肠 道 微 生 态.doc
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参见附件(46kb)。
肠道微生态
一、概述
(一)肠道正常菌群
人类正常胃肠道系统内的细菌极为复杂，包括多种需氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌。正常菌群在人体内分布很广，其中以肠道的菌量最多，且具有代表性。正常肠道微生物群的研究在人体微生态学中最具成效。
出生后由于和空气、饮食及外界环境接触，数小时内即有细菌进入体内并定植。正常情况下，这些细菌并不致病，其菌落也基本上终生不变，其定居在肠道的就称为肠道正常菌群。其中9种常见的以均数顺序依次为类杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、梭菌、葡萄球菌和酵母样菌，其以厌氧菌为主。
肠道菌群对人体既有益又有害，无害的肠菌只有两种，即双歧杆菌属和乳杆菌属：
1.双歧杆菌属 双歧杆菌主要分布在结肠。迄今为止被识别的24种双歧杆菌中从人类身上分离出来的主要有9种：两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、齿双歧杆菌、角双歧杆菌、小链双歧杆菌及假小链双歧杆菌。婴儿体内最普通的种类是婴儿双歧杆菌，长双歧杆菌，短双歧杆菌。而青春双歧杆菌和长双歧杆菌在成人肠道内占优势。
2.乳杆菌属 乳杆菌分布较广，从口腔到直肠此皆存在，但以小肠最多。人类消化系统中的乳杆菌由不同的种类、亚种、生物型基团组成，最常见的在人体中分离出的乳杆菌有六大种类：嗜酸乳杆菌、唾液乳杆菌、乳酪乳杆菌、植物乳杆菌、福明顿乳杆菌和短乳杆菌。
(二)微生物菌群的主要功能
通过对无菌动物的研究，可以了解到肠道正常菌群对宿主的生理机能和病理表现的影响。
1.代谢功能 结肠中的菌群可以对不能被消化的食物残渣和上皮分泌的内源性粘液进行发酵。由于基因的多样性，这些肠道菌群具有多种和宿主自身完全不同的酶和生理代谢途径。这种复杂的代谢活动给宿主提供代谢能量和可吸收的基质，并给细菌本身的生长和繁殖提供能量和营养物质。在结肠中，糖的发酵是主要的能量来源，代谢的最终产物是短链脂肪酸。
肠道菌群的代谢与肝脏的代谢密切相关，肝功能异常可影响肠道菌群，肠道菌群失调又可影响肝脏功能。肠菌的β-葡萄糖醛酸酶和硫化酶对胆红素、胆汁酸、雌激素、胆固醇等的肠肝循环起重要作用。许多研究还表明肠道菌群有降解胆固醇，促其形成胆汁酸的作用。另外，肠道细菌存在尿素酶能将尿素转化为二氧化碳和氨，并利用部分氨中的氮来维持自身的生存，而大部分氨则经过门静脉吸收入肝脏，在肝脏重新合成尿素。这即尿素的肠-肝循环。
对于维生素的合成，钙离子、镁离子和铁离子的吸收，结肠内的菌群也起一定的作用。糖类的发酵和短链脂肪酸的产生会增加这些离子的吸收。被结肠上皮细胞几乎全部吸收的丁酸盐是结肠细胞的主要能量来源。
2.营养功能 短链脂肪酸对于结肠生理机能最重要的贡献可能就是其对结肠上皮细胞的营养效应、促使其生长和分化。在体内，三种主要的短链脂肪酸都能刺激大、小肠上皮细胞的增殖和分化。然而，丁酸盐却抑制细胞的增殖，但在体外，丁酚盐会刺激肿瘤细胞系的上皮细胞的分化。而且，丁酸盐会促进肿瘤细胞向非肿瘤细胞表现型的回复。
3.宿主的免疫性 肠道正常菌群对其宿主的免疫作用或与宿主免疫的相互关系，是一个十分重要而且复杂的问题。大量研究证实，免疫是肠道正常菌群的一个重要生理功能。
