益生菌通过调节肠道菌群和代谢物缓解洛哌丁胺诱导的小鼠便秘机制研究

本研究针对全球高发的便秘问题，探索了植物乳杆菌YS4和发酵乳杆菌CCTCCM2013511对洛哌丁胺诱导的小鼠便秘的缓解作用。通过分析胃肠动力、血清生化、肠道菌群及代谢物等指标，发现两种益生菌能显著提高胃肠转运率（P<0.05），增加结肠5-羟色胺（5-HT）水平，并调节脱硫弧菌属（Desulfovibrio）、拟杆菌属（Bacteroides）等关键菌群。研究证实益生菌通过激活先天免疫、改善短链脂肪酸（SCFAs）和胆汁酸代谢等途径缓解便秘，为功能性食品开发提供新依据。

　　

研究背景与意义

便秘作为全球发病率超过15%的胃肠功能障碍，与饮食结构改变、快节奏生活及心理压力密切相关。长期便秘可能引发肾脏和心血管疾病，而传统泻药存在副作用风险。益生菌因其安全性和调节肠道菌群（如增加短链脂肪酸SCFAs）的能力成为研究热点，但不同菌株的作用机制差异尚不明确。洛哌丁胺（Loperamide）作为阿片受体激动剂，通过抑制钙通道和乙酰胆碱释放诱导便秘模型，是研究功能性便秘的经典工具。

江南大学食品科学与技术学院的研究团队通过动物实验，系统评估了植物乳杆菌YS4（Lactobacillus plantarum YS4）和发酵乳杆菌CCTCCM2013511（L. fermentum CCT）对便秘的干预效果。研究发现两种菌株通过差异机制改善便秘症状，相关成果发表于《Food Nutrition》。

关键技术方法

研究采用64只BALB/c小鼠，分为对照组（C）、模型组（M）及不同剂量益生菌干预组（低/中/高剂量）。通过洛哌丁胺盐酸盐悬液（LHS）建立便秘模型，评估胃肠转运率、免疫器官指数、结肠炎症因子（ELISA法）、5-HT（免疫组化）及肠道菌群（16S rDNA V3-V4区测序）和代谢物（LC-MS非靶向代谢组学）。数据采用Prism 8.0.3进行单因素方差分析（ANOVA）。

研究结果

3.1 首次黑便时间与胃肠转运率

益生菌显著缩短首次黑便时间（P<0.05），其中YS4各剂量组胃肠转运率均接近正常水平，而CCT仅高剂量组效果显著。有趣的是，CCT低剂量效果优于中高剂量，提示其作用非剂量依赖性。

3.2 免疫器官指数

模型组胸腺指数降低56%（P<0.05），表明免疫抑制。CCT中高剂量可恢复脾脏指数，而YS4中高剂量提升胸腺指数，暗示菌株特异性免疫调节路径。

3.3 结肠炎症因子

高剂量CCT显著增加促炎因子IL-6和IL-17（P<0.05），可能与先天免疫激活相关，类似VSL#3益生菌的TLR9/NF-κB通路刺激机制。

3.4 5-HT与血管活性肠肽（VIP）

益生菌干预使结肠5-HT染色面积比从模型组的3.34%提升至接近对照组5.32%（CM组达6.01%），VIP无显著变化，提示5-HT通路是主要作用靶点。

3.5 肠道菌群分析

便秘模型组拟杆菌属（Bacteroides）相对丰度增加28.32%，而有益菌Alloprevotella下降16.9%。YS4中剂量组显著增加毛螺菌科未分类菌（f__Lachnospiraceae_Unclassified）17.25%，CCT高剂量组提升乳杆菌属（Lactobacillus）丰度，菌株特异性调控特征明显。

3.6 粪便代谢物

代谢组学发现1106种代谢物异常，包括218种氨基酸衍生物。益生菌逆转了短链脂肪酸（如异丁酸、戊酸）、胆汁酸（如鹅去氧胆酸）及色氨酸代谢物（吲哚-5-羧酸）的紊乱。Mantel检验显示，Muribaculaceae菌与鹅去氧胆酸变化显著相关（P<0.05），后者与胸腺指数改善直接关联。

结论与讨论

研究证实植物乳杆菌YS4和发酵乳杆菌CCT通过多靶点缓解便秘：YS4主要调节毛螺菌科和Alloprevotella菌群，改善SCFAs代谢；CCT高剂量通过激活先天免疫（IL-17上调）和增加乳杆菌属丰度发挥作用。值得注意的是，CCT低剂量对胃肠动力的改善优于中高剂量，这与常规剂量效应相反，可能涉及菌株特异性免疫调节阈值。

代谢调控方面，两种益生菌均能恢复色氨酸代谢平衡，减少甲烷前体三甲胺，并提升结肠5-HT水平。其中胆汁酸代谢的改善尤为关键，鹅去氧胆酸通过TGR5受体激活cAMP信号通路，直接促进肠蠕动。研究首次揭示CCT可能通过"免疫-菌群-代谢"三联调控网络缓解便秘，而YS4更侧重菌群-代谢轴调节。

该研究为益生菌精准应用提供理论依据：针对免疫抑制型便秘可能优选CCT，而菌群紊乱型适用YS4。未来需进一步开展临床验证，并探索菌株组合的协同效应。成果对开发靶向肠道微生态的功能性食品具有重要指导价值。