通過擾亂細胞內的促氧化-抗氧化平衡，就會產生一種稱為氧化應激的狀況，對宿主細胞的DNA、蛋白質和脂質造成嚴重損害，從而危及宿主細胞的生存能力。氧化應激是由自由基在體內產生的一種負面作用，并被認為是導致衰老和疾病的一個重要因素。

自由基通常是在人體新陳代謝過程中產生的，它是一種含氧分子，它們含有一個未配對的電子，這使得它們不穩定，所以它們會尋找一個電子來和它們的未配對電子配對，從而攻擊體內的分子、細胞或組織。抗氧化劑可以通過給自由基一個電子來中和自由基。自由基在我們的體內不斷形成，沒有抗氧化劑，就會導致氧化應激。長時間的氧化應激會損害對細胞造成嚴重的傷害，有時甚至會導致細胞死亡，它們與多種慢性疾病有關，包括糖尿病、心臟病、癌癥、關節炎、中風、呼吸系統疾病、帕金森病以及其它炎癥等等。

但是，自由基對健康也至關重要，例如，適合濃度的活性氧自由基可以調節和介導人體細胞的功能，一些重要的細胞過程的調節是在適量的活性氧存在下進行的，比如炎癥、免疫反應和增殖，免疫細胞可以利用自由基來對抗感染。因此，身體內自由基的產生和抗氧化作用需要保持一定的平衡，保持自由基和抗氧化之間的平衡以及相關過程對保持健康十分必要。

自由基對人體的損害實際上是一種氧化過程，因此，要降低自由基的損害，就要從抗氧化做起。降低自由基危害的途徑有兩條：一是利用內源性自由基清除系統清除體內多余自由基；二是發掘外源性抗氧化劑，阻斷自由基對人體的入侵。

人體內本身就具有清除多余自由基的能力，這主要是靠內源性抗氧化系統，它包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化酶等一些酶和谷胱甘肽等抗氧化劑。酶類物質可以使體內的活性氧自由基變為活性較低的物質，從而削弱它們對機體的攻擊力。酶的防御作用僅限于細胞內，而抗氧化劑有些作用于細胞膜，有些則是在細胞外就可起到防御作用。這些物質就深藏于我們體內，只要保持它們的量和活力，它們就會發揮清除多余自由基的能力，使我們體內的自由基保持平衡。

現在我們的生活方式和環境因素導致體內產生過量的自由基，因此，要降低自由基對人體的危害，除了依靠內源性抗氧化系統外，還要尋找和發掘外源性抗氧化劑，利用這些物質作為替身，讓它們與自由基結合，以阻斷自由基的攻擊，使人體免受傷害。

在自然界中，可以作用于自由基的抗氧化劑范圍很廣，種類極多。植物和動物以及所有其它形式的生命，都有自己的抵御自由基和氧化損傷的武器。因此，抗氧化劑在所有植物和動物來源的天然食品中都有。抗氧化劑的重要來源之一是蔬菜、藥用植物、水果和香料，它們含有天然維生素和多酚化合物，可以作為抗氧化劑，預防疾病的發生，這也是富含植物性食物的飲食對健康有益的部分原因。

此外，大量研究表明，除了食物來源外，各種益生菌也具有抗氧化活性，可以阻止體內活性氧的增加。

益生菌的抗氧化作用

最常見的益生菌包括雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、鏈球菌、芽孢桿菌和酵母菌等，形式多樣。它們可以產生免疫調節化合物，刺激宿主免疫系統，平衡人體腸道菌群。此外，益生菌可以通過增加不同種類維生素的合成和乳糖的分解來幫助改善消化、礦物質的吸收和代謝過程。因此，它們可以保護腸道生態系統并保持其穩定。

抗氧化活性是益生菌對人體健康的另一個好處，它有助于降低癌癥、心血管疾病以及帕金森病等神經系統疾病中高濃度的活性氧：

• 益生菌產生的胞外多糖等細菌結構化合物具有抗氧化活性等有益特性。

• 益生菌代謝物，比如不同類型的維生素（K、B1、B2、B3、B5和B9）、短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）、抗氧化酶（過氧化氫酶或其它過氧化物酶）和分泌的蛋白質（細菌素），都與益生菌的抗氧化活性有關。

