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肠黏膜与肠道益生菌
更新时间:2020/7/16 兽医网校 在线题库 微信关注

肠黏膜与肠道益生菌

摘要:
    肠道内壁的特殊结构使其具有很大的表面积,上皮细胞、分泌物和益生菌在肠道表面构成了菌膜屏障,它能防止致病菌及有害物质侵入、促进营养的消化吸收、提高机体的免疫功能。当机体在缺血缺氧、肠道菌群失调、营养供给不足、内毒素过量、机体应激时,肠道菌膜要受到损伤。使用微生态制剂对疾病进行治疗时,应注意同时促进黏膜的修复和稳固。稳定的肠道菌膜屏障,可使益生菌发挥出更好的作用。

关键词:肠道黏膜、益生菌、菌膜屏障

    肠道是营养消化与吸收的重要器官,无论对维持生命活动、机体健康,还是在疾病的临床治疗中,肠道起着重要的作用,营养是生命和健康的基础,也是临床治疗的保障。当食物经口腔的咀嚼、唾液的浸润和淀粉酶的作用后进入胃,再经胃的研磨、酸化和蛋白酶分解进入小肠(十二指肠、空肠和回肠)后,食物中的糖类可被需要能量的转运方式吸收;酶解的蛋白质,可以小肽和氨基酸形式被吸收;脂肪与胆汁混合并乳化后,在脂肪酶的作用下,生成的脂肪酸和甘油-酯可被小肠吸收;矿物质和维生素以特殊方式吸收,其中脂溶性维生素的吸收需要胆汁参与,90%的胆汁在回肠被回收;由于肠道中渗透压的变化,在消化过程中肠道要分泌大量液体进入肠腔,这些液体在空肠、回肠被部分回收。大肠(盲肠、结肠、直肠)将水、无机盐、维生素进一步吸收后,食物残渣形成粪便,排出体外。由此可见从食物到粪便的消化过程伴随着多种生理生化反应。
    对食物消化与吸收过程、肠道功能和肠道结构的研究发现,肠道是内壁被黏膜覆盖、具有肌肉蠕动功能、内壁多绒毛柱状细胞的特殊管道。由于其手指样突起的绒毛结构,使肠道内拥有很大的比表面积,是机体同外环境接触的最大交界面。普通成人肠道的面积可达到约200m2,在肠内表面覆盖着厚度约为100-800μm,由肠道分泌物形成的黏膜,它具有选择性渗透或过滤作用,允许机体所需的营养物质从肠腔进入机体内环境;这种黏膜还具有屏障作用,可防止有害物质(病原微生物、肠腔内抗原和促炎症因子)侵入。微生态学的研究发现,在漫长的进化过程中,肠道黏膜上定居着大量微生物,目前从肠道中分离到的菌株有500多种,这些被称为益生菌的微生物同肠黏膜(上皮细胞、上皮细胞侧面的细胞链接和上皮下的固有膜及分泌物等)形成了一道严密屏障-菌膜屏障,它对机体有着多方面的作用。

目前已确认的肠道菌膜功能为:

①防止治病菌、有害物质侵入
    肠道益生菌通过粘附位点定居在肠道黏膜上,使得病原细菌没有定植的位置,从而大大减少了感染率;这些定居的益生菌还能产生抗菌物质,对致病细菌有杀伤和抑制其生长作用;它们还可以刺激机体产生对致病细菌的抗体,加速对其的清除;益生菌在肠道生长能产生有机酸,使肠道环境的pH值降低,不利于致病细菌生长。益生菌能分解、利用、转化消化过程中产生的有害物质,可防止其进入体内。

②营养作用
    益生菌能合成多种维生素(如B族维生素、维生素K、尼克酸、生物素和叶酸等);产生有机酸,有利于提高矿物质元素的溶解度,提高其生物利用度;另外肠道益生菌还可产生多种酶,有利于营养物质的分解与吸收。

③免疫作用
    肠道虽然是消化器官,同时又是重要的免疫器官,是机体免疫系统的一个重要组成部分,肠道黏膜上皮内含有大量的免疫细胞和免疫分子。肠道免疫系统是由存在于肠壁中的肠相关淋巴组织及分泌的IgA、IgM及IgE等组成,具有体液与细胞免疫屏障作用,可阻止肠道内的抗原性物质渗透。黏膜上的益生菌可促进机体免疫器官发育成熟,并作为广谱抗原刺激机体产生免疫应答。肠道菌膜对营养物质消化和吸收、机体的健康起着重要的作用,但它也是致病微生物和毒素侵入的主要入口。当肠道菌膜屏障损伤时,肠道中的微生物和毒素便可进入门静脉和淋巴系统引起细菌移位,甚至发展为全身性炎反应综合征和多器官功能衰竭综合征。

