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朋友,你听说过吗,当人患某些疾病时,吃点细菌就会菌到病除?这并非天方夜谭,而是近十多年来科学家们研制出的新兴药品——益生素。人们会问,益生素是何种灵药,有如此奇效?益生素是一类有益于微生物生长的微生态调节剂,也称为活菌制剂。以细菌来治病,道理何在呢?
1 益生素与抗生素
1928年,英国微生物学家、细菌学家弗莱明在做实验时,发现了能抑制葡萄球菌的霉菌,80年后,抗生素风靡全球,对医疗事业的发展做出了重大贡献。随着人们生活水平的提高和对健康的重视程度不断加强,人们开始发现抗生素在带来优良治疗效果的背后所隐藏的负面效应,如抗生素引起的内源性感染和二重感染、耐药性的产生、肠道正常菌群的破坏和畜产品及环境中的残留等问题。这些都将对养殖业、饲料工业和动物带来严重威胁,进而通过食物链危及人类的健康。
益生素首先被利雷和史帝文生(1965)使用,定义为“由一种微生物分泌,刺激另一种微生物生长的物质”。后来又由美国食品与药品管理局(FDA)把这类产品定义为“可以直接饲喂的微生物制剂品”。
这一概念在1989年又被进一步明确,仅仅局限在活的微生物制剂范围内,其主要功能在于能改善动物肠道中微生态平衡,从而赋予寄主许多有益的效果。
总之,益生素是利用人或畜体内的正常微生物成员,经过体外驯化及大量培养而制成的活菌制剂。
抗生素是微生物的代谢产物,能够抑制消化道内微生物(有害菌和有益菌)的生长或将其杀死;而益生素是通过向消化道内导入对动物有益的活菌,从而使有益菌处于主导地位。
2 益生素的作用机理
益生素是一种活的微生物制剂,它的作用机理目前主要有以下3种学说。
2.1 优势菌群学说
正常动物肠道内的细菌与宿主保持着动态平衡,且微生物种群中的优势种群对整个种群起决定作用,维持着畜禽的正常生长和生产。这些菌群一旦失去了平衡,就会使原来的优势菌群发生更替,引起机体消化机能紊乱,抑制动物的生长发育,严重的则可致病。而添加益生素的目的就是为了补充有益菌,使有益菌在数量和作用强度上占绝对优势,使优势菌群得到恢复。这些菌群的繁殖和代谢,大大地抑制致病菌群的生长繁殖,从而保持菌群的正平衡,有效防止菌群失调症发生。
2.2 菌群屏障学说
益生素参与消化道有益菌群与致病菌之间的生存和繁殖空间竞争、时间竞争、定居部位竞争以及营养竞争,益生素可竞争性地抑制病原菌附着在肠壁上。它们有的通过改变有害菌附着的受体结构,有的由于与病原菌结构相似,同病原菌竞争附着空间,限制致病菌的生存、繁殖。有益菌在消化道内生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面可抑制消化道粘附病原菌,中和毒性产物;另一方面也可防止毒素以及废物等有毒成分的吸收。因此,给幼龄动物饲喂益生素可有助于建立正常的有益的微生物群落,排除或控制潜在的病原菌。
2.3 微生物夺氧学说
正常动物肠道内是以厌氧菌为优势菌群的微生物区系,当益生素以孢子形式添加时,它们在生长繁殖过程中可消耗肠内氧气,在局部范围内形成厌氧环境,有利于厌氧微生物的生长,从而把失调菌群恢复到正常状态,以达到防病、治病、提高免疫力和促生长等目的。
3 应用益生素举例
3.1 乳杆菌制剂
乳杆菌制剂是用活的乳杆菌制成的酸奶,有利于恢复肠道正常微生物群体的生态平衡,促进消化和营养物质的吸收。酸奶中含的羟甲基戌二酸,可抑制胆固醇合成,防治高胆固醇血症,保护心血管健康。二是利用正常妇女阴道中的乳杆菌按一定程序制成的活菌制剂,对正常妇女,有利于维护阴道的微生态平衡,增强防御机能;用于老年妇女,可加强阴道抗病能力,预防老年阴道炎;用来治疗非特异性阴道炎、滴虫性和真菌性阴道炎,效果显著。
