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随着微生态学理论研究的不断深入。微生态制剂(或称微生态调节剂microeclogial modulator)也随之迅速地发展起来。大连医科大学康白教授首先研制成功促菌生(蜡杆芽胞杆菌)以来,事后各种活菌微生态制剂相继研制成功。并陆续投放市场,这些微生态制剂一问世,便受到了人们的普遍关注和欢迎,并以惊人的速度、良好的效果被更多人群所接受。其主要原因是因为该制剂能纠正微生态失调,调节人体微生态平衡,起到有病辅治、未病防病、无病保健的主要作用。
一、微生态制剂的国内外研究和生产概况
早在本世纪初(1907年)著名细菌学家梅切尼科夫即提出饮用酸奶可以延年益寿的假说以来,而微生态制剂真正用于防治疾病却是近20年的事。
日本是世界上研制开发和利用微生态制剂较早的国家之一,其产品主要是双歧杆菌活菌制剂。在70年代初,已将双歧杆菌活菌制剂用于临床治疗腹泻。至80年代中期已有26种产品,90年代已达到饱和状态。据报道至今在日本生产这类制剂年产值达200亿日元以上的企业已有10余家。其品种分3大类。即双歧杆菌食品(包括双歧酸奶,双歧杆菌乳制品、双歧杆菌面包及饼干类)。双歧杆菌保健食品(含双歧因子),以双歧杆菌促生因子为中心的特定保健食品(包括强化寡糖类食品及双歧杆菌、乳杆菌培养物的提取物等)和双歧杆菌药品(包括单菌制剂和联菌制剂),其剂型有粉剂、颗料剂、锭剂、胶囊剂和微胶囊剂等多种。
二、微生态制剂的主要作用机理
微生态制剂与其它药物不同,从理论上讲,它优于抗生素,克服了应用抗生素所造成的菌群失调、耐药菌株的增加以及药物的毒副反应。实践证明,微生态制剂的优越性即健康人群使用它来增进健康素质,提高健康水平,达到防病治病目的,其作用机理有下列几个方面:
1、生态平衡理论微生态学认为,人体、动植物体表及体内寄居着大量的正常微生物群。宿主、正常微生物群和外环境构成一个微生态系统。在正常条件下,这个系统处于动态平衡状态。这一方面对宿主有利,能辅助宿主进行某些生理过程;另一方面对寄居的微生物有利,使之保持一定的微生物群落组合,维持其生长与繁殖。在微生态系统内微群落水平中,少数优势群对整个群落起着决定作用,而在微种群内部中优势个体对整个群落起着控制作用。一旦因种种原因而失去优势种群,则微群落就会解体。若失去优势个体,则优势种群更替,并改变了微生态平衡。例如,由于抗生素、放射治疗、手术和过敏性疾患等因素引起正常菌群变化,微生态平衡遭到破坏,即生态和菌群遭受失调,引起一系列临床症状。如双重感染和免疫力降低等。利用宿主体内的正常微生物优势菌群成员的益生菌,制成的微生态制剂,可以调节失调的菌群,使宿主体内恢复正常的微生态平衡,达到防病治病的目的。
2、生物屏障理论生物屏障理论又称生物拮抗理论,肠道内正常菌群直接参与机体生物防御的屏障结构,包括化学屏障和生物屏障,生物屏障是指肠内主要菌群的代谢产物例如乙酸、乳酸、丙酸、过氧化氢及细菌素等活性物质,可阻止或杀灭病原微生物在体内的定植。生物屏障是指定植于粘膜或皮肤上皮细胞之间的正常菌群所形成的生物膜样结构,通过定植保护作用影响过路菌或外来致病的定植、占位、生长和繁殖。微生态制剂中的益生菌就是这类正常菌群中的成员,可参与生物屏障结构,发挥生物拮抗作用。
3、生物夺氧理论根据正常微生物群的自然定植规律,人或动物出生时是无菌的,出生后不久就被一系列微生物细菌定植了。定植的顺序先是需氧菌,后是兼性厌氧菌,随后的是厌氧菌。厌氧菌之所以不能先定植,是因为自然生境内有过多的氧。在需氧或兼性厌氧菌生长一段时期后,由于氧被大量消耗,从而提供了厌氧菌生长条件,厌氧菌才能生长。厌氧菌虽然不能先定植,但是整个微生态系统中其数量上占据首位,并保持着一定的生态平衡。利用无毒、无害、非致病性微生物(如蜡杆芽胞杆菌等)暂时在肠道内定植,使局部环境中氧分子浓度降低,氧化还原电位下降,造成适合正常肠道优势菌生长的微环境,促进厌氧菌大量繁殖生长,最终达到微生态平衡。
4、三流循环学说三流循环其主要内容是能量流、物质流及基因流的循环。
能量流即能源运转,正常微生物群的内部与其宿主保持着能源交换和运转的关系。现在已提出一个生态能源学的分支,它们研究人类、动植物与正常微生物之间。正常微生物与正常微生物之間所存在着能源的交换关系。近年已从电子显微镜的观察中发现,人和动物肠上皮细胞的微绒毛(microvilli)与正常细菌细胞壁上的菌毛(pili)极为贴近,并发现有物质交换的现象发生。
