丁酸棱菌的功效及研究進展(轉)

微生態岳陽 · 發表于 2010-9-11 09:18:36

　　1 丁酸梭菌的來源、形態和生理

　　丁酸梭菌(Clostridium butyricum)又名酪酸菌，它是梭狀芽孢菌屬中的一個種，是1933年由日本千葉醫科大學宮入近治博士首先發現并報告的，因此又叫宮入菌。1935年，Kingi miyairi博士從人的糞便和土壤中分離出丁酸梭菌，隨后發現其厭氧培養的過濾物中含有較少的脂肪酸，具有極強的整腸作用，它可抑制腸道中的致病菌，促進腸道中有益菌如雙歧桿菌和乳桿菌的生長。

　　丁酸梭菌是一種專性厭氧的革蘭氏陽性芽孢桿菌，其直徑為(0.6～1.2)×(3.0～7.0)µm，兩端鈍圓，中間部分輕度膨脹，細菌呈直桿狀或稍有彎曲，單個或成對，短鏈，偶見有絲狀菌體，周身鞭毛，能運動。孢子卵圓，偏心或次端生。革蘭氏染色初培養的菌為陽性，菌稍長可變為陰性。丁酸梭菌細胞壁含DL-二氨基庚二酸，葡萄糖是唯一的細胞壁糖。在瓊脂平板上形成白色或奶油色的不規則圓形菌落，稍突，直徑為1～3mm。不水解明膠，不消化血清蛋白，能夠發酵葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖等碳水化合物產酸，一個顯著的特征是產生淀粉酶，水解淀粉但不水解纖維素。水解淀粉和糖類的最終代謝產物為丁酸、醋酸和乳酸，還發現有少量的丙酸、甲酸，硝酸鹽還原實驗均為陰性。丁酸梭菌DNA的G+C含量的摩爾分數為27%～28%。

　　2 丁酸梭菌的功效

　　2.1 調整腸道菌落平衡，促進腸道有益菌群增殖

　　腸道菌群失衡會導致各種疾病的發生，丁酸梭菌能促進有益的雙歧桿菌、乳酸菌、擬桿菌的增殖和有效的抑制引起疾病的葡萄球菌、念珠菌、克雷伯菌、彎曲桿菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、痢疾桿菌和傷寒沙門菌以及腐敗菌的繁殖，從而減少了胺類、吲哚類和硫化氫等有害物質。

　　實驗表明，己知健康人的糞便菌群以厭氧菌為主，并知雙歧桿菌在人和動物體為最高和最常見的正常菌群之一。張達榮等證實，腸易激綜合癥患者中菌群失調，表現為與糞便菌群中主要比例的總厭氧菌雙歧桿菌、乳酸桿菌的量減少，而占腸道菌群比例中較少的具有潛在致病性梭菌卻顯著增多，經丁酸梭菌治療后，糞便菌群中的雙歧桿菌、無芽孢厭氧菌、大腸菌、腸球菌和乳酸菌與健康人無顯著差異，占腸道比例多的雙歧桿菌、乳酸桿菌顯著上升，而具有潛在致病性的梭菌明顯下降，并且臨床癥狀相應明顯改善。趙熙等研究報道，酪酸菌制劑使腸道內的雙歧桿菌數量增加，差異極顯著(P≤0.01)，乳酸桿菌的數量增加，差異顯著(P≤0.05)。傅思武等證實，服用酪酸菌制劑后，受試者的腸桿菌、腸球菌、擬桿菌的數量無明顯變化。雙歧桿菌、乳酸桿菌的數量增加，差異有非常顯著性(P≤0.01)。張雪平等用酪酸菌制劑對腸道致病菌體外生物拮抗作用研究表明，丁酸梭菌和雙歧桿菌在休外能明顯抑制大腸埃希氏菌、傷寒桿菌、痢疾桿菌的生長繁殖。陸儉等研究表明，酪酸菌對霍亂弧菌有拮抗作用，具有抑制霍亂弧菌的作用。呂存女等實驗證明，酪酸菌和嬰兒雙歧桿菌能明顯抑制艱難梭菌的生長，并且兩菌聯合比各自單獨培養時顯示出更強的生物拮抗作用。這一系列實驗研究說明，酪酸菌制劑對調整腸道微生態具有重要意義。

　　2.2 增強免疫功能，預防腫瘤發生

　　口服丁酸梭菌能增加人和動物體內血清中免疫球蛋白IgA和IgM的含量。丁酸梭菌的細胞壁成分和它產生的胞外多糖(半乳糖：葡萄糖=13.5：86.5)能抑制腫瘤細胞的生長。用熱滅活丁酸梭菌制成的疫苗有激活NK細胞和巨噬細胞的作用。

　　當機體攝食酪酸菌死菌體(109個/克)后，從小腸上皮無菌取出派伊爾氏淋巴集結細胞，用ELISA法測定血清中免疫球蛋白IgA含量，試驗組(6µg/mL)明顯高于未攝食菌體的對照組(0.5µg/mL)。給雞飼喂含酩酸菌體的飼料后，測其血清中ND-HI抗體效價的變化，結果顯示，攝食1周后，ND-HI滴度迅速上升。

　　有人發現酪酸菌細胞具抗腫瘤活力。移植肉瘤180前和后分別對小鼠進行腹膜注射其液劑發現酪酸菌產生的胞外可溶性多聚糖完全抑制肉瘤的生長。另有人用酩酸菌治療移植性腫瘤“ Jensen肉瘤”，熱殺死酪酸菌細胞后制成菌體疫苗，對BDF.鼠的B16-F10黑素瘤進行抗轉移試驗。疫苗刺激自然殺傷(NK)細胞對靶細胞YAC-1的細胞毒力的抗性。處理后72h出現拮抗峰值，而最大巨噬細胞對細胞毒活力的抑制在9-11天出現。這種刺激作用證實了被激活的NK細胞和巨噬細胞在抗轉移作用中的角色。

