摘要:
腸道內(nèi)壁的特殊結(jié)構(gòu)使其具有很大的表面積,上皮細(xì)胞、分泌物和益生菌在腸道表面構(gòu)成了菌膜屏障,它能防止致病菌及有害物質(zhì)侵入、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)的消化吸收、提高機(jī)體的免疫功能。當(dāng)機(jī)體在缺血缺氧、腸道菌群失調(diào)、營(yíng)養(yǎng)供給不足、內(nèi)毒素過(guò)量、機(jī)體應(yīng)激時(shí),腸道菌膜要受到損傷。使用微生態(tài)制劑對(duì)疾病進(jìn)行治療時(shí),應(yīng)注意同時(shí)促進(jìn)黏膜的修復(fù)和穩(wěn)固。穩(wěn)定的腸道菌膜屏障,可使益生菌發(fā)揮出更好的作用。
關(guān)鍵詞:腸道黏膜、益生菌、菌膜屏障
腸道是營(yíng)養(yǎng)消化與吸收的重要器官,無(wú)論對(duì)維持生命活動(dòng)、機(jī)體健康,還是在疾病的臨床治療中,腸道起著重要的作用,營(yíng)養(yǎng)是生命和健康的基礎(chǔ),也是臨床治療的保障。當(dāng)食物經(jīng)口腔的咀嚼、唾液的浸潤(rùn)和淀粉酶的作用后進(jìn)入胃,再經(jīng)胃的研磨、酸化和蛋白酶分解進(jìn)入小腸(十二指腸、空腸和回腸)后,食物中的糖類可被需要能量的轉(zhuǎn)運(yùn)方式吸收;酶解的蛋白質(zhì),可以小肽和氨基酸形式被吸收;脂肪與膽汁混合并乳化后,在脂肪酶的作用下,生成的脂肪酸和甘油-酯可被小腸吸收;礦物質(zhì)和維生素以特殊方式吸收,其中脂溶性維生素的吸收需要膽汁參與,90%的膽汁在回腸被回收;由于腸道中滲透壓的變化,在消化過(guò)程中腸道要分泌大量液體進(jìn)入腸腔,這些液體在空腸、回腸被部分回收。大腸(盲腸、結(jié)腸、直腸)將水、無(wú)機(jī)鹽、維生素進(jìn)一步吸收后,食物殘?jiān)纬杉S便,排出體外。由此可見從食物到糞便的消化過(guò)程伴隨著多種生理生化反應(yīng)。
對(duì)食物消化與吸收過(guò)程、腸道功能和腸道結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),腸道是內(nèi)壁被黏膜覆蓋、具有肌肉蠕動(dòng)功能、內(nèi)壁多絨毛柱狀細(xì)胞的特殊管道。由于其手指樣突起的絨毛結(jié)構(gòu),使腸道內(nèi)擁有很大的比表面積,是機(jī)體同外環(huán)境接觸的最大交界面。普通成人腸道的面積可達(dá)到約200m2,在腸內(nèi)表面覆蓋著厚度約為100-800μm,由腸道分泌物形成的黏膜,它具有選擇性滲透或過(guò)濾作用,允許機(jī)體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從腸腔進(jìn)入機(jī)體內(nèi)環(huán)境;這種黏膜還具有屏障作用,可防止有害物質(zhì)(病原微生物、腸腔內(nèi)抗原和促炎癥因子)侵入。微生態(tài)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中,腸道黏膜上定居著大量微生物,目前從腸道中分離到的菌株有500多種,這些被稱為益生菌的微生物同腸黏膜(上皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞側(cè)面的細(xì)胞鏈接和上皮下的固有膜及分泌物等)形成了一道嚴(yán)密屏障-菌膜屏障,它對(duì)機(jī)體有著多方面的作用。
目前已確認(rèn)的腸道菌膜功能為:
①防止治病菌、有害物質(zhì)侵入