无菌动物由于缺乏菌群的免疫刺激，其体内淋巴细胞密度较低，专性滤泡结构少，血循环中的免疫球蛋白的浓度也很低。一旦与肠菌群接触，上皮内的淋巴细胞数目立即大量上升，生发中心在滤泡和固有层中快速出现，血清中免疫球蛋白的浓度也会大量提高。
4.参与宿主的肠道防御
正常肠道菌群最重要的作用是抑制致病菌的生长，使肠杆菌、粪链球菌、铜绿假单孢菌、梭形芽胞菌不能繁殖。对于抵御外来微生物的定植，寄居的正常菌群是一道极其重要的防线。肠道内定植的正常菌种间的平衡可使在正常条件下，个体内菌群数量保持恒定。
细菌之间相互竞争肠道上皮细胞刷状缘上的附着点。附着的非病原性细菌能够阻止肠侵袭性病原菌对上皮细胞的黏附和侵入。此外，细菌还能竞争同一生态位中的营养供给，并通过支配和消耗所有的营养来源来维持他们共同的栖息地。宿主与正常的细菌间的共生关系能够防止不需要的营养物质的过度产生。大部分胃肠道内的菌群能够合成一种被称为细菌素的抗菌物质来抑制竞争者的生长。又由于大部分的细菌素是能够被消化酶降解的蛋白质成分，因此宿主能够控制这种物质的生成。故，细菌素主要在局部生态位中发挥作用。
二、肠道菌群紊乱与临床关系
(一)结肠癌
肠道中的正常菌群以厌氧菌组成为主，正常时与机体处于相对的平衡状态，当这种平衡被打破后大多数的正常菌群变为内源致病菌，产生多种致癌物质，对结肠癌的发生具有重要作用。这类致癌物质主要由肠道细菌的酶将肠道中前致癌物转化而形成的：(1)72-脱羟基酶：主要由肠道的厌氧菌产生，能将胆汁酸的某些成分转化成致癌物。进入肠道的胆汁酸在完成对脂肪的消化后大部分经肠肝循环回到肝脏，但少部分不再重吸收，而在结肠的72-脱羟基酶的作用下形成脱氧胆酸和石胆酸，两者均为结肠癌的辅助诱变物。(2)β-葡萄糖醛酸酶：由它介导的葡糖醛酸化作用是人体内最常见的代谢过程之一，也是脱毒的主要途径。它在结肠中活性最高，主要来源是肠道菌群中的厌氧菌；也可由兼性菌产生，如梭状芽胞杆菌，类杆菌等。(3)β-葡糖苷酶：广泛地存在于肠道菌群中。此外，肠道菌群还产生具有致癌活性的代谢产物。
肠道菌群引起结肠癌的可能机制归纳如下：(1)前致癌物经胃肠道等途径被吸收后由肝脏分泌入肠腔，在肠道菌群的作用下释出活性成分。(2)食物中或随食物摄入的致癌前物和复合致癌物经肠道的菌群作用释出活性成分。(3)肠道细菌产生的某些代谢产物的致癌变作用。
肠道菌群对机体具有双重作用，在一定条件下可促进肿瘤的发生，而另一些条件下则可以抑制肿瘤的发生，一些微生物如BCG、棒状杆菌属，溶血性链球菌或某些细菌代谢产物，通过局部或全身注入，诱导局部炎症反应或增强机体肿瘤免疫力可以抑制肿瘤生长的研究，已早有报道。
现知，类杆菌属，梭菌属的细菌增加了动物结肠癌的发病率和生长率，而乳酸杆菌和双歧杆菌则可以防止肿瘤发生。结肠内的定植菌是影响人类结肠癌发病率的一项主要的环境因素。
肠道菌群抑癌作用的可能机制：(1)细菌及其代的产物对肿瘤细胞的直接细胞毒性。(2)局部炎症反应对肿瘤细胞的非特异性杀伤。(3)细菌免疫可增强机体特异性抗肿瘤的免疫力。(4)上述几种可能途径的联合作用。
(二)炎症性肠病
在人类炎症性肠病中，定植的菌落是引起炎症的主要因素之一。克罗恩氏病患者，其小肠T淋巴细胞对细菌抗原高度敏感，这种病人的局部耐受机制消失。另外，克罗恩病和溃疡性结肠炎患者肠道分泌的IgG抗体量增加，用以对抗广谱的共生细菌。由IgG介导的炎症免疫应答对肠道粘膜有损伤作用，这主要是由于他们激活了补体反应和一系列炎症介质的级联反应。而且，在肠道发炎的病人中，粘附于上皮表面的细菌数量比健康人的多。菌落成份对肠道免疫系统的无限制激活，在炎症性肠道疾病的病理生理学上可能起着至关重要的作用 ......
