第八章动物微生态平衡与失调

第八章动物微生态平衡与失调第1页，共52页。第一节微生态平衡与失调的概念

第二节微生态平衡的指标

第三节

影响微生态平衡的因素

第四节微生态失调分类第五节常见的微生态失调第2页，共52页。微生态平衡的概念（1）1962年Haenel定义：一个健康器官的，平衡的，可以再度组成的，能够自然发生的微生物群落的状态。主要指的是微生物群落，提出了微生物群落的平衡。第3页，共52页。微生态平衡的概念（2）在长期的历史进化过程中形成的，正常微生物群与其宿主在不同发育阶段的动态的生理性组合。该组合在共同的宏观环境条件影响下，正常微生物群的各级生态组织结构与其宿主相应的生态空间结构正常的相互作用的生理统一体。该统一体的内部结构和存在状态就是微生态平衡。第4页，共52页。微生态平衡的相对性微生态平衡是相对的，有条件的。因为外界条件总是变化，宿主的生理状态也在不断在变化。但是，在一定的外界条件下，正常机体的某一段时间内或某一生境内，其微生物的数量和组成基本上是恒定的。第5页，共52页。微生态失调的概念1920年德国微生物学家A.Scheunert在研究肠道菌群时，就提出了微生态失调这一术语，并与微生态平衡相并用。微生态失调（康白）：正常微生物群之间以及正常微生物群与其宿主之间的微生态平衡，在外环境的影响下，由生理性组合转为病理性组合的状态。第6页，共52页。微生态平衡的指标一、微生物的定性（microbiologicalquality）二、微生物的定量（microbiologicalquantity）三、微生物的定位（microbiologicallocation）微生态平衡指标的恒定性与相对性第7页，共52页。微生物的定性是指对微生物群落中各个种群的分离与鉴定或利用其它手段来确定菌群的种类。定性检查包括微生物群中的所有成员，才能反映客观环境中的微生物的全貌。细菌、真菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次氏体、病毒、鞭毛虫、纤毛虫等在微生态平衡指标的制定中非常重要，是判定标准中的基础。第8页，共52页。微生物的定量对生境内微生物总菌数和各种群活菌数的测定。定量检查是衡量微生态平衡和进行微生态学研究的关键技术。如果只有定性的概念，在很多情况下，很难确定许多微生物究竟有何意义。如呼吸道查到大肠杆菌，如果数量少不足为奇，如果数量较多，甚至为优势菌群，则可能引起宿主发病。第9页，共52页。在数种、数十种甚至数百种以上的微生物共生的生态系中，只有进行定量测定，再经过统计分析，获得各种菌群数的数值以及种群间菌群的比例，同其正常值比较，才能判断该生态系统是否平衡。第10页，共52页。微生物的定位指微生物种群在宿主中存在的位置。如同一种群，在原位是原籍菌；离开原位转移至其它位置，称为外籍菌。它们在生物学上是相同的，但在生态学上则是不同的。原籍菌属正常菌群范畴。如果原籍菌变为外籍菌，则可能对宿主是有害的。如大肠杆菌在肠道中是原籍菌，对机体是有益的正常菌群，一旦易位到肝，脾等脏器中，则就成病原菌引起机体发病。第11页，共52页。微生态平衡指标的恒定性科学采样、分离培养、鉴定并经过统计学处理所得出的微生物的种类与数量，即为该种动物某一年龄段的微生态平衡指标。在健康机体某一生境的微生态指标是恒定的，它的恒定性代表机体的健康状况；过高过低都意味着机体的不正常。第12页，共52页。微生态平衡指标的相对性但是，微生物菌群的数量往往是天文数字，在培养、鉴定过程不可能绝对不出误差。而且，生境的环境也随时因环境、气候、饲料等变化，而使微生物菌群处于变化中。所以，微生态平衡的指标又是相对的。在实际工作中必须灵活应用。第13页，共52页。微生态平衡指标的相对性微生态平衡受许多因素的影响，当这些因素在一定范围内波动时，微生态中的优势菌群对各因素的变化尚能承受的情况下，这种平衡仍然能维持。第14页，共52页。影响微生态平衡的因素一、外环境二、宿主三、微生物菌群第15页，共52页。一、外环境外环境因素：气候、阳光、辐射、温度、水草、饲料、厩舍等。这些因素首先影响宿主生存条件，同时也对微生态产生直接或间接的影响。