腸道益生菌通過(guò)粘附位點(diǎn)定居在腸道黏膜上,使得病原細(xì)菌沒有定植的位置,從而大大減少了感染率;這些定居的益生菌還能產(chǎn)生抗菌物質(zhì),對(duì)致病細(xì)菌有殺傷和抑制其生長(zhǎng)作用;它們還可以刺激機(jī)體產(chǎn)生對(duì)致病細(xì)菌的抗體,加速對(duì)其的清除;益生菌在腸道生長(zhǎng)能產(chǎn)生有機(jī)酸,使腸道環(huán)境的pH值降低,不利于致病細(xì)菌生長(zhǎng)。益生菌能分解、利用、轉(zhuǎn)化消化過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì),可防止其進(jìn)入體內(nèi)。
②營(yíng)養(yǎng)作用
益生菌能合成多種維生素(如B族維生素、維生素K、尼克酸、生物素和葉酸等);產(chǎn)生有機(jī)酸,有利于提高礦物質(zhì)元素的溶解度,提高其生物利用度;另外腸道益生菌還可產(chǎn)生多種酶,有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解與吸收。
③免疫作用
腸道雖然是消化器官,同時(shí)又是重要的免疫器官,是機(jī)體免疫系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,腸道黏膜上皮內(nèi)含有大量的免疫細(xì)胞和免疫分子。腸道免疫系統(tǒng)是由存在于腸壁中的腸相關(guān)淋巴組織及分泌的IgA、IgM及IgE等組成,具有體液與細(xì)胞免疫屏障作用,可阻止腸道內(nèi)的抗原性物質(zhì)滲透。黏膜上的益生菌可促進(jìn)機(jī)體免疫器官發(fā)育成熟,并作為廣譜抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。腸道菌膜對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收、機(jī)體的健康起著重要的作用,但它也是致病微生物和毒素侵入的主要入口。當(dāng)腸道菌膜屏障損傷時(shí),腸道中的微生物和毒素便可進(jìn)入門靜脈和淋巴系統(tǒng)引起細(xì)菌移位,甚至發(fā)展為全身性炎反應(yīng)綜合征和多器官功能衰竭綜合征。
引起腸道菌膜損傷的主要原因可歸納為:
①缺血缺氧
小腸絨毛的微動(dòng)脈、微靜脈和毛細(xì)血管在腸絨毛的頂端呈弓形的發(fā)夾狀,易發(fā)生氧的短路,并且距母支較遠(yuǎn),常導(dǎo)致絨毛頂部的氧分壓大大低于動(dòng)脈血中的氧分壓,故其頂部供血供氧較差,在缺血缺氧時(shí)更易引起損傷。一般情況下,流經(jīng)胃腸道的血量占全身循環(huán)血量的30%左右。應(yīng)激狀態(tài)時(shí),機(jī)體為了保證心、腦等重要器官的血液供應(yīng),會(huì)減少腸道的血液供應(yīng)。研究表明,在各種應(yīng)激狀態(tài)下,胃腸道最早發(fā)生缺血,又最后得到恢復(fù)。在缺血缺氧時(shí)腸道上皮細(xì)胞有氧代謝障礙,使ATP生成減少, 細(xì)胞膜上的鉀-鈉泵功能降低,不能有效地把細(xì)胞內(nèi)的鈉轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外,造成細(xì)胞內(nèi)鈉、水滯留,引起細(xì)胞水腫、壞死及細(xì)胞連接斷裂。壞死的上皮細(xì)胞從絨毛頂端脫落,甚至黏膜全層脫落形成腸黏膜糜爛或潰瘍,導(dǎo)致腸黏膜屏障損傷。另外,缺血缺氧還會(huì)導(dǎo)致腸黏膜上皮細(xì)胞無(wú)氧代謝,酸性產(chǎn)物增多引起局部酸中毒,加重上皮細(xì)胞損傷。
②腸道菌群失調(diào)
腸道中寄生著大量的益生菌,小腸內(nèi)的益生菌濃度約為106-1010 CFU/L,隨著腸道的下行,益生菌的濃度越來(lái)越高??漳c主要為革蘭陽(yáng)性需氧菌,回腸主要為革蘭陰性厭氧菌。結(jié)腸細(xì)菌的濃度可增加到1014-1015 CFU/L。在這些益生菌中主要是類桿菌、真桿菌、雙歧桿菌、乳酸菌和厭氧球菌等。他們對(duì)維護(hù)腸道菌群平衡起著非常關(guān)鍵的作用,他們的正常生長(zhǎng)可有效地抑制其它致病微生物在腸黏膜表面黏附、定植、生長(zhǎng)、繁殖。但它們都是抗菌藥物的敏感菌,大量使用抗菌藥物時(shí),其數(shù)量急劇減少甚至消失。當(dāng)其它耐藥微生物過(guò)度生長(zhǎng),就會(huì)引起腸道菌群失調(diào),造成腸道菌膜屏障功能損傷。放射性物質(zhì)和放射線的使用也有同樣的破壞作用。
