微生物与人类健康论文 (1)

论微生物与人类健康

摘要：通过分析微生物与食品、医药卫生、工业及农业的关系来说明微生物与人类健康的关系。

关键词：微生物，人类健康，食品，工业，农业，医药卫生，关系

引言

比起搏击长空的雄鹰和遨游大海的鲸鱼，微生物对多数人来说是比较陌生的，除了生病的时候，平常很难会想起它。实际上，微生物和人类的关系绝不比高等生物疏远，甚至更加密切。微生物对人们的生活影响巨大：他们清洁环境并使土壤肥沃，他们在食品工艺学中起着十分重要的作用；它们在我们的身体里制造维生素。它们能够在体内外与我们和平共处，其中一些甚至还保护我们免受别的有害微生物的侵犯，当然这也并不排除有些微生物也会对我们的身体健康造成一定伤害，甚至是致命的。微生物与人类社会和文明的发展有着极为密切的关系。微生物与人类关系的重要性和对于人类文明所作出的贡献以及对于人类可持续发展所具有的贡献潜力，都有着光辉的记录并将继续创造者新的功绩。在现代科学中，对人类健康关系最大、贡献最为突出的应该算是微生物学了。所以现代微生物学时一个具有许多不同专业方向的大学科，它对食品、工业、农业生态环境及医药卫生等都产生了深远的影响，并且促进了人类的进步。

1、微生物与食品的关系

1.1微生物在食品中应用的利与弊

你能够想象依靠微生物解决温饱问题吗？你能够想象细菌会成为我们的重要食品吗？随着人类的基因图组绘制的日趋完善和克隆技术的不断改进，上面所提出的假想真的有可能在某天变为现实。早在20世纪70年代初，我国著名科学家钱学森就曾预言：“微生物有可能帮助我国过农业关。”现代微生物技术的发展以及基因工程菌的构建可使人类告别向土地要粮的历史。

当然微生物在食品中的应用并不只是有利的一面。微生物与食品的关系主要有有益、有害、有益和有害相互转化几种情况。有益分为直接有益和间接有益，又可进一步分为有益于人体健康和有益于生产；对于食品有害的微生物，有些是微生物自身是病原菌、致病菌，可以引起食品污染，有些是因为这些微生物并无危害，但是其代谢产物有毒性，危害人体健康；还有一些微生物自身不会致病也不会产生有害代谢物，但是其生长繁殖会给生产带来一些影响。一些微生物对生产和健康的影响较小，而另一些微生物在一些情况下有利于生产和健康，但在另一些情况下则不利于生产，有害于健康。

我们日常食用的很多食品都是通过微生物的作用生产的。如食醋是用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成；发酵乳制品是用良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品；啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有二氧化碳、低酒精度和多种营养成分的饮料酒。像这类食品还有很多中，可见微生物在食品生产中发挥了非常大的作用。与此同时引起食品腐败变质的重要原因之一就是受微生物的污染。

1.2微生物快速检测技术与人类健康

我们可以通过一些快速检测技术来检测食品受微生物的污染情况。如：气相色谱法、“既用胶”测定法、以生物化学手段建立的快速检测技术、以免疫学方法建立的快速检测技术、活细胞计数检测、PCR检测技术、生物芯片技术、传感器技术、流式细胞术FCM和基因探针技术在食品病原微生物检测中的应用等。微生物在食品中存在着很大的不安全性，会产生很多不安全因素，食品因微生物污染而腐败变质不仅对食品造成损失浪费，同时也严重影响人们的身体健康，因此对食品中病原菌的快速检测就有着十分重要的意义。

由此可见，微生物在食品中的应用是一把双刃剑，有益亦有害。我们需要通过一些新的研究、新的技术完成有害到有益的转化或是将有害方面减少到最小，从而使微生物对人体健康起到积极作用而不是相反。

2、微生物与工业的关系

2.1微生物对工业发展的意义

微生物在工业中的应用涉及轻工业、食品工业、医药工业、化学工业、农林渔牧业、和环境保护等许多领域，与工业生产和人们的日常生活有着极其密切的关系，对可持续发展战略有着十分重要的意义。微生物在工业中相关应用的产业已成为整个国民经济的支柱，具有举足轻重的地位。