第16页，共52页。外环境对宿主的影响环境决定动物种类不同的外界环境生存着不同的动物。同一地区也养育着各式各样的动物。环境与动物相互影响、相互适应环境决定动物，动物选择环境。第17页，共52页。外环境对微生物菌群的影响外环境因素对微生物菌群的影响主要是间接的影响，通过对宿主影响而发挥作用。如环境影响宿主的健康和生理功能。一旦宿主患有疾病，出现生理功能紊乱，则必然导致微生态系统的紊乱。第18页，共52页。外界因素也直接作用于微生态体表的菌群受阳光、紫外线、寒冷、暑热、干燥、潮湿等直接影响消化系统的菌群受食物影响较大。草食动物的消化道的微生态菌群与肉食动物的差异很大；杂食动物与以上两者又有区别。同一动物，幼龄吸奶，成年期食物变化，影响其微生态菌群。第19页，共52页。二、宿主宿主对微生态平衡的影响因素很多。动物的种类与品系系统和器官生理功能发育阶段遗传免疫第20页，共52页。动物的种类与品系动物的种类不同，其微生态区系不同。这是历史进化过程中，长期形成的一种适应状态。不同动物的同一器官其微生物区系不同反刍动物的前胃，体积庞大，有大量的微生物，主要是细菌和纤毛虫。马属动物的胃中微生物很少，仅有少量的螺旋体和抗酸性细菌。同一微生物在不同的动物中也不一样，如鸡的双歧杆菌就不能在鼠的肠道中定植。第21页，共52页。系统和器官不同系统的生理功能不同，其组成器官也不同，器官所处的位置和条件也不相同。呼吸系统主要是进行气体交换，因此它的微生态区系只能是需氧微生物，而厌氧微生物不能生存。消化系统是一个非常复杂的系统，单胃动物前段有氧，后段厌氧，而且食物提供各种营养物质，因此这个系统有最为丰富和复杂的微生物菌群，菌群的密度和多样性最高。第22页，共52页。生理功能机体的正常生理功能和微生态的平衡密切相关。单胃动物的胃功能异常反刍动物瘤胃功能异常第23页，共52页。单胃动物胃的PH值较低，只有少数耐酸微生物生存。一旦生理功能改变，分泌胃酸减少，则肠道内的微生物就会逆行在胃中繁殖。第24页，共52页。反刍动物出现严重的前胃迟缓，瘤胃中的微生物就会因为胃中的酸度增高而受到抑制，当PH值为4时，瘤胃中的纤毛虫大批死亡，细菌大量繁殖，特别是一些非正常菌群的细菌，反过来又加剧瘤胃生理功能的恶化。第25页，共52页。发育阶段不同发育阶段动物的微生物菌群也有变化，特别是幼年动物。母畜妊娠时，其胎儿是无菌的，一直至出生；分娩后，胎儿一接触空气，随即出现了细菌的定植。首先是皮肤、结膜以及与外界接触的粘膜；再接着由于呼吸、吞咽，菌群进入呼吸系统和消化系统。第26页，共52页。遗传不同种类动物正常微生物的组成与数量有明显差异。同种动物不同个体也有差异。有人从遗传学角度研究，认为正常菌群组成与遗传有关。Merwe等（1983年）分析5对同卵孪生子和5对异卵孪生子的肠道菌群，同卵孪生子的肠道菌群几乎完全接近，而异卵孪生子的肠道菌群却差异显著。第27页，共52页。免疫机体通过非特异性免疫（包括天然屏障、粘液、吞噬及各种因子等）和特异性免疫（包括体液免疫和细胞免疫），达到排斥和消灭外来微生物的目的。正常微生物菌群是一类外来的微生物，但机体对它们不产生免疫反应。第28页，共52页。外来菌侵入了正常菌群的微生境，或正常菌群移位，则机体均视其为外来菌而产生免疫反应。由于各种物理因素（射线照射等）、化学因素（致癌物质等）和生物因素（致癌病毒等）造成机体的免疫功能下降或免疫缺陷，对外来菌或外籍菌的免疫排斥力度不够，就会助长了这些菌的繁殖，导致正常菌群平衡的破坏。第29页，共52页。三、微生物菌群微生态平衡在一定的外界条件下，宿主处于一定的健康状态，各微生物菌群之间以相应的比例组成一个复杂的群体，它们之间既相互依赖，又相互竞争而组成一个动态平衡。一旦微生态条件有利于某类菌群，该菌群就趁机繁殖、扩张，引起正常生理条件下优势菌群的演替或病理条件下的微生态失调。第30页，共52页。外界因素、宿主因素等最终都经过微生物起作用。如在恢复微生态平衡时，除了给予良好的外界条件，纠正机体不健康状况外，从微生态角度出发，以补充或扶植优势菌群着手来达到调节或恢复微生态平衡的目的。第31页，共52页。微生态失调分类

