人類微生物叢與我們-2

人類微生物叢與我們-2

丁酸菌、益生菌與短鏈脂肪酸

（Clostridium butyricum、 probiotics and short chain fatty acid, SCFA）

🔴丁酸菌（Clostridium 

butyricum）

又稱丁酸梭菌、酪酸梭菌、酪酸菌、宮入菌。屬梭菌目梭菌科梭菌。 因為會產生丁酸（又稱酪酸）而得名。 英文名字取自起源之希臘、羅馬字根：丁酸、奶油、起司。

在人類歷史早期，它存在於土壤、動物和人體的腸道中，以及發酸牛奶、起司、腐臭的黃油、帕馬森乾酪、嘔吐物和腋臭中。推測本來就存在先泥土中的丁酸菌等益生菌，因污染進入牛、羊乳汁，引起發酵，形成乳酪、起司。丁酸帶有難聞的氣味，味先辣後甜，與乙醚類似。10ppb濃度的丁酸即可被狗嗅出，人則大於10ppm，。

丁酸菌是一種革蘭氏陽性厭氧梭狀芽孢桿菌，也稱丁酸菌，在細菌學分類上歸屬於梭菌屬。丁酸菌也是人體腸道正常菌群之一，約有700多株，其中安全性高且具有治療效果的菌株編號為第588株，稱為宮入菌(CBM，Clostridium Butyricum Miyairi 588)，1933年由日本千葉醫科大學宮入近治博士（Dr. Chikaji Miyairi）從其大便分離出來，進而首先發表報告，因此，又名宮入菌(MIYAIRI 588株)。 1963從長野市的土壤培養出來。菌體中常有圓形成或橢圓形芽胞, 使菌體中部膨大呈梭形。該菌在37℃、PH7 時為生長發育的最適條件, 它能酵解利用多種糖類, 除了多醣類（ polysaccharide，如植物纖維、澱粉類、抗解澱粉等），也能利用葡萄糖、乳糖、麥芽糖、蔗糖和果糖等。本菌的主要代謝產物為丁酸、乙酸。

🔷功能

丁酸菌能通過胃酸、腸液和膽汁，具有抑制多種致病菌生長和繁殖，促進結腸上皮細胞增殖，有利於損傷上皮的修復，平衡腸道菌叢生態等功能。酪酸菌在日本、韓國以及中國等亞洲國家和地區已被廣泛用於防治腸道菌群失調所致的急慢性腹瀉、抗生素相關性腸炎、便秘或腹瀉便秘交替症、胃、十二指腸潰瘍合併幽門螺旋桿菌感染、腸躁症(IBS)等疾病，療效良好。

🔷特性    

耐酸性: 能在胃酸（pH1~2）中生存，而後在腸道增殖。

耐熱性: 55℃下仍然可全數存活菌數。

對抗生素的耐受性: 對抗生素有較強的耐受性，與抗生素並用時不影響其活性，不致於發生抗生素引發的腹瀉。

🔷其他可能功能

🔹防癌、抗癌效果：產生短鏈脂肪酸，可促進腸道上皮細胞修復，促進癌細胞之凋亡，故能防癌；並可加強化學治療、放射線治療之效果。

🔹抑制腸內有害菌，調整腸道菌群：酪酸菌能與雙歧桿菌、乳酸菌等腸內有益菌共生，並促進其發育。抑制幽門桿菌: 可抑制幽門桿菌，酪酸又可促進潰瘍癒合可用於預防/治療胃、十二指腸潰瘍。

🔹抑制腸道內過度的炎症、過敏反應等作用：宮入菌（CBM588）的細胞壁之肽聚糖（Peptidoglycan，PGN）刺激腸道內膜中樹狀細胞，促進具有強大抗炎症作用的蛋白質TGF-β（Transforming Growth Factor Beta, TGF-β，乙型轉化生長因子，是存在於每個人體內的免疫調節因子，幫助改善過敏體質、調節免疫系統正常發展）的分泌，進而TGF-β誘導抑制性Ｔ細胞，而抑制性Ｔ細胞，進而抑制腸道內過度的炎症、過敏反應等作用，在腸道免疫起著重要的作用。爲此，服用CBM 588在預防和治療炎症性腸疾病以及過敏症等是安全有效的方法。