肠道微生态
一、概述
(一)肠道正常菌群
人类正常胃肠道系统内的细菌极为复杂，包括多种需氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌。正常菌群在人体内分布很广，其中以肠道的菌量最多，且具有代表性。正常肠道微生物群的研究在人体微生态学中最具成效。
出生后由于和空气、饮食及外界环境接触，数小时内即有细菌进入体内并定植。正常情况下，这些细菌并不致病，其菌落也基本上终生不变，其定居在肠道的就称为肠道正常菌群。其中9种常见的以均数顺序依次为类杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、梭菌、葡萄球菌和酵母样菌，其以厌氧菌为主。
肠道菌群对人体既有益又有害，无害的肠菌只有两种，即双歧杆菌属和乳杆菌属：
1.双歧杆菌属 双歧杆菌主要分布在结肠。迄今为止被识别的24种双歧杆菌中从人类身上分离出来的主要有9种：两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、齿双歧杆菌、角双歧杆菌、小链双歧杆菌及假小链双歧杆菌。婴儿体内最普通的种类是婴儿双歧杆菌，长双歧杆菌，短双歧杆菌。而青春双歧杆菌和长双歧杆菌在成人肠道内占优势。
2.乳杆菌属 乳杆菌分布较广，从口腔到直肠此皆存在，但以小肠最多。人类消化系统中的乳杆菌由不同的种类、亚种、生物型基团组成，最常见的在人体中分离出的乳杆菌有六大种类：嗜酸乳杆菌、唾液乳杆菌、乳酪乳杆菌、植物乳杆菌、福明顿乳杆菌和短乳杆菌。
(二)微生物菌群的主要功能
通过对无菌动物的研究，可以了解到肠道正常菌群对宿主的生理机能和病理表现的影响。
1.代谢功能 结肠中的菌群可以对不能被消化的食物残渣和上皮分泌的内源性粘液进行发酵。由于基因的多样性，这些肠道菌群具有多种和宿主自身完全不同的酶和生理代谢途径。这种复杂的代谢活动给宿主提供代谢能量和可吸收的基质，并给细菌本身的生长和繁殖提供能量和营养物质。在结肠中，糖的发酵是主要的能量来源，代谢的最终产物是短链脂肪酸。
肠道菌群的代谢与肝脏的代谢密切相关，肝功能异常可影响肠道菌群，肠道菌群失调又可影响肝脏功能。肠菌的β-葡萄糖醛酸酶和硫化酶对胆红素、胆汁酸、雌激素、胆固醇等的肠肝循环起重要作用。许多研究还表明肠道菌群有降解胆固醇，促其形成胆汁酸的作用。另外，肠道细菌存在尿素酶能将尿素转化为二氧化碳和氨，并利用部分氨中的氮来维持自身的生存，而大部分氨则经过门静脉吸收入肝脏，在肝脏重新合成尿素。这即尿素的肠-肝循环。
对于维生素的合成，钙离子、镁离子和铁离子的吸收，结肠内的菌群也起一定的作用。糖类的发酵和短链脂肪酸的产生会增加这些离子的吸收。被结肠上皮细胞几乎全部吸收的丁酸盐是结肠细胞的主要能量来源。
2.营养功能 短链脂肪酸对于结肠生理机能最重要的贡献可能就是其对结肠上皮细胞的营养效应、促使其生长和分化。在体内，三种主要的短链脂肪酸都能刺激大、小肠上皮细胞的增殖和分化。然而，丁酸盐却抑制细胞的增殖，但在体外，丁酚盐会刺激肿瘤细胞系的上皮细胞的分化。而且，丁酸盐会促进肿瘤细胞向非肿瘤细胞表现型的回复。
3.宿主的免疫性 肠道正常菌群对其宿主的免疫作用或与宿主免疫的相互关系，是一个十分重要而且复杂的问题。大量研究证实，免疫是肠道正常菌群的一个重要生理功能。
无菌动物由于缺乏菌群的免疫刺激，其体内淋巴细胞密度较低，专性滤泡结构少，血循环中的免疫球蛋白的浓度也很低。一旦与肠菌群接触，上皮内的淋巴细胞数目立即大量上升，生发中心在滤泡和固有层中快速出现，血清中免疫球蛋白的浓度也会大量提高。
