Các Vi khuẩn có lợi, các tác nhân dinh dưỡng khác và hệ vi sinh vật đường ruột
Chapter 1 (Trang 1): Hệ Vi sinh thái của Lactobacilli và Bifidobacteria khu trú ở
đường tiêu hóa: Kiến thức nền tảng để Nghiên cứu thành công về Vi khuẩn có lợi
Hệ vi sinh vật bình thường của đường tiêu hóa con người phần lớn khu trú ở đại tràng,
nơi dung nạp một quần thể phức tạp các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn. Các loài nổi trội
về mặt số lượng của vi khuẩn là các vi khuẩn yếm khí bắt buộc và được đại diện bởi cả
hai loại Gram dương và Gram âm. Có thể đến 400 loài vi khuẩn có khả năng khu trú
trong đại tràng nhưng đối với cá nhân bất kỳ nào thì chỉ có từ 30 đến 40 loài chiếm đến
99% hệ vi sinh vật ở đó. Đại tràng chứa ít nhất 10 lũy thừa 12 các tế bào vi khuẩn .
Bởi vì các Vi khuẩn có lợi bao gồm các giống chuyên biệt của vi khuẩn sinh acid lactic,
nên các cộng đồng khu trú trong đại tràng con người cần phải được phân tích. Các phân
tích về những quần thể số lượng Bifidobacterium (Hình 1) và Lactobacillus khu trú ở đại
tràng, và được tìm thấy trong phân, thực hiện bởi hai nghiên cứu. Trong nghiên cứu đầu
tiên [2] , những quần thể số lượng vi khuẩn sản xuất acid lactic được tìm thấy và phân
tích trong các mẫu phân được thu thập hàng tháng trong khoảng thời gian 12 tháng từ hai
đối tượng người khỏe mạnh. Các giống vi khuẩn bao gồm hai loại quần thể số lượng
được phân biệt bằng các kỹ thuật lấy dấu di truyền (định dạng ribonucleic và điện di ngắt
quãng trên môi trường thạch của phân tử DNA). Một đối tượng dung nạp một quần thể
đơn giản các giống vi khuẩn bifidobacteria (thường chỉ có một hoặc hai giống được tìm
thấy trên mẫu) trong thời gian 12 tháng, và hiện diện một giống nổi trội trong suốt nghiên
cứu. Đối tượng còn lại dung nạp một quần thể phức tạp các giống bifidobacteria (thường
là năm hoặc sáu giống trên mẫu) với sự thay đổi thành phần. Giống nổi trội không hiện
diện ở đối tượng này. Trong trường hợp của cả hai đối tượng, một giống lactobacillus duy
nhất chiếm ưu thế nổi trội trong suốt thời gian 12 tháng.
Trong nghiên cứu thứ hai (Kimura K, dữ liệu chưa được công bố), quần thể
Bifidobacterium và Lactobacillus được phân tích trong hai mẫu phân được phân bổ ba
tháng ngoài 10 đối tượng khỏe mạnh. Mỗi cá nhânchứa một bộ sưu tập độc đáo của các
chủng bifidobacterial và lactobacillus. Năm trong số các đối tượng có vi khuẩn
bifidobacteria tương đối đơn giản; các đối tượng còn lại có bộ sưu tập phức tạp hơn. Hầu
hết các đối tượng chỉ chứa một hoặc hai chủng lactobacilli.
Quần thể vi khuẩn Bifidobacteria luôn luôn lớn (109-1010 cho mỗi gram trọng lượng ướt
của phân), nhưng số lượng lactobacillus khác nhau giữa các đối tượng (104-109 mỗi
gram). Lactobacilli không thể được phát hiện trong các mẫu col-lected từ một trong các
đối tượng.
Nó là cần thiết để thiết lập một cơ sở kiến thức liên quan đến sự cứng rắn và phức tạp của
cộng đồng vi sinh vật sống ở người khỏe mạnh, ruột kết vì probiotics bao gồm các chủng
vi khuẩn sản xuất axit lactic cụ thể. Do đó, các cộng đồng cư trú trong các khu vực của
con người cần được phân tích về việc thu thập các chủng vi khuẩn có mặt. Kết quả của
các nghiên cứu đã nêu lên các câu hỏi tiếp theo.
