人体微生态平衡与健康

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人体微生态平衡与健康
• 微生物在自然界中分布极为广泛,与人类的 关系极为密切,其中绝大多数对人类是有益 的、必需的.
生态学(ecology):
研究生物与环境相互关系的科学。
微生态学(microecology) :
细胞水平或分子水平的生态学。研究微 生物在细胞或分子水平上与宿主(环境)相互 关系的科学。
微生态平衡是微生态学中的核心问题
• 微生态平衡是微生态学中的核心问题, 是历史进 化过程中形成的正常微生物种群与其宿主在不同发 育阶段的动态的生理性组合, 这个组合是指在共同 的宏观环境影响下, 正常微生物群各级生态组织结 构与其宿主体内、体表相应生态空间结构正常的相 互作用的生理性统一体.

• 微生态平衡的影响因素主要是环境、宿主与微生物 三个方面, 这三个因素是综合的, 相互联系的, 在环 境因素的影响下, 在这个平衡中正常微生物群构成 了宿主的疾病与健康转化的主要因素之一
其它作用
• 有一定的抑瘤作用 其机制是转化某些 致癌物质成为非致癌性。 • 有内分泌功能 肠道正常菌群具有内分 泌功能,从而影响其它器官和器官系统。
第二节 微生态平衡与失调
微生态平衡(microeubiosis)
是正常微生物群与其宿主生态环境在长期 进化过程中形成的生理性组合的动态平衡。
微生态失调(microdysbiosis) 是正常微生物群与其宿主之间的平衡在外 界环境因素的影响下被破坏,由生理性组合 转变为病理性组合状态。 互生→抗生→偏生
正常菌群(normal flora) 定植于人体表面和与外界相通的腔道 粘膜中的细菌。 (二) 分类:
1. 按生境分:
(1) 原籍菌(autochthony) 常住菌:resident flora: 相对固定,伴随终生;密度高,免疫 原性低。
(2) 外籍菌(allochthony) 暂住菌:transient flora;passenger flora: 匆匆过客,流动性大,有潜在致病性。 2. 按关系分: (1) 共生菌(symbiotic flora): 与原籍菌有共生关系的细菌。 (2) 寄生菌(parasitism flora): 与宿主有寄生关系的细菌。
• (六).皮肤
• 皮肤分泌物、衣物等因素影响,在不同部位 上的细菌种类不同
• 常驻菌:表皮葡萄球菌、丙酸杆菌、类白 喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌等。 • 非常驻菌:金黄色葡萄球菌、链球菌。由
• 大多数皮肤微生物是直接或间接同汗腺有关 的,因为毛囊是微生物生存的一个理想环境
常住人体各部位的正常菌群
眼结膜
4.代谢作用
• 肠道菌群在宿主的消化和吸收营养物质起重要 作用,食物在消化道的消化,一方面是消化液、 肠道蠕动等作用;另一方面是肠道菌群的作用。 肠道菌群把不溶性蛋白质、糖类转化成可溶性, 将复杂的多糖变为单糖,将葡萄糖分解形成乳酸; 参与酪蛋白等水解;参与氨基酸的脱羧基、脱氨 基等;参与胆汁代谢,将结合胆酸盐降解为游离 胆汁酸,并脱羟基、氧化羟基形成脱氧胆酸和石 胆酸;还参与胆固醇的代谢。
二、微生态失调的分类
(一) 菌群失调(flora disequilibrium):
1. 一度失调:潜伏型失调,数量改变
2. 二度失调:局限型失调,病理波动 3. 三度失调:菌群失调症(dysbacteriosis)
(二) 定位转移:正常微生物群寄生部位 发生改变而发生的微生态失调。异位寄 生
1. 横向转移:原定位→周围环境
• 下呼吸道包括气管、支气管和肺,正常情况下是无菌 的虽然在呼吸时,许多微生物可随空气到达下呼吸道,但 由于呼吸道管壁上的纤毛粘附和向上摆动的作用,可把细 菌和其它颗粒物质推向上呼吸道,使其随分泌物排出
• (三).食管与胃 • • 1.食管上部微生物群组与口腔接近,下部 与胃接近,食管中尚未发现原籍菌。 • • 2.胃内原籍菌为乳杆菌、幽门螺杆菌和酵 母菌。 幽门螺杆菌与胃炎、胃溃疡及胃 癌有关。 • 胃中有胃酸,pH 值接近2,有杀菌作用。 正常人空胃一般是无菌的
