多年来,发展的研究旨在描述人类肠道微生物和确定个别物种的作用。益生菌菌株(益生菌)被定义为“活微生物在足够当管理带来的健康益处主机”( 1]。当摄入或应用于皮肤,益生菌相互作用的微生物栖息身体的各个领域。目前,增加消费者的营养意识发达社会。上述转化为消费者利益在食品,不仅可以满足饥饿,也满足额外的生理和营养功能,通过改善健康和预防疾病。益生菌的主要优势是他们影响微生物的发展在某种程度上确保一个适当的病原体和细菌之间的平衡身体的正常运转的必要条件。

出于这个原因,益生菌被广泛用于恢复正常后的微生物组成的抗生素治疗。也有报道特殊作用的益生菌的预防和治疗肥胖、糖尿病、过敏、哮喘、肺部疾病、自身免疫性疾病、HIV(人类免疫缺陷病毒)感染、癌症、泌尿生殖感染、和胃肠道疾病,如腹泻、肠易激综合症,坏死性小肠结肠炎,或肝硬化以及根除 幽门螺杆菌感染。读者可以发现这些研究在一个广泛的审查由希尔et al。 1]。

本文讨论了可能的益生菌的作用机制,并强调它们选择疾病的预防和治疗中使用的实体。

益生菌特性与微生物的特定菌株相关联。为了一株被描述为“益生菌”,它必须满足许多需求相关的安全、功能和技术适用性( 2, 3]。安全性是决定基于应变的起源、抗生素耐药性的程度,没有与致病菌株的关系。当评估功能、生存能力和维持代谢活动和增长目标站点的考虑,以及对病原体如敌对活动 幽门螺杆菌, 沙门氏菌spp。 单核细胞增多性李斯特氏菌,或 艰难梭状芽胞杆菌。技术证明是非常有用,例如,通过有效的生产大量的生物质和高生产力的文化和他们的抵抗噬菌体( 3]。益生菌微生物用于主要属于人类 乳酸菌和 双歧杆菌属物种。它们不仅无脂多糖引起炎症,但他们也释放积极分子,帮助肠道和皮肤健康。其他常用益生菌 Lactococcus, 链球菌, 肠球菌,以及 芽孢杆菌clausii, 肠球菌都有效SF68,一些属的酵母菌株 酿酒。的 大肠杆菌Nissle1917株是一个独特的益生菌,综合semirough脂多糖(LPS)和不能产生P -和S-fimbrial丰富,是重要的致病因素 大肠杆菌菌株。由于这些特性, 大肠杆菌Nissle1917没有致病作用,可用于治疗胃肠疾病( 4]。

列表中包含的最常用的益生菌菌株的医药产品,用作食品添加剂提出了表 1。

益生菌与宿主交互的机制是最有可能的多效性的。最有力的临床证据的益生菌对人类健康的有益作用是免疫调节活动体现在提高身体免疫力 7, 8]。肠道,连同内脏相关淋巴组织(GALT),扮演着重要的角色在确保和维护身体的免疫力。这个系统失衡导致炎症的消化系统。相信粘膜通透性增加,肠道上皮细胞失去完整性(iec)也在其他疾病的发病机理中发挥作用 6- - - - - - 8]。

