益生菌复合固体饮料对便秘的缓解作用及其机制研究

发布时间：2020-10-30 05:25

　　 便秘是一种常见的肠道疾病,主要表现为排便困难、粪便干硬和每周排便次数小于3次,发病率呈现出逐年上升的趋势。短期便秘影响人们的正常工作和生活,长期便秘甚至会导致肾病、心血管疾病的发生,因此对便秘的预防和治疗应引起人们的重视。便秘的产生受多种因素的影响,包括生活和饮食习惯的改变、心理状态的变化等。临床上常使用大黄、泻剂等治疗便秘,长期使用会带来很大的依赖性。研究表明,便秘患者肠道内肠道菌群产生紊乱,双歧杆菌和乳杆菌减少,致病菌和条件致病菌增加。这提示我们可以通过体外补充益生菌来调节肠道菌群,从而恢复正常的肠道运动,达到缓解便秘的目的。因此,本研究使用含有已在便秘动物模型上验证有效的Bifidobacterium bifidum CCFM 16与其他功能菌株复配,并添加低聚果糖、低聚木糖、菊粉等益生元成分,得到新型商业化益生菌复合固体饮料,验证商业化益生菌复合固体饮料对小鼠便秘的缓解作用及其相关机制,并探究其对人群便秘的缓解能力和机制,分析动物数据和人群数据的对应性。首先建立便秘小鼠动物模型,使用盐酸洛哌丁胺诱导小鼠便秘,随后灌胃不同剂量的商业化益生菌复合固体饮料,测定便秘小鼠的排便状态(排便粒数和粪便含水量)、小肠推进率和首粒黑便时间,发现中、高剂量的益生菌溶液能显著提高便秘小鼠的排便粒数和粪便含水量,并缩短首粒黑便时间和提高小肠推进率,与CCFM 16缓解便秘的效果相当,且商业化益生菌复合固体饮料在整体上更趋向于恢复便秘症状至正常值。研究商业化益生菌复合固体饮料缓解便秘的机制,发现中、高益生菌剂量组中小鼠粪便的乙酸、丁酸水平显著升高,乙酸和丁酸对肠道蠕动具有促进作用,与CCFM 16提高乙酸和丙酸的实验结果有所差异。商业化益生菌复合固体饮料的摄入显著改变了便秘小鼠肠道中紊乱的菌群结构,提高了Firmicutes、Actinobacteria的水平,降低了Bacteroidetes、Proteobacteria的水平;在属水平上提高了Bifidobacterium、Lactobacillus、Clostridium、Ruminococcus和Coprococcus相对丰度,使Blautia的相对丰度降低,其中Clostridium、Ruminococcus和Coprococcus与SCFAs(short-chain fatty acids,SCFAs)的产生有关。商业化益生菌复合固体饮料也能够调节血清中相关胃肠调节肽的水平,使其恢复至正常值,但是对5-羟色胺(5-HT)的浓度没有影响。其次为了探究商业化益生菌复合固体饮料对人群便秘的缓解能力及其机制,本实验进行了一项针对便秘患者的产品试食反馈实验,结果显示商业化益生菌复合固体饮料、益生元和安慰剂(麦芽糊精)缓解便秘的总有效率分别为80.0%、41.0%和33.0%。与便秘动物模型相似,通过对人群粪便SCFAs的测定,发现益生菌复合固体饮料显著提高了乙酸的含量。商业化益生菌复合固体饮料对便秘患者的肠道菌群产生了复杂的影响,各组患者在服用商业化益生菌复合固体饮料前后其肠道菌群的多样性和门水平上的相对丰度无明显差异,在属水平上外源性益生菌Bifidobacterium和Lactobacillus呈现出上升的趋势,同时Parabacteroides和Coprococcus也有所提升,Clostridium的相对丰度显著上升且Blautia的相对丰度显著下降,这与便秘小鼠模型的结果部分吻合。总之,商业化益生菌复合固体饮料在合理的剂量内具有良好的缓解便秘能力,与CCFM 16相比更倾向于恢复小鼠的正常排便功能,其缓解便秘的机制可能与乙酸含量的提高有关。商业化益生菌复合固体饮料一方面通过益生菌的发酵作用直接提高乙酸含量,另一方面通过乳酸和氨基酸等其他代谢产物促进与产SCFAs相关的Clostridium和Coprococcus的生长繁殖,进而引起SCFAs浓度的变化,刺激肠道蠕动,从而恢复肠道的正常转运。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS278
【部分图文】：

