營養

腸道益生菌對骨代謝的效用

【專家觀點】
腸道益生菌對骨代謝的效用 圖/Shutterstock SizeSquare's

腸道菌落與人體健康息息相關,腸道菌落是解開飲食與骨骼保健的關係,家族遺傳與骨鬆關係的重要關鍵之一。

研究指出,某些腸道菌落會調節營養素的吸收,或合成一些維生素,如硫胺素(B1)、生物素(B7)、葉酸、和維生素K2等,對新陳代謝都很重要。腸道菌落可調節免疫系統的功能,尤其T細胞和發炎反應,進而影響骨代謝和骨量變化;腸道菌群參與調節骨代謝的機制可能與免疫系統有關,近年動物實驗發現,無腸道菌落小鼠與正常小鼠相比,炎症細胞動力素表現量較少,骨量較大,破骨細胞數目較少,骨髓T細胞與破骨細胞前身細胞較少。此外,腸道屏障功能影響菌落進入血液引起發炎反應,更與健康息息相關。

臨床上類固醇為強效免疫調節藥物,對疾病治療具有重要功效,但也有許多副作用,類固醇會直接引起造骨細胞和骨細胞的凋亡,促進破骨細胞的分化和增強功能,另抑制腸道吸收鈣和增進腎臟排出鈣,引起骨流失,導致骨質疏鬆症和骨折,即為類固醇致因性骨質疏鬆症,因此受人重視。

腸道菌和類固醇致因性骨質疏鬆症的相關性值得探討。動物實驗證實健康小鼠和類固醇致因性骨質疏鬆症小鼠的腸道菌不同,可見類固醇會改變腸道菌的種類。此外,腸道益生菌會調節免疫系統,增高骨密度,調節骨量。多項研究實腸道菌落的功效:

(1)在給予8週雄鼠類固醇,同時給予廣效抗生素清除腸道菌(實驗組),對照組則未給予抗生素;結果對照組會引起骨流失,但實驗組減少40%骨流失量;

(2)給予羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)可減少骨流失;

(3)類固醇會造成腸道屏障功能障礙,補充腸道黏液可防範類固醇致因性骨質疏鬆症;

(4)骨骼切片顯示類固醇引起的造骨細胞和骨細胞凋亡,使用羅伊氏乳桿菌和腸道黏液可減少凋亡(p<0.01);

(5)腸道菌落會合成丁酸鹽,與受體GPR43結合後,促進T細胞分化,啟動Wnt訊息系統和其轉錄產物,誘導造骨細胞的分化和骨合成;

(6)接受抗生素消滅腸道菌落的小鼠,給予口服5 mM丁酸鹽可恢復正常生理作用;

(7)丁酸鹽可引起副甲狀腺素的細胞訊息途徑反應,增加骨髓TGFb和IGF-1表現,引起調節型T細胞的分化,啟動骨合成作用。

以上種種結果,明確顯示腸道菌落的重要性日益增高。

此外,一個小規模人體研究證實年老婦女的腸道益生菌具有療效。針對早期停經婦女的多中心安慰劑對照組研究,給予每日服用含有多種乳桿菌落的膠囊(含Lactobacillus paracasei DSM 13434, L. plantarum DSM 15312, and L. plantarum DSM 15313),結果安慰劑組婦女一年後的脊椎骨密度流失達0.77%,服用乳桿菌組則未出現顯著流失(-0.17%)。停經6年內的婦女之保護作用最大,其腰椎骨密度只流失0.18%,但對照組流失達1.21%。這些發現對防治類固醇致因性骨質疏鬆症,具有重大應用意義。

 未來若可及早應用腸道菌落於預防類固醇的諸多副作用,不但可減小傷害程度,也可避免許多嚴重後果。

(本文作者為臺大醫學院骨科教授、主任)