胃肠道微生物

三、胃肠道微生物

人类的胃肠道由胃、小肠和大肠组成，胃肠道微生物研究的主要是大肠内的微生物。

胃的特点是酸度高，pH值大约为2，并含有大量的消化酶，因此这种生境不适合微生物生长，因此胃内仅有数量较低的附在胃壁上的抗酸微生物，包括酵母、链球菌、乳杆菌等。当胃酸度降低时，寄居的细菌数量也会增加。

小肠连接胃和大肠，主要功能是消化食物和吸收营养，表面多腺体，含有消化酶，强烈蠕动。小肠分为两部分:十二指肠和回肠，其间由空肠连接。十二指肠邻近胃，在缺乏微生物群落这一点上与胃相似。从十二指肠到回肠，pH值逐渐增加，正常环境下稍偏碱，细菌数量也随之增加，微生物数量从近胃端的低量(10³cfu/ml)到近大肠端的高量(10⁸cfu/ ml)。

大肠的主要功能是吸收粪便中的水分，也吸收少量的营养。其正常环境pH值偏碱到中性，表面多腺体，温和蠕动。微生物数量巨大(10¹¹cfu/ml)，区系组成包括拟杆菌、真杆菌、双歧杆菌、肠球菌、乳酸菌、梭菌、酵母等。兼性厌氧菌，如大肠杆菌比其他细菌数量少，兼性厌氧菌总数通常少于10⁷/克肠容量。兼性厌氧菌的活动消耗几乎所有的氧，使得大肠内的环境严格厌氧，并适于专性厌氧菌大量生长，数量惊人。其中很多厌氧的革兰氏阴性杆菌，细长，锥形末端呈棒状(纺锤状)，也可呈锯齿状附着在肠壁。另外一些厌氧菌包括梭形芽孢杆菌属和类杆菌属的种类。此外也存在着相当数量的链球菌。

胃肠道的土著微生物群落在种类之间变化很大，比如在几种猪的胃肠道菌落中乳酸菌占80%，而在人的胃肠道中却仅是次要部分。人体内胃肠道群落依饮食的不同也有很大的差异。消费相当数量的肉类的人相比习惯吃蔬菜的人，类杆菌较多而大肠菌和乳酸菌少。

人和胃肠道微生物存在着对双方都有利的共生关系。微生物合成的维生素、蛋白质，产生的能源可以为人吸收利用。值得注意的是肠道群落在类固醇代谢上的意义。类固醇是在肝脏产生并以胆酸的形式分泌，可促进食物中的脂肪乳化，使其有效分解。肠道微生物能引起胆酸侧链形成，以至排泄物中的胆酸性质已与原始胆酸完全不同。

食物从胃肠道最终形成粪便，其中细菌大约占了排泄物重量的1/3。生活在大肠内腔的微生物随物质流动不断向下转移。其间，有效的细菌数量被保留，失去的细菌数量很快被新生细菌所替代。对人而言，食物从整个胃肠道通过的时间大约24小时，细菌在肠腔内的生长率是每天1～2倍。

肠道微生物因饮食和疾病等原因而变化，也因此可能影响人体。低水平的肠道区系(通常在使用抗生素后的第二天)会导致叶酸和维生素K的缺乏。口服抗生素时，可能在抑制致病菌的同时抑制正常菌落的生长，肠内容的持续移动导致原有细菌减少。正常群落缺乏时，一些原来竞争力差而很难在肠道内寄居但对抗生素有一定抗性的微生物，如金黄色葡萄球菌、变形菌属等就可能定居。有时，这些条件致病菌就会对消化功能产生不利的影响。当然在服用抗生素停止以后，正常群落最终将再次定居，但通常需要相当长的时间。

肠道内产生的气体叫肠道胀气，是微生物发酵和产甲烷菌作用的结果。一些食物经肠道内有发酵能力的微生物代谢，产生H₂和CO₂。产甲烷菌在1/3以上的正常人肠道内都有寄居，它将其他肠道微生物产生的H₂和CO₂转化为甲烷。正常成人每天从肠道排出几百毫升气体，其中一半是能被空气吞没的N₂。

胃肠道易于受到外来微生物或病原微生物的侵染。能侵染胃的微生物有细菌(幽门螺旋菌)、病毒(细胞巨化病毒)、酵母、寄生虫。幽门螺旋菌可以在胃壁上生存，并且是潜在的致病菌，可能与人类B型胃炎、消化性溃疡及胃癌等有着密切关系，备受临床医学、微生物学工作者关注。