1．菌群失调

2．定位转移

3．血行感染

4．易位病灶

第32页，共52页。菌群失调在微生境内正常微生物群发生的定量或定性的异常变化。这种变化主要是量的变化。因此，菌群失调也称比例失调。根据失调的程度，菌群失调可分为以下三种：

①

一度失调

②

二度失调

③

三度失调

第33页，共52页。一度失调使用抗生素，往往抑制了这一部分细菌，而促进了另一部分细菌的生长，造成某些部位的正常菌群在组成上和数量上发生异常变化。一度失调只能从细菌定量检查上发现有变化，临床上没有表现或只有轻微的反应。一度失调，在抗生素或其他化学疗法停止后，不加治疗，即可自然恢复。因此是可逆的。第34页，共52页。二度失调二度失调，在临床上多有慢性病的表现，如慢性肠炎、慢性肾盂肾炎等。二度失调是不可逆的。去除诱因，失调状态仍然持续存在，菌群从生理波动转变为病理波动。第35页，共52页。三度失调亦称菌交替症或二重感染。三度失调时，原籍菌为过路菌或外袭菌代替，或某一种原籍菌过度繁殖，在临床上表现为急性感染状态。如葡萄球菌引起的伪膜性肠炎变形杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、肺炎杆菌及大肠杆菌等，都可以引起三度失调。第36页，共52页。常见的微生态失调

感染与微生态失调

抗生素与微生态失调

正常微生物群落之间的平衡被破坏耐药菌株增加，耐药谱加宽促进定位转移肠炎、便秘与微生态失调

霉菌毒素中毒与微生态失调第37页，共52页。正常微生物群落之间

平衡被破坏正常微生物群落之间的平衡被破坏，使外源致病微生物易于定植或增殖。因为抗生素在杀灭某些病原菌的同时，也使正常菌群受到严重抑制，抗生素非敏感菌则趁机大量繁殖，从而引起菌群失调。一般来说，抗生素的抗菌谱越广，发生菌群失调症的频率越高。而窄谱抗生素对菌群影响程度有限，多导致优势菌群转换，形成一度或二度失调。第38页，共52页。耐药菌株增加，耐药谱加宽耐药性的产生是通过耐药质粒（R质粒）引起，以大约10-6频率传递。由于细菌的数量大，繁殖快，在这一频率下，造成耐药菌株的扩散、蔓延，同时使一种细菌产生多种耐药性。耐药性不仅在同种属间传递，而且在不同的种属间也可以传递。如在大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、嗜血流感杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌等中传递耐药性。第39页，共52页。应用抗生素引起耐药菌产生，使大部分正常菌群耐药，不仅破坏了微生态平衡，而且已构成严重的流行病学及公共卫生问题。为在最大程度减轻抗生素副作用，应用微生态理论，有针对性的使用抗生素，才能发挥其有益作用。第40页，共52页。具体措施首先，选择抗生素时必须考虑微生态结构。在卫生条件较差或发生过严重细菌感染的畜禽场，以抑制外界病原菌为主；在新建畜禽场或清洁的场所，可以少用或不用抗生素，维持动物自身的微生态平衡。另外，应用微生态学理论，“多抑少补”，“先抗后调”，“清扫扶正”。第41页，共52页。肠炎与微生态失调肠炎是指肠道的卡他性、浆液性、粘液性、出血性、纤维素性以及坏死性炎症，在临床上表现为腹泻或下痢。引起肠炎因素：免疫功能低下，消化吸收不良，饲料中铜、锌、生物素不足、电解质不平衡，气候变化，腹部受凉，体质虚弱，大肠杆菌、轮状病毒、冠状病毒、沙门氏菌、副轮状病毒等感染。无论是那种肠炎，肠道内环境被破坏，都会引起菌群失调。需氧菌与厌氧菌比例失衡，生物屏障被破坏，条件性病原微生物或外源病原微生物大量繁殖，有益微生物繁殖受到抑制，肠道菌群失衡，出现菌群交替。第42页，共52页。仔猪黄痢大肠杆菌数量由5.5±1.5上升到6.4±0.9，而拟杆菌则由5.0±1.1降为3.4±1.4，双歧杆菌由7.2±0.7降为6.2±1.2。需氧菌与厌氧菌的比例由正常的1:99反转为1:1。需氧菌和兼性厌氧菌过度增殖，必然导致肠道内毒素含量大量增加，从而表现腹泻和内毒素血症。第43页，共52页。雏鸡白痢厌氧菌下降，需氧菌上升，厌氧菌与需氧菌比值由健康状态的950:1下降到白痢时的80:1，厌氧菌降低12倍。说明外源病原菌对厌氧菌有抑制作用。可能机理：①由于病原菌大量繁殖，争夺厌氧菌养分，产生抑制厌氧菌的产物并占据栖居位置。②厌氧菌下降，在一定程度上失去对需氧菌增殖的抑制作用，导致需氧菌上升。③而需氧菌上升，反过来又可协同病原菌排斥厌氧菌。第44页，共52页。世界卫生组织腹泻组指出：90﹪的腹泻不需抗生素治疗。国内学者证明：我国腹泻病不需要用抗生素治疗的腹泻占70﹪，但目前临床抗生素的使用率高达50﹪～100﹪。因此，调整机体的微生态平衡，增强机体自身的防御机能为出发点，才能有效地防止腹泻的发生。第45页，共52页。便秘与微生态失调便秘时，肠道内有害细菌特别是革兰氏阴性厌氧菌过度生长，而正常菌群特别是双歧杆菌、类杆菌、梭状芽孢杆菌菌数减少。因此，便秘是菌群失调的一种表现形式。此外，有害菌产生的有害代谢产物被机体