功能性食品對老年人腸道菌群影響的研究進展

趙洪一 ， 陳歷水 ，，尹樂斌 ，劉 蕾 ，王申麗 ，楊海鶯 ，王 冶 ，趙良忠

（1.邵陽學院，湖南邵陽 422200；2.中糧營養健康研究院，北京 102209；3.營養健康與食品安全北京市重點實驗室，北京 102209；4.老年營養食品研究北京市工程實驗室，北京 102209）

隨著社會的發展和人們生活水平的提高，人的平均壽命延長，伴隨而來的就是老齡化現象逐漸演變成為一個社會問題。尤其是老年人的健康直接關系著老年人生活質量，影響老年人的日常生活和飲食起居。隨著研究的深入，老年人的腸道菌群與其代謝疾病、免疫類疾病、胃腸道類疾病、心血管疾病，甚至精神類疾病等有著密切的聯系。因此，如何維持老年人腸道菌群平衡，保持老年人腸道微生態的健康，已經成為亟待解決的研究方向。對國內外關于腸道菌群與老年人健康關系，以及功能性食品對老年人腸道菌群調節的研究現狀進行詳細論述。

1 老年人腸道菌群分布

經過多年研究，老年人腸道菌群分布已經有了基本了解，研究結果顯示健康老年人腸道雙歧桿菌的數量較青壯年明顯減少，而腸桿菌科及腸球菌屬等細菌的數量則有顯著增加，老年組腸道酵母菌數量雖有增加，但差異無顯著性，這表明隨著年齡的增長，老年人的腸道微生態發生了演替性變化。老年人腸道最欠缺的益生菌就是雙歧桿菌和乳酸桿菌，并且老年人腸道腸球菌等有害菌較多[1]，腸道菌群的多樣性偏低[2]。調查顯示，老年人腸道中雙歧桿菌的減少可能會導致陰性桿菌的明顯增加[3]，這更加說明了雙歧桿菌在調節腸道菌群中的重要性。老年人腸道中只有一種腸桿菌科細菌，以大腸埃希氏菌為主，占88%[4]，大腸埃希氏菌的代謝物含有可以提高其耐藥性的超廣譜β內酰胺酶[5]。雖然老年人腸道菌群的大致分布已經確定，但是有害菌、益生菌的相互作用，以及它們與環境之間的關系仍有待進一步深入研究。

2 腸道菌群與老年人健康的關系

老年人的腸道菌群不僅維持著腸道健康，也與身體其他器官的健康有著不可分割的聯系。許多調節老年人腸道健康的食品和藥物既可以防治消化性疾病，還對肝臟、癌癥、糖尿病、心血管系統、免疫功能的恢復有著積極作用。

2.1 腸道菌群與老年人消化性疾病的關系

目前，許多研究表明腸道細菌與慢性腎臟疾病CKD及其相關并發癥有著不可分割的關系[6]。腸道菌群的失調會導致難辨梭狀芽孢桿菌大量繁殖誘發偽膜性腸炎[7]；還會導致細菌代謝的改變，間接增加直腸癌的發病率[8]；也會導致慢性腸炎發病[9]，有研究顯示炎癥性腸病患者的菌群組成與健康人群不同[10]。

2.2 腸道菌群與老年人肝臟疾病的關系

肝臟是清除機體內毒素的主要器官，其功能狀態與腸道微生態系統的平衡息息相關，一方面肝臟分泌膽汁，結合型膽汁酸在小腸部位對有口腔、胃、回腸、盲腸來源的外籍菌進行抑制，游離型膽汁酸在大腸內調節腸道菌群平衡；另一方面，腸道平衡通過抑制內毒素過量產生而保護肝臟，還可以協助肝臟對脂肪、蛋白質、糖、維生素、激素等的代謝調節。一旦肝臟的屏障功能受損，肝臟解毒能力下降，腸道菌群就會出現失調，也就有可能導致內毒素血癥并引起肝臟持續性損害。因此，如能維持腸道菌群平衡，有效減少清除肝病患者體內的內毒素和TNF-α，就有可能防治肝功能衰竭。同時，腸道菌群的失調與非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的發病率呈正相關，通過服用益生菌可調節腸道菌群，防止NAFLD病變[11]。

2.3 腸道菌群與老年人癌癥的關系

癌癥是發病率和死亡率增長最快，對人群健康和生命威脅最大的惡性疾病之一，其中肺癌最常見，對于肺癌，普遍使用的非手術方法是化療，這種治療方法對非小細胞癌患者腸道菌群影響明顯，加重了老年非小細胞癌腸道微生態紊亂。試驗證明，順鉑聯合益生菌處理能增強順鉑抗腫瘤生長和凋亡作用，這無疑說明了共生菌群的抗腫瘤作用[12]，其中雙歧桿菌使小鼠的抗腫瘤T細胞反應顯著增加[13]。

