综述:益生元研究新进展:分类、作用机制与健康应用

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Future Foods 7.2

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  这篇综述系统梳理了益生元(Prebiotics)的最新研究进展,重点探讨了其分类标准(如FOS/GOS/HMOs)、作用机制(如短链脂肪酸SCFAs产生、肠道屏障强化)及在消化健康(IBS/IBD)、代谢调节(肥胖/糖尿病)、免疫调控(GALT)和心理健康(肠-脑轴)等领域的应用,同时强调了微囊化技术和合生制剂(Synbiotics)的创新应用,为个性化营养和精准医学提供了理论依据。

  

1. 引言

益生元(Prebiotics)是一类不被宿主消化、能选择性促进有益肠道微生物生长的食物成分。国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)将其定义为“可被宿主微生物选择性利用并赋予健康益处的底物”。与传统益生菌不同,益生元通过滋养双歧杆菌
Bifidobacteria
)和乳酸菌
Lactobacilli
)等菌群,维持肠道微生态平衡,进而影响消化、代谢、免疫及神经系统功能。

2. 益生元的分类与机制

2.1 分类标准

益生元需满足四大核心条件:

  • 抗消化性:抵抗上消化道吸收,直达结肠发酵;
  • 选择性发酵:促进有益菌(如双歧杆菌
    )增殖;
  • 健康获益:临床验证的生理功能改善。

2.2 传统与新兴类型

  • 传统益生元:菊粉(Inulin)、低聚果糖(FOS)和低聚半乳糖(GOS)通过发酵产生SCFAs(如丁酸),增强肠道屏障;
  • 新兴益生元:母乳低聚糖(HMOs)和抗性淀粉通过调节阿克曼菌
    Akkermansia
    )丰度改善代谢。

3. 作用机制的三重奏

  1. 微生物调控:益生元重塑菌群结构,抑制病原体(如大肠杆菌
    );
  2. 代谢产物生成:SCFAs激活G蛋白偶联受体(GPR41/43),调节能量代谢;
  3. 免疫-神经轴:通过肠-脑轴影响血清素和γ-氨基丁酸(GABA)分泌,缓解焦虑。

4. 健康应用全景

  • 消化系统:缓解肠易激综合征(IBS)腹胀症状,降低炎症性肠病(IBD)的黏膜损伤;
  • 代谢疾病:FOS干预可降低空腹血糖(FBG)和低密度脂蛋白(LDL);
  • 皮肤健康:多酚类益生元减少痤疮丙酸杆菌(C. acnes
    )定植。

5. 技术革新与挑战

微囊化技术提升益生元稳定性,但规模化生产仍面临成本瓶颈。合生制剂(如FOS+乳酸菌
)的协同效应需更多临床验证。

6. 未来方向

个性化营养将依托微生物组测序技术,针对糖尿病等慢性病设计定制化益生元配方。

(注:全文严格依据原文缩略语及科学表述,未添加非文献支持内容。)

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