• 益生菌產生的超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，它們分別負責將有害的活性氧（比如超氧陰離子）和過氧化氫轉化為危害較小的和中性的物質。

• 短鏈脂肪酸是益生菌在胃腸道中通過發酵膳食纖維產生的代謝物，為結腸細胞提供能量來源，維持腸道和免疫穩態。在氧化應激中，丁酸等短鏈脂肪酸的存在可增加抗氧化酶的活性，減少活性氧的損傷。

• 螯合能力是益生菌的另一種抗氧化作用，它可以螯合銅和鐵離子等金屬離子，阻止金屬離子參與催化氧化反應。

• 某些益生菌可產生葉酸，它們可通過螯合金屬離子和清除活性氧來提高葉酸水平和抗氧化能力。

• 某些益生菌菌株可以降低某些產活性氧自由基的關鍵酶的表達，包括NAPDH氧化酶和環加氧酶等。

• 許多益生菌菌株可以參與調節特定抗氧化信號通路，通過調節抗氧化信號通路中關鍵基因的表達，增強自由基的清除能力，從而減輕氧化應激。

• 在腸道菌群失衡的情況下，沙門氏菌、李斯特菌、彎曲桿菌等病原菌會大量生長，同時產生大量毒素、脂多糖等毒力因子，誘導炎癥和活性氧的產生。在這種情況下，益生菌可以發揮重要作用。它們附著在腸道細胞上，這是先天免疫系統的第一道屏障，與致病菌競爭，抑制致病菌的定植和隨后的感染。因此，益生菌可以平衡腸道菌群而發揮抗氧化作用。

益生菌的抗氧化活性及其在對抗疾病中的作用

1、心血管疾病

心血管疾病是一組與心臟和血管有關的疾病，包括冠狀動脈疾病、心臟病和風濕性心臟病。心血管疾病多年來一直是導致死亡的主要原因。2021年，因心血管疾病登記的死亡人數約為2000萬人，占全球死亡人數的近三分之一。久坐不動的工作、缺乏運動、長時間工作而沒有閑暇時間、壓力增加、吸煙、飲酒以及以高熱量攝入和大量飽和脂肪、糖和鹽為特征的不健康飲食是心血管疾病的主要風險因素。

此外，心血管疾病與代謝失調有關，比如肥胖、2型糖尿病、高膽固醇血癥和高血壓，所有這些都與高水平的活性氧產生有關。一些酶參與血管內皮中高水平活性氧的產生，包括功能失調的內皮型一氧化氮合酶、NADPH氧化酶和環加氧酶。許多研究表明，飲食干預和補充益生菌可以減少活性氧的產生、代謝綜合征和心血管疾病的后果。

在不同生理條件下，一氧化氮合酶存在內皮型、誘導型和神經元型三種形式，這些酶催化L-精氨酸氧化產生一氧化氮的主要反應。一氧化氮是一種強大的信號分子，是血管內皮細胞產生的一種內源性血管擴張劑，在維持代謝和心血管穩態中起著關鍵作用。除一氧化氮合酶外，在有氧條件下，一氧化氮也可以通過其它一些不同的酶催化硝酸鹽/亞硝酸鹽和亞硝基硫醇產生。

在正常生理狀態下，內皮型一氧化氮合酶在血管壁內皮中表達較多，它們產生的一氧化氮具有許多抗動脈粥樣硬化的特性，包括血管舒張，可以防止白細胞遷移和粘附到血管壁，抑制低密度脂蛋白膽固醇。相反，在氧化應激和炎癥等病理狀態下，誘導型一氧化氮合酶表達增多，并且會抑制內皮型一氧化氮合酶，從而減少內皮型一氧化氮合酶產生的一氧化氮，導致血管內皮功能障礙。

在血管系統內皮功能障礙中，血管內皮不能產生具有生物活性的一氧化氮，這是心血管疾病的重要危險因素之一。導致內皮型一氧化氮合酶激活、一氧化氮生物利用度和血管舒張反應降低的炎癥過程是誘發血管內皮功能障礙的重要因素。此外，糖尿病、高血壓和高膽固醇血癥等代謝綜合征所產生的氧化應激和活性氧可影響血管內皮功能障礙并降低一氧化氮的生物利用度。

