微生物与健康-人体微生物及合理用药.ppt
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1、School of Life science and biotechnology of DUT人体微生物人体微生物1.1.人体正常微生物群人体正常微生物群2.2.微生态平衡与健康微生态平衡与健康School of Life science and biotechnology of DUT 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,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。主皮肤上或肠道黏膜等的微生物群落。一般在生理性情况下主要表现为有益于宿主的微一般在生理性情况下主
2、要表现为有益于宿主的微生物群落,而在病理情况下又可表现为有害于宿主的生物群落,而在病理情况下又可表现为有害于宿主的微生物群落。微生物群落。School of Life science and biotechnology of DUT 人体中的正常微生物群与人体和环境之间形成一个人体中的正常微生物群与人体和环境之间形成一个局部的生态平衡系统。局部的生态平衡系统。作用:人体的免疫、疾病防御、营养、消化和吸收作用:人体的免疫、疾病防御、营养、消化和吸收;保证人体健康的重要力量。保证人体健康的重要力量。发挥这些作用的前提:发挥这些作用的前提:微生物、人和环境三者之间必须保持动态的平衡微生物、人和环境三
3、者之间必须保持动态的平衡School of Life science and biotechnology of DUTl 人和哺乳动物出生前都是无菌的,出生后来自母亲产道、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,周围环境及空气中的细菌,23h后就开始在新生儿肠黏膜定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。球菌、链球菌和乳杆菌。l 这个定植过程大概这个定植过程大概714天完成,其后在一定时期内保持一天完成,其后在一定时期内保持一个稳定的肠菌群状态,这就是
4、人体正常菌群的来源。个稳定的肠菌群状态,这就是人体正常菌群的来源。School of Life science and biotechnology of DUTl 皮肤菌群皮肤菌群l 口腔菌群口腔菌群l 肠道正常菌群肠道正常菌群l 呼吸道正常菌群呼吸道正常菌群l 生殖道正常菌群生殖道正常菌群School of Life science and biotechnology of DUT皮肤菌群皮肤菌群l 皮肤腺管中有厌氧的皮肤腺管中有厌氧的疮疱丙酸杆菌疮疱丙酸杆菌及及表皮葡萄球菌表皮葡萄球菌;l 皮肤表面还栖居着皮肤表面还栖居着金黄色葡萄球菌、链球菌、棒杆菌、金黄色葡萄球菌、链球菌、棒杆菌、微球
5、菌微球菌以及以及白色念珠菌和皮癣菌白色念珠菌和皮癣菌等皮肤正常菌群。等皮肤正常菌群。人体第一道生物屏障;人体第一道生物屏障;对于皮肤的营养代谢和体温调节等具有重要生理作用。对于皮肤的营养代谢和体温调节等具有重要生理作用。School of Life science and biotechnology of DUT口腔菌群口腔菌群 口腔黏膜上栖息着卟啉单胞菌、梭杆菌、普氏杆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、衣氏和内氏链球菌、韦荣球菌、金黄色葡萄球菌、衣氏和内氏放线菌以
6、及白色念珠菌等。放线菌以及白色念珠菌等。l 维持口腔洁净;维持口腔洁净;l 抵御致病菌生物侵袭(防止病从口入);抵御致病菌生物侵袭(防止病从口入);l 促进免疫功能。促进免疫功能。School of Life science and biotechnology of DUT肠道正常菌群肠道正常菌群l 胃内定植着酵母菌、螺旋菌、乳杆菌、少量球菌;胃内定植着酵母菌、螺旋菌、乳杆菌、少量球菌;l 小肠(由于肠蠕动过快,很少有常住菌):肠球菌、小肠(由于肠蠕动过快,很少有常住菌):肠球菌、乳杆菌、肠杆菌等路过菌;乳杆菌、肠杆菌等路过菌;l 结肠定植着大量正常菌群:结肠定植着大量正常菌群:50个菌属个菌
