益生菌简介.ppt
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1、李雪龙2016.3 沈阳,益生菌,第一次世界大战恐菌,第二次世界大战抗菌,21世纪保菌,青霉素Fleming1928发现1941使用,志贺菌造成4万人死亡,尼氏大肠杆菌Nissle1917发现1920s使用(最早),微生态学创始人康白提出的微生态发展3个时代,益生菌简述益生菌四个研究阶段益生菌产品开发步骤益生菌未来发展方向,主要内容,人类基因组计划,1990年启动,中、美、英、法、德、日共同参与,预算达30亿美元,解开人体约3万个基因,小贴士:人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。三流运转学说:“三流”即指能量流、物质流及基因信息流,人体的生理代谢和生长发育不仅受自身
2、基因控制,有许多现象,如对疾病的易感性、药物反应等,无法全部用人体基因的差异来解释。在此之后学术界对人体的了解依然不足,甚至更加迷茫。,人类肠道宏基因组计划,肠道细菌共有300多万个基因,欧洲委员会资助,2007年启动,益生菌重要性,人体携带的微生物重量上,数据说明益生菌重要性,1271g,其中胃肠道1000g、皮肤200g、口腔20g、肺20g和鼻腔10g、泌尿生殖器官20g、眼1g,数量上,体积上,可达1014个(百万亿),而人体自身的细胞只有1013个,相当于1个肝脏,但其所产生的生命所需的酶远远超过肝脏,益生菌归属领域,微生态,益生菌,制剂,小贴士:生态环境是指影响人类生存与发展的水资
3、源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称。,合生元,益生元,参考目前FAO/WHO所采用的定义,益生菌是指:“活的微生物,当其摄入达到足够的数量,可以给宿主带来健康的益处,微生物,原核生物,真核生物,真菌,细菌,放线菌,藻类,霉菌,双歧杆菌,酵母,乳杆菌,人体微生态中各种细菌的分类:条件致病菌(条件发生改变,如:比例失调、定位转移时为致病菌)代表:大肠杆菌。,益生功效具有菌株特异性,小贴士:乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。,常见益生菌,双歧杆菌:双歧杆菌存在于动物和人类的生境中,特别是在粪便、牛的瘤胃、污物、人的生殖道、龋齿及蜜蜂的肠道中都能检出
4、。获得合法化及鉴定的双歧杆菌的种共30个,目前这里面被当做益生菌使用的种有8个,包括:青春双歧杆菌、两歧双歧杆菌、动物双歧杆菌、嗜热双歧杆菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、乳双歧杆菌。法国巴黎儿童医院的研究生蒂塞(Tiesser)在1899年首次从母乳喂养儿童的粪便中分离出双歧杆菌。双歧杆菌是严格的专性厌氧菌,主要定植在小肠末端和盲肠、结肠内,在早期的研究中,双歧杆菌大部分是死菌,所以在20世纪50年代以前,学界只认为大肠埃希菌、肠球菌是肠道的主要成员,直到50年代后期,厌氧培养法的日渐成熟,学界才真正认识到这是一个错误的观点。目前研究最为透彻的双歧杆菌仅占肠道菌群的3-6%。,小贴士
5、:人体胃肠道栖息着50个属,1000多个种的细菌、占人体微生物总量的78%以上,其中专性厌氧菌占99%以上。但目前只有10-40%的肠道细菌可用培养的方法被鉴别出来。杨云生比喻,婴儿自出生起2小时在胎便中就能检到双歧杆菌;2-3天双歧杆菌开始增殖;5-7天达到高峰,并占绝对优势;疾病和衰老均能使双歧杆菌的数量发生变化;随着年龄的增长,双歧杆菌逐渐减少;在死亡人体内不能检出双歧杆菌。所以双歧杆菌的数量是检验人体是否健康的重要指标之一。人从出生到死亡,一直伴随着双歧杆菌的存在。,乳杆菌:乳杆菌属几乎是无处不在的,含有碳水化合物的环境一般都能检出,例如食品;人类及动物的呼吸道、胃肠道及生殖道;污物及
