做好这件事,身体便有了坚不可摧的屏障 | 普唯尔

德国健康专家蕾娜特·科利埃尔说:只有当我们体内最重要的防御系统——肠道是健康的,而且能够无障碍地实行它的功能,我们才能获得真正的健康。

这是因为,肠道能防止肠腔内的有害物质穿过肠粘膜进入血液循环系统和体内其他组织器官,是保持机体内环境稳定性的先天性屏障。

虽然多种因素会影响肠道的渗透性进而破坏肠道的屏障功能,但也同样有很多方式能改善肠道的屏障功能,从而增进机体的健康。本期理中归元就与大家探讨肠道的屏障功能以及对其有益的调控措施。

肠道屏障功能的四大组成

人类的肠道屏障主要由物理屏障、化学屏障、微生物屏障和免疫屏障构成。这四种屏障具有不同的机制但又有机地结合在一起,共同抵抗外界有害物质对机体的侵袭。以下,让我们分别了解这几种屏障功能。

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物理屏障

物理屏障又称机械屏障,是由肠粘膜上皮细胞及其细胞间的连接等组成的完整的彼此紧密连接的肠道上皮结构。肠道上皮为单层柱状上皮,包括杯状细胞、吸收细胞和未分化细胞等。吸收细胞呈高柱状,数量最多,细胞间的连接包括紧密连接、桥粒、粘着连接和间隙连接等。

对肠道屏障功能影响最大的是紧密连接,位于肠道上皮细胞外膜顶端,为一狭长的带状结构,可以封闭细胞间的间隙,从而防止肠腔中的大分子物质如毒素等进入血液中。细胞间的紧密连接的通透性决定了整个肠上皮细胞的屏障功能。

到目前为止,大约有50种特定功能的蛋白质参与紧密连接的形成,主要包括Claudin蛋白、Occludin蛋白、连接黏附分子(JAM)三种跨膜蛋白以及闭合小环蛋白(ZO)等外周胞浆蛋白。闭合蛋白和闭锁蛋白为紧密连接的骨架,闭合小环蛋白是紧密连接支持结构的基础,用以连接跨膜蛋白。

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化学屏障

化学屏障主要是指覆盖在肠上皮表面的黏液层,由含有一定数量微生物的疏松的粘液外层和含有少量微生物的粘液内层组成。杯状细胞分泌的粘液中含有糖蛋白和糖脂,它们是细菌粘附受体的类似物,可以改变细菌的进攻位点,使细菌与糖蛋白和糖脂结合后随粪便排出。

此外,肠道分泌的各种物质,如胆汁、胃酸、溶菌酶、消化酶、糖蛋白、糖脂等,也起到一定的化学屏障作用。

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微生物屏障

肠道的微生物屏障是一个由肠道共生菌与宿主形成的具有动态稳定性的微生态系统。对肠道屏障起重要作用的微生物主要是一些专性厌氧菌,如乳酸杆菌、双歧杆菌。

肠道共生菌附着在肠道粘膜层上,形成菌膜屏障,通过竞争性粘附等机制抑制病原菌的定植和繁殖。肠道共生菌还可分泌醋酸、乳酸、短链脂肪酸等,降低肠道pH,从而抑制致病菌的生长。

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免疫屏障

肠道是人体内最大的免疫器官,肠道相关淋巴组织在肠道的免疫屏障中发挥重要作用。其中的淋巴细胞、巨噬细胞等在抵抗细菌侵袭的过程中发挥重要作用。在肠道固有层产生的分泌型免疫球蛋白A经过肠道上皮细胞的加工后分泌到肠腔中,分泌型免疫球蛋白A可阻断细菌、病毒和毒素粘附到肠粘膜上。

益生菌、益生元与合生元对肠道屏障功能的改善作用

完善的肠道屏障可有效地阻止肠腔内的细菌、病毒、抗原、毒素等有害物质进入机体的血液循环和其他组织,从而保证人和动物的健康。应激、病原菌和炎症性肠道疾病等都会对肠道的屏障功能产生不利的影响。

而一些短链脂肪酸如丁酸、氨基酸(如精氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸)和微量元素锌、益生菌、益生素等都能很好地改善受损的肠道屏障功能。以下主要讲益生菌、益生元与合生元对肠道屏障功能的改善作用。

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什么是益生菌、益生元与合生元?

