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益生元與嬰幼兒腸道健康

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月11日 10:38

母乳喂養(yǎng)是嬰兒獲得以雙歧桿菌為主導(dǎo)的腸道菌群、增強(qiáng)免疫功能和抗感染能力的最佳途徑。但是因種種原因不能進(jìn)行母乳喂養(yǎng)時(shí)，如何使人工喂養(yǎng)嬰兒具有與母乳喂養(yǎng)兒相同的腸道細(xì)菌的組成特征，并體現(xiàn)其相應(yīng)的生物學(xué)作用，營(yíng)養(yǎng)和食品科學(xué)工作者進(jìn)行了許多嘗試，認(rèn)為補(bǔ)充益生元是重要的方法之一[1]。

益生元是什么？

益生元概念的首次提出，源自1995年英國(guó)雷丁大學(xué)食品生物科學(xué)系的Gibson和Roberfroid[1]，指一種不易被消化的食品成分，通過選擇性地刺激腸道中一種或少數(shù)幾種細(xì)菌的生長(zhǎng)和(或)活性而對(duì)宿主產(chǎn)生有益的影響，從而改善宿主健康。此時(shí)期益生元是以低聚果糖(FOS)為代表。此后，2004年Gibson等[2]重新定義益生元是一組選擇發(fā)酵食物成分，特異性改變腸道菌群的組成活性，對(duì)宿主的舒適和健康有益。這一組益生元是菊粉、FOS、低聚半乳糖(GOS)和乳果糖等。2007年世界糧農(nóng)組織定義益生元是一組可以通過調(diào)節(jié)微生物菌群而有益于宿主健康無(wú)生命的食品成分[3]。2010年第六屆益生元和益生菌國(guó)際科學(xué)協(xié)會(huì)(ISAPP)把益生元稱為膳食益生元，其定義是通過選擇性發(fā)酵導(dǎo)致腸道微生物群的組成和(或)活性特異性改變，賦予宿主健康的成分[4]。2017年ISAPP發(fā)布了益生元的科學(xué)共識(shí)[5]。2021年，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)也進(jìn)一步完善了益生元定義：一般不能被人體所消化吸收但可被人體微生物選擇性利用，能夠改善腸道微生物組成和(或)活性從而益于人體健康的食物成分。目前證據(jù)等級(jí)較高、得到公認(rèn)的益生元幾乎都屬于碳水化合物聚合物，包括菊粉、FOS、GOS、大豆低聚糖(SOS)、低聚木糖(XOS)、低聚異麥芽糖(IMO)、乳果糖、焦糊精、膳食纖維、抗性淀粉以及其他不被消化的低聚糖等。還有些食物成分雖然已在體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了不同程度的研究，但很少深入進(jìn)行人體研究。隨著益生元相關(guān)研究特別是臨床研究的不斷深入，越來越多的食物成分將得到認(rèn)可，益生元的種類也會(huì)更加豐富[6]。

符合下述標(biāo)準(zhǔn)的非消化性碳水化合物即可認(rèn)為是益生元：(1)抵抗胃酸和消化酶；(2)對(duì)腸道細(xì)菌發(fā)酵易感；(3)增加某些腸道有益細(xì)菌的活性[6]。大多數(shù)益生元和候選益生元是非消化性碳水化合物，GOS或FOS是由植物中提取或由單糖和雙糖合成，前者為由半乳糖單體鏈組成的聚合物，后者是由果糖單體鏈組成的聚合物。人乳中可檢測(cè)到半乳糖單體，檢測(cè)不到果糖單體、GOS和FOS。

目前對(duì)益生元的認(rèn)識(shí)存在以下問題：益生元的化學(xué)構(gòu)成未達(dá)成共識(shí)；益生元和膳食纖維定義重疊，盡管大多數(shù)膳食纖維不具備益生元改變腸道菌群的作用，有學(xué)者把膳食纖維命名為益生元活性膳食纖維；益生元如何選擇腸道細(xì)菌的作用機(jī)制仍不清楚。

益生元對(duì)腸道健康的作用

2.1 對(duì)早期腸道菌群的構(gòu)成和活性的影響：短鏈低聚糖酵解部位在回盲部和升結(jié)腸，長(zhǎng)鏈低聚糖在全結(jié)腸。研究表明，GOS／FOS組合配方乳喂養(yǎng)對(duì)腸道菌群建立和定植的模式類似于母乳喂養(yǎng)兒，優(yōu)勢(shì)菌群是雙歧桿菌屬和乳桿菌屬。雙歧桿菌屬是以短雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌和鏈狀雙歧桿菌為主，乳桿菌屬是以嗜酸乳桿菌和副干酪乳桿菌為主。普通配方乳喂養(yǎng)嬰兒的雙歧桿菌屬是成人腸道優(yōu)勢(shì)菌群——以鏈狀雙歧桿菌和青春型雙歧桿菌為主，乳桿菌屬則是以德氏乳桿菌為主。雙歧桿菌屬是首先利用低聚糖作為其繁殖底物初始發(fā)酵，所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物通過不同菌群之間互為食物而影響腸道的生態(tài)環(huán)境，因此不同類型的雙歧桿菌屬和乳桿菌屬對(duì)腸道的生理功能和代謝的作用也不同[7, 8]。

