肠易激综合征(irritablebowelsyndrome,IBS)作为临床常见的非器质性消化道疾病,其流行具有世界性。研究发现,IBS的发病率为14%~28%,且这一流行性存在性别差异,即在女性中的发病率高于男性。IBS的临床表现多样,腹痛、腹胀、腹泻或便秘等腹部症状在临床最为常见。根据罗马Ⅲ的标准可将IBS分为以下4种亚型。
①腹泻型IBS:以水样便或稀便为主,占大便量≥25%,硬便或块状便占大便量<25%;
②便秘型IBS:以硬便或块状便为主,且占大便量≥25%,稀便或水样便<25%;
③混合型IBS:即硬便或块状便占大便量≥25%,水便或稀便占大便量≥25%;
④未定型IBS:即不符合便秘型IBS、腹泻型IBS或混合型IBS中的任何一种,其中硬便或块状便符合Bristol分级的1~2级,稀便或水样便符合Bristol分级的6~7级。
而最新罗马Ⅳ标准将原来IBS诊断标准中的“不适”症状去除,并根据有症状大便的比例(如稀便/水样便、硬便/块状便)进行亚型分类,故未定型IBS型患者的比例相应缩小了。现就益生菌与IBS关系的研究进展进行综述。
11肠道菌群与机体内稳态肠道菌群是宿主肠道微环境的一部分,在维持人类肠道功能以及营养吸收方面发挥了重要作用。正常情况下,摄入肠道未被消化的碳水化合物和蛋白质会被大肠中的细菌发酵分解,细菌本身及其产生的代谢物会与肠道上皮细胞相互作用,影响肠道蠕动和分泌;而细菌发酵不易消化的碳水化合物所产生的3种主要的短链脂肪酸(包括醋酸、丙酸、丁酸)在增强淋巴细胞与嗜中性粒细胞功能、改善葡萄糖耐受、激活上皮细胞信号通路等方面发挥了重要作用,而这一效应机制的产生主要是通过G蛋白偶联受体实现的。在T细胞中,短链脂肪酸可抑制组蛋白去乙酰化酶的活性以缓解肠道炎症。此外,短链脂肪酸还有降低肠道pH值,抑制潜在致病菌生长的作用。肠道有益菌可与致病菌竞争营养物质,并促进上皮细胞产生抗微生物多肽,以抑制致病菌黏附在肠上皮,而其产生的代谢物可影响致病菌的存活和毒性,同时还有加强紧密连接的作用,所有这些都有利于维持机体肠道微环境内稳态平衡。
但肠道菌群很容易受到外界因素影响(如饮食因素和抗生素的使用),导致肠道菌群数量和(或)比例的改变,其中广谱抗生素的使用在肠道菌群改变方面有着最直接的作用。除此之外,精神、心理、居住环境等也会导致肠道菌群改变。IBS患者肠腔以及肠黏膜菌群的组成与正常人相比存在明显不同,并且IBS各个亚型间也存在差异,表现在乳酸杆菌和双歧杆菌的水平下降、兼性厌氧菌(包括链球菌、大肠埃希菌等)水平升高和硬壁菌门/拟杆菌门比例上升。口服含有双歧杆菌、乳酸杆菌等的益生菌制剂后,腹痛症状和腹胀症状可得到改善,说明在IBS患者中这些菌群可能是减少的。
22益生菌与IBS益生菌本是一种活的微生物,其作为一种微生态制剂,在维持肠道微生物群的平衡、重塑机体内稳态、改善IBS患者腹部症状、抑制免疫系统活化、减轻内脏高敏感性、改善因抗生素滥用导致的腹泻等方面有着非常重要的作用。但益生菌不同于抗生素,它是通过调节肠道菌群中的两类菌群(即保护有益菌和抑制致病菌)来达到减轻或消除患者不适的目的。其作用的发挥可能与肠道上皮屏障功能的改善、抑制致病菌黏附在上皮细胞、产生抗微生物的物质、介导免疫系统的调节等有关。2.1改善焦虑、抑郁行为
肠道菌群可通过自身及代谢产物对宿主机体产生影响,宿主机体也可通过神经、内分泌、免疫等调节菌群,以维持肠道微生态的平衡,这称为微生物-肠-脑轴。与正常人相比,IBS患者更容易表现出焦虑、抑郁行为,产生这一症状的原因之一即是微生物-肠-脑轴失调。5-羟色胺(hydroxytryptamine,5-HT)是一种重要的神经递质,存在于中枢和外周,其代谢失调可导致焦虑、抑郁的发生。色氨酸作为5-HT合成的前体物质,机体自身是无法合成的,须由食物中摄取。5-HT在中枢部位的具体合成、代谢过程如下:在中枢部位,色氨酸经色氨酸羟化酶2作用生成5-羟色胺酸,后者经氨基酸脱羧酶作用生成5-HT;突触间隙中大部分5-HT可被突触前膜上的5-HT转运体再摄取转运至突触小泡存储,另一小部分则被降解代谢生成5-羟吲哚乙酸随尿液排出。