正常微生物菌群与人体的关系

正常微生物菌群与人体的关系自然界中广泛存在许多微生物，人的体表以及与外界相连的腔道，如口腔、呼吸道、肠道、泌尿生殖道等都存在着不同种类和数量的微生物。所谓正常微生物菌群是指在人体生理正常状态下，寄居在人的体表和体腔中的一定种类和数量的微生物。大致可分为二群：1、定居菌群：由相当固定的微生物型所组成，有规律地定居于特定部位或只见于特定年龄。如果菌群有了改变，能立即自行恢复原状。2、暂居菌群：由非致病性的或潜在致病性的微生物所组成，居留在皮肤或粘膜上几小时至几周，它们来自周围环境，不引起疾病，也不能长期定居。只要定居菌群保持正常，暂居菌群一般并不重要；但若定居菌群失常，则暂居的潜在致病性微生物即能增殖，并引起疾病。一、正常微生物菌群在人体的分布在正常情况下，人体组织内和血液中是不含微生物的。寄居人体各部分的微生物分布如下：1、皮肤的正常菌群：因皮肤是外露的，最易受暂居微生物菌群污染。菌群由于受皮肤分泌物、衣物等因素影响，因而在不同的解剖学部位上的细菌种类不同，因此皮肤总是存在着恒定菌群。常见的有白色葡萄球菌，枯草杆菌，类白喉杆菌，大肠杆菌，有时还有非致病性的抗酸杆菌，真菌等。肮脏的皮肤和腋窝，会阴部数量较多。人的皮肤表面（即角质层的上部）并不适合微生物生长，因为它受到周期烘干燥。大多数皮肤微生物是直接或间接同汗腺有关的。毛囊给微生物提供了一个理想的生境，皮肤腺体的分泌物富含营养物质、如尿素、氨基酸、盐类、乳酸和脂类等。人体分泌物的pH值在4—6间。腋下臭气（狐臭）的出现是由于细菌作用于顶浆分泌腺的分泌液引起的，用无菌方法收集起来的顶浆分泌液是无臭的，但如以皮肤上分离的一些细菌接种，臭气即可出现。2、口腔和呼吸道的正常菌群：口腔中有弱碱性唾液，食物残渣及适宜温度，是微生物生长繁殖的有利场所。常见的微生物有：白色葡萄球菌，绿色链球菌，类白喉杆菌，奈氏菌属，乳酸杆菌，梭形杆菌，拟杆菌，放线菌，螺旋体，真菌等。龋齿为一种牙质的进行性崩溃，开始于牙齿表面釉质脱矿质，然后向内部扩展。这是由于细菌分解糖类产酸的缘故。牙本质和骨质解体是由于牙的蛋白质基质被细菌分解的结果。控制龋齿的发生，必须常刷牙去除“牙斑”，少食蔗糖，少食碳水化合物和注意口腔卫生，以减少口腔中产生的酸。上呼吸道（喉、鼻道和鼻咽）中常有空气中的细菌，如葡萄球菌，类白喉杆茵，绿色链球菌，奈氏菌属，微生物主要生活在浸溶着粘膜分泌物的区域。下呼吸道（气管、支气管和肺）基本是无菌的。虽然在呼吸时，许多微生物可能到达下呼吸道，但大量的尘埃颗粒在上呼吸道已被滤掉。当空气通至下呼吸道时，它的运动速度显著减慢，微生物沉降到呼吸道壁上，呼吸道管壁上的纤毛借向上摆动，可把细菌和其它颗粒物质推向上呼吸道，使其随唾液和鼻的分泌物被排出。3、胃肠道的正常菌群：人体胃肠道是食物消化的地方，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。从十二指肠开始，因有胰液和胆汁的存在，呈弱碱性，是微生物繁殖的良好条件，在小肠分泌物中，由于有溶菌酶存在，因而微生物的种类和数量很少。大肠中有大量的微生物，多到可以看成是一个特殊的发酵管。粪便中微生物的数量可达干粪重量的三分之一。最近研究证明，在成人的正常结肠中，寄居菌群的96—99％由厌氧菌（拟杆菌、双岐杆菌、梭状芽孢杆菌，厌氧链球菌等）和1—4％需氧菌（大肠杆菌、肠球菌、变形杆菌、乳酸杆菌和其他微生物）组成。