肠道正常微生物群的类型: ①.致病性类型: 主要包括韦荣球菌、葡萄球菌、变形杆菌 及假单胞菌。菌量少,病理情况下,可大量 繁殖致病; ②.互生类型: 主要包括双歧杆菌、类杆菌等,数量多, 对人体有益; ③.中间类型: 主要包括乳杆菌、大肠杆菌、链球菌等, 既有生理作用,也有病理作用。
肠道内正常菌群的调节机制: ① 胃酸的作用,多数细菌被杀灭; ② 肠蠕动使大量细菌被排出;
白色葡萄球菌、干燥杆菌
外耳道
葡萄球菌、类白喉杆菌 绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌
鼻咽腔
人 体 各 部 位 的 微 生 态 系
阴道
大肠杆菌、乳杆菌 白念珠菌、类白喉杆菌
葡萄球菌、甲,丙型链球菌 肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等 表皮葡萄球菌 口腔 甲,丙型链球菌 类白喉杆菌、肺炎球菌 奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌 螺旋体、放线菌、白念珠菌
皮肽
葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠菌 丙酸杆菌、类白喉杆菌、 非致病性分枝杆菌
尿道
白色葡萄球菌、类白喉杆菌、 非致病性分枝杆菌
肠道
大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌 绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌 真菌、乳杆菌,双歧杆菌等
非致病性分枝等
人体正常菌群的数量
三. 正常菌群的生理作用
1.生物拮抗 (antagonism):抵抗外来致病菌,维持正常菌群 内部的平衡,保护机体免受感染;实验表明,在肠道无菌 情况下,由外界输入的致病菌可迅速增殖;而在有正常菌 群存在的肠道中,由于竞争优势,使得致病菌增殖速度明 显下降,显示出正常菌群对外袭菌的低抗作用: ①.生物屏障作用:竞争黏附,形成微菌落、生物膜、定植 抗力 ②.化学屏障作用:产生有害代谢产物,抑制其他细菌; ③ 竞争营养物质和生存空间; ④降低pH 值;
体体细胞只有10万亿个)
重量约1271克,相当于
(78.67%)
肝脏的重量
200g 20g
• 三、人体正常菌群的形成
• 正常菌群的构建可以通过多种途径,主要方式有: • (1) 产道,胎儿在经过母体产道时产道内的某些微 生物可借机侵入胎儿体内参与正常菌群的形成,但 该种途径不适用于经剖宫产分娩的胎儿; • (2) 胎儿出生后与外界环境中的微生物接触,某些 微生物可以侵入到婴儿体内参与正常菌群的形成, 这是人体内正常菌群形成的主要途径; • (3) 通过母乳喂养,母乳中含有一定量的微生物,它 们通过母乳进入婴儿体内,参与正常菌群的形成。
(四).肠道 1.量大:肠道微生物约占人体微生物总量的 80%. 2.细菌为主:占粪便重量的30-40%。 3.厌氧菌居多:为需氧菌的100-1000倍。 4.小肠生态系与大肠生态系:菌量至上而下逐渐 增多;
从十二指肠开始,因有胰液和胆汁的存在,呈弱碱性,是微 生物生长繁殖的良好条件 小肠分泌物中有溶菌酶存在,因而微生物的种类和数量较少 大肠中有大量的微生物,而粪便中微生物的数量可达干粪重 量的三分之一,其中厌氧菌为需氧菌的100-1000 倍,
5.促生长、发育作用
研究证实,在健康乳儿中,双歧杆菌占肠道 菌群的98 % ,双歧杆菌的菌种也只限于婴 儿双歧杆菌、短双歧杆菌、源自文库小双歧杆 菌、长双歧杆菌a 型等7~8 种,而不同于 成人肠道菌群中的双歧杆菌,这些双歧杆 菌在婴儿的生长发育中起重要作用。
6.延缓衰老
• 现在一般认为,衰老是由于体内 积累了过多的有毒的化学物质—— 自由基。双歧杆菌、乳杆菌、肠球 菌等肠道正常菌群产生的超氧化物 歧化酶(SOD),可以催化宿主体 内自由基的歧化反应,消除自由基 毒性,保护细胞免受活性氧的损伤, 因此具有一定的抗衰老作用。
二、分布与组成
(一) 分布
不同宿主、不同部位分布不同。 人体携带的微生物总重量约为1.5-3kg, 其中肠道占80%。 (二)组成 原籍菌:优势菌群 微生态系统 共生菌 一般菌群 (microecosystem) 外籍菌
人体微生态系统
人体正常菌群种类达
500余种
数量达100万亿个(人
1g 10g 20g 20g 1000g
医学微生态学:
研究寄居在人体表和与外界相通的腔道 的微生物与微生物、微生物与人体以及微 生物和人体与外界环境相互依存、相互制 约的学科。研究的内容:微观生态平衡, 生态失调,生态调整。
一、正常微生物群
一.概念与分类 (一) 概念: 正常微生物群(normal microbiota) 正常人的体表和与外界相通的眼结膜、 口腔、鼻咽、肠道、泌尿生殖道等腔道粘 膜中的不同种类和数量对人体无害而有益 的微生物称为正常微生物群。
四. 人体各部位的微生态系
微生态系:由正常微生物群与宿主(环境)组成,是宿主 常驻微生物群与宿主生态区在长期进化过程中形成的。
(一) 口腔微生态系 口腔中有弱碱性唾液,食物残渣及适宜的温度,是 微生物生长繁殖的有利场所,口腔中的微生物丛具有协 助机体消化的功能。 1.已发现细菌500多种; 2.口腔链球菌为优势菌群,约占培养菌总数的60%; 3.口腔不同部位菌群分布不同; 4.口腔菌群失调可引起多种口腔疾病。
• (二).呼吸道 • 上呼吸道包括喉、鼻道和鼻咽,常有空气中 的细菌。鼻咽腔和上呼吸道中的微生物可以抵御 呼吸道病原体在局部定植。 • ①.有21个菌属,200多种细菌,细菌类型相对稳 定; • ②.鼻腔液中以厌氧菌为最多,气管和支气管仅有 少量细菌,细小支气管以下部位无菌;
③.呼吸道的正常菌群可刺激机体产生全身或局部 特异性抗体,是机体重要的生物屏障。
2. 纵向转移:原定位表层→深层。
3. 血行转移:菌血症
4. 异位病灶:脓毒血症
二. 微生态失调的诱发原因 (一) 抗生素:长期使用广谱抗生素, 导致菌 群失调; (二) 同位素:放疗、化疗; (三) 手术: (四) 其他因素:激素疗法、免疫抑制疗法、 细胞毒性药物及营养失调等造成的免疫功能 低下。
⑤产生抗菌物质
2.营养作用:
• 人体正常菌群参与宿主的物质代谢, 营养转化和合成(例如肠道菌群能 合成VilB 族、K 族、叶酸等;对蛋白 质、碳水化合物、脂肪和无机盐的 消化、吸收和代谢都有一定的作 用);能刺激肠粘膜上皮的增殖,对宿 主的消化器官的正常发育有一定的 作用。
3.免疫作用
• 肠道菌群的抗原,对于刺激机体产生“天 然抗体”具有重要作用,实验证明,无菌动 物的肠粘膜分泌IgA比较低,甚至测不出 来,而普通动物(体内有正常菌群的动物) 的肠粘膜能分泌大量的IgA ,它对于抵抗 致病菌的侵入具有较大作用; • 肠道菌群对刺激宿主免疫系统的发育和 细胞免疫也具有重要作用。
影响微生物平衡的因素
• 1、环境:空气污浊.气候突变.饲料与饮水的变 质.污染等外部因素,均可导致宿主的机能失调和代谢 紊乱,影响微生物菌群失调和定植状态异变.如环境温 度降低,可使肠道内双歧杆菌减少.
• 2、宿主:宿主的兔疫机能是抵御外袭菌侵袭和增值 强宿主防卫能力的重要因素,也是清除内毒素的重要 系统,免疫减弱和兔疫抑制时,导致微生态失调.宿主的 生理机能如胃酸分泌.胆汁分泌.肠蠕动异常,也导致微 生态失调. • 3、微生物:抗生素是引发菌群失调的重要因素,严重 破坏生态平衡,导致宿主失去菌群屏障,失去生物拮抗 作用,内源性条件致病菌和外源性致病菌大量繁殖.
③ 肠道分泌物如胆酸、溶菌酶等可抑制细 菌生长; ④ 微生物群相互作用保持平衡稳定状态。
(五).泌尿生殖道:
阴道常住菌有大肠埃希菌,表皮葡萄球菌、阴道 杆菌、乳杆菌、拟杆菌和双岐杆菌等,乳杆菌为优 势菌群。 正常情况下,女性泌尿生殖道中的微生物丛对女性 泌尿生殖系统具有自洁作用,尤其是某些细菌的酸性 代谢产物所形成的酸性环境可抵抗多种病原体的入 侵。 女性尿道外部与外阴部的细菌相似,有葡萄球菌 、粪链球菌、大肠埃希菌、变形杆菌、乳杆菌及真 菌等 正常男性泌尿道不含有细菌。男性尿道口有葡萄 球菌、拟杆菌、耻垢杆菌、大肠埃希菌和支原体等
一、微生态平衡的标准 (一) 正常微生物群: 1. 定位(location):指生态环境。原籍菌 外籍菌 致病菌 2. 定性(quality):指正常微生物群的种类。 3. 定量(quantity):指某生态环境中正常菌群 的总数和各菌群的活菌数。优势菌是关键。 (二) 宿主:正常微生物群随着人体不同发育 阶段及其生理功能的变化而有所变化。 (三)环境:感染、辐射、手术、慢性病等
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