(i) Một chủng probiotic bifidobacterium trở thành một phần của vi sinh vật vi khuẩn của
chủ thể 1, hoặc nó sẽ là không thể cho nó để thiết lập vì sự ổn định của bộ sưu tập
bifidobacterial trong đócá nhân? Việc cấy ghép có dễ dàng đạt được hơn trong trường
hợp của chủ đề 2 trong đó thành phần của quần thể vi khuẩn bifidobacteria dường như
dao động? Hay điều ngược lại là đúng?
(ii) Do sự biến đổi của một số quần thể vi khuẩn giữa các cá thể con người, tính chất
động của một số loài này, và thực tế là mỗi cá thể có các chủng lacto- bacillus và
bifidobacteria độc đáo, rõ ràng là thí nghiệm đòi hỏi phải sửa đổi chế độ ăn uống bằng
cách tiêu thụ một probiotic, tiểu dự án phải phục vụ như là điều khiển riêng của họ. Nói
cách khác, sự so sánh trong những nghiên cứu này phải mang tính nội tâm không liên tục.
(iii) Vi khuẩn probiotic nào thích hợp hơn là vi khuẩn bifidobacteria hoặc lactobacilli?
Quần thể vi khuẩn Bifidobacteria giống nhau ở tất cả những người chúng ta nghiên cứu.
Tại sao con người cần phải bổ sung chế độ ăn uống của họ với các tế bào bifidobacteria
khi đại tràng của họ có đầy đủ các vi khuẩn như vậy? Số lượng Lactobacillus khác nhau
đáng kể giữa các đối tượng của con người, vì vậy có lẽ có nhiều logic hơn trong việc bổ
sung chế độ ăn uống với những vi khuẩn này? Các chủng lactobacillus có được sử dụng
làm chế phẩm sinh học trở thành một phần của hệ vi sinh sản axit lactic, hay chúng là số
lượng lớn cho quần thể cá nhân (bản địa)? Nếu chúng trở thành một phần của hệ vi khuẩn
thp, thì vi khuẩn probiotic có thể loại bỏ một tỷ lệ (có thể là tất cả) của các chủng vi
khuẩn cư trú không?
Phân tích các quần thể vi khuẩn bằng cách sử dụng công nghệ dấu vân tay di truyền sẽ
giúp trả lời những câu hỏi này.
Chapter 2 (Trang 4): Điều chế đường ruộtMicroflora by Probiotics
Việc tiêu thụ các loại sữa lên men có một lịch sử lâu dài nhưng nghiên cứu khoa học về
probiotics chỉ bắt đầu từ đầu thế kỷ này với công trình của Metchnikoff tại Viện Pasteur
ở Paris. Ông postu-lated rằng sữa lên men sản xuất hiệu ứng có lợi của họ trên máy chủ
bằng cách chống lại vi khuẩn có hại trong ruột thấp hơn.
Định nghĩa
Định nghĩa hiện tại được Fuller đưa ra năm 1989 là “Bổ sung thức ăn vi sinh vật sống có
ảnh hưởng có lợi cho động vật chủ bằng cách ứng phó sự cân bằng vi khuẩn đường ruột”
[1]. Có cơ sở để mở rộng deíinitiớn để che phủ các vị trí khác của cơ thể như đường hô
hấp và âm đạo, nhưng việc xem xét này bị giới hạn ở đường ruột.
Định nghĩa này không chỉ bao gồm yoghurts truyền thống, được lên men bởi
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus và Streptococcus salivarius subsp.
thermophilus, nhưng cũng chuẩn bị thương mại được thiết kế đặc biệt như probiotic và có
chứa đường ruột cô lập lactobacilli, streptococci, và bifidobacteria. Phần lớn các chế
phẩm sinh học có chứa các vi khuẩn axit lactic liên quan, mặc dù một số chế phẩm được
dựa trên nấm hoặc vi khuẩn Bacillus sp.
Tác dụng ức chế trên Gut Microflora
Công việc recucnt đã xác nhận lý thuyết rằng chế phẩm probiotic ảnh hưởng đến thành
phần hoặc hoạt động của hệ vi sinh đường ruột, hoặc cả hai. Fre-quently vi khuẩn trong
probiotic colonize ruột và tăng số lượng. Cũng có thể có những tác động gián tiếp, chẳng
hạn như kích thích lac- tobacilli khác với những tác dụng trong probiotic. Ngay cả các
nhóm không liên quan cũng có thể bị ảnh hưởng; Ví dụ, Saccharomyes cerevisiae làm
tăng số lượng vi khuẩn kỵ khí trong dạ cỏ của gia súc.
