世界卫生组织)把此类疾病确定为“21世纪重点研究和预防的疾病”。过敏性疾病是机体受抗原性物质(也称过敏原)，如花粉、粉尘、食物、药物、寄生虫等刺激后，引起的组织损伤或生理功能紊乱，属于异常的或病理性的免疫反应。因此过敏性疾病在临床上也称为变态反应性疾病。免疫学认为，变态反应性疾病的发生是由于TH1细胞及TH2细胞的失衡所致。有研究发现，乳酸菌能刺激白细胞介素12(IL－12)的产生，进而改变TH1及TH2的平衡，从而具有预防或／和治疗变态反应性疾病的潜能。然而益生菌对免疫调节的作用机制还不清楚，最近一些研究显示，CD14可能是其预防变态性疾病的潜在靶位。
婴儿湿疹是婴儿时期一种最常见的变态反应性疾病，芬兰研究人员发现在湿疹儿童患者的食物中掺入LGG乳酸菌有助于减轻其过敏症状。林立等对235例新生儿进行了口服益生菌的对照试验，发现试验组婴儿湿疹发病率明显低于对照组，说明婴儿早期服用益生菌对湿疹有预防作用。日本的一项研究表明，每天吃乳酸菌食品在一定程度上可缓解包括花粉症在内的过敏性鼻炎症状。国外已有多篇文献报道，益生菌对过敏性皮炎有预防作用，具体机制尚未明了。Kirjavainen进行了水解乳+乳杆菌LGG活菌制剂和水解乳+LGG死菌制剂对皮疹改善的疗效比较，结果证实活菌制剂更能使皮疹得到缓解，而且无腹泻等不良反应。
3 展望
21世纪，是医学从治疗医学向预防医学转化的时代，人们愈来愈重视疾病的预防。乳酸菌是人和动物肠道内具有诸多益生功能的正常菌群，在世界范围内被公认为是安全无毒的(GenerallyRegarded As Safe，GRAS)，广泛地应用于食品发酵、医药生产、保健药物及饲料添加剂等工业。随着人们对乳酸菌预防疾病功能的不断认识，各种乳酸菌产品的不断研发必定会为人类的健康保驾护航，也将为人类带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。