膽總管結扎大鼠補充復合益生菌（嗜熱鏈球菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌）可以改善細菌易位引起的血管氧化應激以及隨后的促炎反應，防止腸系膜動脈內皮功能障礙。

NADPH氧化酶是活性氧產生的主要來源，它們是一類酶復合物，包括NOX1、NOX2、NOX3、NOX4、NOX5、DUOX1和DUOX2亞基。它位于白細胞和血管細胞膜上，催化超氧化物的產生。血管中高水平的超氧化物等活性氧與促炎細胞因子的升高相互關聯，可引發炎癥。

口服益生菌（發酵乳桿菌CECT5716、棒狀乳桿菌CECT5711和格氏乳桿菌CECT5714）可以抑制自發性高血壓大鼠主動脈NADPH氧化酶及其NOX1亞基活性，降低主動脈超氧化物水平。此外，棒狀乳桿菌CECT5711加格氏乳桿菌CECT5714可提高自發性高血壓大鼠內皮型一氧化氮合酶磷酸化水平。

細菌脂多糖（LPS）可以激活TLR-4并引發促炎細胞因子、血管氧化應激和NADPH氧化酶的產生，從而引起內毒素血癥。此外，有研究聲稱，TLR-4在高血壓中表達增加。益生菌可以降低自發性高血壓大鼠TLR-4的表達和NADPH氧化酶的活性，具有降低氧化應激的能力，從而發揮心血管保護作用。

前列腺素內過氧化物合酶（PTGS），也叫環加氧酶（COX），是一種具有COX-1和COX-2兩種異構體的酶。COX-1在許多細胞中組成性表達，包括內皮細胞、血小板和腸上皮細胞。此外，COX-2催化花生四烯酸轉化為類前列腺素，比如血栓素和前列腺素（如前列環素）。與一氧化氮合酶和NADPH氧化酶一起，COX在細胞內活性氧的產生中起著至關重要的作用。此外，COX-2的表達可被激素、生長因子、缺氧、細胞因子和自由基上調，所有這些都與動脈粥樣硬化病變的發生有關。

有報道稱，嗜水氣單胞菌可增加COX-2和誘導型一氧化氮合酶的基因表達，從而通過增加活性氧和活性氮的產生，誘導胸腺巨噬細胞凋亡。胸腺巨噬細胞感染嗜水氣單胞菌前使用益生菌嗜酸乳桿菌處理，可以降低COX-2和誘導型一氧化氮合酶的表達水平，從而減少與細胞凋亡和細胞毒性有關的活性氧的產生。

總之，益生菌可通過如下抗氧化機制阻止心血管疾病的發生：

• 改善細菌易位引起的血管氧化應激以及隨后的促炎反應；

• 抑制NADPH氧化酶及其NOX1亞基活性，降低超氧化物水平；

• 提高內皮型一氧化氮合酶磷酸化水平；

• 降低COX-2和誘導型一氧化氮合酶的表達水平，從而減少與細胞凋亡和細胞毒性有關的活性氧的產生；

• 阻止血管內皮功能障礙。

2、癌癥

癌癥是細胞不受控制的增殖，是全世界第二大死亡原因。肺癌、乳腺癌、前列腺癌、子宮頸癌、結直腸癌、胃癌和肝癌是人類最常見的癌癥類型。癌癥是由許多內部和外部突變因素引起的，包括遺傳缺陷、微生物（病毒）、化學物質、輻射、肥胖、久坐不動的生活方式、不健康的飲食（水果和蔬菜攝入量低）、吸煙和酒精等等，這些都會破壞DNA。化療、手術和放療是主要的癌癥治療方法，但由于它們嚴重的副作用和昂貴費用，有必要開發新的、安全的、廉價的癌癥治療方法。