Tác dụng ức chế trên các nhóm vi khuẩn khác như coliforms, strep-tococci, clostridia và
tổng số kỵ khí đã được mô tả. Các mech-anism của hiệu ứng ức chế này là ill-hiểu tại
hiện tại nhưng nghiên cứu thú vị cho thấy cạnh tranh cho các thụ thể bám dính trong ruột
là một lời giải thích có thể.
Những thay đổi trong Metabolism
Probiotics cũng có thể ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của vi sinh vật đường ruột. Loại
hiệu ứng này có thể có mức độ liên quan lớn hơn đối với bệnh ở người vì nó dễ liên quan
đến sức khỏe của vật chủ hơn. Do đó các hệ thống enzyme chịu trách nhiệm sản xuất chất
gây ung thư được tìm thấy trong vi khuẩn đường ruột. Việc sử dụng các chế phẩm sinh
học có thể ức chế hoạt động của các enzym như P-glucosidase, P-glucuronidase,
nitroreductase và azoreductase (Bảng I). Ngoài ra còn có bằng chứng cho việc giảm acid
mật 7 a-dehy-droxylase tạo ra acid deoxychotic acid mật thứ cấp.
Việc tiêu hóa lactose cũng được hỗ trợ bằng cách bổ sung probiotic [2]. Bệnh nhân bị
nhiễm lactose có thể sử dụng lactose hiệu quả hơn nếu được cho dưới dạng sữa chua. Các
loại sữa lên men trong các loại lactobacilli khác có kết quả đầy hứa hẹn nhưng có nhiều
biến đổi hơn.
Ức chế các triệu chứng bệnh
Hiệu ứng trên vi sinh vật đường ruột cũng được biểu hiện bằng các triệu chứng của triệu
chứng bệnh [3, 4]. Mặc dù kết quả của các nghiên cứu như vậy không phải luôn luôn
cung cấp số lượng khả thi của tác nhân gây bệnh, có khả năng là tác nhân probiotic có tác
dụng của nó bằng cách chống lại tác nhân gây bệnh theo một cách nào đó. Điều này có
thể được thực hiện bằng các hiệu ứng trực tiếp trên các con số hoặc hoạt động, kích thích
miễn dịch, hoặc cạnh tranh cho các thụ thể bám dính.
5Có bằng chứng cho việc điều chế hệ vi sinh đường ruột bằng các chất bổ sung probiotic. Chúng có thể được chứng minh là có ảnh hưởng đến hệ thực vật và sự trao đổi chất.
Tuy nhiên, mối quan hệ của các hiệu ứng vi sinh vật đối với sức khỏe của vật chủ không
phải lúc nào cũng rõ ràng.
Chapter 3(Trang 15): Khái niệm về cân bằng ColonicMicrobiota, Prebiotics và
Synbiotics
Đại tràng là cơ quan hoạt động trao đổi chất nhất trong cơ thể con người. Điều này là do
thực vật vi khuẩn cư trú của nó bao gồm 1012 tế bào cho mỗi gram nội dung đường ruột.
Trong bối cảnh này, các nhà nghiên cứu, các nhà công nghiệp, ngành y tế và người tiêu
dùng ngày càng nhận thức được vai trò quan trọng của ruột già của con người trong dinh
dưỡng, cũng như sức khỏe của vật chủ [1]. Đại tràng của con người có liên quan đến một
loạt các trạng thái bệnh, với ruột già là địa điểm bị xâm chiếm trước khi gây ra các mầm
bệnh khác nhau. Ngoài ra, còn có các dạng bệnh mãn tính khác bao gồm bệnh viêm ruột
(ví dụ, viêm loét đại tràng, bệnh Crohn), ung thư đại tràng và viêm đại tràng giả mạc [2].
Mỗi người được cho là có nguyên nhân vi khuẩn, mặc dù việc chứng minh dứt khoát về
điều này vẫn còn thiếu.
Mặt khác, nó cũng được chấp nhận rằng chế độ ăn uống đóng một vai trò quan trọng
trong việc duy trì và cải thiện sức khỏe con người cũng như trong công tác phòng chống
bệnh tật. Trong bối cảnh này, hệ thực vật đường ruột được coi là một yếu tố quan trọng
ảnh hưởng đến hạnh phúc của con người. Trong điều kiện xương nhà bình thường, hệ vi
sinh đường ruột được cho là có tầm quan trọng trung tâm trong nhiều khía cạnh có lợi.