🔹增進血中Biotin(生物素)提升免疫功能：酪酸菌(宮入菌CBM 588)增進血中Biotin濃度之能力為益生菌中最高，一般達到乳酸菌增進Biotin血中之濃度2倍或以上。有害菌（壞菌）會分解Biotin造成血中Biotin濃度受限，此類病患皆與「免疫機能失調」有關。因血中Biotin之濃度與淋巴球CD4，CD8細胞為逆向關係，此為免疫失調之證明。壞菌之產物及其複合物結合成塊，影響免疫系統，細菌（有害菌）之複合物在關節及皮膚組織沉澱，造成關節、皮膚等疾病。投與宮入菌+Biotin可有效治療以下疾病 

1. Sternocostoclavicular hyperostosis (SCCH)胸肋鎖骨異常骨化症 

2. Rheumotoid arthritis (類風濕性關節炎)

3. Atopic dermatitis (異位性皮膚炎)。

🔹具調節神經傳導、免疫作用、內分泌等作用，進而緩解憂鬱症狀，宮入菌(CBM 588)與抗憂鬱劑併用治療TRD(抑鬱症)患者尤其是耐藥性抑鬱症患者具有安全性和有效性且可降低抗憂鬱劑的副作用。宮入菌(CBM 588)輔助治療耐藥性抑鬱症(TRD)之試驗證實，以HAM-D-17，BDI和BAI評級量表評估，對於攻擊或自殘症狀未發作前的憂鬱症患者，70.0％的患者有效，35.0％的症狀解除。

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主要含酪酸菌（Clostridium butyricum，又稱丁酸菌、酪酸梭菌、酪酸菌、宮入菌）。為梭菌目梭菌科梭菌屬的一種細菌。

1933年由日本千葉醫科大學宮入近治博士首先發現並報告的，因此，又名宮入菌(MIYAIRI 588株)。市面上賣的所謂益生菌，一顆、－包動輒1~20多元，一般人長期吃不起，而且不見得有效（付廣告費）；丁酸菌1粒1、兩塊，罔呷，有呷有保庇。所以我稱為

🔻平埔族的益生菌*

*本人自用詞句，窮人的益生菌。日文びんぼう（binbou，貧乏、貧窮），音近似中文平埔。

🔴短鏈脂肪酸

泛指碳鏈少於6個碳的脂肪酸，這類脂肪酸是經由哺乳動物腸道中的厭氧菌，將難消化性的膳食纖維或抗性澱粉以及部分胺基酸發酵後而產生，在腸道中以乙酸、丙酸、丁酸這三種短鏈脂肪酸為主。這些經腸道菌叢製造的短鏈脂肪酸經由肝門靜脈進入血液循環，提供人體5～10%的能量來源；在短鏈脂肪酸中，丁酸為結腸細胞優先利用的能量，它也會影響腸道細胞的分化與腸道黏膜的發育；而短鏈脂肪酸除了提供人體能量外，同時也是腸內益菌利用的能量來源，雙方互相影響，使腸道代謝活動生生不息。除此之外，目前有研究指出短鏈脂肪酸具有調節部分免疫細胞的功能，藉此調控發炎反應外，也與癌細胞的分化等有關。

過去研究指出膳食纖維攝取不足者，其腸道內的短鏈脂肪酸含量較少。

隨著飲食西化，膳食纖維攝取量普遍不足，依據台灣三次營養健康調查之結果，台灣各年齡層人口之膳食纖維平均攝取量皆未達衛福部建議量25～35克，我們如何在日常生活中攝取足夠的纖維呢？