　　2.3 在腸道產生益生產物

　　在腸道內酪酸菌能產生B族維生素、維生素K等物質, 對機體具有保健作用。最近對母乳喂養嬰兒腦出血的研究己集中到維生素K方面來。對維生素K缺乏具有高度敏感性的家禽進行實驗證明酪酸菌能在腸道內產生必需的維生素K。

　　丁酸梭菌在腸道內能產生淀粉酶、蛋白酶、糖苷酶、纖維素酶。特別要指出的是，日本學者Nakajima發現腸道中丁酸一拜仁梭菌組中的菌產生內切和外切果膠的裂解酶和果膠甲基化酶，能把腸道內的果膠降解為中間產物，即寡聚半乳糖和4,5-不飽和半乳糖醛酸，最終分解為揮發性短鏈脂肪酸一乙酸和少量丁酸及甲酸。這些酶系顯然有重要的生理功能。我們知道，人和動物每天要攝入體內大量的纖維和果膠物質，由于這些酶系的作用，其中間產物可被雙歧桿菌等乳酸菌利用，從而促進了這些菌的生長繁殖，其最終產物又可被機體吸收利用。

　　丁酸梭菌的主要代謝產物為丁酸，而丁酸是腸道上皮組織細胞的再生和修復的主要營養物質。因此，對腸道上皮組織的再生和修復有很重要的意義。

　　2.4 穩定性好

　　丁酸梭菌產生內生芽孢，所以能耐熱耐酸，在人體內不受胃酸、膽汁酸等影響，因而通過消化道不失活，在體外室溫下可保存三年以上不失效。并且對青霉素、氨芐西林、鏈霉素、慶大霉素、妥布霉素、氯霉素等有一定的抗性，因此這種制劑可和抗生素合用，提高療效。大量實驗證明它無任何毒副作用，被廣泛用于醫藥、功能性保健食品和動物飼料的添加劑及植物肥料。

　　2.5 其它功效

　　大量數據說明，單用丁酸梭菌或與雙歧桿菌、益生元等合用，對于因菌群失調而引起的急慢性腹瀉(尤其小兒的腹瀉)、腸易激綜合癥、抗生素相關性腸炎、便秘等癥狀有良好的療效，對于腸炎、肝硬化和放療、化療造成的免疫功能下降也能起到輔助的治療作用。不少資料還說明，該菌還能促進維生素E的吸收，降解膽酸和提高抗氧能力。

　　3 益生丁酸梭菌的研究進展

　　3.1 日本

　　自1944年日本將酪酸菌制劑正式投入臨床應用以來，酪酸菌制劑在國內外臨床、應用己有幾十年的歷史。其在臨床上不僅對各種原因(腸道感染、腫瘤化療、外科手術等)所致的腸道菌群紊亂、急慢性腹瀉、腸易激綜合癥、非潰瘍性消化不良等疾病有良好的療效，尤其對應用抗生素后所致的偽膜性腸炎有獨特的效果。

　　日本是研究酪酸菌制劑歷史最長、范圍最廣的國家，他們除開發用于整腸的藥品外，還開發了酪酸菌液劑、粉末劑、膠囊劑等保健食品，并將其作為獸醫藥品用來治療畜禽腸道菌群紊亂，提高生產力。另外，酪酸菌制劑還可以當作微生物肥料使用，不僅促進植物生長，又能防治植物病害。

　　3.2 我國

　　我國對丁酸梭菌的研究開發才剛剛起步。我國自1993年起，從日本進口酪酸菌制劑一米雅BM片劑和米雅利桑愛兒A顆粒劑，先后在上海、廣州、哈爾濱等十幾家著名醫院臨床應用，治療腸菌群紊亂引起的腸炎、腹瀉、消化不良等疾患，取得了顯著療效。

　　國內的科研院所也積極投入到丁酸梭菌的研究當中。浙江大學食品系分離并保存了一株丁酸梭菌，經初步研究，此株丁酸梭菌在體外能抑制金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)，埃希氏大腸桿菌(Escherichia coli)和腸棒桿菌(Enterobacter spp)等病原菌的生長;另外，與嗜酸乳桿菌Lactobacillus acidophilus ATCC 4356(購自中國科學院微生物研究所)，嗜酸乳桿菌Lactobacillus acidophilus BFC(實驗室保存)，干酪乳桿菌Lactobacillus casei subsp.casei，保加利亞乳桿菌Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis，兩歧雙歧桿菌Bifidobacterium bifidum 1.1852(購自中國科學院微生物研究所)和青春雙歧桿菌Bifidobacterium adolescentis LCL(分離自商品培菲康)這六株益生菌相比，對低pH和高膽汁濃度有更好的耐受力(P<0.01)。他們通過系統的培養基優化，能將丁酸梭菌的菌體濃度提高到108/mL以上。另外，他們還研究了丁酸梭菌的生產工藝，尋找出了一套從發酵生產、收集菌體、冷凍干燥、菌種保藏等一整套的生產工藝。

　　微生態學是近年來發展很快的一門生命科學，也是理論與實踐結合得相當緊密的一門科學。隨著微生態理論的進展，它的實踐產物微生態制劑不斷涌現，并引起臨床醫學工作者的高度重視。丁酸梭菌營養要求簡單，其發酵工藝和發酵設備也相對簡單，總之，它的產品成本低廉，在市場上很有競爭力。