图 3-1 小鼠体重的变化Fig. 3-1 Changes in body weight of mice注：A 为益生菌干预结果，B 为益生元干预结果。合固体饮料对小鼠排便状态的影响一种长效抗腹泻药，能够刺激肠壁的阿片受体，减少神放，抑制肠道蠕动和分泌，同时也可以抑制肠道平滑肌便长时间滞留在肠道内，造成水分的过度吸收，使粪便酸洛哌丁胺诱导的便秘小鼠模型中，小鼠的排便状态发生3-3。益生菌实验中，益生菌干预期间（1d~14d）各组小明显差异，灌胃盐酸洛哌丁胺后，与正常组相比，便秘，粪便的含水量显著下降，说明便秘模型的成功。酚酞肠道内形成可溶性钠盐，刺激肠黏膜及肌肠间神经，作用时抑制肠道对水分的吸收，使粪便软化易于排出[82]。便粒数和粪便含水量得到了明显的提升（p<0.05）。各益生

呈现一定的正相关性，随着剂量的提高，低剂量、中剂量和高剂量益生菌组中小鼠肠推进率分别为 24.93%±3.38%、41.22%±6.74%和 47.23%±9.05%。进行显著性分析，低剂量益生菌组小鼠的小肠推进率和便秘模型组相比没有差异，中剂量、高剂量菌组均与和模型组之间存在显著差异，这表明了益生菌对肠道蠕动的改善作用。益实验中，与正常组小鼠（49.00%±6.89%）相比，模型组和益生元组小鼠的小肠推进为 0，说明小鼠的便秘情况较为严重，而该剂量益生元没有缓解便秘的效果。总之，该剂量益生元对便秘小鼠的小肠蠕动没有影响，而中、高剂量的益生菌能进便秘小鼠的小肠蠕动，且这种促进肠蠕动的能力与益生菌的剂量相关。单菌 CCF6 提高小鼠的小肠推进率的缓解有效率为 180.56%[57]，不同剂量的商业化益生菌复合饮料改善便秘小鼠小肠推进率的缓解有效率分别为 33.94%、121.37%和 153.65%，的，单菌 CCFM 16 的恢复有效率为 119.57%[57]，不同剂量的商业化益生菌复合固料的恢复有效率分别为 51.69%、20.15%和 8.50%，表明商业化益生菌复合固体饮料菌 CCFM 16 对小肠转运功能均有显著的改善效果，并且高剂量益生菌能够恢复小常的小肠转运。

江南大学硕士学位论文这可能是因为两者的作用机制不同。酚酞作为一种刺激性泻剂直接作用于肠粘膜和肠神经，从而推动肠道蠕动，而益生菌促进肠蠕动的机制较为复杂，与肠道微生物的改有关，也与神经系统和免疫系统有关。在益生元实验中，便秘模型组小鼠同样表现出显的首粒黑便时间延长，与模型组的首粒黑便时间（288.66±16.34）min 相比，益生元小鼠的首粒黑便时间（286.83±14.03）min 没有差异（p>0.05）。中、高剂量的商业化益生菌复合固体饮料能够显著改善便秘小鼠的肠道转运时间而该剂量益生元没有效果，表明益生菌参与了增强肠道蠕动的过程，并且这种增强的果优于酚酞。相比于单菌 CCFM 16 改善小鼠首粒黑便时间的缓解有效率（34.44%）恢复有效率（13.24%）[57]，低、中、高益生菌改善首粒黑便时间的缓解有效率分别为 0.8832.95%、35.23%，恢复有效率分别为 125.43%、49.83%、44.72%，商业化益生菌复合体饮料和 CCFM16 都可以有效提高便秘小鼠的肠道转运时间，单菌 CCFM16 的应用肠道转运时间更接近正常值。
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本文编号：2862049