肠道,是人体最大的消化、排泄和免疫器官,又被称为人体的第二大脑,也叫做肠脑。人体肠道内包含一个巨大的神经网络和大量的神经递质物质,不断与大脑交换信息;同时,肠道中还寄生着10万亿个细菌,影响着机体的体重和消化能力、抵抗感染和自体免疫疾病的患病风险等,因此,肠道菌群按照一定比例组合,彼此制约和依存,在数量上与宿主构成一种共生共赢的生态平衡。
人体微生态系统,包括口腔、皮肤、泌尿、胃肠道4个生态系统,以肠道微生态系统最为重要和复杂,主要由肠道正常菌群及其所生活的环境共同组成,微生物量占人体总微生物量的 78%;不仅是消化系统的重要组成部分,也是免疫功能的关键因素之一,因此,人体70%的免疫系统位于肠道。
人类肠道微生物组包括1014个与人类肠道相关的常驻微生物,多数为放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门及变形菌门;主要位于消化道的远端,其生物量超过每克含量1011个细胞。肠道菌群可以分为三类,以双歧杆菌、乳酸杆菌等为代表的益生菌、以阴沟肠杆菌为代表的有害菌,以及人畜无害的中性菌。
肠道菌群与健康
肠道菌群在免疫系统的形成、发育和成熟中起着至关重要的作用。无菌动物的免疫发育受损,表现为未成熟的肠道相关淋巴组织、肠道淋巴细胞数量减少、抗菌肽和免疫球蛋白IgA水平下降等,且这些改变在共生菌定植后发生了逆转。
同时,肠道菌群能够通过产生具有免疫调节和抗炎功能的分子,如短链脂肪酸、吲哚及其衍生物、次级胆汁酸等来调节免疫系统和免疫细胞反应,包括T细胞、B细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。可见,肠道菌群对免疫系统的形成和维持至关重要。
近年来,越来越多的研究发现,肠道菌群失衡与很多疾病的发生有着很密切的关系,并且发病部位不仅只限于肠道,甚至波及全身部位,如神经系统、内分泌系统、心血管系统、肿瘤等,甚至可能影响心理健康。
调节肠道菌群的功能性食品成分
1.益生菌
从安全性角度考虑,目前工业用益生菌主要来源于健康人体、动物,以及发酵乳制品、泡菜、纳豆等传统发酵食品。
中国食品科学技术学会益生菌分会等也联合发布《益生菌科学共识(2020年版)》,其中也明确指出益生菌需具有足够数量、活菌状态、有益健康功能的3大核心特征。
益生菌作为优势菌群,能与肠黏膜紧密结合构成肠道的生物屏障,并且通过占位效应、营养竞争及其分泌的各种代谢产物和细菌素等,来抑制条件致病菌的过度生长和外来致病菌的入侵,对于维持肠道的微生态平衡起着重要作用。
2.膳食纤维
1991年,世界卫生组织营养专家将膳食纤维从碳水化合物大家族中分出来,并将之列为继碳水化合物、蛋白质、脂肪、水、矿物质和维生素之后的“第七大营养元素”。
3.功能性低聚糖
其中,功能性低聚糖,为非消化性低聚糖,由2至10个单糖分子脱水,通过α、β型糖苷键连接形成有直链和支链的低度聚合糖,具有甜度、粘度等糖的特性,不能被人体吸收,但进入大肠后能够增殖有益细菌、抑制有害细菌,并有着热量低、降低胆固醇、提高机体免疫力、预防肿瘤等功效;主要包括低聚果糖(Fructo oligosaccharide)、低聚半乳糖(Galactooligosaccharides,)、低聚异麦芽糖(Isomal maltose oligomeric)、低聚木糖(Xylooligosaccharides)、低聚龙胆糖(Gentiooligsaccharide)等。因此,功能性低聚糖已经成为开发功能性食品的重要原料或食品添加剂。
4.多酚类物质
同时,多酚类物质可以抑制肠道内有害菌群的生长繁殖,促进有益菌如乳杆菌、双歧杆菌等的生长,降低厚壁菌门与拟杆菌门的比值,进而减轻由高脂饮食引起的肥胖和其他代谢综合症等。