益生菌產生許多代謝物和抗氧化活性的潛力使其成為有力的抗癌劑：

• 益生菌可以通過其結構成分（比如細胞壁、蛋白質和脂質）和分泌物質（乳酸、乙酸、丁酸）與誘變劑結合，并抑制誘變劑的作用。

• 益生菌可以與病原體競爭結合上皮細胞，并攝取營養物質，分泌細菌素和過氧化氫等不同物質，以清除病原體和致癌微生物。

• 腸道菌群失調在各種癌癥和微生物感染的發生中發揮著關鍵作用。益生菌有助于維持腸道菌群的健康平衡。口服益生菌會增加雙歧桿菌、乳酸桿菌和腸球菌等有益細菌的數量，同時減少大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等病原體的數量。

• 此外，益生菌可以抑制結直腸癌患者腸道內病原體的易位，從而減少全身應激反應，增強全身/局部免疫。

癌細胞需要大量的ATP作為能量來源和上調代謝，以實現不受控制的增殖，從而導致癌細胞中產生大量的活性氧，促進細胞損傷和死亡。癌細胞中產生的最重要的活性氧是過氧化氫和超氧化物，它們通過磷酸肌醇3激酶（PI3K）、p38-絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）和核因子κB（NF-κB）信號通路促進細胞增殖，從而導致癌癥的發生。此外，在癌細胞高水平的活性氧中，活性氧通過硫氧還蛋白系統的氧化引發細胞凋亡，導致凋亡信號調節激酶-1（ASK-1）解離，c-jun N-末端激酶（JNK）和p38信號通路激活，最終導致細胞凋亡。

在某些情況下，癌細胞通過核因子-紅細胞2相關因子2（Nrf2）調節高水平的活性氧， Nrf2是調節各種抗氧化劑和抗炎蛋白基因表達的最重要的轉錄因子。這個因子對于維持細胞氧化還原狀態的平衡，保護細胞免受氧化應激和炎癥反應非常重要。磷酸酶和張力蛋白同系物（PTEN）是由PTEN基因編碼的脂質磷酸酶。PTEN的突變會激活致癌性的PI3K-Akt通路和誘導Nrf2。KRAS和MYC信號是誘導Nrf2并調節抗氧化反應的其它不同因子。由于突變，在各種癌癥和腫瘤發生中Nrf2及其調節因子Keap1的激活更多。

據報道，從芽孢桿菌LBP32中純化的胞外多糖具有抗氧化和抗炎作用。純化的胞外多糖可抑制LPS刺激的RAW 264.7巨噬細胞促炎介質的產生以及潛在的分子機制，包括NF-κB和MAPKs信號通路的激活以及細胞內活性氧的產生。此外，來自益生菌鼠李糖乳桿菌GG的可溶性因子會激活MAPK并誘導腸上皮細胞中熱休克蛋白Hsp25和Hsp72的表達，從而保護腸上皮細胞免受各種應激，比如熱應激、滲透應激和氧化應激。此外，嗜酸乳桿菌 606的可溶性多糖可在不同的癌細胞系（如HT‐29細胞）中誘導細胞凋亡、增殖，并表現出強大的抗氧化活性。

解淀粉芽孢桿菌SC06可通過調節Nrf2/Keap1信號通路平衡豬腸上皮細胞IPEC-1的氧化應激，從而減少活性氧的產生。同時，凝結芽孢桿菌T242可激活Nrf2/Keap1信號通路，降低HT-29細胞的氧化應激。此外，鼠李糖乳桿菌GG產生的胞外多糖可通過降低Keap1-Nrf2信號通路和線粒體通路中的caspase-3、Bax/Bcl-2比值，減少IPEC-J2細胞的活性氧和凋亡。因此，癌癥可以通過不同的機制觸發或抑制活性氧的產生，因此調節活性氧的產生對于癌癥治療非常重要。

抗氧化酶（超氧化物歧化酶、過氧化物還原酶和谷胱甘肽過氧化物酶）有一個結合銅（Cu2+）和鐵（Fe2+）等金屬離子的位點，這些金屬離子被稱為輔因子，對它們的酶活性至關重要。根據超氧化物歧化酶活性位點的不同，可分為三種形式：SOD1（Cu/Zn-SOD）和SOD2（Mn-SOD）分別是位于細胞質和線粒體中的細胞內金屬酶，此外，SOD3（Cu/Zn-SOD）位于細胞外環境。在腫瘤形成的早期階段，活性氧水平升高并誘導癌細胞死亡。在這種情況下，癌細胞需要對抗高水平的活性氧以維持生存，因此，它們能夠呈現出強大的抗氧化活性來對抗這種挑戰。

