婴儿的营养健康状况与双歧杆菌在肠道中的数量密切相关。 双歧杆菌与宿主之间有着相互依存、相互制约的微生态关系,双歧杆菌对人体的生长发育、营养代谢、免疫机能、衰老及粘膜屏障(定植抗力)等方面都有着重要影响。下面就双歧杆菌的微生态学及其在儿科临床和儿童保健中的应用做一介绍。
一、双歧杆菌在人体肠道的定植过程及婴幼儿肠道菌群构成特点
1、双歧杆菌在人体肠道的定植过程
定植是正常肠道菌群在宿主的特异性定位、定居与繁殖的微生态学现象。定植是正常菌群对宿主产生生态效应和发挥生理作用的前提。新生儿的胎便是无菌的,生后2小时即可检出肠道杆菌、细球菌、链球菌等,其数量不断增加。24小时大肠杆菌占优势,数量达到108~1011/g湿便(Mata,1997)。生后第2天检出的双歧杆菌数量不多,但增长十分迅速,第4~5天开始占优势,此时最先出现的肠道杆菌等数量开始逐渐下降,到第 6天左右减少到108~1011/g(Yoshiora,1983),于第6~7天则建立了以双歧杆菌占绝对优势的肠道菌群。在 母乳喂养儿的粪便中,双歧杆菌占细菌总数的98%,可达108~1011/g。可见婴幼儿肠道菌群的出现与定植也有一定的规律,即最先出现并强烈繁殖的是兼性厌氧菌,并迅速达到高峰。双歧杆菌检出于兼性厌氧菌之后,随着双歧杆菌数量迅速上升,兼性厌氧菌逐渐减少,直至双歧杆菌占绝对优势。造成双歧杆菌成为优势菌群的因素是多方面的,如兼性厌氧菌群和需氧菌的“生物夺氧”,造成的厌氧环境刺激了双 歧杆菌等厌氧菌群的大量繁殖;母乳中的“双歧因子”是人乳酪蛋白的低聚糖部分,是含有N-乙酰-D-葡萄糖胺的糖类,为双歧杆菌合成细胞壁所必需。此外,母乳中的分泌型IgA、乳铁蛋白,以及厌氧菌群发酵糖类而产生的大量有机酸,都可抑制肠杆菌的过量繁殖,而保证双歧杆菌在数量上的优势。近年有关双歧杆菌转换为优势菌群的时间后延的报道,认为这是由于助产技术的发展,更加严格的无菌操作,使新生儿从母亲和产房那里获得双歧杆菌的机会减少。
2、婴幼儿肠道菌群的构成特点
饮食是影响肠道中双歧杆菌质与量的重要因素,尽管在,母乳喂养儿、人工喂养儿以及成年人中双歧杆菌都是优势菌,但他们之间的差别也是不小的。母乳营养儿的双歧杆菌在肠道中成为优势菌所用的时间短,而且数量多。人工喂养儿大肠杆菌、肠球菌、葡萄球菌、梭菌、拟杆菌的数量比母乳营养儿高。随着年龄的增长,双歧杆菌的数量又在变化,从婴幼儿时的1011/g粪便到成人的108~1011/g粪便左右,老年人会更少。婴幼儿粪便中常出现的双歧杆菌是婴儿双歧杆菌、两歧双歧 杆菌b型以及长双歧b型,而成人则以青春双歧杆菌和角双歧杆菌常见。
二、双歧杆菌对机体的生理意义
根据瑞典Gustasson博士的计算,成人所携带的微生物原核细胞总数为1014个(一百万亿),而人类自身的组织细胞只有1013个(十万亿),只有占其携带的全部细胞的10%,90%是微生物的细胞。这个庞大的微生物群与机体是作为一个整体存在的,它们相互依赖又相互制约,与机体进行着物质、能量和信息的交流。因此,有人认为它是像呼吸、循环、消化一样的系统。
1、生物屏障作用:双歧杆菌通过磷壁酸与肠粘膜上皮细胞物相互作用而粘附于肠粘膜表面,与其他厌氧菌群形成特异性的微生态占位,从而产生特征性的生态效应,构成一个生物学屏障,表现为肠道的定植抗力,阻止致病菌和条件致病菌定植与入侵。此外,双歧杆菌在繁殖过程中发酵糖类物质产生的大量醋酸和乳酸,可以酸化肠道,使之保持较低的氧化还原电位(Eh),并调节肠道的正确蠕动,这也是双歧杆菌构成生物屏障的一个重要因素。
2、营养作用:杆菌可以合成多种维生素,如B1、B2、B6、B12、K、叶酸、尼克酸、泛酸等。双歧杆菌产生的酸性代谢产物,可以降低肠道的酸碱度和氧化还原电位,有利于钙、铁离子及维生素D的吸收。当某些因素造成严重的菌群失调时,可以出现维生素缺乏和营养性贫血的症状。双歧杆菌本身能否作为营养被机体利用,或像某些肠道细菌如克雷伯菌属所具有的固氮作用尚不明确。