4.参与宿主的肠道防御
正常肠道菌群最重要的作用是抑制致病菌的生长，使肠杆菌、粪链球菌、铜绿假单孢菌、梭形芽胞菌不能繁殖。对于抵御外来微生物的定植，寄居的正常菌群是一道极其重要的防线。肠道内定植的正常菌种间的平衡可使在正常条件下，个体内菌群数量保持恒定。
细菌之间相互竞争肠道上皮细胞刷状缘上的附着点。附着的非病原性细菌能够阻止肠侵袭性病原菌对上皮细胞的黏附和侵入。此外，细菌还能竞争同一生态位中的营养供给，并通过支配和消耗所有的营养来源来维持他们共同的栖息地。宿主与正常的细菌间的共生关系能够防止不需要的营养物质的过度产生。大部分胃肠道内的菌群能够合成一种被称为细菌素的抗菌物质来抑制竞争者的生长。又由于大部分的细菌素是能够被消化酶降解的蛋白质成分，因此宿主能够控制这种物质的生成。故，细菌素主要在局部生态位中发挥作用。
二、肠道菌群紊乱与临床关系
(一)结肠癌
肠道中的正常菌群以厌氧菌组成为主，正常时与机体处于相对的平衡状态，当这种平衡被打破后大多数的正常菌群变为内源致病菌，产生多种致癌物质，对结肠癌的发生具有重要作用。这类致癌物质主要由肠道细菌的酶将肠道中前致癌物转化而形成的：(1)72-脱羟基酶：主要由肠道的厌氧菌产生，能将胆汁酸的某些成分转化成致癌物。进入肠道的胆汁酸在完成对脂肪的消化后大部分经肠肝循环回到肝脏，但少部分不再重吸收，而在结肠的72-脱羟基酶的作用下形成脱氧胆酸和石胆酸，两者均为结肠癌的辅助诱变物。(2)β-葡萄糖醛酸酶：由它介导的葡糖醛酸化作用是人体内最常见的代谢过程之一，也是脱毒的主要途径。它在结肠中活性最高，主要来源是肠道菌群中的厌氧菌；也可由兼性菌产生，如梭状芽胞杆菌，类杆菌等。(3)β-葡糖苷酶：广泛地存在于肠道菌群中。此外，肠道菌群还产生具有致癌活性的代谢产物。
肠道菌群引起结肠癌的可能机制归纳如下：(1)前致癌物经胃肠道等途径被吸收后由肝脏分泌入肠腔，在肠道菌群的作用下释出活性成分。(2)食物中或随食物摄入的致癌前物和复合致癌物经肠道的菌群作用释出活性成分。(3)肠道细菌产生的某些代谢产物的致癌变作用。
肠道菌群对机体具有双重作用，在一定条件下可促进肿瘤的发生，而另一些条件下则可以抑制肿瘤的发生，一些微生物如BCG、棒状杆菌属，溶血性链球菌或某些细菌代谢产物，通过局部或全身注入，诱导局部炎症反应或增强机体肿瘤免疫力可以抑制肿瘤生长的研究，已早有报道。
现知，类杆菌属，梭菌属的细菌增加了动物结肠癌的发病率和生长率，而乳酸杆菌和双歧杆菌则可以防止肿瘤发生。结肠内的定植菌是影响人类结肠癌发病率的一项主要的环境因素。
肠道菌群抑癌作用的可能机制：(1)细菌及其代的产物对肿瘤细胞的直接细胞毒性。(2)局部炎症反应对肿瘤细胞的非特异性杀伤。(3)细菌免疫可增强机体特异性抗肿瘤的免疫力。(4)上述几种可能途径的联合作用。
(二)炎症性肠病
在人类炎症性肠病中，定植的菌落是引起炎症的主要因素之一。克罗恩氏病患者，其小肠T淋巴细胞对细菌抗原高度敏感，这种病人的局部耐受机制消失。另外，克罗恩病和溃疡性结肠炎患者肠道分泌的IgG抗体量增加，用以对抗广谱的共生细菌。由IgG介导的炎症免疫应答对肠道粘膜有损伤作用，这主要是由于他们激活了补体反应和一系列炎症介质的级联反应。而且，在肠道发炎的病人中，粘附于上皮表面的细菌数量比健康人的多。菌落成份对肠道免疫系统的无限制激活，在炎症性肠道疾病的病理生理学上可能起着至关重要的作用 ......
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