微生物与人类健康 第四章 人体微生物.ppt

第四章人体微生物 第一节人体正常微生物群 人体正常微生物群 是指栖息在人体皮肤或黏膜上 并随宿主长期进化过程形成的 在一定时期定植在宿主皮肤上或肠道黏膜等的微生物群落 一 人体正常菌群的来源 人和哺乳动物出生前都是无菌的 出生后来自母亲产道 周围环境及空气中的细菌2 3h后就开始在新生儿肠黏膜定植 开始是肠球菌和大肠杆菌 随后是梭菌 酵母菌 葡萄球菌 链球菌和乳杆菌 来自新生儿周围环境及空气中菌群大致顺序如下 大肠杆菌和肠球菌及消化链球菌一般都是第一日就在新生儿肠黏膜上定植 人工与母乳儿基本类似 第四章人体微生物 微生物与人类健康 对于母乳儿 双歧杆菌则在第1日就定植 乳杆菌在第2日就定植 类杆菌和酵母菌需4日龄方可定植 人工喂养儿 双歧杆菌在第6日定植 类杆菌的定植在第11日 乳杆菌和酵母菌在第13日 而梭杆菌在第14日定植 这个定植过程大概7 14天可以完成 其后在一定时期内保持一个稳定的肠菌群状态 这就是人体正常菌群的来源 人体不同组织结构 不同的特定解剖结构分布着不同的正常菌群 如口腔菌群 胃肠道 消化道 菌群 呼吸道菌群 皮肤菌群 阴道菌群 在这些特定解剖部位栖居不同的正常菌群 表现出不同的生理功能 二 人体正常菌群的分布 1 皮肤菌群 在皮脂腺管中有厌氧的疮庖丙酸杆菌以及表皮葡萄球菌 此外 皮肤表面还栖居着金黄色葡萄球菌 链球菌 棒杆菌 微球菌以及白色念球菌和皮癣菌等皮肤正常菌群 可以说皮肤正常菌群是人体第一道生物屏障 它对于皮肤的营养代谢和体温调节等具有重要生理作用 2 口腔菌群口腔黏膜上栖息着卟啉单胞菌 梭杆菌 普氏杆菌 消化链球菌以及溶血链球菌 乳酸杆菌 变形链球菌 韦荣球菌 金黄色葡萄球菌 衣氏和内氏放线菌以及白色念球菌等 生理功能 在维持口腔洁净 抵御致病菌生物侵袭 防止病从口入 促进免疫功能等方面发挥重要作用 3 肠道正常菌群胃内黏膜定植着酵母菌 螺旋菌 乳杆菌 少量球菌 小肠由于肠蠕动过快 很少有常住菌定植 只有肠球菌 乳杆菌 肠杆菌等过路菌 结肠定植着大量正常菌群 差不多有1013CFU g肠内容物 即千百兆个活菌 它们由类杆菌 双歧杆菌 优杆菌 梭菌 消化链球菌 韦荣球菌 乳杆菌 大肠杆菌 肠球菌等差不多50个菌属400 500个菌种组成 第四章人体微生物 微生物与人类健康 第四章人体微生物 微生物与人类健康 生理功能 在维持机体生物 化学 免疫屏障以及对宿主营养 健康 抵御致病微生物侵袭 提高定植抗力 免疫 抗肿瘤 抗衰老等方面发挥重要的生理作用 生理功能 维持呼吸道健康 刺激机体局部免疫功能 保护机体免受致病菌侵袭等方面起重要作用 3 呼吸道正常菌群人出生大致12 15h后 鼻 咽 喉部 即上呼吸道 出现正常菌群 先是需氧菌如表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌 链球菌和汉森氏球菌 韦荣球菌 嗜血杆菌等 继而也出现厌氧菌如普氏杆菌 卟啉单胞菌和韦荣球菌 第四章人体微生物 微生物与人类健康 5 生殖道正常菌群 女性生殖器从幼稚到成熟过程中就有微生物栖居和定植 大致上包括产黑色素类杆菌 卟啉单胞菌 普氏杆菌 类杆菌 乳杆菌 金黄色葡萄球菌 链球菌等十几种细菌为正常菌群 生理功能 在维持阴道酸性环境 保持阴道自净 拮抗致病菌定植致病 提高机体定植抗力和免疫功能方面起重要作用 正常菌群在微生态平衡时主要表现对宿主有巨大生理功能 甚至是必不可少的 但是一旦出现微生态失调时 它又可产生对宿主不利作用 三 正常菌群的主要生理功能 1 生物屏障 双歧杆菌等生理性细菌的胞壁脂磷壁酸能特异地黏附于人肠上皮细胞受体 形成了生物膜样屏障结构 电镜下显示这些定植微生物与肠上皮细胞几乎融为一体 构成所谓膜菌群 生物屏障 正常菌群第一重要的生理功能是抵御有害细菌及毒素对肌体的损害 保持机体内环境的稳定即构成生物屏障 定植抗力 2 化学屏障作用 这些膜菌群不仅具有占位 营养争夺 还具有空间位阻作用 使许多外来的致病微生物无法定植和入侵机体 构成生物屏障的大量生理性细菌定植 生长和繁殖产生大量的短链脂肪酸 酶 细菌素类活性物质 如乳链球肽 乳酸菌素以及一些活性生物肽类物质等等 这些物质都参与了化学屏障的构建 可以直接抑制或杀死致病菌的生长 3 免疫屏障作用 肠内免疫系统既包括特殊黏膜免疫防御系统 还包括由肠内细菌抗原引发的机体体液免疫和细胞免疫 