7、属400500个菌种个菌种组成。组成。维持机体生物、化学、免疫屏障;维持机体生物、化学、免疫屏障;对宿主营养、健康、抵御致病微生物侵袭、提高定植抗力、免疫、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。抗肿瘤、抗衰老等方面发挥重要的生理作用。School of Life science and biotechnology of DUT呼吸道正常菌群呼吸道正常菌群l 人出生大致人出生大致1215h后,鼻、咽、喉部出现正常菌群;后,鼻、咽、喉部出现正常菌群;l 先是需氧菌如表皮葡萄糖球菌和金黄色、链球菌和汉森氏先是需氧菌如表皮葡萄糖球菌和金黄色、
8、链球菌和汉森氏球菌、韦荣球菌、嗜血杆菌等;球菌、韦荣球菌、嗜血杆菌等;l 继而出现厌氧菌如普氏杆菌、卟啉单胞菌等。继而出现厌氧菌如普氏杆菌、卟啉单胞菌等。l 维持呼吸道健康,刺激机体局部免疫功能;维持呼吸道健康,刺激机体局部免疫功能;l 保护机体免受致病菌侵袭。保护机体免受致病菌侵袭。School of Life science and biotechnology of DUTl 生物屏障作用生物屏障作用l 化学屏障作用化学屏障作用l 免疫屏障作用免疫屏障作用l 促机体代谢和营养作用促机体代谢和营养作用l 免疫赋活作用免疫赋活作用School of Life science and biote
9、chnology of DUTl 参与诱发和拮抗肿瘤作用参与诱发和拮抗肿瘤作用l 保持保持“三流三流”正常运转,维持内环境稳正常运转,维持内环境稳定定l 生物拮抗作用生物拮抗作用l 抗衰老作用抗衰老作用l 促进微生态平衡促进微生态平衡School of Life science and biotechnology of DUT 双歧杆菌等生理性细菌的双歧杆菌等生理性细菌的胞壁脂、磷壁酸胞壁脂、磷壁酸能特能特异性地黏附于人肠上皮细胞受体,这样形成了生物异性地黏附于人肠上皮细胞受体,这样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
10、一体,构成所谓膜菌群皮细胞几乎融为一体,构成所谓膜菌群生物屏生物屏障。障。School of Life science and biotechnology of DUT 构成生物屏障的大量生理性细菌在定植、生长构成生物屏障的大量生理性细菌在定植、生长和繁殖的时候会产生大量的和繁殖的时候会产生大量的短链脂肪酸短链脂肪酸,这些短链,这些短链脂肪酸不仅与肠道水盐电解质代谢有关,而且可以脂肪酸不仅与肠道水盐电解质代谢有关,而且可以降低局部环境的降低局部环境的pH值和值和Eh值(氧化还原电位值),值(氧化还原电位值),阻止有害菌与肠上皮细胞的黏附,尤其是一直腐败阻止有害菌与肠上皮细胞的黏附,尤其是一直腐
11、败菌、致病菌的生长和繁殖,并促进肠道蠕动,有利菌、致病菌的生长和繁殖,并促进肠道蠕动,有利于致病菌及毒素的排泄。于致病菌及毒素的排泄。School of Life science and biotechnology of DUTl肠道微生物在肠道脂类和固醇类代谢方面起重要作用肠道微生物在肠道脂类和固醇类代谢方面起重要作用l 无菌动物亚油酸高、硬脂酸低,而普通动物硬脂酸高、亚油无菌动物亚油酸高、硬脂酸低,而普通动物硬脂酸高、亚油酸低。说明正常菌群有将酸低。说明正常菌群有将亚油酸转化成硬脂酸亚油酸转化成硬脂酸的能力。的能力。l 用高蔗糖饲料喂服的鸡易发生脂质吸收不良综合症,这种综用高蔗糖饲料喂服的
12、鸡易发生脂质吸收不良综合症,这种综合症在喂养粪链球菌悉生鸡(无菌动物)不会出现,说明粪链合症在喂养粪链球菌悉生鸡(无菌动物)不会出现,说明粪链球菌参与了糖和脂肪的代谢。球菌参与了糖和脂肪的代谢。l 半乳糖代谢半乳糖代谢:双歧杆菌含有:双歧杆菌含有-半乳糖苷酶,进而将乳糖水解半乳糖苷酶,进而将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,最后酵解生成二氧化碳和水。成葡萄糖和半乳糖,最后酵解生成二氧化碳和水。School of Life science and biotechnology of DUTl正常菌群参与一些营养素如维生素合成正常菌群参与一些营养素如维生素合成l 如初生的婴儿肠道中没有微生物,婴儿自身也不会
13、产生如初生的婴儿肠道中没有微生物,婴儿自身也不会产生维生素维生素K。没有维生素没有维生素K,血液就不会凝固,血液就不会凝固,一旦出血就,一旦出血就止不住,很容易造成生命危险。止不住,很容易造成生命危险。l 出生大约三天后,微生物就在婴儿的肠道里出生大约三天后,微生物就在婴儿的肠道里“生根发芽生根发芽”,并且开始为人体提供维生素,并且开始为人体提供维生素K,这时候婴儿才度过危,这时候婴儿才度过危险期。险期。l 为了保证婴儿的安全,有时医生会给分娩前的母亲服用为了保证婴儿的安全,有时医生会给分娩前的母亲服用些维生素些维生素K,以便使婴儿血液中有足够的维生素,以便使婴儿血液中有足够的维生素K。Sch