2.4 腸道菌群與老年人糖尿病的關系

腸道菌群平衡不僅可以抗腫瘤，還對糖尿病的治療有著不小的益處。一項來自東芬蘭大學的新研究表明血清中高濃度的吲哚丙酸可以預防Ⅱ型糖尿病。吲哚丙酸是腸道細菌產生的代謝產物，人體可以通過高纖維食物增強吲哚丙酸的產生。這項發現為腸道細菌在飲食、代謝與健康之間的相互關系提供了新觀點。研究發現，老年Ⅱ型糖尿病患者的腸道菌群中相比健康人的雙歧桿菌數量非常少，而腸球菌和大腸桿菌的數量非常多。因此，在防治老年人群糖尿病時，不僅要降低老年糖尿病患者的血糖，還要幫助他們調節腸道菌群平衡[14]，這樣才能更加有效地預防和治療糖尿病。

2.5 腸道菌群與老年人心血管疾病的關系

研究表明，腸道菌群與心血管疾病具有一定相關性，通過干擾腸道細菌來預防心臟病，調控腸道菌群有望成為治療心血管疾病的新興療法。Yang T等人[15]報道了腸道菌群失調與高血壓的相關性。其研究發現，原發性高血壓大鼠的血壓水平和腸道菌群改變相關，糞便變異程度增大，產生酯類和丁酸的菌群顯著減少。除了厚壁菌門與擬桿菌比例增加5倍外，微生物的豐富性、多樣性和均勻分布程度和每毫升的DNA含量均明顯減少。原發性高血壓大鼠的糞便菌群變異程度大大超過了正常大鼠。自發性高血壓大鼠糞便中分泌乳酸的菌群顯著增加，如鏈球菌和乳桿菌較多，產生丁酸鹽的菌群顯著減少。腸道菌群失調與高血壓、動脈粥樣硬化、心肌梗塞和心力衰竭等心血管疾病相關，腸道菌群失調可能是促進心血管疾病發生的原因之一。調控腸道菌群有望在將來作為心血管疾病的潛在治療靶點[16]。

2.6 腸道菌群與老年人免疫性疾病的關系

炎性細胞因子是一組多肽類細胞調節物質的總稱，包括白細胞介素、干擾素、生長因子、細胞刺激因子、腫瘤壞死因子等。炎性細胞因子主要由外周的免疫細胞合成（如巨噬細胞、淋巴細胞、纖維母細胞），因此它對人體免疫功能有著巨大影響。腸道菌群通過影響炎性細胞因子的釋放，從而影響人體免疫功能。中老年人腸道菌群多樣性的減少可能會影響其機體CD8T細胞為中心的非特異性自然免疫功能[2]。布拉氏酵母菌可以穩定腸道菌群，減少炎性細胞因子的釋放[17]。腸道菌群重建治療酒精性肝病慢性腹瀉可改善患者肝功能，其機制可能與調節炎性細胞因子的表達有關[18]。潰瘍性結腸炎患者腸道菌群失調會促使炎性細胞因子的分泌并激發腸黏膜炎癥，其中雙歧桿菌和乳酸桿菌數量嚴重減少，擬桿菌和腸球菌數量會上升[19]。活的雙歧桿菌和熱滅活雙歧桿菌都表現了免疫調節作用，都會抑制炎性細胞因子的產生[20]。可以看出，腸道菌群的失調會促進炎性細胞因子的產生，而益生菌對炎性細胞因子有抑制作用。健康的腸道菌群在人體免疫中有著很重要的作用，它可以控制炎性因子的產生，并且對免疫細胞數量也有一定影響。

3 功能性食品對老年人腸道菌群的影響

近年來，功能性食品成為人們研究的熱點。經過大量動物試驗和人體試驗，人們近年來在研究過程中有所發現的對老年人腸道菌群有益的功能性成分主要有益生菌、多酚、膳食纖維和多不飽和脂肪酸。

3.1 益生菌

如何調節老年人腸道微生態是老年人腸道菌群研究的重點，現在人們調節腸道微生態的主要方式是服用微生態制劑和食用添加益生菌的功能性食品。微生態制劑是利用正常微生物和促進微生物生長的物質制成的活微生物制劑，為了改善口感、增加營養、提高活菌的活性，還在益生菌里添加食品添加劑、營養強化劑、果蔬、谷物等制成功能性食品，如益生菌發酵乳、益生菌飲料等。二者都對老人腸道健康有著重要作用，尤其是我國傳統中藥與微生態制劑結合對老年人腸道健康有著巨大的積極作用。