Để khái quát hóa, do đó, có thể phân loại các thành phần của hệ vi sinh đường ruột trên
cơ sở liệu chúng có gây ra các khía cạnh có khả năng gây bệnh hoặc phát triển sức khỏe
(Hình 1). "Sự cân bằng" của thành phần này rất quan trọng đối với sức khỏe của vật chủ.
Vì lý do rõ ràng, hiện nay có nhiều quan tâm đến việc tăng số lượng và hoạt động của sức
khỏe thúc đẩy hệ thực vật trong ruột lớn - tốt nhất là do chi phí của các loài có hại hơn do đó cải thiện tiềm năng sức khỏe in vivo. Khi thực phẩm cung cấp nhiên liệu chính cho
vi khuẩn đường ruột, cách thức mà điều này có thể đạt được là thông qua bổ sung tiền tệ.
Prebiotics là các thành phần trong chế độ ăn uống có sự lên men cụ thể hướng tới quần
thể vi khuẩn đường ruột được cho là có lợi cho sức khỏe [3]. Một biểu diễn sơ đồ của
khái niệm này được thể hiện trong hình 2. Một tiền sinh học được định nghĩa chính thức
là “Không tiêu hóa đượcthành phần thực phẩm ảnh hưởng đến vật chủ bằng cách chọn
lọc nhắm mục tiêu tăng trưởng và / hoặc hoạt động của một hoặc một số lượng giới hạn
vi khuẩn trong đại tràng, và do đó có tiềm năng cải thiện sức khỏe máy chủ. ”
Các oligosaccharides có chứa fructose như oligofructose và inulin có tiềm năng kích
thích vi khuẩn bifidobacteria trong ruột kết đến mức mà sau một thời gian cho ăn ngắn,
chúng trở nên chiếm ưu thế về số lượng trong phân. Trong khi các khía cạnh thúc đẩy
lâm sàng và sức khỏe của việc phát triển vẫn không xác định, nó không phải là không
hợp lý để giả địnhrằng công nghệ này có thể hữu ích cho sự phát triển sản phẩm trong
tương lai ảnh hưởng đến vi khuẩn đường ruột lớn và do đó là một số bệnh lý đường tiêu
hóa. Sự tiến bộ của các kỹ thuật sinh học phân tử xác định chính xác hơn về thành phần
và hoạt động của hệ thực vật để đáp ứng với chế độ ăn uống sẽ thúc đẩy tiềm năng này.
Các khu vực (i) cải thiện sức đề kháng đối với tác nhân gây bệnh, (ii) giảm lipid máu,
(iii) các đặc tính chống khối u, (iv) điều hòa nội tiết tố, và (v) kích thích miễn dịch có thể
được nhắm mục tiêu khả thi thông qua hệ vi sinh đường ruột .
Một đề xuất nữa là việc sử dụng synbiotics, nơi mà vi sinh vật probiotic được kết hợp với
prebiotic để tồn tại tại chỗ trước đây được cải thiện. Điều này sẽ cải thiện đáng kể hiệu
quả của vi khuẩn sống (ví dụ: Lactobacillus, Bifidobacterium).
Điều rõ ràng là công nghệ này có những hậu quả rất quan trọng đối với ngành công
nghiệp thực phẩm sức khỏe, thiết kế các sản phẩm mới, cải thiện các loại thực phẩm hiện
có và quản lý dự phòng khí đốt đường ống Vlisease.
Chapter 4 (Trang 24): Vi sinh vật của hệ Gut và hệ thống miễn dịch
Hệ thống miễn dịch của ruột
Hệ thống miễn dịch của ruột là một phần của một hệ thống phòng thủ chuyên biệt cho
màng nhầy. Hệ miễn dịch này ngăn vi khuẩn xâm nhập vào các mô và gây nhiễm trùng.
Sau khi đáp ứng với các thành phần vi sinh vật từ ruột trong các khu vực chuyên biệt
trong thành ruột được gọi là các mảng Peyer (xem Hình 1), các tế bào lympho di chuyển
đến tất cả các phần của thành ruột, lan truyền phản ứng miễn dịch đến toàn bộ cơ quan.