在正常粪便菌群中，经常有100种以上的不同类型微生物。随着食物的改变，可使肠道中的菌群发生改变，如多吃糖类的人，则肠道中乳酸杆菌的数量增多。物质通过人的胃肠道所需时间约为24小时，细菌在肠道中的生长速度是每天增加1—2倍。4、泌尿生殖道的正常菌群：正常情况下，仅在尿道、宫颈以下，有微生物存在。阴道可有大肠杆菌，葡萄球菌，阴道杆菌，乳酸杆菌，拟杆菌，双岐杆菌，白色念珠菌，支原体等。女性青春期前后和绝经前后，微生物菌群稍有变动。女性尿道外部与外阴部的细菌相似，有葡萄球菌，粪链球菌，大肠杆菌，变形杆菌，乳酸杆菌，真菌等。男性尿道口有葡萄球菌、拟杆菌，耻垢杆菌，大肠杆菌，支原体等。二、正常微生物菌群与人体健康——生态平衡正常微生物菌群对人体的健康起重要作用，可以说是我们保持健康，增强体质，益寿延年及防御疾病的一个重要组成部分。l、维持人体组织器官的正常结构和功能：肠道菌群是人体内环境的重要组成部分，肠粘膜有巨大的表面与微生物接触，既是保护机体抵抗微生物的屏障，又是微生物选择侵入机体的入口。肠道微生物在数量、位置和代谢活性上的变动，可以改变肠粘膜的表面组成与功能。研究无菌动物对了解正常微生物菌群的作用是有用。缺少正常肠道菌群的无菌动物常表现为：盲肠明显增大，小肠壁变薄，重量减轻；肠组织水分比正常动物少10％；粘膜固有层少15％，并缺乏细胞；粘膜总面积比正常动物少33％，因此吸收面积也减少。这些无菌动物特有的组织结构，在输入正常菌群后二周即行消失，其结构功能变为与正常动物相似。因此，由此可知，细菌对肠道的正常发育是必不可少的。2、抵御、拮抗外袭菌群的作用：首先，各种正常菌群在人体皮肤粘膜表面特定部位粘附和繁殖，形成一层自然的菌膜，是非特异性的局部保护膜，可抵御致病菌的侵袭。其次，正常微生物菌群的存在与人体免疫系统的完善是密切相关的。实验证明无菌动物抗感染能力远比正常动物低。无菌动物淋巴系统衰退，淋巴组织缩小，免疫活性细胞减少，对细菌感染的敏感性比一般动物高得多。如枯草杆菌对一般动物是无害的，对无菌动物则是有害的。霍乱弧菌（霍乱的病原菌）和志贺氏痢疾杆菌（细菌痢疾的病原菌）是难于感染一般动物的，但这些微生物易感染无菌动物。正常菌群的生态平衡对清除外袭菌方面有很大作用。实验表示，在肠道安全无菌情况下，由外界输入的致病菌可迅速增殖；而在有正常菌群存在肠道中，由于竞争优势，使得致病菌增殖速度明显下降，存活于肠道内的致病菌数量只有无菌动物的0.01—l%。正常菌群对外袭菌的持抗作用可归纳如下：①竞争营养物质和生存空间；②降低pH值；③产生抗菌物质，如乳杆菌产生过氧化氢，嗜酸乳杆菌产生乳酸盐，有的细菌产生低分子肽，肠道内的厌氧菌产生未分解的挥发性脂肪酸，戊酮，异丁酸，丁酸及醋酸都有很大抗菌力。3、产生生理活性物质：肠道微生物菌群对人体具有重大影响，它们可以完成多种代谢反应。如分解食物中的氨基酸，由酪氨酸生成酪胺能使血管收缩，血压升高；产生的组胺具有刺激胃酸分泌的功能。由色氨酸衍生的吲哚和粪臭素使大便有令人厌恶的气味。正常微生物菌群能向人体提供营养物质，如维生素B1、B2、B12、K、生物素、叶酸，氨基酸等。它们和人体结成了休戚与共的互生关系。初生婴儿的肠道中无微生物，在婴儿的血液中缺少由微生物供给的维生素K，血液就不易凝结，一旦出血就会畅流不止，新生儿在三天以后微生物在肠道中才繁殖起来。为了使初生婴儿度过危险期，医生往往给新生儿注射维生素K。