2.2 通過發(fā)酵改變腸道的代謝活性：GOS／FOS組合通過在腸道發(fā)酵產(chǎn)生與母乳喂養(yǎng)相類似的短鏈脂肪酸(SCFA)，為宿主提供部分能量并且在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝及細(xì)胞分裂和分化中發(fā)揮作用；SCFA還是腸道上皮的特殊營(yíng)養(yǎng)因子，可維護(hù)腸道上皮細(xì)胞的完整性和杯狀細(xì)胞的分泌功能，發(fā)揮對(duì)胃腸道的調(diào)節(jié)作用；表現(xiàn)為糞便性狀、頻率和pH接近母乳喂養(yǎng)兒[8, 9]。

2.3 競(jìng)爭(zhēng)拮抗病原菌：GOS／FOS組合通過在腸道發(fā)酵產(chǎn)生SCFA、乳酸、降低pH和氧化還原電位等影響腸道菌群的構(gòu)建和組成，類似于母乳的發(fā)酵模式。發(fā)育完好的腸道菌群群落可阻止外源性病原菌的定植，研究還發(fā)現(xiàn)，GOS具有抵抗腸道病原體如埃希菌、沙門菌、霍亂弧菌結(jié)合位點(diǎn)和坂崎腸桿菌黏附的作用[7]。

2.4 促進(jìn)免疫系統(tǒng)成熟和抗過敏：GOS／FOS組合配方乳喂養(yǎng)，雙歧桿菌屬是腸道主要的優(yōu)勢(shì)菌群。雙歧桿菌刺激腸道分泌IgA，促進(jìn)腸道黏膜免疫和全身免疫系統(tǒng)成熟，減少嬰兒腹瀉、呼吸道感染的發(fā)生率和使用抗生素[8, 10]。有研究認(rèn)為，GOS／FOS組合降低特發(fā)性皮炎發(fā)生率，減少過敏風(fēng)險(xiǎn)嬰兒免疫球蛋白游離輕鏈水平，誘導(dǎo)有益抗體譜，降低免疫球蛋白免疫反應(yīng)以及調(diào)節(jié)對(duì)牛奶蛋白免疫反應(yīng)，而保留對(duì)疫苗完整的免疫反應(yīng)[11]。也有很多研究認(rèn)為益生元不能夠降低嬰兒過敏和感染性疾病的發(fā)生率。因此，歐洲變態(tài)反應(yīng)與臨床免疫學(xué)學(xué)會(huì)(EAACI)指出，推薦益生元用于過敏疾病預(yù)防的證據(jù)不足[8]。益生元預(yù)防和治療過敏疾病還應(yīng)進(jìn)一步深入研究。

2.5 改善糞便性狀：配方乳中添加PDX／GOS (4g／L，比例為1：1)或GOS／FOS (4g／L或8g／L，比例為9：1)組合，干預(yù)時(shí)間是2周至6月齡。薈萃分析結(jié)果顯示：大多數(shù)嬰兒糞便性狀、頻率和pH接近母乳喂養(yǎng)嬰兒；糞便雙歧桿菌和(或)乳桿菌細(xì)菌集落計(jì)數(shù)顯著高于對(duì)照組；體重增長(zhǎng)優(yōu)于對(duì)照組；評(píng)估胃腸道不耐受癥狀指標(biāo)如哭鬧或煩躁、腸絞痛、溢奶和嘔吐等，顯示出良好的耐受性[8, 12]。以市售奶粉為例，蒙牛瑞哺恩恩至嬰幼兒配方奶粉中即聯(lián)合添加約9：1比例的GOS和FOS，幫助軟化便便使寶寶肚子更舒適。

2.6 促進(jìn)礦物質(zhì)吸收：GOS或FOS經(jīng)腸道細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生SCFA，可促進(jìn)礦物質(zhì)溶解。乳酸以及丁酸刺激腸上皮細(xì)胞增殖擴(kuò)大吸收面積，刺激鈣結(jié)合蛋白表達(dá)等。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，進(jìn)食含GOS食物3～4周后，鈣、鎂和鐵的吸收率明顯增加，而鋅的吸收率未增加[13, 14]。

2.7 對(duì)胃腸道疾病治療和預(yù)防作用：2014年歐洲兒童急性胃腸炎診治指南不推薦使用益生元[15]。薈萃分析結(jié)果表明，益生元組合在早產(chǎn)兒使用是安全的，但是對(duì)降低壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)發(fā)生率無(wú)效。

綜上所述，益生元通過調(diào)整和改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，拮抗腸道致病菌，改善腸道生理功能以及增進(jìn)腸道免疫成熟，對(duì)嬰幼兒健康成長(zhǎng)起著重要的作用[6, 16]。

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