无论是传统的发酵工业还是以基因工程为核心的现代生物技术，都离不开微生物这个主角，是微生物独有的生长特性和代谢活动造就了这些研究和生产领域。事实上，也是工业微生物发酵所带来的巨大经济和社会效益，使得人类对微生物这类微小的生物更加刮目相看，人类对微生物的研究和应用正在不断地深入和拓展。近几十年来, 工业微生物技术方面的创新异常活跃, 已经成为实现可持续发展最有希望的技术。

2.2新兴微生物技术

生物催化, 尤其是微生物催化手性合成由于具有副产物少, 辅因子再生简单, 选择性高以及环境友好等优点, 已成为制备手性化合物的最有前景的方法之。微生物催化合成新技术包括手性合成新进展——环氧化化合物不对称合成、氧化还原反应的新热点——辅因子再生、微生物催化和发酵调控新技术——代谢合成网络调控和重建等。

油藏微生物及其在石油工业中的应用，油藏是一种特殊环境, 其高温、高压、高矿化度、无氧、多孔介质及其流体等因素对微生物的存活及生长繁殖都会产生明显影响，油藏极端环境对微生物群落结构组成和数量也会有大的影响，利用烃降解菌、发酵菌、硫酸盐还原菌及产甲烷菌等微生物群落，激活本源微生物和筛选外源微生物来提高石油采收率。

工业有益微生物菌种选育技术在现代生物技术中, 特别是发酵工业中占有重要地位。工业有益微生物菌种育种技术提高了发酵工业产品的产量和质量。该技术已从常规的突变和筛选育种技术发展到诱变育种、杂交育种、代谢控制育种和基因工程育种等。各个阶段是相互交叉, 相互联系的。育种方法大大提高了有益微生物育种的效果。

2.3新兴微生物技术的优势与人类健康

这些新兴的微生物技术在工业中的应用相较于以往有一些特殊优势：①微生物生长所需要的主要原料碳源或可再生的生物质资源或二氧化碳来源广、产量大而且价格低廉对人类赖以生存的环境污染小，十分符合可持续发展战略的要求。②与化学反应

一般要在高温高压的条件下进行不同，微生物发酵和转化通常在常温常压和中性pH 范围内进行，反应条件十分温和，而且能源利用率高，生物转化反应的专一性好，产品的转化率高。③由于微生物的多样性和代谢途径的多样性，我们可以不断地从微生物代谢产物中分离出新的、对人类生活和工农业生产有重要意义的新产品。④由于微生物的变异性，采用各种办法改变微生物的遗传性质，调节代谢途径，为不断提高目标产物的生产水平或生产新的产品提供了可能性。⑤微生物的培养基、他们的代谢产物及微生物菌体本身都是可降解的，而且可以通过综合利用增加它们的使用价值，因此利用微生物生产目标产物的过程中产生的污染物比较少，而且容易处理。

以上这些微生物在工业中应用优势足以说明：现代微生物技术能为工业生产节约资源能源，降低工业生产生活过程中对环境的污染，从而将减少因工业污染对人类健康产生的危害。

3、微生物与农业生态环境

3.1 二十一世纪农业生态环境面临的问题

21 世纪是一个生态文明的世纪，人们把追求人与自然的和谐相处推上当今社会发展主旋律的位置。它预示着人类即将进入一个崭新的文明时代，即生态文明建设时代。在现代农业发展进程中，遭遇了一系列的问题。第一，化肥使用量逐年增加，化肥利用率和化肥增产效益下降; 第二，农药使用量逐年上升，引起环境污染，对农产品安全构成威胁; 第三，土壤肥力下降，土壤退化加剧; 第四，土壤生态环境恶化，土壤生态功能下降。