建議三餐主食以未精緻全榖根莖類食物為主，或1/3以上的主食為全榖根莖類，其實就台灣的飲食型態來說，這類食物並不少見，但含量是否足夠則很難說，根據衛福部於102年4月30日修訂的「全穀產品宣稱及標示原則」，固體產品所含全穀成分佔配方總重量百分比51%（含）以上，始可以全穀產品宣稱。

外食族通常較難攝取足夠蔬菜，可透過以下方式增加蔬菜攝取，例如：增加便當內配菜的蔬菜類，若配菜有4格，至少2格以上為蔬菜，葉菜類外也可選擇瓜類、藻類、菇類等，而常出現在配菜中的南瓜、玉米、馬鈴薯並非蔬菜類，因此注意別選錯了！若是吃麵食類，另搭配一碟燙青菜或滷海帶、蘿蔔等，即可增加蔬菜攝取量。建議每日攝取蔬菜類3～5份，水果類攝取2～4份（蔬菜類1份相當於100公克未烹煮的蔬菜類＝0.5碗煮熟的蔬菜；水果類1份為含有15公克碳水化合物，熱量為60大卡，相當於1個中型水果（約為棒球的大小）＝柳丁1顆＝小番茄13顆）。

堅果種子類除了含有豐富的不飽和脂肪酸外，也含有膳食纖維，烹調時可利用堅果入菜或烘烤後直接食用，每日適量攝取1份，除了能增加纖維質攝取量，也能增加不飽和脂肪酸的攝取量，一舉兩得（堅果種子類1份相當於杏仁果5顆＝花生10粒）。

🔷益生菌（Probiotic）

益生菌（Probiotics）是指一般認為食入後對宿主（如動物或人類）有正面效益的食入性微生物。

腸道細菌中較常被提及者，屬於好菌的有：

1. 乳酸桿菌

（Lactobacillus）：包括嗜酸乳酸桿菌（A菌）、乾酪乳酸桿菌（C菌、凱氏菌）、鼠李糖乳酸桿菌（LGG）、代田菌、副乾酪乳酸桿菌、加氏乳酸桿菌、唾液乳酸桿菌、植物乳酸桿菌、短乳酸桿菌、洛德乳酸桿菌、芽孢乳酸桿菌、保加利亞乳酸桿菌（LB）、嗜熱鏈球菌（ST）、脆弱類桿菌、丁酸菌（又叫酪酸菌，其中一株最常使用為CBM，又稱宮入菌）等。

2. 雙歧桿菌

（Bifidobacterium）：包括雙叉雙歧桿菌（B菌、比菲德氏菌）、長雙歧桿菌（龍根菌）、短雙歧桿菌、乳酸雙歧桿菌（雷特氏B菌）、嬰兒雙歧桿菌、成人雙歧桿菌等。

3. 布拉氏酵母菌。

4. 乳酸腸球菌、枯草芽孢桿菌等。

而屬於壞菌的有：困難梭狀芽孢桿菌（困難腸梭菌）、產氣梭狀芽孢桿菌（魏氏梭菌）、金黃色葡萄球菌、病原性大腸桿菌、綠膿桿菌、克雷白桿菌、沙門氏桿菌、志賀氏桿菌、曲狀桿菌、霍亂弧菌、仙人掌桿菌、細梭菌、鏈球菌等。

另屬於中性菌的有：非病原性大腸桿菌、糞鏈球菌、脆弱類桿菌、厭氧性鏈球菌、酵母菌、黴菌（真菌）、麴菌、真細菌（優桿菌）等。

根據以往的研究指出，腸道菌群的生態失衡（dysbiosis）時，可能與人體種種的疾病有著某種程度的關聯性。包括：

(1)胃腸道：抗生素相關腹瀉（偽膜性大腸炎）、旅行者腹瀉、炎性腸疾（潰瘍性大腸炎，克隆氏症）、腸躁症、大腸息肉、憩室症、痔、大腸癌、腸漏症候群、乳糖不耐症、乳糜瀉症、幽門桿菌感染。

