衰老是不可避免的生理現象，但人們並不想變老。抗衰老產品的市場正在逐步擴大，人們正在不斷地開發新產品或對現有產品進行改進，向有效、安全、天然和不含化學物質的藥物和化妝品邁進。
衰老是多種慢性疾病的危險因素之一。疾病相關的有毒物質的積累（比如活性氧），過量的促炎細胞因子，會加速衰老過程。健康的衰老與宿主的炎症狀態和腸道菌群密切相關。高水平的促炎症細胞因子可誘發慢性疾病，進而破壞腸道菌群和加速衰老過程，導致認知障礙的發生。
益生菌是攝入足夠數量能夠對宿主健康產生有益影響的活性微生物。益生菌對腸道健康和免疫調節有積極的作用。乳酸桿菌和雙歧桿菌是最常用的有益健康的益生菌菌株，這些微生物是存在於人類胃腸道中的共生微生物。那麼，益生菌是否能在抗衰老過程中發揮作用呢？我們首先了解衰老的機制以及衰老與腸道菌群的關係。
衰老的理論、機制和特徵
人們提出了多種理論來解釋人類的衰老。關於人類衰老的現代生物學理論目前可分為兩大類：程序化理論和損傷理論。程序化理論認為，衰老是由於某些基因的順序表達變化、激素程序性變化以及免疫系統的程序性下降引起的。而損傷理論認為，人體細胞由於多次使用而損傷。在生命後期，細胞失去了再生的能力，最終導致有機體的死亡。交聯蛋白的積累、DNA損傷和自由基損傷細胞，導致衰老和死亡。
衰老的完整機制尚未闡明。衰老機制可以在機體水平和細胞水平上進行討論。在某種程度上，機體過早衰老是由基因組成控制的。Klotho是一種用於衰老研究的小鼠突變體，klotho基因的突變會加速衰老。Klotho基因編碼一種分泌性蛋白，與微生物和植物的β-葡糖苷酸酶具有同源性，Klotho基因突變表現出與人類衰老相似的症狀，比如壽命縮短、不育、體力活動減少等等。外源性補充Klotho蛋白可以逆轉突變動物器官衰老相關的功能障礙，因此，Klotho在衰老過程中起著關鍵作用，也被稱為抗衰老激素。
細胞水平的衰老在很大程度上取決於細胞的增殖能力。端粒是真核細胞染色體的一種特殊結構，正常細胞每分裂一次，端粒就會縮短。當端粒縮短到一定大小時，細胞分裂就會停止。對幹細胞而言，一種叫做端粒酶的特殊酶可以阻止或修復端粒的縮短。端粒主要易受衰老相關的變化的影響，與炎性損傷有關。研究已經證明，抗炎飲食可以減緩端粒的縮短，降低心血管風險和死亡率。飲食不平衡和肥胖與炎症相關的衰老有關。
基因組不穩定、端粒侵蝕、表觀遺傳變化、線粒體功能障礙、細胞衰老、細胞間通訊的丟失或改變、蛋白質穩態的丟失和營養傳感失調都是衰老相關的原因。那些擾亂新陳代謝和導致炎症的環境壓力可以影響有機體的壽命。DNA穩定性的破壞可能導致DNA複製錯誤並產生活性氧，這可能是導致遺傳病變的原因。組蛋白修飾和DNA甲基化等表觀遺傳變化對能夠改變壽命的環境因素非常敏感。代謝變化也會影響與衰老相關的表觀遺傳變化。
DNA損傷、活性氧和炎症也參與線粒體功能障礙，線粒體功能障礙也與衰老有關，在線粒體疾病患者中可觀察到衰老相關的症狀。MOTS-c（線粒體開放閱讀框12S rRNA-C）是一種線粒體來源的多肽，可以控制代謝穩態，避免衰老相關的代謝影響。MOTS-c被認為與壽命延長有關。
蛋白質穩態通過修復或降解受損和錯誤摺疊的蛋白質來防止它們的積累。隨著年齡的增長，細胞保持其蛋白質穩態的能力逐漸衰退，這也進一步導致生物有機體的功能喪失。泛素-蛋白酶體和自噬-溶酶體系統的惡化也與衰老有關。衰老、炎症與環境因素相互關聯，進一步研究衰老機制及其特徵是十分必要的。