有研究表明，在非小細胞肺癌等多種癌癥中，SOD1在癌細胞中過表達并積累，從而誘導腫瘤壞死因子-α和氧化應激信號，增加細胞的增殖、侵襲和遷移。因此，抑制該酶可誘導細胞凋亡和細胞周期阻滯，因此它可以成為癌癥治療的合適靶點。螯合劑可以與金屬離子結合，阻止這些金屬酶的活性。

結果表明，許多益生菌具有螯合能力。一項研究評估了19種菌株的金屬螯合能力，嗜熱鏈球菌821螯合Fe2+金屬離子的能力最強，長雙歧桿菌15708螯合Cu2+的能力最強。另一項研究報道，干酪乳桿菌KCTC 3260可去除金屬離子，最終阻斷氧化鏈式反應。研究人員用艱難梭菌感染的胃腸道模型模擬氧化還原狀態的改變，結果發現益生菌可以通過鐵還原能力和銅螯合作用抵消氧化還原狀態的失調。

總之，益生菌可通過如下抗氧化機制與癌細胞作斗爭：

• 活性氧在癌細胞中增加，并作為一種信號分子激活MAPKs和NF-κB途徑，導致癌細胞存活，益生菌通過抑制MAPKs和NF-κB通路，誘導不同腫瘤細胞系的細胞凋亡，從而抑制細胞增殖。

• 超氧化物歧化酶SOD1在各種癌癥中也會增加，從而誘導腫瘤壞死因子-α和氧化應激信號，增加細胞的增殖、侵襲和遷移，益生菌可通過其抗氧化酶減少活性氧，并通過其螯合能力抑制超氧化物歧化酶。

• 益生菌可誘導對抗應激的熱休克蛋白和調節Nrf2/Keap1信號通路，從而減少活性氧的產生。

3、衰老

衰老是一個不可逆的復雜生物過程，是遺傳和環境因素引起的細胞內和細胞外各種損傷隨時間積累的結果。在衰老過程中，細胞和組織的細胞和分子功能下降，引起許多生理變化、炎癥，最終導致癌癥、心血管疾病和神經退行性疾病等疾病。

許多因素，比如端粒縮短、DNA損傷、腫瘤抑制因子和細胞周期抑制劑，都與衰老有關。此外，衰老的自由基理論認為，衰老現象是由于氧化損傷隨著時間的推移而積累。眾所周知，氧化應激、高水平的活性氧產生和低水平的抗氧化酶（比如超氧化物歧化酶）是衰老的重要問題，過量的活性氧會導致DNA、蛋白質和脂質等大分子的損傷，破壞它們的功能。

研究表明，益生菌具有激活超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶、抑制活性氧積累和延緩隨后的衰老過程的積極作用。植物乳桿菌JBC5可以通過p38 MAPK信號通路上調skn-1基因，導致秀麗隱桿線蟲壽命延長。此外，SKN-1轉錄因子的激活可增加抗應激基因的表達，比如抗氧化、耐熱和抗致病基因，從而抵抗氧化、熱和病原體誘導的應激。此外，植物乳桿菌JBC5可改善線粒體功能，減少細胞凋亡。它還能改善腸道完整性，減少脂肪堆積。此外，植物乳桿菌JBC5可上調5-羥色胺信號相關的基因表達，改善線蟲的學習和記憶。

另一項研究揭示了益生菌與衰老相關損傷減輕之間的關系。植物乳桿菌DR7、發酵乳桿菌DR9和羅伊氏乳桿菌8513d可以顯著提高衰老大鼠AMPK亞基-α1的表達，減少端粒縮短。此外，在衰老小鼠模型中，補充瑞士乳桿菌KLDS1.8701能夠清除氧自由基，改善衰老相關的變化，比如降低臟器指數和肝損傷。瑞士乳桿菌KLDS1.8701還能調節腸道菌群組成，導致丁酸的產生。此外，它通過腸-肝軸和調節Nrf-2途徑減少肝臟氧化應激。此外，益生菌（副干酪乳桿菌BCRC 12188、植物乳桿菌BCRC 12251和嗜熱鏈球菌BCRC1386）能夠通過誘導Nrf2或血紅素氧合酶-1（HO-1）的表達來提高超氧化物歧化酶和過氧化氫酶等抗氧化酶的活性，抑制脂質過氧化，并通過降低caspase-3的激活來抑制細胞凋亡，這最終導致衰老相關疾病的改善。

