第一章人体中正常微生物PPT课件

第一章人体中的正常菌群 脱离了微生物 有机体的生命活动就无法进行 巴斯德 自然界中 土壤 空气 水及各种物体广泛存在着大量的多种多样的微生物 人及动植物的体表及其外界相通的腔道中也存在不同种类和数量的微生物 当人体免疫功能正常时 这些微生物对宿主无害 有些对人还有利 是为正常微生物群 通称正常菌群 normalflora 1014 寄生部位 皮肤 口腔 鼻咽腔 外耳道 眼结膜 胃 肠道 尿道 阴道 但是血液及组织器官正常情况下是无菌的 正常菌群的生理学意义 生物拮抗竞争黏附 占位性保护 产生有害代谢产物营养竞争营养作用促进消化吸收参与营养物质转化合成维生素供人体利用 免疫作用抗衰老作用双歧杆菌 乳杆菌及肠球菌等产生过氧化物歧化酶 SOD 消除自由基 02 毒性 抗氧化损伤 抗衰老抗肿瘤作用降解致癌物质激活巨噬细胞 抑制肿瘤细胞人体各部位的微生态系 抗原刺激 促进宿主免疫器官发育成熟 持续刺激免疫系统发生免疫应答 结果 限制了它们本身的危害性 对有交叉抗原的致病菌抑制杀灭 微生物与人体的相互关系 第一节肠道生理组织 消化系统模式图 消化系统 digestivesystem 由消化管和消化腺两大部分组成 消化管包括口腔 咽 食管 胃 小肠 十二指肠 空肠 回肠 和大肠 盲肠 结肠 直肠 肛管 等部 临床上常把口腔到十二指肠的这一段称上消化道 空肠以下的部分称下消化道 消化腺有小消化腺和大消化腺两种 小消化腺散在于消化管各部的管壁内 大消化腺有三对唾液腺 腮腺 下颌下腺 舌下腺 肝和胰 一 小肠的组织结构与生理功能 1 小肠的组织结构 2 小肠的生理功能小肠主要负责食糜的运输 消化与吸收 其任务的完成是与小肠的运动分不开的 小肠运动有三种形式 紧张性收缩 分节运动 蠕动 小肠的运动受神经体液调节 小肠主要吸收糖类 维生素和水 二 大肠的组织结构与生理功能 1 大肠的组织结构 2 大肠的生理功能主要功能 吸收来自小肠的食糜残液中的水 电解质 微生物大量生长 形成粪便 并控制排便 第二节人体中的正常菌群 虽然呱呱落地的婴儿体内几乎是无菌的 但离开母体后 就同周围富含微生物的自然环境密切接触 因而人体的体表皮肤和与外界相通的口腔 上呼吸道 肠道 泌尿生殖道等粘膜及其腔道寄居着不同种类和数量的微生物 这些微生物中有相当一部分是会引起疾病的 但是我们称它们为正常菌群 因为这些寄生物在正常情况下与宿主相安无事 互相适应 而且各种微生物之间也相互制约而保持一个彼此共存的状态 1984年一位学者统计 人体正常菌群总量重达1271克 其中肠道1000克 皮肤200克 口腔 上呼吸道和阴道各占20克 鼻腔10克和眼部1克 人体正常菌群的数量 一 胃肠道中的正常菌群 消化道中的正常菌群的种类和数量 在不同部位是不同的 胃酸的酸度很高 pH2 3 因而胃内基本无活菌 空肠和回肠上部的菌群很少 结肠和直肠则有大量细菌 主要是类杆菌 双歧杆菌 大肠埃希氏菌 乳杆菌 铜绿假单胞菌 变形杆菌 梭菌等 1克干粪含菌总数在4千亿个左右 约占粪重的40 其中99 以上是厌氧菌 肠道菌群受饮食 年龄等因素影响很大 多食蛋白质的人 大肠埃希氏菌生长旺盛 以吃淀粉为主的人 乳杆菌较多 乳酸杆菌 乳酸链球菌 双歧杆菌 大肠杆菌 变形杆菌 铜绿假单胞菌 酪酸梭菌 益生菌在小肠中的粘附 益生菌PCC在肠道中的粘附 乳酸菌在肠道的粘附 哺乳期婴儿的肠道菌群主要是双歧杆菌 占总菌数的90 左右 随着成长 双歧杆菌下降 类杆菌 乳杆菌 梭菌等逐渐增多 婴儿刚出生时肠道是无菌的 1 2小时后就有菌出现 