它已经表明,益生菌影响肠道组织的每一个部分(如粘液屏障、上皮、固有层),血管和神经的组件,控制肠道平滑肌蠕动,和肠系膜淋巴结与免疫系统的能力。行动的可能机制之一是直接改善肠道防御屏障减少粘膜通透性和改善上皮完整性和益生菌与共生的生物体之间的相互作用( 7]。益生菌发挥重要作用在调节先天和适应性免疫系统通过激活巨噬细胞、NK细胞和细胞毒性T细胞,通过调制IgA生产,刺激toll样受体(通常),和修改细胞因子表达谱( 7, 8]。共生的细菌的有益作用,如乳酸杆菌,与模式识别受体的刺激(PRRs),尤其是通常在肠上皮细胞和树突细胞的表面。这些受体识别microbial-associated分子模式(mamp),和他们的激活触发细胞内传播的众多瀑布,进而导致内源性抗菌制剂的生产,defensins,促炎细胞因子和趋化因子。由于上面,被激活的机制调节肠道屏障的紧张和限制微生物在肠道内腔的存在。通过这些机制,益生菌促进免疫系统的创建一个新生的孩子,其中,通过平衡辅助淋巴细胞亚群的活动Th1、Th2和刺激调节性T细胞(Treg)亚种群 9]。还报道说,益生菌可以产生代谢物与当地抗炎和系统性活动,因此,间接影响炎症反应。这些代谢产物主要是短链脂肪酸(SCFAs)如丁、乙酸和丙酸( 9, 10]。SCFAs绑定到G-protein-coupled受体诱导细胞内信号。因此,SCFAs作为微生物和大脑之间的介质,由于肠道细菌影响大脑的生理和行为( 11]。他们激活受体(FFAR2、FFAR3或GPR109A)在肠道上皮细胞,导致核分泌的抑制NF - κ转录因子的B淋巴细胞。SCFAs还能够抑制组蛋白去乙酰酶抑制剂在Treg淋巴细胞,从而增加他们的数量,从而抑制过度的免疫反应。SCFAs也刺激回肠和结肠L细胞产生胃肠激素如胰多肽YY (PYY组)和glucagon-like peptide-1 (GLP-1)。在1993年,这是第一次证明静脉管理PYY组肽降低食欲。GLP-1的主要任务是刺激胰岛素分泌,和受体肽在消化系统肠内分泌胰腺和的一部分在中枢神经系统(CNS) [ 12]。SCFAs刺激耐受性树突状细胞(dc)触发CD4 + T细胞分化成亚群。这些效应抑制细胞因子的生产由中性粒细胞和巨噬细胞与受体相互作用。益生菌产生的色氨酸和吲哚衍生物与AhR交互(芳基碳氢化合物受体),而腺苷和肌苷衍生物与adenosine-2A受体交互。受体是位于T淋巴细胞,和上述化合物的相互作用导致抗炎效应。组胺产生的一些益生菌菌株与H2受体存在于肠道上皮细胞和巨噬细胞。这种相互作用导致减少促炎细胞因子(TNF -水平 α、MCP-1和il - 12) [ 10]。

细菌能够产生和释放神经递质等 γ酸氨基丁酸(GABA)、5 -羟色胺、儿茶酚胺和组胺或其前驱物。神经递质发送信号通过肠嗜铬细胞的细胞和肠神经中枢神经系统受体。GABA,主要的抑制性神经递质在中枢神经系统,其功能障碍与抑郁、焦虑、自闭症和精神分裂症,产生在人类肠道 短乳和 双歧杆菌dentium( 11]。益生菌代谢的其他产品是细菌素,可与抗生素相比。acidophylline,他们包括acidoline lactacin、lactocidin reuterin lactoline, enterocin。还有其他代谢物具有抗癌或免疫抑制活动。益生菌的抗菌性能不仅包括抗菌化合物的生产,而且与病原菌竞争粘附在上皮和营养。益生菌菌株的coaggregate使形成保护屏障防止病原体的上皮的殖民化。此外,他们有能力抑制细菌毒素的生产。益生菌已经被证明能增加维生素的合成和吸收(主要来自B组,但也PP和K)和矿物质化合物和刺激生产有机酸和氨基酸。他们也可能会产生粘液以及酯酶等酶,脂肪酶,和辅酶A, Q, NAD和辅酶ii ( 2, 13]。益生菌已经被证明能够有效地降低总胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)。有几个提议益生菌的作用机制对总胆固醇和低密度脂蛋白的水平。这些酶早期解离胆汁盐的水解,胆汁酸的能力结合胆固醇在小肠,同化和胆固醇进入益生菌的细胞膜胆固醇转化为coprostanol,或减少低密度脂蛋白胆固醇酯的粒子( 13]。