③營(yíng)養(yǎng)因素
腸黏膜上皮細(xì)胞70%的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)來(lái)自腸腔內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的直接吸收。特殊的氨基酸能直接為小腸黏膜上皮細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng);長(zhǎng)鏈脂肪酸能為小腸黏膜上皮細(xì)胞提供能量;短鏈脂肪酸在結(jié)腸內(nèi)分解為乙酸、丙酸鹽、丁酸鹽后可為結(jié)腸提供能量;腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)素可引起多種胃腸道激素釋放、刺激胃腸蠕動(dòng)、激活腸黏膜免疫系統(tǒng)、維持腸道內(nèi)正常菌群繁殖。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)因素缺失,腸道絨毛高度降低,絨毛出現(xiàn)萎縮,上皮細(xì)胞更新率減慢,益生菌在腸道黏膜上的粘附能力下降、數(shù)量減少,腸道菌膜功能下降。
④內(nèi)毒素
內(nèi)毒素是革蘭陰性菌細(xì)胞壁外膜上的一種脂多糖(LPS)和微量蛋白質(zhì)的復(fù)合物,LPS是它的主要抗原性及致病性部分。LPS是細(xì)菌死亡或解體后才釋放出來(lái)的一種具有廣泛生物活性的細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分。在重癥肝炎、腸道菌群失調(diào)、嚴(yán)重創(chuàng)傷、休克、機(jī)體免疫力下降等情況下,腸道內(nèi)的致病菌,特別是革蘭陰性菌就會(huì)大量生長(zhǎng)、繁殖并釋放大量的內(nèi)毒素,不但可直接引起腸黏膜屏障損傷,導(dǎo)致大量?jī)?nèi)毒素進(jìn)入血液循環(huán)。
⑤炎癥介質(zhì)
致炎癥介質(zhì)是指炎癥過(guò)程中,參與炎反應(yīng)的一系列化學(xué)物質(zhì)。炎癥介質(zhì)的前身存在于血漿中或細(xì)胞內(nèi)。在應(yīng)激狀態(tài)下,它們可以被激活并相互作用不斷循環(huán)促進(jìn),形成“瀑布樣”反應(yīng),在引起一系列炎癥病理變化的同時(shí)也可引起腸菌膜屏障的損傷。
腸道黏膜和黏膜上定居的益生菌是構(gòu)成菌膜屏障的關(guān)鍵因素,通過(guò)對(duì)有益菌在黏膜上的粘附機(jī)制研究,不同種類的微生物在腸道黏膜上的粘附能力有明顯的差異,益生菌細(xì)胞壁中的脂磷壁酸、表面蛋白等粘附素可與宿主細(xì)胞表面的受體相結(jié)合,從而粘附在腸道黏膜上,粘附程度受多種環(huán)境因素的影響。益生菌粘附于腸道上皮細(xì)胞是其定植的前提,也是其發(fā)揮生物學(xué)作用的基礎(chǔ)。因此在使用微生態(tài)制劑對(duì)腸道的菌群失調(diào)和疾病進(jìn)行治療時(shí),應(yīng)注意同時(shí)調(diào)整機(jī)體的供血供氧狀態(tài)、促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的能量代謝、增加益生菌的營(yíng)養(yǎng)供給等條件,使更多的益生菌粘附或定植于腸道表面,形成健康的腸道菌膜屏障,才能達(dá)到理想的使用效果。
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