黏膜免疫 肠壁特殊区域如潘氏盘对微生物成分应答以后经淋巴细胞转移到肠壁的各个部分将免疫反应信息传递给整个免疫系统和器官 肠黏膜产生一种在结构上特异的抗体如分泌性免疫球蛋白覆盖肠黏膜表面阻止病原菌入侵黏膜内 免疫球蛋白A 能中和病毒 毒素和酶及致病菌等生物活性抗原 具有广泛的保护作用 阻止致病菌对肠上皮黏膜细胞的黏附 sIgA与机体补体及溶菌酶还具有协同杀菌作用 故胃肠黏膜屏障是宿主整个免疫能力的重要组成部分 肠壁组织内的淋巴细胞在免疫屏障中也具有重要作用 在IgA产生的初始阶段 产生和制备IgA的浆细胞的转化是在T细胞辅助下完成的 T细胞分泌白介素 2和白介素 5等细胞因子 促进浆细胞的分化 成熟并分泌IgA 4 正常微生物群促进机体代谢和营养作用 此外肠内细菌抗原刺激产生体液免疫而分泌的IgG和IgM抗体 以及刺激细胞免疫产生的细胞因子都参与了免疫屏障的构成 1 肠道微生物在肠道脂类和固醇类代谢方面起重要作用 2 双歧杆菌等正常菌群参与蛋白质代谢 3 肠道菌群参与胆固醇和胆汁酸代谢 4 参与一些营养素如维生素合成 5 肠道正常菌群参与体内药物代谢过程 5 正常菌群的免疫赋活作用 1 肠内正常菌群可作为抗原刺激 激活机体黏膜棉衣系统 如使潘氏淋巴细胞增殖 浆细胞 细胞B 向结肠黏膜移迁 刺激淋巴细胞分化和增殖 经胸导管向脾脏移迁 到达结肠黏膜 与上皮细胞产生的分泌物结合形成sIgA的管腔分泌 2 正常菌群作为外来抗原刺激被吞噬细胞吞噬后 经抗原提呈作用后 刺激T B细胞的增殖和分化 被激活的淋巴细胞 吞噬细胞 白细胞等 能够释放出多种细胞因子 被激活的淋巴细胞随之产生IgM和IgG抗体 可见正常菌群可作为抗原刺激赋活机体的体液和细胞免疫功能 6 正常菌群参与诱发和拮抗肿瘤作用 1 一些物质 主要是食物 经肠道菌群作用后形成癌肿的诱导物 2 双歧杆菌或乳杆菌又参与拮抗肿瘤作用 3 正常菌群在诱发肿瘤细胞凋亡方面也发挥相当作用 7 正常菌群保持 三流 的正常运转 维持内环境稳定 8 正常微生物群的生物拮抗作用 1 占位保护作用 2 正常微生物群的空间位阻与免疫作用相互协调 3 正常微生物群的占位保护作用与化学屏障作用密不可分 4 正常微生物群的生物拮抗和营养争夺作用 9 正常微生物群抗衰老的生理作用 1 氨的产生 2 胺的产生 3 酚类物质 4 色氨酸及同类物质 正常微生物群有害代谢产物促进了衰老的进程 正常微生物群有具有抗衰老的生理作用 1 产生一定量的SOD及谷胱甘肽 过氧化物酶 2 可使氨转变成尿素 降低血氨浓度 3 使腐败菌有毒代谢产物减少 从而大大延缓了衰老的进程 10 正常微生物群促进微生态平衡 正常微生物群对宿主健康具有相互保护作用 这也是人类和动物健康赖以生存的主要条件之一 这种微生态平衡的一个重要标志就是宿主的健康状态 正常微生物群对宿主发挥生理作用是有条件的 这个条件就是栖居微生物群与宿主与环境保持动态生理性生态平衡 四 无菌动物的特点 人们通过普通动物与无菌动物的比较 发现无菌动物有如下特点 肝脏枯否 kupfer 一种吞噬细胞 较少 吞噬细胞的溶菌体酶活性在无菌动物中较低 无菌动物肠黏膜表面积减少 无菌动物肠壁细胞薄 如透明层少 肠道内缺乏浆细胞 淋巴集结如潘氏节较少 发育不全 肠细胞更新换代减慢 胃排空速度减慢 肠道内碳水化合物的吸收率增加 从无菌啮齿动物活杀可见盲肠增大如球 壁薄 由上述比较可见 肠道正常菌群能影响宿主的免疫系统及多种胃肠道功能 甚至影响宿主解剖结构的发育 可见 肠道正常菌群与宿主及环境构成了一个复杂的生态系统 正是这种微生态系统作用使 固有正常菌群的存在能抵御肠道致病菌如伤寒沙门菌 痢疾杆菌和霍乱弧菌等滋生和侵袭作用 可以有效限制每克内容物中数千万细菌和毒素在肠道中而维持机体内外环境的稳定 可以有效刺激机体免疫系统使之成熟而发挥保护机体健康的作用 提高定植抗力增加宿主对致病菌的抵抗力 参与许多营养素的合成如B族维生素和维生素K 刺激肠道蠕动 有效排除腐败菌产生的有毒代谢产物 参与宿主消化作用 由上述分析可知 正常微生物群对宿主健康具有重要作用 第二节微生态平衡与健康 一 微生态系统 1 一切生物都是与环境的对立统一体 没有脱离环境的生物 也没有脱离生物的环境 宿主 环境和正常微生物群是组成微生态系统的诸个方面 2 环境影响正常菌群 二 微生态平衡与健康 可以说 保护宏观生态就是保护我们的地球