也可以认为,益生菌菌株可能负责检测和退化的潜在致癌物质( 13, 14]。乳酸菌在肠道发生过程中扮演一个角色回归,因为它们对免疫调节的影响。此外,他们有能力增加和减少抗炎细胞因子的生产,在防止致癌性发挥重要作用。他们也能够激活吞噬细胞消除癌细胞处于初期阶段。使用益生菌的死亡与高温结合辐射帮助增加肿瘤细胞的检测。降低抗致癌物质在无菌鼠被观察到。有许多队列研究显示食用奶制品和之间的相关性结肠癌和直肠癌的风险( 14]。

变应性疾病近几十年来已经成为一个严重的健康问题。过敏性皮肤炎的病例数,食物过敏,哮喘或不断增加,尤其在西方社会。解释这一现象,“卫生假说”是经常调用,声称减少暴露于微生物在生命早期导致Th1 / Th2淋巴细胞之间的失衡。盖伯瑞尔集团的研究也证实了这种假设(“多学科研究确定哮喘的遗传和环境原因在欧洲共同体,”盖伯瑞尔,高级研究),这清楚地表明,特异反应性或哮喘的风险显著降低儿童接触环境微生物相比,孩子们成长在城市( 15]。进行了大量研究来解释的复杂机制过敏发展( 16- - - - - - 23]。在临床试验中观察到 喂食GG (LGG)减少呼出一氧化氮的浓度在4 - 7岁儿童哮喘。然而,使用 这种乳酸菌, 乳杆菌HN001, 乳酸菌paracasei无性系种群。 paracaseiF19, 双歧杆菌bifidum, b . lactis和 Lactococcus lactis婴儿不会降低哮喘症状( 17]。更有利的结果通过检查的有效性益生菌的预防和治疗湿疹和过敏性皮炎。Kukkonen等人证明给孕妇复杂的益生菌( 乳杆菌、双歧杆菌谕令,和 丙酸菌属freudenreichii特应性皮炎)显著减少的风险在两岁儿童的 18]。LGG的预防效果中也得到了证实另一个临床研究孕妇在新西兰 19]。21个临床试验的荟萃分析产前及产后女性被赋予益生菌显示他们是有效的预防而不是治疗特应性皮炎( 20.]。另一个荟萃分析的结果表明益生菌的发展湿疹的预防效果,但是使用益生菌的有效性其他过敏性疾病还没有得到证实。然而,效果温和,和可复制的数据是唯一的益生菌菌株 乳杆菌GG (LGG)。世界变态反应组织(WAO)建议使用益生菌在孕妇和哺乳期妇女和婴儿只有高遗传性过敏症的风险( 21]。

大幅增加世界各地的食物过敏的患病率和严重性也促使寻找新的治疗策略。失调的肠道微生物在生命早期发展的一个关键因素是食物过敏。肠道微生物组是一个有前途的目标创新的治疗和预防策略。证据证实益生菌调节免疫耐受的影响肠道菌群的结构和功能,与肠上皮细胞相互作用,改变多发地肠道渗透性等机制和粘液厚度和通过免疫原性机制包括sIgA的刺激 β-defensin生产以及调制细胞因子反应的免疫细胞。非常有益的影响减轻食物过敏已被证明 l .杆菌和 b . adolescentis和益生菌混合物 l .干酪乳杆菌W56 ,l . lactisW58, l .嗜酸的W55, 唾液l .W57, b .对象W52, b . lactisW18, b . longumW51 [ 22]。Neau等人证实了预防食物过敏影响牛奶的3的新菌株 唾液乳杆菌LA307, 双歧杆菌longum无性系种群。 对象的LA308, 乳杆菌LA305 [ 23]。在对220名儿童进行的一项临床研究证实对牛奶过敏,这是表明政府的高水解酪蛋白结合压力 乳杆菌GG减少过敏症状的发生和加速收购牛奶蛋白质公差( 24]。

花生过敏是第二个最常见的过敏性疾病,尤其是在儿童。澳大利亚研究人员进行了一项研究,使用益生菌和花生口服免疫疗法(PPOIT)。治疗持续了18个月 喂食CGMCC1.3724被用作益生菌。在研究结束时,观察到PPOIT组中,89.7%的参与者是安慰剂组中麻木的比例为7.1%。此外,研究人员检查了孩子们参与研究的条件后4年。他们对坚果过敏反应检查,进行皮肤测试,和锗硅的浓度对花生和sIgG4抗体测定。结果表明,67%的儿童从PPOIT组可以安全地吃花生。尽管这项研究的结果是有前途的,这还需要进一步的研究来证实PPOIT治疗可能成为治疗花生过敏( 25, 26]。