6、植物材料。在乳杆菌属中,已经被确定的种有106个,迄今为止还有56个种没有被鉴定,乳杆菌种被广泛的作为益生菌使用,包括:嗜酸乳杆菌、短乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、纤维二糖乳杆菌、卷曲乳杆菌、弯曲乳杆菌、发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、格氏乳杆菌、约氏乳杆菌、植物乳杆菌、唾液乳杆菌等。乳杆菌兼性厌氧,有时微好氧,在有氧时生长差,降低氧压时生长较好,存在于肠道的各段位置,但主要集中在回肠和结肠。,胃pH0.9-1.5排空4-6h 103cfu/ml,小肠pH7.6排空3-8h 105-108cfu/ml,大肠pH8.4排空:排便时间 109-1012cfu/ml,益生菌在人体分布,益生菌简述益生
7、菌四个研究阶段益生菌产品开发步骤益生菌未来发展方向,主要内容,益生菌对消化系统的影响(国内)益生菌对免疫系统的影响(国际)益生菌对代谢系统的影响(起步)益生菌对神经系统的影响(初探),国内外对益生菌的研究阶段,益生菌,治疗,预防,急慢性肠炎腹泻(幼儿的轮状病毒感染)肠易激综合症(IBS)炎症性肠病(IBD)便秘乳糖不耐症消化不良,旅行者腹泻(TD)抗生素相关腹泻(AAD)艰难梭菌相关腹泻(CDAD)辐射相关腹泻(RID)外科手术造成的菌群失调结肠直肠癌(可降低涉及合成、活化致癌物、促肿瘤因子及遗传毒素的酶活性。降解亚硝酸钠、亚硝胺、二甲基肼、苯并芘、丙烯酰胺等诱变剂降低-葡萄糖醛酸酶、偶氮还原
8、酶、硝基还原酶等诱变剂产生酶的活性。),基本原理:调节菌群失调,改变肠道微生物代谢活性,益生菌对消化系统的影响,益生菌,治疗,预防,消化不良急慢性肠炎腹泻(幼儿的轮状病毒感染)肠易激综合症(IBS)炎症性肠病(IBD)乳糖不耐症便秘,旅行者腹泻(TD)抗生素相关腹泻(AAD)艰难梭菌相关腹泻(CDAD)辐射相关腹泻(RID)外科手术造成的菌群失调结肠直肠癌(可降低涉及合成、活化致癌物、促肿瘤因子及遗传毒素的酶活性。亚硝酸钠、亚硝胺、二甲基肼、苯并芘、丙烯酰胺等诱变剂及-葡萄糖醛酸酶、偶氮还原酶、硝基还原酶等诱变剂的产生酶。),基本原理:调节菌群失调,改变肠道微生物代谢活性,益生菌对消化系统的影
9、响,益生菌对消化系统的影响,作用机制:屏障效应:益生菌进入肠道后,一方面起占位性保护作用,防止病原菌粘附人侵肠上皮细胞;另一方面通过产生有机酸等物质抑制病原菌的粘附、生长,从而发挥生物屏障效应。夺氧效应:兼性厌氧菌可以造成生态环境低氧状态,支持肠道内优势菌群生长(如双歧杆菌、乳杆菌、拟杆菌、消化链球菌等);同时,低氧环境会抑制好氧致病菌(非优势菌群)。营养竞争:益生菌在肠道中与致病菌竞争性吸收和利用营养物质,限制致病菌的生长繁殖。免疫作用:益生菌促进巨噬细胞非特异性吞噬作用,能够增强机体非特异性免疫反应。拮抗作用:益生菌产生的过氧化氢、抗菌素及短链脂肪酸(乳酸和醋酸)等多种抗菌活性物质,对肠道
10、致病菌和内源性感染的条件致病菌具有直接拮抗作用。,抢地盘、抢物资、拉关系、直接冲突,小思考:腹泻机制,内毒素先与上皮细胞刷状缘上的受体结合,继而激活了肠黏膜细胞内的腺苷环化酶,使细胞内第二信使cAMP(环磷酸腺苷)、cGMP(环磷酸鸟苷)及钙离子增加,继而使细胞内水与氯向肠腔内分泌增加,每小时可达12L。,益生菌对消化系统的影响,小贴士:阑尾有用吗?阑尾实际上是正常菌群的一个很好的“庇护所”,它作为大肠的“死胡同”,贮存了各种各样的细菌,就像电脑所用的一个“备份盘”,能“重启”在人患病时被“删除”掉的肠道系统。当肠道正常菌群被一些药物杀死,或腹泻排空了肠道内的正常菌群后,阑尾内的细菌就会进入肠
11、内栖息繁殖。如果早期将其割除,年老时可能由于体内益生菌的缺乏出现便秘,甚至导致肠癌的发生,益生菌对消化系统的影响,益生菌对消化系统的影响(国内)益生菌对免疫系统的影响(国际)益生菌对代谢系统的影响(起步)益生菌对神经系统的影响(初探),国内外对益生菌的研究阶段,过敏症是免疫系统的过敏性疾病,是超敏反应的四种形式之一,属于I类(或直接)超敏反应。过敏反应的特点一类被称为免疫球蛋白E(IgE)的抗体,过度激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞,导致极端炎症反应。一些常见的过敏性反应包括哮喘、湿疹、枯草热、荨麻疹、食物过敏、过敏性结膜炎、发痒、流鼻涕和昆虫毒液刺激的反应。,益生菌对免疫系统的影响,在过去的35-