據報道，隨著時間的推移，活性氧在大腦中積累，會導致神經元損傷并導致神經退行性疾病。阿爾茨海默病和帕金森病是兩種重要的衰老相關的進行性神經退行性疾病，特別影響64歲及以上的老年人。許多因素，比如不健康的生活方式、遺傳、炎癥性疾病、代謝綜合征（高血糖、糖尿病、高血壓）和高水平的氧化應激，都與中樞神經系統的神經退行性疾病有關。

帕金森病的癥狀主要包括運動癥狀和非運動癥狀，運動癥狀主要包括震顫、肌強直、運動遲緩和姿勢步態障礙，非運動癥狀包括精神健康障礙、認知障礙、癡呆和胃腸道問題。 同樣，阿爾茨海默病是一種以記憶問題、認知障礙和運動障礙為特征的進行性疾病。β-淀粉樣蛋白和磷酸化的tau蛋白（軸突微管穩定性的重要蛋白）的積累與阿爾茨海默病的發病機制有關，可導致神經炎癥、神經退行性病變和最終的神經元死亡。通過β-淀粉樣蛋白寡聚化，過氧化氫等活性氧增加，導致線粒體親環素D活化，釋放凋亡誘導因子、細胞色素C，最終導致神經元細胞死亡。

此外，β-淀粉樣蛋白刺激小膠質細胞產生炎癥介質，穿過血腦屏障，導致神經炎癥。此外，在阿爾茨海默病患者大腦中，高水平的活性氧可增加β-淀粉樣蛋白的形成，促進疾病的發生。因此，活性氧是與阿爾茨海默病相關的關鍵機制之一。

氧化應激和炎癥是神經退行性疾病的兩個關鍵因素。在衰老過程中，促炎介質的增加會削弱免疫系統。此外，腸道菌群失調可能與一些神經退行性疾病有關，包括帕金森病和阿爾茨海默病。到目前為止，這些進行性疾病還沒有確切的治療方法，服用藥物雖可以減輕癥狀，但化學藥物治療對病人有很多副作用。許多研究報道了益生菌的抗氧化和抗炎作用，它們在自然、安全、低成本治療神經退行性疾病方面具有良好的潛力。

益生菌產生的一些代謝物具有積極的免疫調節作用，可增強腸道上皮屏障的完整性。此外，它們還能維持腸道內穩態，平衡腸道菌群組成。因此，胃腸道中乳酸桿菌和雙歧桿菌的存在可通過減少病原體和增加超氧化物歧化酶活性從而減少β-淀粉樣蛋白斑塊的大小來抑制炎癥和活性氧的產生。其它研究報道，口服屎腸球菌和鼠李糖乳桿菌可以減少腫瘤壞死因子TNF-α的產生，這是一種促炎細胞因子，可增加阿爾茨海默病中的β-淀粉樣蛋白。此外，它們還能減少氧化應激反應，激發大腦中抗氧化酶的活性。

也有研究報道，益生菌可降低帕金森病患者白細胞介素IL-1、IL-8和腫瘤壞死因子TNF-α的表達，增加帕金森病患者轉化生長因子TGF-β、白細胞介素IL-10等抗炎因子的表達。此外，補充益生菌的小鼠的血清和腦組織中IL-6和TNF-α水平較低，TGF-β和IL-10水平較高。