3.1.1 益生菌微生態制劑

雙歧桿菌三聯活菌片，能補充正常生理菌，糾正菌群失衡，修復腸道屏障[21]。枯草桿菌二聯活菌腸溶膠囊，能夠明顯降低老年人腸道菌群失調的幾率[22]。術前補充雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌三聯活菌制劑，可明顯調節腸道手術后的腸道菌群，縮短腸道功能恢復時間[23]。還有馬乳酒樣乳桿菌ZW3，可以成功定植于小鼠腸道，改善小鼠腸道菌群[24]。

3.1.2 益生菌功能性食品

益生菌發酵乳產品中富含乳桿菌、嗜熱鏈球菌和雙歧桿菌，其中的干酪乳桿菌ATCC 393能夠在胃腸道的轉運中存活并調節腸道菌群[25]。因此，攝入發酵乳或含菊粉的發酵乳能夠增加糞便中雙歧桿菌的數量并抑制大腸桿菌和產氣莢膜梭狀芽胞桿菌，有益于改善腸道功能[26]。在各種益生菌發酵乳中，富含雙歧桿菌的發酵乳對腸道健康的作用是很突出的，雙歧桿菌BB12發酵乳可大大增加雙歧桿菌和乳桿菌的數量，讓腸球菌和腸桿菌的數量有效降低，同時不影響產氣莢膜梭菌[27]；傳統發酵乳Viili比單菌發酵乳能更全面地改善腸道菌群，維持腸道健康[28]。也就是說，多種益生菌共同發酵的發酵乳具有更好的腸道保健功能。

雖然微生態制劑可以有效改善腸道菌群，但是如果只用微生態制劑，總體療效畢竟有限，為此研究者探索了更多調節老人腸道菌群的方法。與單用培菲康這種微生態制劑相比，將培菲康與補中益氣丸對老人聯合使用對于老年人腸道菌群失調相關性腹瀉的療效更好，更有利于有益菌定植生長，重建腸道微生態平衡[29]；將培菲康與藿香正氣軟膠囊對老人聯合使用治療老年腸道菌群失調性腹瀉能在更短的時間產生同樣的治療效果[30]。與雙歧桿菌四聯活菌片相比，健脾益腸湯治療老年人腸道菌群失調效果更好、更加安全無副作用[31]。參苓白術是我國很經典的一味中藥，不僅能有效預防老年人因使用抗生素導致的腸道菌群失調[32]，還可以有效治療老年人因使用抗生素導致的腹瀉[33]。將參苓白術散與活菌聯合使用可明顯改善患者肝功能、肝硬化，糾正腸道菌群失調[34]。

3.2 多酚類物質對老年人腸道菌群的影響

除了服用益生菌這種通過直接增加腸道中益生菌群來恢復老人腸道健康的方法外，讓老年人攝入適量多酚類物質也可以很好地維持腸道健康。茶多酚是茶葉中多酚類物質的總稱，具有抗氧化作用和抑菌作用。茶多酚可吸附食品中的異味，因此具有一定的除臭作用，對食品中的色素具有保護作用，它既可起到天然色素的作用，又可防止食品退色，茶多酚還具有抑制亞硝酸鹽的形成和積累作用。對于人體健康，食品品質都有重要意義。近年的研究者發現茶多酚對于腸道菌群也十分有益，可促進雙歧桿菌增殖[35]。綠茶多酚有利于特定腸道菌群的穩定性，它可能具有益生元活性，有利于預防肥胖[36]。草莓富含多酚類物質，有著降血壓、降血脂的作用。

3.3 膳食纖維對老年人腸道健康的影響

膳食纖維是一種多糖，既不能被胃腸道消化吸收，也不能產生能量。被營養學界補充認定為第七類營養素，和傳統的6類營養素——蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質與水并列。膳食纖維具有降血糖、通便等作用。