12、40年里,过敏性疾病的患病率在西方社会正以惊人的速度增加,而在发展中国家,过敏性疾病的频率要低得多。与配方奶喂养的婴儿相比,母乳喂养的婴儿过敏性疾病的发病率较低。卫生学假说(Hygienehypothesis)最早起源于1989年,Strachan认为在工业化程度高的地方,生活方式相对干净,对感染性致病原暴露减少,大量使用抗生素及预防接种,使机体 Th1功能发育障碍,会削弱机体免疫功能向非过敏应答倾斜。新生儿出生时,生理上免疫系统倾向于Th2 免疫应答,以后免疫系统发育成熟,逐渐向Th1优势方向转变。如果Th1/Th2的免疫应答平衡发生倾斜,偏向于Th2免疫应答就会促发过敏。婴儿早期接触安全的
13、益生菌可预防以后过敏性疾病的发生。因为微生物抗原进人机体后可诱导产生免疫应答,并伴随有Th1免疫应答增强,使免疫记忆改变方向,偏离Th2 免疫应答。从而使Th1/Th2细胞平衡。,益生菌对免疫系统的影响,益生菌对免疫系统的影响,TH2型,TH2/TH1平衡,反复感染以后免疫系统发育成熟,极少感染,免疫系统发育不成熟,TH2型,TH1型,TH1型,口服免疫耐受(oral tolerance)是指口服可溶性蛋白抗原刺激机体后形成的对该抗原无免疫的应答,对其它抗原仍能应答,这不同于免疫缺陷或使用免疫抑制剂后造成的抑制状态,不会导致自身免疫病的发生。,益生菌对免疫系统的影响,一般来说,益生菌发挥其免疫
14、调节活性具有两种方式:非特异性免疫调节和特异性免疫调节作用。口服益生菌可提高宿主非特异性抵抗病原微生物的能力,从而有利于排除肠道病原体。另外,益生菌治疗有助于肠道微生物环境的稳定,并从而防止炎症介质的产生。,益生菌对免疫系统的影响,一些设计良好的研究提供的证据表明,补充特定的益生菌菌株可有效控制遗传性过敏症。围产期应用鼠李糖乳杆菌LGG可减少近一半高危婴儿出现的湿疹(Isolauri et al.2000)。口服鼠李糖乳杆菌LGG(ATCC 53103)细菌治疗结果表明,可以降低已经升高的特应性皮炎和牛奶过敏患者的粪便中肿瘤坏死因子的浓度(Majarmaa and Isolauri 1997)
15、。益生菌可改善肠黏膜的屏障功能,从而减少抗原通过粘膜,刺激免疫系统。此外,益生菌有助于饮食抗原的酶解,从而减少负载。,益生菌对免疫系统的影响,益生菌对消化系统的影响(国内)益生菌对免疫系统的影响(国际)益生菌对代谢系统的影响(起步)益生菌对神经系统的影响(初探),国内外对益生菌的研究阶段,肥胖 降脂,数量庞大的微生物群体,通过长期与宿主的共同进化,为宿主提供自身不具备的酶和生化代谢通路。,正常人肠道,肥胖人肠道,类杆菌门,硬壁菌门,肠道菌群可以直接调控机体的脂肪合成与存储相关基因的表达,从而扭曲能量代谢,使其向过度合成和存储脂肪的方向发展,最终导致肥胖的形成。,无菌动物实验,糖尿病 降糖,数量
16、庞大的微生物群体,通过长期与宿主的共同进化,为宿主提供自身不具备的酶和生化代谢通路。,正常人肠道,糖尿病人肠道,利用益生菌来治疗糖尿病有其独特的优越性。(1)当大量益生菌存在时,葡萄糖会优先被黏膜上的益生菌利用,减少了其被机体吸收。(2)益生菌具有免疫调节功能,可以防止型糖尿病的免疫亢进对胰岛细胞的损坏。(3)益生菌可以预防和减轻糖尿病的各种并发症。,双歧杆菌,硬壁菌,乳杆菌,梭菌,变形菌,益生菌代谢物能起到降血压的作用,一种是降血压肽,一种是-氨基丁酸(GABA)。降血压肽发现于瑞士乳杆菌发酵乳中,是一种短肽,也叫活性血管紧张素转化酶抑制肽(活性ACE 抑制肽)。血管紧张素有使血管收缩、升高
17、血压的作用。ACE 抑制剂的原理是通过抑制血管紧张素转化为血管紧张素,从而改善血液流动和血压。GABA 也是在发酵乳中存在的,它是一种非蛋白质组成的天然氨基酸,主要存在于哺乳动物脑、脊髓中,是一种重要的抑制性神经传递物质。如果人体内合成或外援补充GABA,其作用于脊髓的血管运动中枢,就能有效的促进血管扩张,达到降血压的效果。,降血压,数量庞大的微生物群体,通过长期与宿主的共同进化,为宿主提供自身不具备的酶和生化代谢通路。,益生菌对消化系统的影响(国内)益生菌对免疫系统的影响(国际)益生菌对代谢系统的影响(起步)益生菌对神经系统的影响(初探),国内外对益生菌的研究阶段,三流运转学说“三流”即指能
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