开始时菌种和数量少 随后逐步增多 先定殖的是需氧菌 然后是厌氧菌 因前者生长繁殖需消耗周围微环境中的游离氧 这有利于厌氧菌的繁殖 此过程约1周左右 人一生中肠道菌的变化 影响肠道菌群的因素 肠道菌群失衡可能引起的疾病 乳酸菌与减肥 新观点 新发现 1 人肠道中菌群与胖瘦的关系为什么吃同样的食品 有的人体重增加 另一些人则保持苗条 美国科学家通过实验证明 一个重要原因在于不同种类肠内细菌的比例 肠由小肠和大肠组成 把它拉直 有校车那么长 把肠壁千百万个像指头那样的凸出部分拉平 很容易覆盖一个网球场 吃下去的食品在小肠内分解成单糖 脂肪和氨基酸 这些物质小得可以穿透肠壁 进入附近的血管 水果 蔬菜和谷物里的纤维以及其它无法消化的物质基本上原封不动地进入大肠 消化不了的东西是肠内微生物的丰盛大餐 结肠里黑暗 湿润 无氧 是微生物将从小肠过来的不可消化的物质发酵并生产单糖和短链游离脂肪酸所需要的条件 它们这样做是为了自己 但也把这些能量丰富的物质与它们的东道主 我们 分享 有些人每天需要的热量高达10 来自肠道细菌生产的物质 实验设计 戈登的研究小组在无菌状态下培育了几代老鼠 这些无菌鼠每天吞食的东西几乎比普通鼠多三分之一 但是脂肪却少40 研究人员把普通鼠肠中的微生物注入无菌鼠肠中 那些被注入微生物的老鼠体重开始增加 尽管它们并没有得到额外的食品 研究人员又从天生肥胖的老鼠的肠中取出微生物 注入无菌的瘦鼠肠中 这些老鼠体内脂肪的增加更快些 为了弄清肥鼠肠里的微生物是否不同于瘦鼠肠里的微生物 华盛顿大学的研究小组利用DNA序列图来观察遗传方面的情况 在普通正常体重的老鼠中 属于硬壁菌族的细菌占到肠内细菌的大约三分之二 属于拟杆菌族的细菌占了剩下细菌的大部分 天生肥胖的老鼠硬壁菌比较多 而拟杆菌少得多 研究人员分析从各种微生物样品中提取的基因序列 发现肥鼠中的细菌有更多基因分解复杂的淀粉和纤维 换句话说 肥鼠内的微生物比瘦鼠内的微生物更善于从肠内物质中提取热量 我们这样来思考 肥鼠肠内的微生物就像一辆省油车 与大量消耗能源的瘦鼠肠内的微生物相比 它们从食物中提取的能源更多 在此过程中把更多能源提供给东道主 人也是这样吗 为了寻找答案 华盛顿大学的研究人员请12名肥胖者在一年内按照低脂或低碳水化合物的食谱进食 在开始执行这种食谱以前 肥胖者肠内硬壁菌比几名自愿作为参照的瘦身者多 而拟杆菌少 在肥胖者体重减少的同时 他们的微生物组合发生了明显变化 拟杆菌增加 硬壁菌减少 饮食的种类没有关系 只有体重大大减才出现这种变化 这项研究表明 食品中的能量成分并不是一个固定值 一杯含110千卡的饮料 根据人们肠里的微生物 有些人可能全部吸收了 另一些人吸收的可能少一些 如果你每天吸收的与消耗的热量相差25千卡 那一年就可能增加或者减少2磅多 10年可能就是20磅 更为实际的是 这项工作表明 设法改变肠内微生物的组成 可能是改变体重的一个办法 如果戈登的工作继续取得成果 有一天可能利用益生菌或者其它控制微生物的战略 降低肠内微生物提取能源的效率 那就可能帮助减肥 我们需要了解谁在那里 特别是在微生物中占多数的好细菌 这样我们就能在对付坏家伙时最大限度地减少对它们的伤害 戈登还把目光放到另一个目标上 与营养不良作斗争 提高肠内微生物的效率可能帮助全球千百万每天吃不饱的人或者因癌症或者心脏病而体重减少的人 二 口腔中的正常菌群 口腔中有弱碱性唾液 食物残渣等 为正常菌群的繁衍提供了合适条件 最常见的菌群是甲型链球菌和厌氧链球菌 其次是表皮葡萄球菌 奈瑟氏菌 Neisseria 乳杆菌 Lactobacillus 