(2)肝膽：非酒精性肝病、肝炎、酒精性肝病、肝硬化、肝性腦病變、膽囊結石。

(3)新陳代謝：肥胖、糖尿病、代謝症候群、高膽固醇、老化。

(4)過敏免疫：自體免疫疾病、食物、花粉過敏症、類風濕關節炎、氣喘。

(5)心血管：高血壓、冠心病、動脈硬化。

(6)皮膚：異位性皮膚炎、濕疹、痤瘡。

(7)泌尿生殖：泌尿生殖道炎，細菌或白色念珠菌陰道炎、乳癌。

(8)神經精神：唐氏症、憂鬱症、焦慮症、燥鬱症、失智症、自閉症、厭食症、記憶力減退、思覺失調症（精神分裂症）、巴金森氏症、多發性硬化症。

腸道菌群與人體消化道或消化道以外之各種疾病皆息息相關。由於每個人的腸道菌落皆不相同，且具有多樣性（diversity），每個個體之間雖然是大同小異的，但會因年齡、外在、內在的環境因素而改變。近年來所謂的「個人化」之醫療模式，對腸道菌群的處理對策，亦同理可用。早期對於偽膜性大腸炎復發或炎性腸病之治療，使用了糞菌移植（fecal bacterial transplantation）來治療而能得到改善，接著也有了糞菌膠囊（pour pill）之口服療法，乃寄望能以健康人之菌群來改變病人之腸道菌群，進而改善病況。而利用瘦鼠之糞菌來餵食胖鼠，可以使胖鼠達到減肥之研究，得知腸道菌群會影響宿主進食型態，進而影響代謝功能，可達到減輕體重的目的。

最近精神益生菌（Psychobiotics）的研發與應用，方興未艾，連結了胃腸道與神經心理醫學領域，期待將來有良好的成果展現。

『微風醫學』

🔵益生菌的另外一種分法

種類

◆A菌

嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus），定居於小腸，為小腸內數量最多的菌，能夠生成乳酸與醋酸，亦是最常用在優酪乳發酵的主要菌株之一，能夠調節消化道菌叢環境，維持消化道菌叢生態及女性私密處保養等功能。

◆B菌

常見有三種，比菲德氏菌（Bifidobacterium bifidum）、龍根菌（ longum）與雷特氏菌（B. lactis），屬定居在大腸的菌種，又稱為雙歧乳酸桿菌，因為是特殊雙歧結構，所以容易定殖在消化道粘膜形成保護膜，幫助保持消化道酸性的環境，減少有害菌的繁殖。其中的比菲德氏菌已被證實在嬰兒的消化道菌中存有極高的比例，但隨著成長，此菌的數量也會大幅的降低。主要訴求為幫助保持消化道酸性環境、調節消化道生理機能、改善腹瀉等。

◆C菌

乾酪乳桿菌（Lactobacillus casei），因為相當耐酸，故具有非常強的定殖效果，能有效通過胃酸膽鹼的考驗，可存在消化道約15天以上的時間。文獻記載此菌種除了可在廣泛pH值及廣泛溫度範圍內存活，還能夠促進嗜酸乳桿菌的成長，而嗜酸乳桿菌又可生產澱粉酶（一種碳水化合物的消化酶）。因此乾酪乳桿菌被認為是一種可安全食用的益生菌。

以上三種為市售最常見的益生菌種類，若在放寬一點範圍，還有以下三款菌種也是很重要的喔：

◆LP菌

副乾酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei），與Ｃ菌同樣定植在消化道內，台灣最廣為人知的LP33就是此款最具代表性的益生菌，也是能減緩敏感反應的益生菌了。

◆LGG菌

鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus GG），同Ｂ菌為主要存在於大腸的菌種，屬於消化道長駐型菌種，是具有高度耐胃酸與高度耐膽鹼的益生菌種，主要效用為調整皮膚敏感及緩解乳糖不耐症。