实验证明，无菌动物即使很好的喂养，仍然十分娇弱，而且必须给它们服用维生素和氨基酸才勉强地活下去。此外，正常菌群还影响人体对糖、蛋白质、脂肪和维生素的吸收，也能改变人体消化酶的活性，粪便内胰蛋白酶，糜旦白酶与转化酶的活性在无菌动物比正常动物显著地高。一个有趣的例子是，新几内亚人食物的96.4％是白薯（地瓜），该食物缺乏蛋白质，但在他们的肠道中有种产气克雷伯氏菌（Klebsiellaaerogeries）能进行固氮作用。这些细菌是这些人群肠道菌群的恒定成员。有足够的氮素被固定下来，通过肠壁进入血液。因此，新几内亚人就能依赖营养成分不全的食物为生。当然，人体某些正常菌（如大肠杆菌）产生的脂多糖（即内毒素）对人本身是有害的。由此得出结论：虽然正常菌群能引起一些有害的效应，但人体却能从正常微生物菌群中获得巨大益处。正常菌群对人体发挥起有益或有害的生理作用是有条件的，这个条件就是微生物、人体和环境必须保持动态的生态平衡，三者保持生态平衡，正常微生物菌群才能有益于人体的健康，否则将导致疾病。三、正常微生物菌群与人体疾病——生态失调微生物、人体与外界环境之间在正常条件下处于相对平衡，有许多因素可导致某些微生物过量繁殖，使生态系统平衡状态遭破坏，即生态失调。生态失调主要表现为菌群失调，即正常微生物菌群在种类和数量上已偏离了正常的生理组合，从而对宿主产生不良影响的一种表现。菌群失调可分三种类型：①可逆性失调：是指在外环境因素，宿主患病或采取医疗措施所造成的暂时性正常微生物菌群的种类和数量的失调。当失调的因素去除以后便自然恢复正常。最常见的情况就是采用广谱性抗生素导致菌群失调，停药后一周内恢复正常。②比例失调：是指一种相持状态，多表现为慢性过程，许多慢性感染或炎症都属于比例失调。比例失调的微生物状态是正常微生物菌群的种类和数量的比例偏离了正常范围，并且是不可逆的，在失调原因去掉后，仍持续不变。如慢性腹泻，便秘，牙周炎等。③菌交替症：是指正常微生物菌群在抗菌药物或其他因素影响下，其部分或大部分成员消失，代之暂居菌或外袭菌优势繁殖所形成的临床表现。如在长期应用广谱抗生素过程中形成的二重感染。二重感染常由原存体内的少量条件病菌（甚至非致病菌）引起的，因敏感菌被消灭，条件致病菌大量繁殖，从而引起宿主生病。生态失调的原因归纳起来有以下几种：l、宿主患病：无论宿主患急性病或慢性病，都会影响其正常微生物菌群的平衡，尤其与肠菌群有关。2、水土不服：因周围环境发生大的变化，破坏生态平衡。当人们到了一个新环境都难免有一段适应时期，经宿主，正常菌群的调整适应后，才逐渐与新环境发生平衡。最常见的就是到达异地时出现的腹泻和肠炎。此外，肠菌群失调可引起维生素B族缺乏症。3、医疗影响：首先，抗生素及磺胺类等抗菌药物在医疗中所起的重大作用是显而易见的，但习惯上采用联合用药，“拉大网”，滥用广谱抗生素，破坏了生态平衡，其危害性是不能忽视的。抗生素对生态平衡的干扰主要是破坏正常微生物菌群的组成，耐药性的诱导和促进病原菌定植。其次，外科手术也可破坏正常生境。胃切除，肠截除或其他部位的外科手术都可引起菌群失调。第三，在医疗措施中，激素，同位素及其他免疫抑制剂的应用，都可降低宿主的免疫力，破坏正常微生物菌群与宿主之间的生态平衡。由此可见，机体正常寄居的微生物是互相依存，互相制约的，保持着动态平衡，与人体之间表现为互生关与，但由于某种原因使机体正常菌群发生数量上的变化，改变了原来的组合，就可造成感染。