14、ool of Life science and biotechnology of DUTl肠道正常菌群参与了体内药物代谢过程肠道正常菌群参与了体内药物代谢过程 肠道正常菌群能肠道正常菌群能延长延长聚乙烯雌酚或吗啡等药物的半衰聚乙烯雌酚或吗啡等药物的半衰期,期,延缓延缓这些药物在体内的代谢,甚至参与肝肠循环等。这些药物在体内的代谢,甚至参与肝肠循环等。因此药物代谢也是有肠道菌群参与的(尤其是口服给药)因此药物代谢也是有肠道菌群参与的(尤其是口服给药)复杂的生理过程。复杂的生理过程。School of Life science and biotechnology of DUT抗感染,即生物拮抗作用
15、;抗感染,即生物拮抗作用;l 这种拮抗作用是微生态学上一个重要术语,即定植能力;这种拮抗作用是微生态学上一个重要术语,即定植能力;占位保护作用;占位保护作用;正常微生物群的空间位阻与免疫作用相互协调;正常微生物群的空间位阻与免疫作用相互协调;正常微生物群的占位保护作用与化学屏障作用密不可分;正常微生物群的占位保护作用与化学屏障作用密不可分;正常微生物群的生物拮抗和营养争夺作用。正常微生物群的生物拮抗和营养争夺作用。School of Life science and biotechnology of DUTl一切生物都是与环境的对立统一体,没有脱离环一切生物都是与环境的对立统一体,没有脱离环境
16、的生物,也没有脱离生物的环境。境的生物,也没有脱离生物的环境。l微生态系统是正常微生物群与环境和宿主构成相微生态系统是正常微生物群与环境和宿主构成相互制约相互作用的统一体。互制约相互作用的统一体。l正常微生物群不仅事实上已参与宿主的整体生理正常微生物群不仅事实上已参与宿主的整体生理功能,而且实际上也已构成像呼吸、循环和内分功能,而且实际上也已构成像呼吸、循环和内分泌一样的生理系统。泌一样的生理系统。School of Life science and biotechnology of DUT 美国曾对宇航员肠道正常菌群检查发现美国曾对宇航员肠道正常菌群检查发现(1976年),肠道双歧杆菌等明显
17、减少,而多形年),肠道双歧杆菌等明显减少,而多形类杆菌增加。宇航员不思进食,消化功能减退,类杆菌增加。宇航员不思进食,消化功能减退,这就是环境影响正常菌群,而肠道正常菌群又进这就是环境影响正常菌群,而肠道正常菌群又进一步影响宿主消化等生理功能,这是环境对正常一步影响宿主消化等生理功能,这是环境对正常菌群影响进而影响宿主的典型例子。菌群影响进而影响宿主的典型例子。School of Life science and biotechnology of DUT正常微生物群对健康的作用主要取决于微生物、人体和环境正常微生物群对健康的作用主要取决于微生物、人体和环境三者之间的生态平衡,而不是说这些微生物
18、越多越好。三者之间的生态平衡,而不是说这些微生物越多越好。当一个人换了一个生活环境当一个人换了一个生活环境 宇航员上天宇航员上天 地质队员到边疆勘察地质队员到边疆勘察 北方人到南方工作等北方人到南方工作等“水土不服水土不服”?环境改变,导致人体的环境改变,导致人体的微生物生态平衡被打破微生物生态平衡被打破过一段时间,过一段时间,新的微生物生态平衡又会很快建立。新的微生物生态平衡又会很快建立。School of Life science and biotechnology of DUT微生态学与微生态制剂微生态学与微生态制剂 微生态学(微生态学(Microecology)是)是1977年由德国人
19、年由德国人Volker Rush首先提出的。它作为一门新兴的生命科学分支,是研究正常首先提出的。它作为一门新兴的生命科学分支,是研究正常微微生物与其宿主相互依赖、相互制约的边缘科学,是一门细胞水生物与其宿主相互依赖、相互制约的边缘科学,是一门细胞水平和分子水平的生态学平和分子水平的生态学。中国的微生态学研究自中国的微生态学研究自1979年年10月中国微生物学会人畜共月中国微生物学会人畜共患病病原学专业委员会下属的患病病原学专业委员会下属的正常菌群学会正常菌群学会的成立、的成立、1988年年2月月15日中华预防医学会日中华预防医学会微生态学分会微生态学分会的成立有了学术组织。的成立有了学术组织。