腸道菌群中擬桿菌門細菌的增加，厚壁菌門細菌和雙歧桿菌的減少與阿爾茨海默病有關。此外，在阿爾茨海默病患者中，被稱為促炎細菌的埃希氏菌/志賀氏菌等病原菌水平較高，而被稱為抗炎細菌的直腸真桿菌水平較低。腸道菌群失調為病原體的定植提供了適宜的環境，這會增加腸道通透性，破壞腸腦軸。腸道菌群在形成由各種微生物和不同人類細胞組成的許多網絡中發揮關鍵作用，包括肝細胞（腸肝軸）和神經元（腸腦軸），它們通過微生物代謝物（比如短鏈脂肪酸）相互交流，以維持腸道和免疫穩態。一些細菌成分可通過體循環從腸道進入大腦。比如，在腸道菌群失調時，一些細菌成分，比如脂多糖，可通過體循環從腸道到達位于大腦的β-淀粉樣蛋白斑塊，從而增加炎癥、氧化應激，最終發展為阿爾茨海默病。

4、肥胖

肥胖是一種慢性多因素疾病，是心血管疾病、糖尿病、非酒精性脂肪肝和癌癥等非傳染性疾病的危險因素之一。這些情況會降低生活質量，并可能導致過早死亡。肥胖被定義為脂肪組織中脂質積累增加，這是由于攝入高熱量飲食造成的。

脂肪因子是由脂肪組織產生的生物活性分子，它們具有不同的功能，包括炎癥（IL-6、IL-1β和TNF-α）、調節食物攝入（瘦素）和產生活性氧。此外，活性氧的產生會引發脂肪因子的不規則產生，這與代謝綜合征和肥胖有關。在肥胖人群中，炎癥、氧化應激和隨后的損傷都很高，而抗氧化的水平很低。

腸道菌群是影響肥胖和其它代謝綜合征的另一個因素。高脂飲食可導致腸道菌群組成發生變化，厚壁菌門/擬桿菌門的比值、乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和腸桿菌科的細菌增加，而腸桿菌屬的細菌減少。相反，低脂飲食會導致擬桿菌門細菌增加，厚壁菌門/擬桿菌門比值、乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和腸桿菌科的細菌減少。

腸道菌群組成會隨著食物的不同而變化，導致特定菌群占據主導地位。例如，富含膳食纖維的食物會增加普雷沃氏菌的數量。此外，益生菌可以改變腸道菌群，特別是腸道菌群失調的情況下，并使它們保持平衡。此外，益生菌直接或間接影響脂肪因子，乳酸菌可通過脂肪組織誘導瘦素等脂肪因子的分泌。因此，口服益生菌對一些代謝紊亂具有很好的治療能力。

總結

近年來，益生菌的消費越來越普遍，對益生菌的研究也成為一個熱門話題。益生菌是攝入足夠數量，對宿主健康有益的活性微生物，常見的包括乳酸桿菌、雙歧桿菌和少數酵母菌。益生菌在人體腸道微生物生態系統的形成中發揮重要作用。目前，許多研究都集中在腸道菌群的調節上。益生菌能夠結合腸上皮細胞，占據細胞受體，產生抗菌物質，共同抑制病原微生物的生長。此外，益生菌可以通過不同的機制刺激體液免疫系統和細胞免疫系統。

抗氧化活性是益生菌對人體健康的另一個好處。氧化應激與心血管疾病、癌癥和肥胖等多種不同疾病的發生有關。因此，維持促氧化與抗氧化的平衡對健康至關重要。益生菌作為一種有效的抗氧化劑近年來受到人們的關注，某些益生菌菌株單獨補充或與食物結合使用具有抗氧化功效，可以減少氧化損傷。益生菌的抗氧化作用主要是通過螯合金屬離子、利用自身抗氧化代謝物、調節宿主抗氧化酶的活性、提高宿主抗氧化代謝物水平、調節宿主信號通路、降低活性氧產生酶的活性、調節腸道菌群等機制發揮的。

• 益生菌通過抑制NADPH、增強內皮型一氧化氮合酶磷酸化、降低環加氧酶-2的表達、促進內皮功能而對心血管健康產生積極影響。

• 益生菌可通過其抗氧化酶的作用來減輕活性氧的有害作用，并通過其螯合特性抑制超氧化物歧化酶，從而在腫瘤生物學中獲得有利的結果。

• 益生菌通過提高抗氧化酶水平和減少氧化應激，在減緩衰老過程中發揮重要作用。