朋友,你聽說過嗎,當人患某些疾病時,吃點細菌就會菌到病除?這并非天方夜譚,而是近十多年來科學家們研制出的新興藥品——益生素。人們會問,益生素是何種靈藥,有如此奇效?益生素是一類有益于微生物生長的微生態調節劑,也稱為活菌制劑。以細菌來治病,道理何在呢?
1 益生素與抗生素
1928年,英國微生物學家、細菌學家弗萊明在做實驗時,發現了能抑制葡萄球菌的霉菌,80年后,抗生素風靡全球,對醫療事業的發展做出了重大貢獻。隨著人們生活水平的提高和對健康的重視程度不斷加強,人們開始發現抗生素在帶來優良治療效果的背后所隱藏的負面效應,如抗生素引起的內源性感染和二重感染、耐藥性的產生、腸道正常菌群的破壞和畜產品及環境中的殘留等問題。這些都將對養殖業、飼料工業和動物帶來嚴重威脅,進而通過食物鏈危及人類的健康。
益生素首先被利雷和史帝文生(1965)使用,定義為“由一種微生物分泌,刺激另一種微生物生長的物質”。后來又由美國食品與藥品管理局(FDA)把這類產品定義為“可以直接飼喂的微生物制劑品”。
這一概念在1989年又被進一步明確,僅僅局限在活的微生物制劑范圍內,其主要功能在于能改善動物腸道中微生態平衡,從而賦予寄主許多有益的效果。
總之,益生素是利用人或畜體內的正常微生物成員,經過體外馴化及大量培養而制成的活菌制劑。
抗生素是微生物的代謝產物,能夠抑制消化道內微生物(有害菌和有益菌)的生長或將其殺死;而益生素是通過向消化道內導入對動物有益的活菌,從而使有益菌處于主導地位。
2 益生素的作用機理
益生素是一種活的微生物制劑,它的作用機理目前主要有以下3種學說。
2.1 優勢菌群學說
正常動物腸道內的細菌與宿主保持著動態平衡,且微生物種群中的優勢種群對整個種群起決定作用,維持著畜禽的正常生長和生產。這些菌群一旦失去了平衡,就會使原來的優勢菌群發生更替,引起機體消化機能紊亂,抑制動物的生長發育,嚴重的則可致病。而添加益生素的目的就是為了補充有益菌,使有益菌在數量和作用強度上占絕對優勢,使優勢菌群得到恢復。這些菌群的繁殖和代謝,大大地抑制致病菌群的生長繁殖,從而保持菌群的正平衡,有效防止菌群失調癥發生。
2.2 菌群屏障學說
益生素參與消化道有益菌群與致病菌之間的生存和繁殖空間競爭、時間競爭、定居部位競爭以及營養競爭,益生素可競爭性地抑制病原菌附著在腸壁上。它們有的通過改變有害菌附著的受體結構,有的由于與病原菌結構相似,同病原菌競爭附著空間,限制致病菌的生存、繁殖。有益菌在消化道內生成致密的膜菌群,形成微生物屏障,一方面可抑制消化道粘附病原菌,中和毒性產物;另一方面也可防止毒素以及廢物等有毒成分的吸收。因此,給幼齡動物飼喂益生素可有助于建立正常的有益的微生物群落,排除或控制潛在的病原菌。
2.3 微生物奪氧學說
正常動物腸道內是以厭氧菌為優勢菌群的微生物區系,當益生素以孢子形式添加時,它們在生長繁殖過程中可消耗腸內氧氣,在局部范圍內形成厭氧環境,有利于厭氧微生物的生長,從而把失調菌群恢復到正常狀態,以達到防病、治病、提高免疫力和促生長等目的。
3 應用益生素舉例
3.1 乳桿菌制劑
乳桿菌制劑是用活的乳桿菌制成的酸奶,有利于恢復腸道正常微生物群體的生態平衡,促進消化和營養物質的吸收。酸奶中含的羥甲基戌二酸,可抑制膽固醇合成,防治高膽固醇血癥,保護心血管健康。二是利用正常婦女陰道中的乳桿菌按一定程序制成的活菌制劑,對正常婦女,有利于維護陰道的微生態平衡,增強防御機能;用于老年婦女,可加強陰道抗病能力,預防老年陰道炎;用來治療非特異性陰道炎、滴蟲性和真菌性陰道炎,效果顯著。
3.2 雙歧桿菌制劑
雙歧桿菌制劑是利用雙歧桿菌制成的活菌粉,用于食品和飲料的添加劑,能調整腸道菌群,恢復微生態平衡,治療腸道功能紊亂;它可分泌各種酶,幫助人體從腸道中吸收鐵、鈣和維生素,并參與B族維生素、維生素C和維生素E的產生與合成,滿足人體需要;還能刺激免疫系統,促進免疫抗體的產生,增強免疫細胞活力,起到防治腸道傳染病和癌癥的作用;可抑制腸道細菌產生氨,使血氨降低,治療肝昏迷;可抑制腸道內類桿菌和腐敗菌,減少氧自由基的產生,保護細胞健康,延緩衰老。
3.3 皮膚益生素
皮膚益生素是經馴化的皮膚正常菌群無毒株加促進劑制備的生物制品,它可扶植皮膚正常菌群、參與皮脂代謝、改善皮膚毛囊管的淤阻,使皮膚變得健美,并能用來治療黃褐斑、痤瘡等皮膚病。
3.4 促菌生
促菌生是從土壤中分離出來的一種臘芽胞桿菌制成的活菌制劑,可治療嬰幼兒腹瀉,并能消除腸脹氣。
3.5 全菌群
全菌群是用健康人糞便混懸液制成的活菌制劑,用作保留灌腸,專門治療偽膜性腸炎和其他菌交替癥。
4 益生素存在的問題和發展前景
隨著生物技術的發展,益生素在藥品、食品、飼料、飲料、肥料、生物防治及環境處理方面都取得顯著的應用效果。然而,發展過程中存在著明顯的不穩定性和不連續性。首先,對益生素的作用機理了解很少,絕大多數研究停留在促進飼料消化、提高家畜生產性能等使用效果水平上。盡管已從微生態學方面提出了一些理論或假設,但仍未徹底清楚。其次,益生素生產菌株的穩定性一直是一大難題,以休眠體形式代替活菌形式投入到飼料中飼喂動物是值得探討的問題。第三,可利用菌株十分有限。
益生素雖然起步較晚,還存在著一些尚待解決的問題,但初露鋒芒便以它那出類拔萃的優點受到人們的歡迎,它避免了抗生素長期使用的毒副作用及耐藥性或抗藥性,可防止微生態平衡失調。同時促進畜禽生長發育,增強動物免疫力,提高飼料消化、吸收和轉化率,增加肉蛋生產率,而且產品中沒有殘留污染,符合綠色食品要求。在后抗生素時代即將到來之際,我們可以歡呼:有了益生素,疾病也不怕。