衰老與腸道菌群
遺傳和環境因素會影響健康老化，飲食和腸道菌群也在衰老過程中起著重要作用。衰老與腸道菌群的變化有關，而這些變化往往與胃腸道和飲食模式的變化以及認知和免疫功能下降有關，最終導致衰弱。因此，飲食模式有助於恢復老年人的腸道菌群，從而延長個體的健康壽命和減少衰弱。
老年人的腸道菌群表現為細菌多樣性較低、優勢物種發生變化、有益共生菌減少、兼性厭氧菌增多以及短鏈脂肪酸的產生明顯減少。具體來說，厚壁菌門細菌（梭菌簇XIVa、普氏棲糞桿菌、雙歧桿菌）的水平顯著下降，而變形菌門細菌水平升高。同樣，一些研究也報導在生命後期，乳酸桿菌的水平也明顯下降。
微生物代謝活性的降低也與衰老相關疾病相關，比如衰弱、認知能力下降、食慾下降、排便不規律、運動能力下降、糖尿病、體重減輕、關節炎等等。腸道菌群對宿主的代謝和營養有很大的影響。一些微生物代謝產物，比如短鏈脂肪酸，被宿主系統吸收後，有助於維持器官的功能。因此，微生物代謝物在人類健康壽命中具有重要的作用。
人體各個發育階段有著不同的因素影響著我們的腸道菌群。在生命的早期階段，腸道菌群的變化不一定與宿主系統的健康狀況相關；但是，腸道菌群的變化對老年人的健康狀況和身體衰弱有很大的影響。
某些微生物的變化，比如普氏棲糞桿菌的減少，與身體衰弱呈負相關，而其它微生物的變化則對宿主有利。腸道菌群的變化並不是從生命的某個特定階段開始的，但是微小變化的積累可能會導致生命後期的急劇變化並加速衰老，特別是當宿主的身體狀況不佳時。此外，飲食和生活方式是影響腸道菌群變化的關鍵因素，健康的飲食習慣可以延長老年人的健康壽命。地域和種族差異對腸道菌群變化和衰弱也有一定的影響。
益生菌的抗衰老特性
均衡的飲食和身體運動與健康壽命的增加和健康的衰老有關，而這些又都與腸道菌群有關。那麼，補充益生菌是否具有抗衰老作用呢？最近的研究表明，補充益生菌可以延長壽命和延緩衰老。
秀麗隱杆線蟲具有壽命短、身體透明易於觀察、飼養成本低、可長期保存、實驗可操作性強等優點，同時，它的基因與哺乳動物在進化上都是保守的，而且與人類基因的同源性達60-80%，因此成為衰老研究中常用的模式生物。
- 2013年，中國農業大學的研究人員給秀麗隱杆線蟲飼餵從廣西巴馬百歲老人糞便中分離的唾液乳桿菌可以延長線蟲的平均壽命11.9%，其抗衰老作用可能與唾液乳桿菌抑制線蟲生長發育、增強SOD酶活性和提高XTT還原能力有關。
- 2014年，韓國的研究人員給野生型和突變型的秀麗隱杆線蟲飼餵益生菌地衣芽孢桿菌，這是從韓國發酵食品中分離的一種菌，以觀察其對線蟲壽命的影響。與飼餵大腸桿菌相比，地衣芽孢桿菌可以延長金黃色葡萄球菌感染的野生型秀麗隱杆線蟲的壽命達45%。然而，使用突變型秀麗隱杆線蟲，包括5-羥色胺受體基因突變（ser-1和ser-7）、色氨酸羥化酶基因突變（tph-1）、5-羥色胺門控氯離子通道基因突變（mod-1）和參與5-羥色胺和多巴胺合成的芳香族胺基酸脫羧酶基因突變（bas-1），發現地衣芽孢桿菌對5-羥色胺信號系統有影響。因此，地衣芽孢桿菌可通過調節5-羥色胺信號延長壽命。