上述研究的结果表明益生菌的治疗潜力,虽然进一步,更详细的研究有必要充分了解潜在的益生菌在对抗过敏性疾病。

心血管疾病(CVD)是全世界范围内导致死亡的主要原因。有许多报道某些益生菌菌株用于治疗的有益特性旨在降低胆固醇和高血压的治疗。已经证明益生菌预防中风,直接由生产某些蛋白质和激活热休克蛋白,并防止心脏病发作后肥大。此外,他们调节脂肪代谢,影响脂肪细胞的大小,调节瘦素和脂联素的循环。它也被发现,蛋白质由LGG如我有心血管效应存在剂量依赖的相关性,减少缺血性中风的风险。观察蛋白质由相似的属性 l .杆菌299 v ( 27]。益生菌对心肌的保护作用已经在动物模型研究中被证实。抑制促炎细胞因子的生产和减少氧化应激也被展出 谕令,l .干酪乳杆菌l .发酵剂。保加利亚, l .嗜酸的。因此,益生菌补充剂可能会发现使用作为额外预防选项在患者冠心病的风险 28, 29日]。高胆固醇,尤其是低密度脂蛋白分数,是高血压的主要前体,高脂血症,冠心病,也会导致动脉中斑块形成。血清低密度脂蛋白分数保持在最佳范围内减少这些疾病发生的可能性。在一项研究中进行了随机临床试验的荟萃分析1971例,结果表明,益生菌菌株,即, l .嗜酸的l . Lactis和 l .杆菌显著降低血清总胆固醇水平( 30.]。降低总胆固醇和低密度脂蛋白分数在所有的组与对照组相比在485年一项研究涉及患者高,边缘,和正常胆固醇( 31日]。在临床试验中,菌株等 乳杆菌ECGC 13110402, 乳酸菌酵母我3, 双歧杆菌lactisHN019, 乳酸链球菌, 嗜酸乳杆菌L1, 双歧杆菌longumb11, 乳杆菌299 v显示总胆固醇水平降低的效果。最有利的结果的情况 l .嗜酸的和 l .杆菌( 13]。迄今为止,加拿大卫生部已只批准一个益生菌产品推荐治疗心血管疾病。的product-Cardioviva™,也可用在美国和欧洲,包含了20亿个封装 这种乳酸菌NCIMB 30242个细菌,临床证明能降低低密度脂蛋白胆固醇与高胆固醇血症(11.6%的成年人 32]。

高血压和高胆固醇血症密切相关。已经证明所选菌株的属 乳酸菌和 双歧杆菌属有效地降低血压,因为他们生产多肽药物相似,集团的血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂( 33]。14个临床试验的702名参与者的荟萃分析显示,发酵益生菌牛奶显著降低高血压患者的收缩压和舒张压。人口的增加 乳酸菌和 双歧杆菌属政府造成的发酵牛奶引起的比例增加蛋白水解活性和抑制ACE ( 34]。