3.2解决农业生态环境问题的措施

3.2.1有效微生物技术

有效微生物技术的开发和应用对于中国设施农业的可持续发展具有特别重要的作用，它在土壤肥力的提高与保持、营养元素的转化、提高化肥利用率、促进作物生长、拮抗土传病害、环境净化、生态系统的平衡等方面起着重要的作用。我们应当充分利用和发挥微生物肥料的以上诸多功能，为设施农业生产和农业可持续发展服务。发展设施农业是集约利用资源、增加农民收入、提高农业竞争力的一项战略措施。近年来，随着我国设施农业的蓬勃发展，设施栽培在取得经济效益、社会效益的同时，也改变了土壤的生态环境。目前微生物技术正在设施种植业和新型肥料研制当中发挥着越来越重要的作用，逐步成为中国国家生态示范区、绿色和有机农产品基地等的主力军，在设施农业生产中发挥着越来越明显的经济效益、社会效益和生态效益。

3.2.2微生物肥料

微生物肥料以微生物的生命活动促使作物得到特定肥料效应，是农业生产中使用肥料的一种。微生物肥料的使用可减少化肥的使用量，提高化肥利用率，使用微生物

肥料还可充分利用再生资源、增进土壤肥力、协助农作物吸收营养、增强植物抗病和

抗旱能力、刺激和调控生长、减少或降低植物病（虫）害、和对作物品质有良好的影响。根据微生物肥料的功能、作用机理、其制品中特定的微生物种类的不同划分不同的种类，但生物肥料的功效主要是与营养元素的来源和有效性有关或与作物吸收营养、水分和抗病有关。

3.2.3土壤微生物

微生物在土壤中有丰富的储量，且随着环境的差异和时间的延续发生着变化。新菌株的筛选将极大提高微生物在农业中应用的效率。通过现代分子生物学技术，将筛选获得的新菌株的功能性基因片段分离克隆，进行人工构建，塑造新的生物活性菌种，将成为重要的科研方向，用微生物治理污染，改善环境将是主题。但是，随着土壤的破坏，微生物的栖息地也在被逐渐的破坏，因此，保护土壤微生物资源也尤为重要。

土壤微生物从农药到饲料，从肥料至食品都将有广阔的应用前景。

3.2.4微生物循环农业

以微生物为核心做循环农业，就是要利用微生物对农产品生产加工消费剩余物，如农作物秸秆、动植物产品加工下脚料、人畜粪便、城乡有机垃圾等进行分解消化吸收合成新的营养物再输入到农业生产的循环过程。发展以微生物为核心的循环农业，不但可以促进传统的植物生产、动物生产“二维农业”向植物生产、动物生产、微生物生产“三维农业”的转变，而且可以提高农业质量效益，减少资源浪费，维持生态平衡，增加社会就业，提升劳动者素质，其经济、生态、社会意义深远。

利用微生物工程措施可以有效地改善土壤的环境和质量，减少对生态环境的污染，提高作物的产量和品质。使人们能够生活在相对健康无污染的环境中，吃上绿色无污染的健康食物，这对人类健康有着至关重要的意义。

4、微生物与医药卫生的关系

4.1微生物病源菌给人类带来的灾难

微生物病原菌可使人和动植物致病，给人类健康及生命带来严重威胁。14世纪中叶，鼠疫耶森式菌引起的瘟疫导致了欧洲总人数三分之一的人死亡。解放前我国也经历了类似的灾难。即使是现在，人类社会仍然遭受着微生物病源菌引起的疾病灾难威胁。艾滋病、肺结核、疟疾、霍乱正在卷土重来和大规模传播，还有正在不断出现的新的疾病如疯牛病、军团病、埃博拉病毒病、大肠杆菌O157、霍乱O139新致病菌株、SARS病毒、西尼罗河病毒、禽流感病毒、猪流感病毒等，正在给人类带来新的疾病与灾难。

4.2微生物与人类的关系

在日常生活及生产中, 食品、药品、化妆品、其他产品及物品、生活饮用水及污

水、环境空气及生物体内外等也均存在微生物。这些微生物在我们体内有利有弊, 与我们的生产、生活及健康都有重要影响。与人类健康相关的微生物包括存在于自然界的所有微生物,生存所涉猎到宇宙空间中已知乃至未知的微生物, 都可能对人类带