- 2016年，日本的研究人員在秀麗隱杆線蟲中研究了加氏乳桿菌的壽命延長作用和機制。與對照組相比，餵食加氏乳桿菌的線蟲的壽命延長了約37%。此外，加氏乳桿菌可以上調線蟲skn-1基因的表達，它們在氧化應激調節、抗氧化防禦反應中發揮作用。加氏乳桿菌通過p38 MAPK信號通路直接激活SKN-1的活性。氧化應激反應是由衰老過程中的線粒體功能障礙引起的，加氏乳桿菌可以顯著增加線粒體的數量。因此，加氏乳桿菌可以通過增強線蟲對氧化應激的抵抗力並通過刺激先天免疫應答信號，來延長線蟲的壽命。
快速衰老小鼠也是一種常用於衰老相關研究的動物模型，該小鼠在生命早期就出現了本該在老年期才出現的身體各部位功能衰老的現象。
- 2007年，來自日本的研究人員發現，益生菌乳酸乳球菌乳脂亞種可以減少快速衰老小鼠的骨質流失、脫毛和皮膚潰瘍的發生，同時增加IL-12和IFN-γ的水平。腸道菌群分析顯示，補充益生菌對腸球菌、擬桿菌和雙歧桿菌的含量沒有影響，但是可以顯著降低葡萄球菌的含量。總之，乳酸乳球菌乳脂亞種可能是一個強有力的抑制或延緩衰老相關後果的益生菌。
- 2018年，同樣是來自日本的研究人員報導了另一種叫做乳酸乳球菌乳亞種的益生菌的延長壽命的特性。補充益生菌乳酸乳球菌乳亞種可以減少快速衰老小鼠肺和肝臟的病理後果以及肝細胞病灶變化的發生率，降低IL-1β的表達。此外，益生菌乳酸乳球菌乳亞種還可以顯著抑制衰老相關的皮膚變薄和肌肉萎縮。補充益生菌乳酸乳球菌乳亞種的小鼠漿細胞樣樹突狀細胞的活性也明顯更高。總之，長期補充益生菌可能通過激活漿細胞樣樹突狀細胞維持免疫系統，來延緩衰老和延長壽命。
- 補充益生菌乳酸乳球菌乳亞種還能增加IFN-α誘導活性，降低衰老相關的皮膚變薄，提高初始T細胞的比例，增加緊密連接相關基因的表達以及抑制肌肉萎縮相關基因的表達。總的來說，補充益生菌的小鼠衰老評分顯著降低了。因此，長期補充益生菌可以預防免疫衰老和其它衰老表型。
那麼，益生菌在人體上是否具有抗衰老的作用呢？目前這方面的臨床試驗還十分有限，一項研究報導了益生菌抗人體皮膚衰老的特性。
- 2015年，韓國的研究人員給41-59歲的皮膚乾燥、有皺紋的人類志願者補充益生菌植物乳桿菌，為期12周。結果發現，益生菌可以減少皮膚皺紋、脫水，增加皮膚光澤和皮膚彈性。因此，益生菌植物乳桿菌具有抗人體皮膚衰老的特性。
結論
衰老與多種複雜的生物、環境、地理、行為過程有關，也是許多慢性疾病的最強危險因素。隨著年齡的增長，身體應對環境壓力的能力變得越來越低，導致大量生理平衡的破壞，包括炎症、氧化應激、代謝功能紊亂和線粒體損傷。腸道菌群在維持宿主免疫系統、抗氧化系統、認知等方面發揮著重要作用。腸道菌群與幾乎所有關鍵的衰老風險因素有關，使其成為對抗神經退行性病變、糖尿病、肥胖症、心血管疾病和其它衰老相關的慢性疾病的強有力的靶點。隨著年齡的增長，保持腸道菌群的健康和多樣性是健康衰老的一個主要生物標誌物。
眾所周知，補充益生菌對腸道菌群健康有著顯著影響。雖然一些研究描述了益生菌的抗衰老特性，但大多在動物身上進行，相關的臨床試驗還非常有限，益生菌介導的長壽機制也尚未完全闡明。然而，許多研究已經報導了益生菌在預防和治療衰老相關的慢性疾病中的作用，也表明益生菌在抗衰老中具有巨大的潛力。深入研究益生菌-腸道菌群-長壽之間的聯繫有助於延長人類的健康壽命和預期壽命，通過健康的生活方式調整腸道菌群的組成或將有助於老齡化與健康同行，助力全球健康老齡化。
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