可用的荟萃分析有一定的局限性,因此应该进行更多的随机多中心研究拓宽知识的可能性,使用益生菌治疗心血管疾病。

无数的研究描述了肠道微生物对人类健康的影响和体内平衡。此外,研究还描述了微生物的可能作用在大脑功能紊乱的发病机制。神经精神疾病有各种各样的原因。新兴的证据之间的交互的大脑,肠子,微生物可以帮助解释这些复杂的相互作用的机制。一个双向信息交换发生在肠脑轴。直接和间接交换机制包括神经(交感、肠神经)、激素(5 -羟色胺类,GABA,中性的大脑因素),和免疫途径。相信改变肠道微生物组是一个可能的原因的一些脑部疾病,包括帕金森病(PD),阿尔茨海默病(AD)和多发性硬化症(MS)。在研究成年病人,减少的百分比 Prevotellaceae被发现在PD患者的粪便样本与对照组相比。更大的份额 肠杆菌科观察患者体位不稳定和运动困难。微生物的组成也是研究儿童复发缓和女士的数量的减少 Fusobacteria与复发的风险显著相关。减少细菌的数量 普氏菌和 乳酸菌属(女士一直在观察人 10]。根据上述调查结果,似乎合理的测试属性支持治疗PD的益生菌,广告,和女士疾病。 α-核蛋白在神经退化的过程中扮演一个重要角色。它是一个蛋白质丰富的神经元,其生理作用是不完全清楚。然而,大量的数据表明其参与突触末梢释放的神经递质和神经可塑性。这种蛋白质的正常功能是干扰在其聚合。聚合 α-核蛋白参与细胞死亡在神经退行性疾病,包括帕金森病、阿尔茨海默病与路易小体,并与路易体痴呆。 α-核蛋白激活toll样受体,导致炎症反应的形成前神经元的变性。因此,抑制toll样受体延迟PD或广告的发展。最著名的益生菌属的菌株 乳酸菌和 双歧杆菌属与通常相互作用,有助于减少炎症。因此,他们可能是重要的在防止神经元的变性 35]。阿克巴里等人的研究表明,益生菌补充剂组成的 嗜酸乳杆菌, 干酪乳杆菌, 双歧杆菌bifidum, 乳酸菌酵母管理3个月改善患者的认知功能的广告( 36]。“psychobiotics”也被证实的有效性在20日研究阿尔茨海默氏症患者。肠道炎症标志物检查和粪便样本进行分析之前和之后4周的补充益生菌组成的 干酪乳杆菌W56, Lactococcus lactisW19, 嗜酸乳杆菌W22, 双歧杆菌lactisW52, 乳酸菌paracaseiW20, 乳杆菌B62, 乳杆菌W23, 唾液乳杆菌W24。治疗后,增加 Faecalibacterium prausnitzii观察与基线相比。同时,犬尿氨酸血清水平增加了。结果表明,阿尔茨海默氏症的患者,用multispecies补充益生菌影响肠道细菌的组成,表明微生物调制可能影响阿尔茨海默病的发展和课程( 37]。然而,不同的结果在60岁的患者的研究65 - 90年阿尔茨海默病的晚期。他们收到了益生菌菌株的混合物: 乳酸菌酵母、乳杆菌、和 双歧杆菌lactis或 嗜酸乳杆菌、双歧杆菌bifidum,和 双歧杆菌longum3个月。这项研究显示,患者对治疗不敏感。作者强调负面测试结果可能是由于使用其他细菌培养和包容的患者在疾病的晚期( 38]。

在临床试验中,帕金森病人的混合物为12周以下品种: 嗜酸乳杆菌(2×109 CFU / g), 这种乳酸菌(2×109 CFU / g), 双歧杆菌bifidum(2×109 CFU / g), 乳酸菌酵母(2×109 CFU / g)。改善运动和参数如c反应蛋白水平,谷胱甘肽浓度,观察胰岛素敏感性检验组( 39]。另一项研究表明,口服的 干酪乳杆菌冻干(LcS)应变为4周改善运动功能和减少肢体痉挛状态。此外,政府相同的应变导致显著减少焦虑症状与对照组相比在慢性疲劳综合症患者。此外,政府相同的应变减少腹部疼痛,减少肠胃气胀,和改善PD患者的粪便一致性。有益效果,缓解帕金森病的症状,也是政府后观察 l . helveticusR0052, b . longumR0175, b . animalis无性系种群。 lactis, 嗜热菌,l .发酵剂。保加利亚, l . lactis无性系种群。 lactis( 40, 41]。一个最新的评论文章讨论了微生物疗法作为一种新的治疗帕金森病。这种分析还包含数据的影响粪便移植患者的帕金森病( 42]。