3.2 双歧杆菌制剂
双歧杆菌制剂是利用双歧杆菌制成的活菌粉,用于食品和饮料的添加剂,能调整肠道菌群,恢复微生态平衡,治疗肠道功能紊乱;它可分泌各种酶,帮助人体从肠道中吸收铁、钙和维生素,并参与B族维生素、维生素C和维生素E的产生与合成,满足人体需要;还能刺激免疫系统,促进免疫抗体的产生,增强免疫细胞活力,起到防治肠道传染病和癌症的作用;可抑制肠道细菌产生氨,使血氨降低,治疗肝昏迷;可抑制肠道内类杆菌和腐败菌,减少氧自由基的产生,保护细胞健康,延缓衰老。
3.3 皮肤益生素
皮肤益生素是经驯化的皮肤正常菌群无毒株加促进剂制备的生物制品,它可扶植皮肤正常菌群、参与皮脂代谢、改善皮肤毛囊管的淤阻,使皮肤变得健美,并能用来治疗黄褐斑、痤疮等皮肤病。
3.4 促菌生
促菌生是从土壤中分离出来的一种腊芽胞杆菌制成的活菌制剂,可治疗婴幼儿腹泻,并能消除肠胀气。
3.5 全菌群
全菌群是用健康人粪便混悬液制成的活菌制剂,用作保留灌肠,专门治疗伪膜性肠炎和其他菌交替症。
4 益生素存在的问题和发展前景
随着生物技术的发展,益生素在药品、食品、饲料、饮料、肥料、生物防治及环境处理方面都取得显著的应用效果。然而,发展过程中存在着明显的不稳定性和不连续性。首先,对益生素的作用机理了解很少,绝大多数研究停留在促进饲料消化、提高家畜生产性能等使用效果水平上。尽管已从微生态学方面提出了一些理论或假设,但仍未彻底清楚。其次,益生素生产菌株的稳定性一直是一大难题,以休眠体形式代替活菌形式投入到饲料中饲喂动物是值得探讨的问题。第三,可利用菌株十分有限。
益生素虽然起步较晚,还存在着一些尚待解决的问题,但初露锋芒便以它那出类拔萃的优点受到人们的欢迎,它避免了抗生素长期使用的毒副作用及耐药性或抗药性,可防止微生态平衡失调。同时促进畜禽生长发育,增强动物免疫力,提高饲料消化、吸收和转化率,增加肉蛋生产率,而且产品中没有残留污染,符合绿色食品要求。在后抗生素时代即将到来之际,我们可以欢呼:有了益生素,疾病也不怕。
1 益生素与抗生素
1928年,英国微生物学家、细菌学家弗莱明在做实验时,发现了能抑制葡萄球菌的霉菌,80年后,抗生素风靡全球,对医疗事业的发展做出了重大贡献。随着人们生活水平的提高和对健康的重视程度不断加强,人们开始发现抗生素在带来优良治疗效果的背后所隐藏的负面效应,如抗生素引起的内源性感染和二重感染、耐药性的产生、肠道正常菌群的破坏和畜产品及环境中的残留等问题。这些都将对养殖业、饲料工业和动物带来严重威胁,进而通过食物链危及人类的健康。
益生素首先被利雷和史帝文生(1965)使用,定义为“由一种微生物分泌,刺激另一种微生物生长的物质”。后来又由美国食品与药品管理局(FDA)把这类产品定义为“可以直接饲喂的微生物制剂品”。
这一概念在1989年又被进一步明确,仅仅局限在活的微生物制剂范围内,其主要功能在于能改善动物肠道中微生态平衡,从而赋予寄主许多有益的效果。
总之,益生素是利用人或畜体内的正常微生物成员,经过体外驯化及大量培养而制成的活菌制剂。
抗生素是微生物的代谢产物,能够抑制消化道内微生物(有害菌和有益菌)的生长或将其杀死;而益生素是通过向消化道内导入对动物有益的活菌,从而使有益菌处于主导地位。
2 益生素的作用机理
益生素是一种活的微生物制剂,它的作用机理目前主要有以下3种学说。
2.1 优势菌群学说
正常动物肠道内的细菌与宿主保持着动态平衡,且微生物种群中的优势种群对整个种群起决定作用,维持着畜禽的正常生长和生产。这些菌群一旦失去了平衡,就会使原来的优势菌群发生更替,引起机体消化机能紊乱,抑制动物的生长发育,严重的则可致病。而添加益生素的目的就是为了补充有益菌,使有益菌在数量和作用强度上占绝对优势,使优势菌群得到恢复。这些菌群的繁殖和代谢,大大地抑制致病菌群的生长繁殖,从而保持菌群的正平衡,有效防止菌群失调症发生。