螺旋体 Spirochaeta 假丝酵母 Candida 等 厌氧链球菌中有一种变异链球菌 Streptococcusmutans 与龋齿的形成关系密切 该菌能分解食物中的蔗糖产生高分子量 粘度大的不溶性葡聚糖 以致将口腔中其它菌群粘附于牙齿表面而形成菌斑 其中的乳杆菌能发酵多糖类产生大量酸 使酸碱度下降至4 5左右 使牙釉质和牙质脱钙而造成龋齿 三 泌尿生殖道的正常菌群 外生殖器的正常菌群较多 常有表皮葡萄球菌 甲型链球菌 肠球菌 Enterococcus 棒状杆菌 类杆菌 奈瑟氏菌 不动杆菌 Acinetobacter 耻垢分枝杆菌 支原体 Mycoplasma 假丝酵母等 这些菌群也可以在男女两性的尿道口发现 阴道内菌群随内分泌变化而波动 阴道分泌物中常含有无害的微球菌 初生女婴阴道的酸碱度在5左右 主要为乳杆菌 出生后1个月至青春期 酸碱度升至7左右 主要菌群转为表皮葡萄球菌 棒状杆菌 大肠埃希菌等 青春期后 阴道酸碱度又下降 乳杆菌等重占优势 直至绝经期为止 阴道上的乳酸菌 第三节人体中的主要益生菌 益生菌菌种种类 双歧杆菌乳杆菌芽胞杆菌丁酸梭菌 美国食品药物管理局认为安全的益生菌有40种 其中包括 黑曲霉 米曲霉 凝固芽孢杆菌 粘连芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌 短小芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 厌氧性拟杆菌 发酵乳杆菌 纤维二糖乳杆菌 弯曲乳杆菌 载耳布吕克氏乳杆菌 乳酸乳杆菌 胚牙乳杆菌 罗特氏乳杆菌 肠系膜明串球菌 乳酸片球菌 毛状拟杆菌 瘤胃拟杆菌 猪拟杆菌 青春双歧杆菌 动物双歧杆菌 婴儿双歧杆菌 长双歧杆菌 嗜酸乳酸杆菌 嗜热性双歧杆菌 短乳杆菌 保加利亚乳杆菌 干酪乳杆菌 啤酒片球菌 戊糖片球菌 费氏丙酸菌 谢曼氏丙酸杆菌 酿酒酵母 乳酸链球菌 二乙酰乳酸链球菌 粪链球菌 中 间 链球菌 乳链球菌 嗜热链球菌 一 双歧杆菌 双歧杆菌是人体内存在的一种生理性细菌 是人体有益菌中最值得重视和研究的一种 它与人体的健康密不可分 可以说是大自然赐予人类的健康法宝 双歧杆菌的性质 革兰氏染色阳性 专性厌氧 无芽孢 荚膜和鞭毛 触媒阴性 硝酸盐还原阴性 靛基质阴性 明胶液化阴性 精氨酸水解阴性 最适温度36 38 发酵葡萄糖产生乳酸与醋酸 双歧杆菌在人体中的分布 双歧杆菌主要栖居于人体和动物的肠道 小肠上部几乎检测不出 小肠下部数量可达103 105 g 大肠粪便中可达108 1012 g 此外在口腔和阴道中也有双歧杆菌栖居 双歧杆菌在人体中的演替过程 新生儿的胎粪是无菌的 但生后数小时即可检出肠道杆菌 细球菌 链球菌等 其数量不断增加 24小时后大肠杆菌占优势 达108 1011 g 湿便 生后第2天检出的双歧杆菌数量不高 但增长十分迅速 第4 5天开始占优势 此时最先出现的肠道杆菌数量逐渐下降 到第6天左右减少到106 107 g 于第6 8天则建立了以双歧杆菌占绝对优势的菌群 在母乳营养儿的粪便中 双歧杆菌占细菌总数的98 可达109 1011 g 对这一现象的一般解释是 新生儿出生后不久 肠道内首先出现以大肠杆菌为首的需氧及兼性厌氧菌的优势菌群 这些菌在肠道内消耗了氧气 降低了肠道局部的氧化还原电势 Eh 促进了双歧杆菌这类厌氧菌在肠道的定植 一般在出生后的6 8天 肠道内即建立起以双歧杆菌占绝对优势的菌群 它们发酵糖类 产生大量的乙酸和乳酸 抑制了具有潜在致病性的大肠杆菌等的生长繁殖 之间达到肠道微生态的平衡 