Trong niêm mạc ruột chúng tạo ra kháng thể của một cấu trúc đặc biệt, IgA tiết, bao phủ
bề mặt niêm mạc ruột, nơi chúng ngăn vi khuẩn - mầm bệnh cũng như hệ thực vật đường
ruột bình thường - bám vào và xâm nhập vào niêm mạc ruột.
Đồng thời khi phòng thủ chuyên môn của niêm mạc ruột phát triển, phản ứng miễn dịch
đẩy mạnh hơn nữa, do đó các kháng thể đối với hệ vi khuẩn bình thường của ruột cũng
được tìm thấy trong máu.
Đáp ứng miễn dịch với hệ thực vật đường ruột
Đáp ứng miễn dịch với hệ thực vật đường ruột do đó dẫn đến sự hình thành các kháng thể
huyết thanh chống lại nhiều cấu trúc trên nhiều vi khuẩn khác nhau thường xuất hiện
trong ruột. Các kháng thể này xuất hiện sớm trong năm đầu đời của cả trẻ đủ tháng và
non tháng. Kháng thể đối với hệ thực vật đường ruột cũng được tìm thấy sớm trong phân
và hiện diện | sinh ra trong nước bọt.
Vi khuẩn trong ruột không chỉ bị ràng buộc bởi các kháng thể đặc hiệu trong ruột; nhiều
vi khuẩn đường ruột cũng liên kết không đặc biệt thông qua loại fimbriae 1 của chúng với
các chuỗi bên carbohydrate trên các kháng thể IgA tiết. Ngoài ra thường có các kháng thể
tự nhiên thường gặp với galactose, có thể liên kết với một số thành viên của hệ thực vật
đường ruột.
Con số này cho thấy đáp ứng miễn dịch niêm mạc ỉn ruột cũng lây lan sang các màng
niêm mạc khác trong cơ thể và các tuyến ngoại tiếtchẳng hạn như tuyến nước bọt và
tuyến vú. Do đó sự hiện diện của các kháng thể IgA tiết trong nước bọt và sữa phản ánh
đáp ứng miễn dịch mu-cosal trong ruột. Do đó, phản ứng kháng thể IgA tiết dịch của
người mẹ trong ruột do đó được chuyển vào sữa của cô và ảnh hưởng đến vi khuẩn
đường ruột của trẻ sơ sinh bú sữa mẹ, bảo vệ chống nhiễm trùng.
Tuy nhiên, những kháng thể sữa này không ngăn chặn sự xâm thực của trẻ sơ sinh với hệ
vi khuẩn bình thường, mà luôn luôn có
kháng thể trong sữa. Cả phản ứng huyết thanh và tiết của người lớn đối với hệ thực vật
đường ruột bình thường đều ngăn chặn sự xâm nhập của ruột với các chủng như vậy.
Nhưng phản ứng miễn dịch có thể giúp kiểm soát số lượng vi khuẩn, hạn chế chuyển vị,
và giảm nguy cơ nhiễm trùng. Các đặc tính của phản ứng miễn dịch dường như có lợi cho
một số mi¬crobes và cấu trúc bề mặt của chúng, trong khi những người khác có thể
không được khuyến khích. Do đó, việc cho con bú cung cấp một lượng lớn các kháng thể
IgA bài tiết thúc đẩy biểu hiện 1 của fimbriae loại 1 trong số các vi khuẩn của hệ thực vật
đường ruột. Ngược lại, thiếu hụt IgA làm giảm sự hiện diện của fim- type 1, briae trên vi
khuẩn đường ruột.
Thông thường Gut Flora và miễn dịch dung nạp
Hệ thực vật đường ruột bình thường tạo ra sự dung nạp miễn dịch. Như một kết quả của
sự phát triển của dung sai cụ thể, đáp ứng miễn dịch chống lại hệ thực vật bình thường
hoặc một số thành phần của nó giảm. Có khả năng là theo cách này, có một nguy cơ giảm
sút là hệ miễn dịch sẽ khởi đầu các phản ứng viêm đối với vi khuẩn thông thường hiện
nay. Nếu cơ chế dung nạp này không hoạt động, thì bệnh viêm ruột có thể xảy ra. Nếu
một vi khuẩn mới xuất hiện trong ruột, chẳng hạn như một mầm bệnh tiềm ẩn, một phản
ứng miễn dịch sẽ theo sau.