◆植物乳桿菌

（Lactobacillus plantarum）又被稱為胚芽乳酸桿菌，為乳桿菌屬中於自然界中較為廣泛分布的菌種，在市面上許多的發酵食品中都可以看到，如蔬菜、肉、乳製品及葡萄酒等。生長在植物環境的微生物族群在面對自然多變的環境，再加上長期演化之結果，使植物乳桿菌擁有許多獨特的特性，也擁有很強大的環境適應性，該菌能夠在10至45攝氏溫度下生長，並且可以適應PH值介於3.2-4.2或更高的水平。主要效用在消化食物，吸收養分，製造維生素，最重要的是具有與腸黏膜結合的特殊能力，能夠反過來增消化道內有益細菌的數量。

◆丁酸菌

與肉毒桿菌 (Clostridium botulinum)同屬，但它並未含有可以製造肉毒屬各種毒素的基因，經過了將近90年的研究與臨床使用，亦未發生毒性副作用。

短鏈脂肪酸（SCFA，Short Chain Fatty Acid）為碳鏈少於6個碳的脂肪酸。在哺乳類動物，這類脂肪酸是經由腸道中的厭氧菌，將難消化性的膳食纖維或抗性澱粉以及部分胺基酸發酵後而產生，以乙酸、丙酸、丁酸這三種短鏈脂肪酸為主。

當食糜出了小腸後，沒有被消化的膳食纖維在結腸內酵解，釋放出短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸由肝門靜脈吸收。而長鏈脂肪酸則要先組成乳糜，再由淋巴管吸收，進而在鎖骨下靜脈進入血液。乙酸(醋酸)、丙酸及丁酸（酪酸）佔了人體腸道 短鏈脂肪酸的83%，其中乙酸(醋酸)/丙酸/丁酸在腸道中恆定的比例關係約60:25:10。

這些經腸道菌叢製造的短鏈脂肪酸會快速地被腸道的上皮細胞被吸收，經由肝門靜脈進入血液循環，提供人體5～10%的能量來源。是腸胃道細胞的主要能量來源。

在短鏈脂肪酸中，丁酸為結腸細胞優先利用的能量，它也會影響腸道細胞的分化與腸道黏膜的發育；而短鏈脂肪酸除了提供人體能量外，同時也是腸內益菌利用的能量來源，雙方互相影響，使腸道代謝活動生生不息。除此之外，目前有研究指出短鏈脂肪酸具有調節部分免疫細胞的功能，藉此調控發炎反應外，也與癌細胞的分化、血管粥樣病變（血管硬化）等有關。

短鏈脂肪酸中尤其是丁酸對人體更重要。富益生菌、益生質及膳食纖維等均衡的飲食是體內丁酸的主要來源。腸道微生物可以發酵未消化完的碳水化合物或是六碳糖（如非澱粉類的多醣體、抗性澱粉、寡醣類《菊糖、果寡糖》、雙糖類《蔗糖、乳糖、麥芽糖》、多醣類《葡甘露聚醣》及糖醇類《甘露糖及山梨糖醇》）來自行產生丁酸。

但現代人高加工、低纖維高糖的飲食習慣，膳食纖維平均攝取量皆未達衛福部建議量25～35克，使得腸道內的丁酸量大幅下降。丁酸可以降低腸道的通透性(permeability)以及加強腸道屏障的防禦力，例如促進腸道上皮細胞的移動（migration）、黏液mucins的分泌及抗菌胜肽的產生等。

腸—腦軸線（英語：gut–brain axis），也叫腸腦軸，是大腦和腸消化道兩個器官間的溝通橋樑，而其中腸道中的菌群也對此路徑貢獻匪淺，三者相互影響並調控全身各種生理作用，從腦部早期發育到晚期老年的神經疾病的皆與此連結軸線有著密切的關係。腸—腦軸線這個詞已延伸來描述腸道菌種與腸道表皮細胞交互作用中的角色，有時也會用菌—腸—腦軸線（microbiome–gut–brain axis）具體指出菌種在其中的角色。