3.3.1 膳食纖維對益生菌的影響

在老年人的腸道菌群中，膳食纖維可以被微生物利用，有利于腸道菌群平衡。粗糧中富含膳食纖維，黃小米、燕麥中的水溶性膳食纖維能夠被人類糞便中的微生物代謝，產生甲酸、乙酸、丙酸、丁酸；在發酵系統中加入水溶性膳食纖維，隨著發酵時間的延長，短鏈脂肪酸含量增加。說明膳食纖維與短鏈脂肪酸也有一定聯系，當增加膳食纖維的濃度，短鏈脂肪酸也會增加[37]。益生菌數量也會增加。膳食纖維的攝入可以改變在小腸內產短鏈脂肪酸微生物的構成和短鏈脂肪酸的產量[38]。百歲老人攝入的膳食纖維比例都比較高，他們的腸道菌群中有益菌的比例也較高，其中雙歧桿菌和乳酸菌都更加豐富[39]。

3.3.2 膳食纖維對腸道疾病的防治

膳食纖維還可以通過調節腸道菌群來預防和治療一些疾病。膳食纖維是大腸桿菌的發酵底物，在預防結直腸癌中起著至關重要的作用。低劑量阿司匹林強化膳食纖維可作為預防結直腸癌尤其是易發生腫瘤個體的一種可能預防措施[40]。高纖維飲食導致腸道菌群的變化，對心血管疾病的發展起到保護作用[41]。膳食纖維作為第七大營養素，對老年人腸道菌群的作用是不容忽視的，將膳食纖維與一些食品添加劑結合不僅可以提高食品品質，還能賦予食品一些功能性。膳食纖維在功能性食品的研發上有著重大作用。除了粗糧，很多水果（如草莓）也富含膳食纖維。

3.4 多不飽和脂肪酸

多不飽和脂肪酸（PUFA）指含有2個或2個以上雙鍵且碳鏈長度為18～22個碳原子的直鏈脂肪酸。通常分為ω-3和ω-6，多不飽和脂肪酸可以降低心血管疾病，降低膽固醇，這些都是大家公認的。近年的研究發現，多不飽和脂肪酸不僅可以預防肥胖，在腸道菌群的調節上也有著重要作用。一些由細菌代謝產生的多不飽和脂肪酸與糞便中的益生菌呈正相關，與血清膽固醇呈負相關[42]。雖然多不飽和脂肪酸對健康有益，但并不是所有多不飽和脂肪酸都如此，如果小鼠攝入的食物中ω-6多不飽和脂肪酸與ω-3多不飽和脂肪酸的比值過高會破壞腸道菌群的平衡[43]。ω-3多不飽和脂肪酸飲食可改變腸道菌群和抑制肥胖，而ω-6多不飽和脂肪酸的作用明顯不如ω-3多不飽和脂肪酸[44]。更有動物試驗表明ω-3多不飽和脂肪酸可以降低高脂飲食大鼠的體重并調節其腸道菌群[45]，降低腸道通透性及內毒素，增加黏膜厚度[46]和保護腸黏膜屏障功能[47]，使腸道黏膜功能更完整[48]。

研究發現，ω-3多不飽和脂肪酸相對于ω-6多不飽和脂肪酸，對腸道的益處是非常多的，高含量的ω-6多不飽和脂肪酸飲食會導致腸道中有害微生物的增加并誘發腸道炎癥的發生，補充ω-3多不飽和脂肪酸可以減少有害微生物的數量并抑制炎癥[49]，因此開發的功能性食品應盡量提高ω-3多不飽和脂肪酸所占的比例。魚油就是一種富含ω-3多不飽和脂肪酸的食品，可對腸道菌群產生有益的影響[50]，在人處于肥胖時，能調節腸道菌群緩解腸道炎癥[51]。多不飽和脂肪酸之所以能改善腸道菌群，主要是因為多不飽和脂肪酸可加快丁酸產生菌的生長，增加短鏈脂肪酸的含量，降低腸道pH值，減少次級膽汁酸含量，起到改善腸道環境的作用，并預防直腸癌[52]。此外，ω-3多不飽和脂肪酸還在腸內皮細胞中具有潛在的抗血管生成作用[53]，并抑制腸息肉的發展[54]。動物模型的體內研究表明，ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸都可以減少腸道炎癥的發生，其中ω-3多不飽和脂肪酸的效果更為顯著[55]。

4 展望

老年人腸道菌群、人體健康及功能性食品的相關性研究方興未艾，目前與各種疾病的相關性研究尚處于初級階段，許多關鍵的科學技術和問題尚需要深入探索，尤其在分子機制等方面仍存在許多未知之處。利用功能性食品來調控腸道菌群作為防治老年人疾病的主要方法，還需要進一步研究評估，具體的作用機理也需要進一步論證。但是，隨著腸道菌群與疾病的相關性研究逐步深入，腸道菌群的特殊功能、致病機制也將被一一揭示，由此，也會大大提高腸道菌群與老年人健康的研究水平。

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