已经观察到,医学患者增加了与促炎的免疫相关基因表达途径,包括干扰素,TLR, il - 6,树突状细胞的成熟。在这些患者中,一个更大的人口 Akkermansia和 Methanobrevibacter物种也指出,这些细菌的数量相比,健康对照组。 Akkermansiamucus-degrading细菌,进而扰乱肠道的功能障碍,这可能是微生物群的组成和之间的直接关系的发生[女士 43]。女士也有患者数量的减少 乳酸菌细菌。这些益生菌菌株的管理导致增加细菌微生物的多样性。因此,使用益生菌减少女士的失调特点和减少属的细菌的数量 Akkermansia和 Blautia。在免疫水平,管理的益生菌诱导抗炎外围免疫反应。此外,在对照组女士风险基因(HLA-DQA1),减少了这种基因的表达被观察到。这些结果表明,益生菌的治疗可能有协同效应( 44]。也有研究表明 这种l .减轻症状,改善患者的生活质量的多发性硬化( 10]。

益生菌的潜在有用的预防或治疗神经退行性疾病已经成为一个广泛研究的主题。然而,需要进一步的研究来优化简单和复杂的成分和剂量配方和培养个体神经退行性疾病的最佳治疗方案。此外,未来的研究还应该考虑到益生菌在神经退行性疾病患者的耐受性和安全性,以及激素,免疫,神经化学和代谢变化引起的益生菌和益生元。因此,需要进一步的投资大规模的临床试验来证明益生菌的功效在神经退行性疾病 45]。

美国食品和药物管理局(FDA)形容益生菌通常被认为是安全的(肝)。基于随机临床试验的分析,益生菌的潜在应用包括囊性纤维化的治疗(例如, 乳酸菌GG)、自闭症谱系障碍(例如, l .杆菌WCFS1),阿尔茨海默病(如 l .嗜酸的,l .干酪乳杆菌bifidum,酵母)和腹腔疾病(例如, b .对象NLS, b . longum7347年摄影, b .谕令BR03, b .谕令B632);预防龋齿(例如, 乳酸菌GG),与机械通气相关肺炎(例如, l .干酪乳杆菌喂食,l .杆菌299年, b . longum+ l . bulgaricus+ Str.酸奶)和尿路感染(例如, 乳酸菌GG);和预防核辐射症状(例如, l .干酪乳杆菌dn - 114001)。然而,有些情况下,益生菌不应接种。这种情况下包括免疫抑制治疗,抗癌治疗,急性胰腺炎。建议谨慎使用的益生菌在早产儿,在免疫缺陷的患者,患者的导管插入大血管,患者或严重的临床状况。益生菌通过空肠造口术的政府也可能是一个风险因素。脓毒症的病例也报告发生了短肠综合症患儿接受LGG补充。此外,几十例fungemia在个人已报告收到 美国boulardii以及在个人接受细菌益生菌菌血症。在极少数情况下,益生菌可能含有抗生素抗性基因,他们可以传给其他的菌株,包括有害菌株引起感染( 46, 47]。虽然postantibiotic益生菌被广泛用于治疗腹泻 艰难梭状芽胞杆菌感染,缺乏明确的数据证实了这种疗法的合法性( 48, 49]。

了解人类的肠道生态系统及其在维护健康的作用仍然是有限的。益生菌菌株的作用机制还有待充分解释道。调制的微生物组成和益生菌对人体的影响是通过细菌素等机制和SCFA生产、上皮细胞屏障调制,先天免疫调制(树突状细胞成熟),影响Th1 Th2比率,增加调节性T细胞的数量和活动,和致癌化合物的降解 9- - - - - - 14]。

彻底的理解这些机制有必要充分和安全使用的益生菌菌株可能带来的潜在益处从过敏患者,神经退行性或心脏疾病。益生菌可能取决于治疗的有效性,疾病,和应变或菌株的益生菌。此外,益生菌可以有效地治疗疾病,而不是预防。迄今为止的研究表明,益生菌对人体健康有益的和多方面的影响,鼓励进一步的实验和临床研究。一些益生菌的活动都被记录在案,和他们使用单独或结合其他疗法可以被认为是“以证据为基础的。“然而,在许多情况下,这还需要进一步的研究,因为现有证据不足以证明益生菌本身的有效性。精心设计的多中心临床试验需要确认个人益生菌菌株的性能管理在特定的剂量和澄清的时间治疗。考虑使用益生菌的禁忌症和可能的副作用,这还需要进一步的研究在他们的安全。