2.2 菌群屏障学说
益生素参与消化道有益菌群与致病菌之间的生存和繁殖空间竞争、时间竞争、定居部位竞争以及营养竞争,益生素可竞争性地抑制病原菌附着在肠壁上。它们有的通过改变有害菌附着的受体结构,有的由于与病原菌结构相似,同病原菌竞争附着空间,限制致病菌的生存、繁殖。有益菌在消化道内生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面可抑制消化道粘附病原菌,中和毒性产物;另一方面也可防止毒素以及废物等有毒成分的吸收。因此,给幼龄动物饲喂益生素可有助于建立正常的有益的微生物群落,排除或控制潜在的病原菌。
2.3 微生物夺氧学说
正常动物肠道内是以厌氧菌为优势菌群的微生物区系,当益生素以孢子形式添加时,它们在生长繁殖过程中可消耗肠内氧气,在局部范围内形成厌氧环境,有利于厌氧微生物的生长,从而把失调菌群恢复到正常状态,以达到防病、治病、提高免疫力和促生长等目的。
3 应用益生素举例
3.1 乳杆菌制剂
乳杆菌制剂是用活的乳杆菌制成的酸奶,有利于恢复肠道正常微生物群体的生态平衡,促进消化和营养物质的吸收。酸奶中含的羟甲基戌二酸,可抑制胆固醇合成,防治高胆固醇血症,保护心血管健康。二是利用正常妇女阴道中的乳杆菌按一定程序制成的活菌制剂,对正常妇女,有利于维护阴道的微生态平衡,增强防御机能;用于老年妇女,可加强阴道抗病能力,预防老年阴道炎;用来治疗非特异性阴道炎、滴虫性和真菌性阴道炎,效果显著。
3.2 双歧杆菌制剂
双歧杆菌制剂是利用双歧杆菌制成的活菌粉,用于食品和饮料的添加剂,能调整肠道菌群,恢复微生态平衡,治疗肠道功能紊乱;它可分泌各种酶,帮助人体从肠道中吸收铁、钙和维生素,并参与B族维生素、维生素C和维生素E的产生与合成,满足人体需要;还能刺激免疫系统,促进免疫抗体的产生,增强免疫细胞活力,起到防治肠道传染病和癌症的作用;可抑制肠道细菌产生氨,使血氨降低,治疗肝昏迷;可抑制肠道内类杆菌和腐败菌,减少氧自由基的产生,保护细胞健康,延缓衰老。
3.3 皮肤益生素
皮肤益生素是经驯化的皮肤正常菌群无毒株加促进剂制备的生物制品,它可扶植皮肤正常菌群、参与皮脂代谢、改善皮肤毛囊管的淤阻,使皮肤变得健美,并能用来治疗黄褐斑、痤疮等皮肤病。
3.4 促菌生
促菌生是从土壤中分离出来的一种腊芽胞杆菌制成的活菌制剂,可治疗婴幼儿腹泻,并能消除肠胀气。
3.5 全菌群
全菌群是用健康人粪便混悬液制成的活菌制剂,用作保留灌肠,专门治疗伪膜性肠炎和其他菌交替症。
4 益生素存在的问题和发展前景
随着生物技术的发展,益生素在药品、食品、饲料、饮料、肥料、生物防治及环境处理方面都取得显著的应用效果。然而,发展过程中存在着明显的不稳定性和不连续性。首先,对益生素的作用机理了解很少,绝大多数研究停留在促进饲料消化、提高家畜生产性能等使用效果水平上。尽管已从微生态学方面提出了一些理论或假设,但仍未彻底清楚。其次,益生素生产菌株的稳定性一直是一大难题,以休眠体形式代替活菌形式投入到饲料中饲喂动物是值得探讨的问题。第三,可利用菌株十分有限。
益生素虽然起步较晚,还存在着一些尚待解决的问题,但初露锋芒便以它那出类拔萃的优点受到人们的欢迎,它避免了抗生素长期使用的毒副作用及耐药性或抗药性,可防止微生态平衡失调。同时促进畜禽生长发育,增强动物免疫力,提高饲料消化、吸收和转化率,增加肉蛋生产率,而且产品中没有残留污染,符合绿色食品要求。在后抗生素时代即将到来之际,我们可以欢呼:有了益生素,疾病也不怕。