肠道微生物失调可引起色氨酸代谢紊乱,影响5-HT的合成,从而出现或加重抑郁、焦虑等精神问题。在高血氨的动物模型中发现,瑞士乳杆菌可通过降低5-HT代谢改善焦虑症状。另有研究表明,焦虑、抑郁的产生可能与下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放因子(cortico-tropinreleasingfactor,CRF)有关,应激可刺激下丘脑分泌CRF,CRF作为与应激相关的重要的神经内分泌肽,需要与相应的受体结合后才能发挥生物学效应,其受体在室旁核、蓝斑、杏仁核均有分布,而这些区域均为情感控制区域,CRF与这些区域的CRF1结合可产生焦虑、抑郁症状。Savignac等在动物实验中发现,双歧杆菌等益生菌可减轻大鼠的焦虑行为,这可能与结肠膜中CRF表达量减少有关。脑源性神经营养因子是一种具有神经营养作用的蛋白质,抑郁患者脑源性神经营养因子水平是降低的。陈凤等研究发现,大鼠肠道菌群的变化可影响脑源性神经营养因子的表达。Savignac等研究发现,益生元有助于提高双歧杆菌和乳酸杆菌的数量,进而增加海马区脑源性神经营养因子的浓度,改善抑郁症状。γ-氨基丁酸作为一种抑制性神经递质,具有抗焦虑、抑郁等作用。γ-氨基丁酸主要由食物中的谷氨酸经氨基酸脱羧酶作用产生,而双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌有助于催化食物产生γ-氨基丁酸。Akkasheh等研究发现,给重度抑郁症患者服用嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌以及两歧双歧杆菌三种益生菌的混合制剂后,血清中谷胱甘肽水平显著升高。
2.2改善大便性状及排便异常
2.2.1腹泻
腹泻是腹泻型IBS患者的主要症状之一,这可能与紧密连接蛋白下调和(或)受损有关。紧密连接是细胞间的重要连接方式,构成紧密连接的蛋白包括封闭蛋白、紧密连接蛋白、肌动蛋白骨架系统。当紧密连接受损时,肠黏膜通透性增加,其屏障功能也会受到破坏。Cheng等研究发现,在腹泻型IBS中紧密连接蛋白的间隙是增宽的,而在便秘型IBS中封闭蛋白1是增加的,说明紧密连接蛋白表达受损和(或)下调可能是导致腹泻发生的因素。益生菌有助于上调紧密连接蛋白的表达,抑制内毒素等致炎因子入血,降低结肠组织中肿瘤坏死因子α水平,提高白细胞介素(interleukin,IL)10水平,抑制肠上皮细胞的凋亡,增强肠膜屏障功能,并修复受损的肠道屏障,从而改善腹泻症状。腹泻型IBS患者的小肠细菌过度生长(smallintestinalbacterialovergrowth,SIBO)情况显著。Zhao等研究发现,SIBO导致慢性功能性腹泻乳糖不耐受的可能性提高,加重腹泻症状。
Kwak等发现,口服两歧双歧杆菌、乳酸双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜热链球菌4周后,大部分患者SIBO消失,肠道通透性得到改善。益生菌极大可能是通过消除SIBO缓解IBS患者腹泻症状的。
2.2.2便秘
便秘是便秘型IBS患者常见症状之一,因便秘引起的腹痛、腹胀也常是患者就诊的原因。流行病学研究发现,便秘在女性中的患病率高于男性,老年高于青年。胃肠运动功能减弱以及肠液分泌减少是便秘产生的主要原因。胃肠运动、分泌功能受胃肠激素和神经递质的影响,包括乙酰胆碱、去甲肾上腺素、P物质、血管活性肽、5-HT、多巴胺、一氧化氮、腺苷三磷酸等神经递质和胃泌素、胃动素、促胰液素、降钙素基因相关肽、生长抑素等胃肠激素。动物实验发现,正常的肠道微生物有产生去甲肾上腺素的能力,乙酰胆碱可能是一些菌株的组成部分及其代谢产物,这些菌株包括植物双歧杆菌、枯草芽孢杆菌。Zhao等研究发现,干酪乳杆菌可使小鼠血清胃动素、胃泌素、胆碱酯酶、P物质、血管活性肽水平升高,血清中的生长抑素以及小肠组织中的一氧化氮合酶和辣椒素受体水平下降。对于便秘型IBS患者,乳酸双歧杆菌可以改善大便硬度,提高排便次数及结肠蠕动,减少肠道运输时间,改善便秘症状。益生菌作用的发挥可能是由肠-脑-轴影响神经递质释放,并通过自身及代谢物影响胃肠激素水平来实现的。