物质流即物质交换正常生理菌群的能源与物质均依赖于宿主,不存在宏观生态学中的生产者、消费者和分解者的区别。但都存在着降解(catabolison)与合成(anabolism)的代谢。降解与合成是微生物代谢中的必然途径,这与宿主细胞的功能是一致的。正常生理微生物菌群与宿主细胞通过降解和合成代谢进行物质交换。裂解的细胞与细胞外酶可为微生物利用,而微生物产生的酶、维生素、刺激素以及微生物降解的细胞成分也可为宿主细胞利用,如此反复进行着物质交换。
基因流即基因交换在正常微生物之间有着广泛的基因(即DNA)交换,例如耐药因子(R因子)、产毒因子等都可在正常微生物之间通过物质的传递进行交换。微生态制剂可以作为非特异性免疫调节因子,促进机体吞噬细胞的吞噬能力和促进B淋巴细胞产生抗体的能力。这不仅可以抑制腐败菌和致病菌的生长,还可降解肠道的有毒物质(如氨、酚、内毒素等),保证微生态系统中的能量流、物质流和基因流的正常运转。
三、微生态制剂的研究
医用微生态制剂,近年来已在国内外迅速崛起,方兴未艾,这是医学发展的必然,科学进步的结果。微生态制剂的出现,给医学科学带来了又一次革命。
微生态制剂与其它药物不同,它能起到“已病辅治、未病防病、无病保健”的重要作用。微生态制剂的重点是“无病保健”。这就是说,即使健康人群,也可以服用,增进健康素质,提高健 康水平。当然也同时产生防病、治病作用。微生态制剂通过扶植正常微生物种群,调整生理平衡,发挥生物拮抗作用,从而可排除致病菌和条件致病菌侵袭。在抗生素和免疫抑制剂应用日益普遍的今天。人们已认识到它们在恢复人体健康的同时,也给人群带来某些菌群失调所引起疾病的阴影。人们在寻求更好的防病治病的措施时,微生态制剂便受到了人们的关注和欣赏。因为它能克服机体菌群失调的弊端。纵观现有各种药物,能够代替抗生素作用的,尚无端倪。但是,微生态制剂却颇有可能。随着微生态学的发展与完善,通过生物工程技术,改造微生物菌群的遗传基因,筛选各种有益的中草药,将会研制出更多更好的新型微生态制剂,用于加强和改善宿主机体的各种生理功能,起到防病治病,促进发育,增进体质,延缓衰老及预期长寿的目的。21世纪是生物科学世纪,也是微生态制剂的辉煌时代,让微生态领域与药学领域互相渗透,相互协作,为研制出更好更多的微生态制剂作出贡献。
一、微生态制剂的国内外研究和生产概况
早在本世纪初(1907年)著名细菌学家梅切尼科夫即提出饮用酸奶可以延年益寿的假说以来,而微生态制剂真正用于防治疾病却是近20年的事。
日本是世界上研制开发和利用微生态制剂较早的国家之一,其产品主要是双歧杆菌活菌制剂。在70年代初,已将双歧杆菌活菌制剂用于临床治疗腹泻。至80年代中期已有26种产品,90年代已达到饱和状态。据报道至今在日本生产这类制剂年产值达200亿日元以上的企业已有10余家。其品种分3大类。即双歧杆菌食品(包括双歧酸奶,双歧杆菌乳制品、双歧杆菌面包及饼干类)。双歧杆菌保健食品(含双歧因子),以双歧杆菌促生因子为中心的特定保健食品(包括强化寡糖类食品及双歧杆菌、乳杆菌培养物的提取物等)和双歧杆菌药品(包括单菌制剂和联菌制剂),其剂型有粉剂、颗料剂、锭剂、胶囊剂和微胶囊剂等多种。
二、微生态制剂的主要作用机理
微生态制剂与其它药物不同,从理论上讲,它优于抗生素,克服了应用抗生素所造成的菌群失调、耐药菌株的增加以及药物的毒副反应。实践证明,微生态制剂的优越性即健康人群使用它来增进健康素质,提高健康水平,达到防病治病目的,其作用机理有下列几个方面:
1、生态平衡理论微生态学认为,人体、动植物体表及体内寄居着大量的正常微生物群。宿主、正常微生物群和外环境构成一个微生态系统。在正常条件下,这个系统处于动态平衡状态。这一方面对宿主有利,能辅助宿主进行某些生理过程;另一方面对寄居的微生物有利,使之保持一定的微生物群落组合,维持其生长与繁殖。在微生态系统内微群落水平中,少数优势群对整个群落起着决定作用,而在微种群内部中优势个体对整个群落起着控制作用。一旦因种种原因而失去优势种群,则微群落就会解体。若失去优势个体,则优势种群更替,并改变了微生态平衡。例如,由于抗生素、放射治疗、手术和过敏性疾患等因素引起正常菌群变化,微生态平衡遭到破坏,即生态和菌群遭受失调,引起一系列临床症状。如双重感染和免疫力降低等。利用宿主体内的正常微生物优势菌群成员的益生菌,制成的微生态制剂,可以调节失调的菌群,使宿主体内恢复正常的微生态平衡,达到防病治病的目的。
