當正常菌群與人體處於生態平衡時,菌群在它們寄居的人體部位獲取營養進行生長繁殖,而宿主也能從這些寄生在他們身上的細菌中得到多種好處。一般來說,有以下幾方麵。
營養作用 正常菌群的營養來自宿主組織細胞的分泌液、脫落細胞,以及某些腔道中的食物碎屑和殘渣等。菌群的代謝產物除供給細菌自身利用外,一部分可以被宿主吸收利用。例如,過去外科醫生不太重視腸道正常菌群中的大腸埃希氏菌能合成B族維生素和維生素K的功能,所以在腸道手術後為避免發生感染,常用抗生素作預防性治療,結果是手術後感染是防止了,病人卻出現了厭食和貧血等維生素B和K的缺乏症,因為大腸杆菌也被抗生素殺死了。所以現在遇到這類需施行腸道手術的患者,在給予廣譜抗生素預防術後感染的同時,必須補充足量的微生素B和維生素K。
免疫作用 正常菌群的細胞中,有許多成分可以促進宿主免疫器官的發育成熟。有學者曾經做過實驗,他們把剛孵化出來的小雞分成兩組,一組放在沒有細菌的環境中生活,成為無菌雞;另一組讓它們正常生活,即帶菌雞。結果發現無菌雞的小腸和回肓部的淋巴結都要比普通帶菌雞的少80%左右。如果將這些無菌雞暴露在普通有菌的環境中飼養,使之建立正常菌群,則經2周後,它們的免疫器官的發育和功能就可與普通雞相近。此外,有些正常菌群的細胞組分與病原菌的相同,因此,它們能刺激宿主免疫係統產生像抗體一類的免疫物質,這些免疫物質也能對抗相應病原菌的侵襲。
生物拮抗作用 將活的鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typymuriumi)喂給小鼠,如果要使小鼠發病死亡,需要10萬個細菌;如果先給小鼠口服鏈黴素,把小鼠腸道中的正常菌群都殺死,則隻要10個活菌就可置試驗鼠於死地。兩者菌量竟相差1萬倍,表明正常菌群有拮抗病原菌作用。這種現象在人類中也可以見到,例如大腸埃希氏菌、變形杆菌、腸球菌等正常菌,可以抵抗引起痢疾和傷寒的誌賀菌和傷寒沙門菌等病原菌。我們把這種現象稱為生物拮抗。
生物拮抗的方式有多種。乳杆菌、大腸埃希氏菌等能產生細菌素,可以抑製一些腸道病原菌的生長;某些真菌、放線菌能產生抗生素,抑製或殺死不同種的敏感病原菌;口腔中的血鏈球菌、陰道的乳杆菌能產生具有殺傷作用的過氧化氫;腸道正常菌群中,99%以上是厭氧菌,它們依靠其數量上的絕對優勢,在營養競爭方麵壓倒處於劣勢的需用氧性病原菌。還有一種方式稱為占位性保護。現在已經知道,病原菌侵入宿主機體後,首先要以其特殊結構(配體)和機體的粘膜上皮細胞表麵的特異性受體相結合。也就是說,病原菌和宿主細胞粘附在一起是引起感染的第一步。如果這些細胞受體早已被正常菌群的配體結合而“占位”,那麽後來的病原菌就無“位”可結合,當然不可能形成感染了。
抗衰老作用 現在一般認為,衰老是由於體內積累了過多的有毒的化學物質——自由基。雙歧杆菌、乳杆菌、腸球菌等腸道正常菌群產生的超氧化物歧化酶(SOD),可以催化宿主體內自由基的歧化反應,消除自由基毒性,保護細胞免受活性氧的損傷,因此具有一定的抗衰老作用。
其它作用 腸道正常菌群有一定的抗腫瘤作用。其原因是這些正常菌群能產生多種酶,降解腸道內致癌物或可以轉變成致癌物的物質成為無害物質;它們還可以激發免疫功能,調動處於待命狀態的巨噬細胞等人體衛士圍殲病原菌。
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