2.3减轻腹痛症状
腹痛是IBS患者常见症状之一,内脏感觉异常是IBS发生的主要病理基础之一。内脏感觉异常集中在痛觉过敏和痛觉异常两方面,前者表现为对伤害性刺激的敏感性增强和感受阈值降低,后者表现为正常人不引起疼痛的刺激可诱发IBS患者疼痛。患过感染性胃肠炎的患者更容易患IBS,称为感染后IBS,可能与肠道炎性因子有关。IBS患者血清中IL-6,IL-8,IL-1β等促炎因子的水平是升高的。Sundin等研究发现,对于感染后IBS患者,益生菌可使炎性因子IL-13、IL-10的释放减少,有助于减轻腹痛症状。益生菌分泌的细菌素、抗微生物多肽和黏液可抑制致病菌附在肠上皮细胞,有助于减轻和(或)消除因致病菌引起的炎症反应。IBS患者肠道膜P物质的表达量是增加的,益生菌可使镇痛类受体———μ受体和大麻素类受体表达量增加,从而减轻腹痛症状。益生菌还可通过使促炎因子正常化,改善因应激诱导的腹痛。但腹痛症状的改善程度存在菌株差异,临床随机对照试验发现,婴儿双歧杆菌疗效比唾液乳杆菌更好。胃肠动力异常也与IBS腹痛症状的发生有关,这种异常不仅表现在结肠,在食管、胃、小肠也同样存在,这些部位动力异常均可导致其蠕动波异常。便秘型IBS患者存在胃排空延迟,且胃排空率与腹痛症状的严重程度呈负相关。益生菌有助于改善胃肠动力功能,减轻腹痛症状。B?r等研究发现,大肠埃希菌可增强结肠收缩,提高结肠动力。
Sisson等研究发现,在改善肠道功能方面,益生菌联合制剂的效果比安慰剂更显著。Didari等将益生菌用于临床,虽然具体的服用疗程不一,但与安慰剂相比,益生菌可缓解不同原因所致的腹痛。益生菌可通过调节炎性因子、痛觉受体的表达以及胃肠运动功能等改善IBS患者的腹痛症状。
2.4减轻腹胀症状
腹胀在IBS患者中普遍存在,肠道气体产生增加或清除减少均会引起腹胀。针对这一原因,在治疗上以减少肠道气体产生或增加肠道气体清除率为主。鼠李糖乳杆菌可黏附于肠上皮细胞,并产生抗微生物的物质,以减少产气菌数量。对于存在SIBO的IBS患者,口服乳果糖后,先在小肠产生氢气,使肠道气体量增加,再经醋酸梭菌治疗后其腹胀症状显著减轻。表达凝集因子的乳球菌可通过聚集机制促进病原体的清除,并在SIBO人群中维持肠道微生态系统平衡。腹胀患者进餐后腹胀症状会加重,这可能是由胃酸稀释食物后引起肠道推动力减慢所致。Kalman等研究发现,凝结芽孢杆菌可改善餐后腹胀症状,提高生活质量。Ringel-Kulka等发现,嗜酸乳杆菌和乳酸双歧杆菌能够改善腹胀症状。口服益生菌可以使肠道运输加快,这可能是益生菌改善腹胀的另一机制。Talley等研究显示,腹胀与体质指数相关,但还需进一步研究证实。对于益生菌的研究大部分集中在乳酸杆菌和双歧杆菌,益生菌的混合制剂可减轻腹胀症状,但由于菌株统一标准、使用剂量、治疗时间、临床疗效评估等的缺乏均限制了益生菌的使用。将益生菌用于治疗IBS可快速缓解腹胀症状,同时也避免了因使用抗生素带来的腹痛、腹泻、恶心、呕吐等肠道和肠外不良反应。在IBS患者中,特定的益生菌有利于减轻腹胀症状,改善肠道运动功能,提高患者的生活质量。
33小结益生菌可以通过调节肠道内菌群或炎性因子表达等方式改善焦虑、抑郁等情绪行为,改善大便性状及排便异常,减轻IBS患者的腹部症状。但因IBS发病机制的复杂性以及益生菌种属亚型的多样性,其在治疗IBS中的具体作用途径及方式尚不十分明确。而且受样本量及实验方法等的影响,研究结果也不尽相同。因此,具体哪种益生菌对IBS哪一型或哪一症状作用最显著,还需进一步研究明确。
全文摘自医学综述2017年1月刊
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