20、1988年年中国微生态学杂志中国微生态学杂志创刊。创刊。微生态学的研究领域涉及微生态学的基础、教学、临床、微生态学的研究领域涉及微生态学的基础、教学、临床、中医药、动物、植物、感染、微生态调节剂等。中医药、动物、植物、感染、微生态调节剂等。School of Life science and biotechnology of DUT微生态调节剂微生态调节剂 微生态调节剂(微生态调节剂(Microecologicalmodulator)是由调整微生)是由调整微生态失调,保持微生态平衡,提高宿主健康水平或增进健康状态的态失调,保持微生态平衡,提高宿主健康水平或增进健康状态的益生菌及其代谢产物和促进
21、物质制成的制剂。可分成三大类:益益生菌及其代谢产物和促进物质制成的制剂。可分成三大类:益生菌、益生元、合生元。生菌、益生元、合生元。School of Life science and biotechnology of DUT益生菌、益生元和合生元益生菌、益生元和合生元 益生菌:益生菌:是一种对人体有益的细菌,它们可直接作为食品添加是一种对人体有益的细菌,它们可直接作为食品添加剂服用,以维持肠道菌丛的平衡。剂服用,以维持肠道菌丛的平衡。益生元益生元:一般是指不被消化的食物成分,也就是说,益生元进:一般是指不被消化的食物成分,也就是说,益生元进入人体,不会被消化道所吸收或被酶所分解,而是被益生菌
22、作入人体,不会被消化道所吸收或被酶所分解,而是被益生菌作为能源,促进其生长和作用,进而产生健康效果。为能源,促进其生长和作用,进而产生健康效果。合生元合生元:把益生菌和益生元合在一起的产品,叫做:把益生菌和益生元合在一起的产品,叫做“合生元合生元”。School of Life science and biotechnology of DUT 有害菌有害菌:对人有害的,被人们称为有害菌;:对人有害的,被人们称为有害菌;有益菌有益菌:对人有益的,被称为有益菌(即益生菌);:对人有益的,被称为有益菌(即益生菌);条件致病菌条件致病菌:介于二者之间的,即在一定条件下会导致人体:介于二者之间的,即在一
23、定条件下会导致人体生病的细菌。生病的细菌。人体内对人有益的细菌主要有:乳酸菌、双歧杆菌、放线菌、人体内对人有益的细菌主要有:乳酸菌、双歧杆菌、放线菌、酵母菌等。酵母菌等。益生菌益生菌人体肠道及体表栖息着数以亿计的细菌,其种类多达人体肠道及体表栖息着数以亿计的细菌,其种类多达400400余种,余种,重达两公斤。重达两公斤。School of Life science and biotechnology of DUT国际营养学界普遍认可的定义是:国际营养学界普遍认可的定义是:益生菌系一种对人体有益的细菌,它们可直接作为食品益生菌系一种对人体有益的细菌,它们可直接作为食品添加剂服用,以维持肠道菌丛的
24、平衡。添加剂服用,以维持肠道菌丛的平衡。在国外已开发出数以百计的益生菌保健产品,其中包括:在国外已开发出数以百计的益生菌保健产品,其中包括:含益生菌的酸牛奶、酸乳酪、酸豆奶以及含多种益生菌的口含益生菌的酸牛奶、酸乳酪、酸豆奶以及含多种益生菌的口服液、片剂、胶囊、粉末剂等等。服液、片剂、胶囊、粉末剂等等。益生菌的定义益生菌的定义School of Life science and biotechnology of DUT 乳杆菌类乳杆菌类(如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳(如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等);杆菌等);双歧杆菌类双歧杆菌类(如长双歧杆菌、短双歧杆菌、
25、卵形双歧杆菌、嗜(如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等);热双歧杆菌等);革兰氏阳性球菌革兰氏阳性球菌(如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等);(如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等);此外,还有此外,还有一些酵母菌与酶一些酵母菌与酶亦可归入益生菌的范畴。亦可归入益生菌的范畴。迄今为止,科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类:迄今为止,科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类:益生菌的种类益生菌的种类School of Life science and biotechnology of DUT 防治腹泻;防治腹泻;缓解不耐乳糖症状;缓解不耐乳糖症状;增强人体免疫力;增强人体免疫力;缓解
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