眾所周知，益生元是一類不被人體消化吸收，能完整的到達大腸后被腸道內(nèi)微生物所水解的物質(zhì)。水解后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可對人體產(chǎn)生諸多的有益作用：如短鏈脂肪酸（SCFA），它不僅是腸上皮細胞的主要能量來源，而且還與其他健康利益相關，包括抗炎作用和飲食調(diào)節(jié)誘導的肥胖。腸道中的微生物也產(chǎn)生其他生物活性物質(zhì)，包括維生素和礦物質(zhì)以及通過競爭性排斥減少病原體的定植。
目前發(fā)現(xiàn)益生元的主要作用對象是雙歧桿菌和乳酸桿菌這兩種重要的有益菌，也是研究比較透徹的兩種微生物，但隨著研究的深入及涉及范圍的擴大，越來越多的其它種類有益菌也逐漸被納入益生元的作用對象范疇。
一項英美科學家的聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，老年人在服用凝結(jié)芽孢桿菌GBI-30、6086 (GanedenBC30(BC30))，并配合益生元低聚半乳糖（GOS）和低聚果糖（FOS），F(xiàn)aecalibacteriumprausnitzii, Clostridiumlituseburense和Eubacteriumrectale等有益菌均顯著升高，同時短鏈脂肪酸的濃度也顯著增加。相關研究發(fā)表在《Anaerobe》雜志上。
研究選取年齡在65歲至80歲，BMI指數(shù)為18-31kg/m2，身體健康的老人進行為期28天的隨機雙盲對照試驗。試驗組試驗期間每天服用含有1×107CFU的凝結(jié)芽孢桿菌BC30膠囊，對照組服用安慰劑（微晶纖維素）。干預結(jié)束后，從6名志愿者(BC30組和安慰劑組各3名)身上提取糞便樣本接種厭氧分批培養(yǎng)發(fā)酵罐。發(fā)酵罐分別添加1%的GOS（純度48%）或FOS（純度95%），以不加益生元的基礎培養(yǎng)基作為對照組，配養(yǎng)0、12和24小時后取樣檢測。
對菌群數(shù)量的影響
如表1和圖1-3所示。GOS和FOS對菌群的總體影響均為正相關，其中乳酸菌(p < 0.001, p < 0.0001)，雙歧桿菌(均p < 0.0001)，直腸真桿菌(p=0.009，p= 0.002),普拉梭菌（p=0.0002,p=0.001，圖2），總菌數(shù)（p=0.038, p=0.001），這其中許多種菌都與有機酸生成有關。另外，雙歧桿菌的數(shù)量增加具有十分重要的意義，因為它是已知的隨年齡增加在不斷下降的菌屬。
另外，GOS還特別增加了擬桿菌屬(p=0.012)和C.lituseburense spp.(p=0.012)的數(shù)量。這兩種菌在生長基質(zhì)是碳水化合物(益生元)的前提下，可產(chǎn)生大量有益的丁酸、乙酸和丙酸。雖然一些細菌只對其中一種益生元有顯著的反應，但在兩種測試材料之間沒有發(fā)現(xiàn)重大的差異。治療組間有統(tǒng)計學意義(與含有和不含益生元比較)差異的是C. lituseburense, F. prausnitzii和E. rectale。如圖1~3。
如圖3所示，在服用益生元后，相比較使用安慰劑的試驗對象，使用BC30的人群芽孢桿菌數(shù)量明顯高于使用安慰劑的人群，與服用安慰劑的人相比，C. litsueburense和F.prausnitzii亦同。說明益生元搭配BC30有一個明顯的增效作用。
對SCFA的影響
有機酸產(chǎn)量變化如表2所示。在發(fā)酵罐中添加碳水化合物會導致有機酸濃度的顯著差異，而在益生元GOS和FOS處理后也可看到類似效果。這種效果還在GOS處理后丙酸（p=0.0006）和戊酸（p=0.0017）含量，F(xiàn)OS處理后中甲酸（p=0.04）含量中發(fā)現(xiàn)。其他有機酸含量隨時間增加而增加，但各處理間無差異。與安慰劑相比，BC30組三種主要脂肪酸(乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽)的總體濃度增加幅度更大。
微生物群的組成變化會影響宿主的健康，在微生物群因疾病或抗生素治療而不穩(wěn)定后，常建議使用益生菌和益生元干預。益生菌和益生元對人體腸道菌群的有益作用和特定腸道菌群的增加所帶來的有利影響已為人所知。
然而，使用孢子形成益生菌增加了對寄主的潛在好處，特別是當與益生元的積極好處結(jié)合在一起時。這是因為孢子比營養(yǎng)細胞有更好的生存能力。攝入凝結(jié)芽孢桿菌BC30能夠顯著增加已知的微生物群數(shù)量，從而引發(fā)一些有益的影響。組間Bacillus spp.差異也可能會產(chǎn)生積極的影響，因為它們通過生成維生素、礦物質(zhì)和有機酸來產(chǎn)生對腸道健康有益的代謝物，這些物質(zhì)可以改變環(huán)境，創(chuàng)造不利于病原體定殖的條件。
綜上所述，補充益生元后有益菌菌群數(shù)量增加。攝入BC30的人的糞便微生物群顯示出E.rectale、F. prausnitzii和C. lituseburense的數(shù)量增加，這些被認為對有機酸的濃度有顯著影響。志愿者服用益生菌BC30 28天后，糞便菌群中添加益生元后，醋酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽的濃度也有所增加。顯示益生菌群的增加和隨后的益生元補充，可能為改善老年人和那些處于腸道微生物群有利活動減少狀態(tài)的人的腸道健康提供另一條途徑。
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