课件：第十三章胃肠道微生物和健康的关系.pptVIP

图13.2 人类肠道系统的细菌多样性。(A) 基于8903个16S rRNA基因序列的基因芯片进行的肠道系统细菌多样调查和系统分类所绘制的系统树。楔形图表示的各分类领域(超领域)：在人的消化道中具有较大丰度的用红色表示，非常罕见的种类用绿色表示，未鉴定的用灰色表示。楔形图长度表示与其祖先的进化距离，粗度表示其丰度。(B) CFB分类的系统树是基于GenBank (900核苷酸)1561序列及其生态学的逻辑关系。CFB主要亚类的楔形图：用象征符号表示其来源：地球、环境、牛、反刍动物、啮齿动物、老鼠和/或小鼠、人类、人类消化道(GI)，其它还有白蚁、蟑螂、虫子(包括热水中的虫)和猪。图中的比例是指人的消化道中存在的数目和亚类中总数的比值：红色、黄色和黑色分别表示多数、少数和人类GI中不存在。(C) 简化的细菌类系统树。细菌菌株的分类是基于形态学的用红色表示，这些菌株还没有得到16S rRNA分析的证实。已经进行过序列分析的用粗体表示。黑色圆点表示具有高支持度的节点(70%)。分枝长度代表聚类的遗传距离，也就是16S rRNA基因的核苷酸序列差异。 2019 - * 图13.3 人类消化道(GI)中各种细菌的丰度估算。主要依据16S rRNA 基因序列的变异水平。分布在“属”以下水平的同源性为95%，“种”以下水平的同源性为98%，到菌株水平只有基于独特的序列。计算依据于GenBank数据库，各分类单位则同源性分布于80~100%之间。 2019 - * 1、真菌微生物：白色念珠菌 在人体中最主要的真菌微生物种属是酵母白色念珠菌。它极少量的定居在口，阴道和胃肠道（GI）管中。影响粘膜表面白色念珠菌数量的因素是多方面的，包括正常微生物菌群、激素、压力、先天性免疫和获得性免疫。无菌而经抗生素治疗的小鼠，对白色念珠菌感染更为敏感。在人体中，酵母菌感染粘膜系统是抗生素治疗产生的一个最常见的副作用。因此，通过正常菌群来控制白色念珠菌是非常重要的。细菌微生物之所以能够控制和预防白色念珠菌感染，部分是因为它们能通过生存竞争将白色念珠菌排除出有利的生存环境。口腔细菌可以抑制酵母白色念珠菌在裂解为菌丝的过程中转化，这种转化可加强对上皮细胞的入侵。乳酸菌被认为可以抑制白色念珠菌在小鼠胃肠道上皮细胞的定植，及其引发的菌丝入侵和全身感染。在胃肠道患念珠菌病的小鼠模型中，预先接种乳酸菌可以降低白色念珠菌的水平，并可减少它的入侵。研究证实，有几株乳酸菌可以抑制白色念珠菌菌丝的转化，而菌丝转化是菌侵染上皮细胞和由共生到病原菌转化的关键步骤。正常微生物菌群的成员，例如乳酸菌，能够产生大量具有生物活性的短链脂肪酸。这些脂肪酸是厌氧发酵的副产物，具有抗炎功能。丁酸是一种短链脂肪酸，因具有免疫调节活性而被人们所熟知。然而，丁酸也可以抑制白色念珠菌菌丝的转化。短链脂肪酸是一种代谢副产物，可通过乳酸菌发酵大量生产。因此，抑制白色念珠菌菌丝的转化是乳酸菌的一个重要的益生菌活性。 2019 - * 2、改变微生物菌群 环境压力，例如抗生素的使用，饮食不正常以及接种微生物等，都可能导致微生物群体短暂和永久的变更为另一形态稳定的微生物菌群。仅为宿主生产有益物质的微生物被称为有益菌，包括乳酸菌属和双歧杆菌属。此外，潜在致病微生物（PPO）也是组成微生物种群的一部分，包括需氧肠细菌，梭菌属以及白色念珠菌。然而，在健康个体中，PPO仅占微生物种群总量的一小部分。微生态失衡主要表现在有益厌氧微生物的减少以及需氧细菌和真菌（大部分是一些潜在致病菌）和有害厌氧微生物的增加。肠道微生物定植抗力是专性厌氧菌所具有一种抑制活性，它能抑制潜在的有害固有种和外来种的过度繁殖。微生物定植抗力的减少，最终可能表现出无临床症状（仅导致微生态失衡）或者是播散性感染。 2019 - * 图13.4机体学会了如何从多形类杆菌(B.thetaiotaomicron)那里获得可利用的糖类。(1) 多形类杆菌没有黏附的细胞器。没有外膜的多糖类结合蛋白介导的黏附到富含糖的营养颗粒，所以它将会冒很大被肠道生物反应器洗刷掉的风险。这也就是底物有限的情况。(2) 少量的未经消化或部分消化的营养颗粒，例如饮食的纤维素、流动的上皮细胞或粘膜片段。这也就是动力学平衡过程，在这种情况下，微生物发酵这些未完全消化物质，诱导一系列的多糖结合蛋白和多糖水解酶。(3) 耐热的产甲烷细菌通过发酵这些糖类释放出甲烷，从而从多糖中把能量全部释放出来。(4) 当饮食缺乏多糖的时候，多形类杆菌就通过发展一套不同的多糖结合蛋白和配糖水解酶为宿主粘膜提供多糖。这种适应性反映出宿主粘膜多糖的多样性和多形类杆菌的不同的适应能力。 2019 - * 三、益生菌和益生元 胃肠道微生物菌群的控制和稳定可作为免疫治疗的