3、免疫调节作用:双歧杆菌通过肠粘膜潘氏盘细胞的刺激来激活肠粘膜免疫系统,并增加IgA的分泌。Yasui等报告经口给小白鼠双歧杆菌活菌液,同时经口给予流感病毒感染动物,检测小鼠外周血中抗流感病毒的循环抗体IgG,双歧杆菌组小鼠血中IgG抗体含量明显高于病毒对照组,说明双歧杆菌能够增强机体的体液免疫而对病原微生物产生特异性的免疫反应。此外,双歧杆菌还通过激活机体巨噬细胞产生一些重要的细胞因子如IL-2、IL-6、TNF-α而发挥免疫调节作用。
4、抑肿瘤作用:越来越多的实验肿瘤学研究成果证实,双歧杆菌活菌、灭活菌体及其完整的细胞壁肽多糖(cell wall preparation,whole peptidoglycan, WPG )均具有肯定的抑瘤效果。
5、控制内毒素血症作用:康白(1987)以大肠杆菌、克雷伯肺炎杆菌、绿脓杆菌及普通变形杆菌的混合菌液灌服大白鼠,通过鲎试验证明已诱发内毒素血症,再用双歧杆菌(DM8504)活菌液灌胃治疗,则鲎试验转为阴性,肠道内双歧杆菌数量增加,肠道革兰氏阴性杆菌也降到正常数量水平。而未治疗的动物鲎试验仍保持阳性,其机理主要是通过双歧杆菌调整肠道菌群平衡,减少了革兰氏阴性杆菌内毒素的释放量。
三、双歧杆菌在儿科临床及保健中的应用
1、婴幼儿营养保健:婴幼儿的营养代谢与双歧杆菌的关系已得到普遍承认,母乳儿与人工儿的营养差别显而易见。母乳中的双歧杆菌因子及其他与双歧杆菌生态代谢有关的因子如SIgA、补体C4、C8、溶菌酶、乳铁蛋白等能促进双歧杆菌成为优势菌群。以双歧杆菌为代表的厌氧优势菌群,在代谢过程中一方面合成大量的B族、叶酸、泛酸等重要的维生素为机体所利用,同时又产生大量的醋酸、乳酸等有机酸,酸化肠道,促进铁钙等营养物质的吸收,有益婴幼儿营养的均衡,增加肠道对痢疾致病性大肠杆菌感染的抵抗力。因此,为了使人工喂养儿也获得母乳儿类似菌群,可补充双歧杆菌制剂或在食物中添加促进双歧杆菌生长的双歧因子,如低聚果糖、异麦芽寡糖等低聚果糖类物质。
2、肠功能紊乱性疾病的治疗:大量研究证实,无论急性腹泻还是慢性腹泻,细菌感染性肠炎还是病毒性肠炎,或旅行者腹泻(水土不服),其肠道菌群本身自稳态均遭到破坏,表现为双歧杆菌等厌氧菌群数量下降,而需氧或兼性厌氧菌群数量增加,二者比例由正常的1000:1下降为1:1,条件致病菌或过路菌大量繁殖而致病。便秘患者肠道菌群的变化也与之相似。这类疾病包括急慢性腹泻、脂肪泻、乳糖不耐受症、消化不良、便秘等的治疗,应用双歧杆菌制剂治疗均收效良好。
3、调整肠道菌群失调:由长期大量应用抗生素、放化疗等引起的菌群失调、外科手术后、婴儿坏死性肠炎以及一些肠道过敏性疾病,双歧杆菌常常减少,补充双歧杆菌可获得比较好的疗效。
4、肝脏疾病的辅助治疗:肝炎、肝硬化患者胆汁分泌不足,下 消化道革兰氏阴性杆菌上行并过度繁殖,释放出大量内毒素,由于双歧杆菌可抑制腐败菌的过盛繁殖,减少内毒素及氨的产生,使血液中的内毒素和氨的含量下降,应用双歧杆菌和低聚糖类制剂治疗肝病、肝昏迷和肝脑综合征也有一定效果。
5、治疗其他疾病:复发性口腔炎、肛周湿疹多与白色念珠菌感染,局部皮肤菌群失调有关,通过口服双歧杆菌抑制该菌,增强局部粘膜的免疫能力,可以加速治愈该病。此外,湿疹患儿肠道菌群出现变化,双歧杆菌多消失,补充双歧杆菌,调整肠道免疫状态,对治疗有益。
文章 婴幼儿牛奶蛋白过敏及其防治
张宝元
主任医师
首都儿科研究所附属儿童医院
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