这种平衡状态下的肠菌群对婴幼儿的营养代谢 抗感染及生长发育具有重要意义 双歧杆菌在成年人的肠道中仍然发挥着重要的生理作用 可以起到调整肠菌群失调 治疗肠功能紊乱 抗肿瘤等重要作用 并且还可以起到延年益寿的功效 双歧杆菌的微生态原理 在肠道内 有厌氧菌和需氧菌 厌氧菌是常住菌 而需氧菌和兼性厌氧菌则多为过路菌 前者占优势 但又依赖后者消耗氧气 保证其生态条件 肠道对外来微生物的阻抗力来源于肠菌群的厌氧菌部分 正常的动物肠道中的厌氧菌占绝对的优势 95 以上 正常菌群中的厌氧菌水平高 定植能力就高 厌氧菌特别是双歧杆菌与乳杆菌是生理细菌 能产生各类有机酸如乳酸 醋酸等 可抑制许多致病菌与条件致病菌 双歧杆菌的生理作用 一 改善人体肠胃道功能1 有效改善各类胃部不适 腹痛 腹胀 急慢性腹泻及便秘 2 有效改善食欲不振 消化不良 营养吸收差 3 纠正儿童厌食 偏食 二 恢复人体菌群平衡 形成抗菌生物屏障 维护人体健康 三 控制人体内毒素水平 保护肝脏并增强肝脏的解毒 排毒功能 四 降血脂作用 防止动脉硬化和高血压 五 免疫调节作用 提高人体低抗力 能有效缓解失眠 易疲劳或疲劳后难以恢复 易生病等亚健康状态 六 营养作用 促进生长1 产生多种氨基酸 维生素及蛋白质 2 产生乳酸菌和醋酸 能提高钙 鳞 铁的利用率 促进铁和维生素D的吸收 七 提高SOD酶活力 消除人体自由基 具抗衰老 延年益寿作用 八 抗肿瘤 预防癌症作用 双歧杆菌产品 双歧杆菌胶囊双歧杆菌奶粉双歧杆菌酸奶 二 乳杆菌 细菌的一科 为革兰氏染色阳性 无芽孢杆菌 分解糖的主要终产物是乳酸 不发酵乳酸盐 很少致病 常见于人的口腔 阴道和肠道内 乳杆菌耐酸 最适pH值为5 5 5 8 甚至更低 乳杆菌 发酵乳杆菌 纤维二糖乳杆菌 弯曲乳杆菌 载耳布吕克氏乳杆菌 乳酸乳杆菌 胚牙乳杆菌 罗特氏乳杆菌 鼠李糖乳杆菌 乳杆菌的生理作用 1 黏附性能 2 能够在人肠道内定植 起到调节肠道菌群 预防和治疗腹泻 排除毒素 3 预防龋齿 4 提高机体免疫力等功能特性 芽胞杆菌 分三类 1 需氧芽孢杆菌 凝固芽孢杆菌 粘连芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌 短小芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 2 芽孢乳杆菌 菊糖芽孢乳杆菌3 厌氧梭状芽孢杆菌 丁酸杆菌 芽胞杆菌的生理作用 1 具有分解蛋白质 碳水化合物 脂肪等大分子物质的性能 使发酵产品中富含氨基酸 有机酸 寡聚糖等多种易被人体吸收的成分 2 溶血栓作用 3 抗肿瘤 降血压 抗菌等作用 4 预防骨质疏松与促凝血的作用 5 抗氧化等 纳豆芽孢杆菌还能分泌各种酶和维生素 从而可促进小肠黏膜细胞的增殖 保证肠功能的正常 丁酸梭菌 使糖类发酵形成大量丁酸的细菌 丁酸梭菌是革兰阳性厌氧芽孢菌 在人体肠道内是非常住菌 其芽孢对外界不利因素的抵抗力较强 由丁酸梭菌芽孢制成的微生态制剂耐贮存 丁酸梭菌的生理功能 1 调整肠道菌群平衡 人服用后 粪便中的有益菌双歧杆菌和乳杆菌的数量明显增加 肠球菌 肠杆菌以及有害菌产气荚膜梭菌的数量无明显变化 2 增强免疫功能 预防肿瘤发生 能增加血清中免疫球蛋白IgA和IgM的含量 3 在肠道产生有益产物 丁酸 乙酸 丁醇 乙醇 甲酸 1 3丙二醇 淀粉酶 蛋白酶 糖苷酶 纤维素酶等 第四节肠道菌群的平衡与失衡 一 肠道菌群的微生态平衡微生态平衡是在长期历史进化过程中形成的 它是正常微生物与其宿主在不同发育阶段的动态