来影响; 包括了对人类致病与非致病性微生物, 对人体有害和有利的微生物。病原微生物可引起人类患各种疾病, 影响人的健康、生活和生存质量, 乃至致命, 这些体现出微生物的有害作用方面。另一方面, 微生物对人体和生产生活有有利的一面, 人作为微生物的宿主,是其最大的微生态空间, 是其繁衍的最佳领地之一。

人一出生, 体表及与外界相同的体腔中的就有微生物并伴随到人生命的终结。人肠道中的细菌依靠消化道提供生存环境, 同时宿主可以从胃肠道的正常菌群获得营养物质, 如B 族维生素( B1、B2、B6 和B12) 、泛酸及烟酸及维生素k 等, 碳水化合物[ 微生物几乎有与宿主同样多的碳水化合物酶, 其中有些酶( 如溶纤维素酶) 宿主( 反刍动物) 缺乏, 依赖细菌酶降解多糖为营养物质] , 蛋白质( 细菌参与蛋白质代谢, 某些菌体蛋白也可为宿主利用) ; 细菌参与宿主代谢和吸收( 细菌的B- 葡萄糖醛酸酶、硫化酶, 对多种化合物的肝肠循环起重要作用; 肠道菌参与了胆红素、胆汁、雌激素、胆固醇等肝肠循环的大部分; 微生物生长繁殖中合成自身结构组成部分的营养物质最终会被宿主消化、吸收和利用) ; 参与宿主免疫( 正常微生物群具有对人和动物不可少的免疫刺激作用) ; 发挥生物拮抗作用( 对抗外籍菌群定植) 。从上述事实也可看出在宿主环境下正常微生物群和外来微生物群等之间要竞争生存空间和食物, 要从其所在环境中捕食, 它们寄居于宿主又与宿主合作, 主要是一种互利共生关系, 可以说人和动物离开了微生物就不能生存, 反之, 相关微生物也亦然。

4.3微生物在医药卫生中的应用与人类健康

适者生存, 不适者淘汰, 这是众所周知的自然法则。自有人类历史以来, 我们的祖先在生产实践和与大自然搏击的生存斗争中积累了同创伤、病痛和瘟疫抗争以促进健康的丰富经验, 创立和发展了预防保健医学和临床医学。医学是现、诊断、治疗、预防、控制疾病和保持身体健康的技术和科学。现在有不少微生物一杯用来生产各种药物，如抗生素、维生素、氨基酸、酶制剂、酶抑制剂、菌体制剂和微生物表面活性剂等都是微生物生命活动过程中产生的合成代谢产物或由微生物本身制成的。在生物毒素危害人类健康的同时我们还应用它作为药物用于人类疾病的治疗。如肉毒梭菌产生的肉毒神经毒素是第一个被用于治疗人类斜视、斜颈、面部痉挛等肌肉障碍症的微生物毒素药物; 一些海洋生物毒素如河豚毒素、芋螺毒素等也在呈现良好的应用前景。微生物毒素是一把“双刃剑” , 它既是人类的敌人, 也是人类的朋友。

因此,即使微生物病原菌在肆虐着人类的身体健康，在与微生物的较量中我们总希望一举消灭所有的病原微生物,但不可否认我们与微生物的相互依存关系使得我们

无法将其彻底消灭。所以我们必须找到一个契合点——让微生物减少对人类健康的损害，甚至为人类健康服务。

结语

综上所述，微生物对人类社会和人类健康的发展已经产生了深远的影响。面对21世纪，展望微生物的未来，我们可以看到：微生物基因组和后基因组研究将全面展开，微生物多样性的研究也将广泛深入的发展，微生物和环境治理的重要性更加受重视，微生物致病性和寄主免疫机制的研究将继续受到重视和加强，了解微生物之间、微生物与其他生物和和微生物与环境之间的相互关系，能更有效的控制污染，更深入地了解微生物与高等动物的共生关系，而且能够改善植物、家禽和人类健康的状况。可以预计，在21世纪的今天，微生物学仍将是领先的学科，也将为人类的健康和社会经济的发展做出更大的贡献。

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