益生菌(probiotics)是活的微生物,主要是双歧杆菌和乳酸杆菌,它们定居在动物的结肠内,能调节结肠内的微生物区系、产生免疫反应和一些物质,最终会增进宿主的健康。

益生元(prebiotics)是一些不能被消化的寡聚糖,它们能选择性地促进结肠内有益菌的生长,从而有益于宿主。

合生元(synbiotics)是益生素和益生元的结合,二者应该具有协同的效果。

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益生菌是如何发挥作用的?

益生菌具有保护肠道屏障功能的作用,其中最著名的菌株就是双歧杆菌,它在人的肠道菌群中占优势地位,并和其他的厌氧菌一起通过与肠道上皮细胞的特异性结合而建立生物屏障,维持肠道微环境的稳定性。

双歧杆菌能通过发酵葡萄糖产生大量的乳酸、乙酸等有机酸,这样肠道的pH就降低了,便能抑制痢疾杆菌、伤寒杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌等病原菌和真菌的生长。pH的降低还能阻止上述病原菌以及它们所产生的毒素粘附在肠道上皮细胞上。另外,双歧杆菌还能激活自然杀伤细胞、巨噬细胞等免疫活性细胞,提高免疫反应,改善肠道的屏障功能。

乳酸杆菌也是一种常见的益生菌,它通过与病原菌竞争而粘附在肠粘膜上来维持肠道微生物区系的平衡。乳酸杆菌首先促进肠道内有益菌的生长,竞争性地抑制大肠杆菌等致病菌的生长、粘附和侵入,进而保护正常的紧密连接的结构以及与之相关的紧密连接蛋白的分布,最终维持了正常的肠道屏障功能。乳酸杆菌能促进最重要和最直接的目标细胞——肠上皮细胞的增殖,进而增加粘液的分泌,增强肠道紧密连接的功能以及热休克蛋白的分泌,降低肠道上皮细胞的凋亡。

益生菌还具有调节信号分子的作用,例如乳酸杆菌对炎症反应具有调节作用,这包括抑制NFkB的激活、减少上皮组织中的T淋巴细胞,调节toll样受体和PPAR相关的信号,增加抗炎的细胞因子(如IL-1、IL-6和TGF-β),降低促炎细胞因子(如TNF-α、IL-1β、INF-γ)的表达水平,进而保护肠道紧密连接的微结构。

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益生元是如何发挥作用的?

常用的益生元主要包括低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)、葡低聚糖、乳果糖、低聚木糖、水苏糖、棉子糖等。当它们到达大肠后,这些益生元就变成了有益菌的营养物质,从而促进了有益菌的生长,并最终增进动物或人的健康。由于这些益生元是不能被消化或吸收的,因此它们的添加剂量十分重要,过量添加会导致胃肠胀气和腹泻。

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合生元有什么优势?

合生元是指益生菌和益生元的混合物,二者的结合有利于益生菌在胃肠道内的存活。益生菌有益于肠道的菌群平衡,从而形成胃肠道的保护屏障。另一方面,益生元能为益生菌提供能量和营养物质。因此,这两种成分结合成一种产品应该具有更好的效果。

普唯尔认为,虽然多种因素会影响肠道的渗透性进而破坏肠道的屏障功能,但益生元和益生菌等均能改善肠道的屏障功能,从而增进机体的健康。能够改善肠道屏障功能的营养因素不是独立的,而是相互联系的。随着对肠道屏障功能研究的深入,人们会找到更多更好的方法,这无论是对人还是动物的健康都将是非常有帮助的。