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便秘是由多种因素引起的胃肠道疾病,其特征主要是排便困难或排便不适。研究表明益生菌和发酵乳可改善便秘患者的排便状况。遗憾的是,其改善便秘的机理机制鲜有报道。鉴于这一现状,本研究招募了 26名功能性便秘志愿者,连续食用Lactobacillus casei Zhang(Zhang)和Bifidobacterium animalis subsp.lactis V9(V9)益生菌发酵乳(简称LB益生菌发酵乳,每天200g)四周,比较分析了食用LB益生菌发酵乳前和4周后的肠道微生物宏基因组、粪便代谢组和血液代谢组差异,结合问卷调查、血液细胞因子等指标,综合探讨了 LB益生菌发酵乳缓解便秘的可能机制。试验结果表明,服用LB益生菌发酵乳4周后,志愿者的排便频率(P=0.03),排便不尽感(P=0.19×10.4),排便时间(P=0.0014),排便疼痛感(P=0.012)及排便费力程度(P=0.5×10-6)均显著改善。服用LB益生菌发酵乳后,志愿者血液中促炎因子C反应蛋白(CRP,P=0.031)和脂多糖(LPS,P=0.002)显著降低,而抗炎细胞因子脂多糖结合蛋白(LBP,P=0.028)和白细胞介素-10(IL-10,P=0.015)显著增加。肠道菌群研究结果显示,食用LB益生菌发酵乳对志愿者肠道菌群α和β多样性无显著影响,但动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis,P=0.001),嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus,P=0.013)和嗜酸乳酸杆菌(Lactobacillus acidophilus,P=0.027)等11个物种发生了显著变化,肠道中的优势双歧杆菌也发生了改变,由两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)或链状双歧杆菌(Bifidobacterium catenulatum)替代为动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)或青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis),其中动物双歧杆菌与排便频率呈显著正相关(r=0.45,P=0.03)。代谢组学结果表明,服用LB益生菌发酵乳后粪便中差异代谢物主要富集于脂肪酸合成(De novo fatty acid biosynthesis)和维他命E合成(Vitamin E metabolism)代谢通路;血液代谢物主要富集于胆酸生物合成(Bile acid biosynthesis)、外源性代谢(Xenobiotics metabolism)、抗坏血酸(Vitamin C)和醛酸(Aldarate Metabolism)代谢、肉碱穿梭(Carnitine shuttle)和色氨酸代谢(Tryptophan metabolism)等5条代谢通路。其中,服用LB益生菌发酵乳后血液差异代谢物酰基肉毒碱(acylcarnitine)显著增加(P=0.001),该物质与排便频次呈显著正相关(r=0.815,P=0.016)。综上所述,推测食用LB益生菌发酵乳可调节便秘志愿者肠道菌群、增加其肠道中动物双歧杆菌等有益肠道微生物,影响便秘志愿者炎症反应和血液及粪便代谢通路、并促进能量代谢,进而促进肠道蠕动缓解便秘症状。这不仅为益生菌发酵缓解便秘机制研究提供了理论依据,而且为治疗便秘提供了新的思路。