引起肠道菌膜损伤的主要原因可归纳为:

①缺血缺氧
    小肠绒毛的微动脉、微静脉和毛细血管在肠绒毛的顶端呈弓形的发夹状,易发生氧的短路,并且距母支较远,常导致绒毛顶部的氧分压大大低于动脉血中的氧分压,故其顶部供血供氧较差,在缺血缺氧时更易引起损伤。一般情况下,流经胃肠道的血量占全身循环血量的30%左右。应激状态时,机体为了保证心、脑等重要器官的血液供应,会减少肠道的血液供应。研究表明,在各种应激状态下,胃肠道最早发生缺血,又最后得到恢复。在缺血缺氧时肠道上皮细胞有氧代谢障碍,使ATP生成减少, 细胞膜上的钾-钠泵功能降低,不能有效地把细胞内的钠转运到细胞外,造成细胞内钠、水滞留,引起细胞水肿、坏死及细胞连接断裂。坏死的上皮细胞从绒毛顶端脱落,甚至黏膜全层脱落形成肠黏膜糜烂或溃疡,导致肠黏膜屏障损伤。另外,缺血缺氧还会导致肠黏膜上皮细胞无氧代谢,酸性产物增多引起局部酸中毒,加重上皮细胞损伤。

②肠道菌群失调
    肠道中寄生着大量的益生菌,小肠内的益生菌浓度约为106-1010 CFU/L,随着肠道的下行,益生菌的浓度越来越高。空肠主要为革兰阳性需氧菌,回肠主要为革兰阴性厌氧菌。结肠细菌的浓度可增加到1014-1015 CFU/L。在这些益生菌中主要是类杆菌、真杆菌、双歧杆菌乳酸菌和厌氧球菌等。他们对维护肠道菌群平衡起着非常关键的作用,他们的正常生长可有效地抑制其它致病微生物在肠黏膜表面黏附、定植、生长、繁殖。但它们都是抗菌药物的敏感菌,大量使用抗菌药物时,其数量急剧减少甚至消失。当其它耐药微生物过度生长,就会引起肠道菌群失调,造成肠道菌膜屏障功能损伤。放射性物质和放射线的使用也有同样的破坏作用。

③营养因素
    肠黏膜上皮细胞70%的营养供应来自肠腔内营养物质的直接吸收。特殊的氨基酸能直接为小肠黏膜上皮细胞提供营养;长链脂肪酸能为小肠黏膜上皮细胞提供能量;短链脂肪酸在结肠内分解为乙酸、丙酸盐、丁酸盐后可为结肠提供能量;肠内营养素可引起多种胃肠道激素释放、刺激胃肠蠕动、激活肠黏膜免疫系统、维持肠道内正常菌群繁殖。当营养因素缺失,肠道绒毛高度降低,绒毛出现萎缩,上皮细胞更新率减慢,益生菌在肠道黏膜上的粘附能力下降、数量减少,肠道菌膜功能下降。

④内毒素
    内毒素是革兰阴性菌细胞壁外膜上的一种脂多糖(LPS)和微量蛋白质的复合物,LPS是它的主要抗原性及致病性部分。LPS是细菌死亡或解体后才释放出来的一种具有广泛生物活性的细菌结构成分。在重症肝炎、肠道菌群失调、严重创伤、休克、机体免疫力下降等情况下,肠道内的致病菌,特别是革兰阴性菌就会大量生长、繁殖并释放大量的内毒素,不但可直接引起肠黏膜屏障损伤,导致大量内毒素进入血液循环。

⑤炎症介质
    致炎症介质是指炎症过程中,参与炎反应的一系列化学物质。炎症介质的前身存在于血浆中或细胞内。在应激状态下,它们可以被激活并相互作用不断循环促进,形成“瀑布样”反应,在引起一系列炎症病理变化的同时也可引起肠菌膜屏障的损伤。

    肠道黏膜和黏膜上定居的益生菌是构成菌膜屏障的关键因素,通过对有益菌在黏膜上的粘附机制研究,不同种类的微生物在肠道黏膜上的粘附能力有明显的差异,益生菌细胞壁中的脂磷壁酸、表面蛋白等粘附素可与宿主细胞表面的受体相结合,从而粘附在肠道黏膜上,粘附程度受多种环境因素的影响。益生菌粘附于肠道上皮细胞是其定植的前提,也是其发挥生物学作用的基础。因此在使用微生态制剂对肠道的菌群失调和疾病进行治疗时,应注意同时调整机体的供血供氧状态、促进肠道上皮细胞的能量代谢、增加益生菌的营养供给等条件,使更多的益生菌粘附或定植于肠道表面,形成健康的肠道菌膜屏障,才能达到理想的使用效果。


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