2、生物屏障理论生物屏障理论又称生物拮抗理论,肠道内正常菌群直接参与机体生物防御的屏障结构,包括化学屏障和生物屏障,生物屏障是指肠内主要菌群的代谢产物例如乙酸、乳酸、丙酸、过氧化氢及细菌素等活性物质,可阻止或杀灭病原微生物在体内的定植。生物屏障是指定植于粘膜或皮肤上皮细胞之间的正常菌群所形成的生物膜样结构,通过定植保护作用影响过路菌或外来致病的定植、占位、生长和繁殖。微生态制剂中的益生菌就是这类正常菌群中的成员,可参与生物屏障结构,发挥生物拮抗作用。
3、生物夺氧理论根据正常微生物群的自然定植规律,人或动物出生时是无菌的,出生后不久就被一系列微生物细菌定植了。定植的顺序先是需氧菌,后是兼性厌氧菌,随后的是厌氧菌。厌氧菌之所以不能先定植,是因为自然生境内有过多的氧。在需氧或兼性厌氧菌生长一段时期后,由于氧被大量消耗,从而提供了厌氧菌生长条件,厌氧菌才能生长。厌氧菌虽然不能先定植,但是整个微生态系统中其数量上占据首位,并保持着一定的生态平衡。利用无毒、无害、非致病性微生物(如蜡杆芽胞杆菌等)暂时在肠道内定植,使局部环境中氧分子浓度降低,氧化还原电位下降,造成适合正常肠道优势菌生长的微环境,促进厌氧菌大量繁殖生长,最终达到微生态平衡。
4、三流循环学说三流循环其主要内容是能量流、物质流及基因流的循环。
能量流即能源运转,正常微生物群的内部与其宿主保持着能源交换和运转的关系。现在已提出一个生态能源学的分支,它们研究人类、动植物与正常微生物之间。正常微生物与正常微生物之間所存在着能源的交换关系。近年已从电子显微镜的观察中发现,人和动物肠上皮细胞的微绒毛(microvilli)与正常细菌细胞壁上的菌毛(pili)极为贴近,并发现有物质交换的现象发生。
物质流即物质交换正常生理菌群的能源与物质均依赖于宿主,不存在宏观生态学中的生产者、消费者和分解者的区别。但都存在着降解(catabolison)与合成(anabolism)的代谢。降解与合成是微生物代谢中的必然途径,这与宿主细胞的功能是一致的。正常生理微生物菌群与宿主细胞通过降解和合成代谢进行物质交换。裂解的细胞与细胞外酶可为微生物利用,而微生物产生的酶、维生素、刺激素以及微生物降解的细胞成分也可为宿主细胞利用,如此反复进行着物质交换。
基因流即基因交换在正常微生物之间有着广泛的基因(即DNA)交换,例如耐药因子(R因子)、产毒因子等都可在正常微生物之间通过物质的传递进行交换。微生态制剂可以作为非特异性免疫调节因子,促进机体吞噬细胞的吞噬能力和促进B淋巴细胞产生抗体的能力。这不仅可以抑制腐败菌和致病菌的生长,还可降解肠道的有毒物质(如氨、酚、内毒素等),保证微生态系统中的能量流、物质流和基因流的正常运转。
三、微生态制剂的研究
医用微生态制剂,近年来已在国内外迅速崛起,方兴未艾,这是医学发展的必然,科学进步的结果。微生态制剂的出现,给医学科学带来了又一次革命。
微生态制剂与其它药物不同,它能起到“已病辅治、未病防病、无病保健”的重要作用。微生态制剂的重点是“无病保健”。这就是说,即使健康人群,也可以服用,增进健康素质,提高健 康水平。当然也同时产生防病、治病作用。微生态制剂通过扶植正常微生物种群,调整生理平衡,发挥生物拮抗作用,从而可排除致病菌和条件致病菌侵袭。在抗生素和免疫抑制剂应用日益普遍的今天。人们已认识到它们在恢复人体健康的同时,也给人群带来某些菌群失调所引起疾病的阴影。人们在寻求更好的防病治病的措施时,微生态制剂便受到了人们的关注和欣赏。因为它能克服机体菌群失调的弊端。纵观现有各种药物,能够代替抗生素作用的,尚无端倪。但是,微生态制剂却颇有可能。随着微生态学的发展与完善,通过生物工程技术,改造微生物菌群的遗传基因,筛选各种有益的中草药,将会研制出更多更好的新型微生态制剂,用于加强和改善宿主机体的各种生理功能,起到防病治病,促进发育,增进体质,延缓衰老及预期长寿的目的。21世纪是生物科学世纪,也是微生态制剂的辉煌时代,让微生态领域与药学领域互相渗透,相互协作,为研制出更好更多的微生态制剂作出贡献。