人和动物体上的微生物

正常的人和动物体上都存在着许多微生物。有人估测过，正常的成年人体内含有的微生物量可达1014个。而有的动物体内含微生物量就更多，如反刍动物的瘤胃液中每毫升含有的微生物数量就达1013个之多。这些微生物广泛分布于动物的体表、消化道、呼吸道和泌尿生殖道的管腔中。

正常的胎儿体内是不含有任何微生物的，而当胎儿从母体产出数小时后就可以在体表和与外界相通的体腔中分离到微生物。这说明，人和动物体上最初的微生物是婴儿在产生过程和产后与周围环境接触以后才由母体的阴道和周围环境污染而带上的。

由于人和动物的体表及与外界相通的管腔连通外界环境，而外界环境中都有许多微生物的分布。因此，环境中的微生物不可避免地要转移到人及动物体上来。但是微生物要在人和动物体上定植下来，却需要有动物体与微生物间的相互适应过程及微生物种间相互适应的过程。

由于人和动物体作为一个完整独立的个体，无论在其生理结构和生理功能上都有排斥异物，排斥外来入侵者的机制。拿人体来说，人有一整套的免疫系统，既有非特异性的免疫功能也有特异性的免疫功能。人的皮肤和粘膜结构紧密，间质少不利微生物的侵入，此外，人的皮肤、粘膜上还有一些特殊结构，如细胞衣、纤毛和微绒毛等，这些可以阻止微生物的粘附。同时人的皮肤和粘膜组织正常还分泌许多抗菌的物质，如唾液中的溶菌酶，表皮分泌的乳酸，皮脂腺分泌的皮脂，胃分泌的胃酸，肝脏分泌的胆汁等等，这些东西在很大程度上都对微生物有杀灭和清除作用，对微生物附植定居都极为不利。而上述这些只是人体最初级的防御功能，事实上，在人体中还有专门的免疫系统。骨髓，是产生各类细胞包括各种淋巴细胞的大本营；胸腺是某些淋巴细胞成熟的根据地；而淋巴结、扁桃体等则是淋巴细胞的定居地及免疫反应的场所。淋巴细胞具有吞噬外来侵略者的作用，此外，淋巴细胞还能分泌许多物质，如抗体、白介素、干扰素等去清除杀灭入侵的微生物，人有这种机制，动物体也有这样的机制。

按理说，由于人和动物体有这么许多排斥异物的机制存在，微生物要在人和动物体上定植是不可能的。但是，与事实相反，不仅有微生物定植，而且，人及动物体与定植的微生物间形成了一种相互依赖，互利互惠的共生关系。人和动物离开这些微生物反而生长不良，或患病不断，这在无菌动物的培育中得到证明。

事实上，人和动物与微生物间相互适应形成共生关系是长期自然选择的结果。

微生物要定植到人和动物体上它必须有能牢牢地吸附在动物细胞上的本领，这就要求，微生物表面与动物细胞表面的结构上有相吻合之处，即存在着受体。只有两方存在相对应的受体，彼此间才有亲和力，才能形成吸附。因而，一定部位的细胞只能接受一定的微生物，如肠道适宜大肠杆菌的定植；此外，一定种的细胞也只能吸附特定的一些微生物。

不仅如此，我们刚才讲到动物机体相应的部位还能产生许多杀菌抑菌的物质，但许多微生物能适应这些物质。如胃中有胃酸，这对许多微生物都有杀灭作用，但胃中存在着的酵母菌，它能抵抗胃酸的腐蚀；胆汁分泌到肠道，使肠道变成一个碱性环境，而胆汁对绝大多数革兰氏阳性菌有强力抑制作用，但生活在肠道的多数革兰氏阴性菌却安然无恙。又如皮肤分泌的乳酸对许多微生物生长都极为不利，但乳酸菌却能在此大量繁殖。凡此种种，都是微生物与动物体长期的相互适应所产生的结果。适者生存，不适者被淘汰。人和动物体一开始可能对这些“讨厌的入侵者”表现出极大的排斥性，但这些微生物能牢牢叮在动物机体上，并以惊人的繁殖力迅速占领这块地盘，而在生长繁殖过程中，这些微生物产生的许多物质对人和动物的生命活动是有利的。这样，人和动物体就开始默许这些微生物存在了，而且，在以后较长的时间里，人和动物与定居的微生物间形成了和谐的互利的关系。这就完成了动物与微生物相互适应的过程。

在微生物侵入动物机体的时候，往往不是只有一种或两种微生物，而是许多种微生物同时入侵，哪几种微生物最终能定居到动物体的某个部位，则完全要看微生物能否适应动物体及该微生物在生存竞争中是否有优势。因此，在入侵的微生物种间也存在着激烈的生存斗争，我们现在用来治病的各种抗生素，其实就是微生物为了争取到更大的生存空间和得到更多食物来源而产生的抑制其他微生物生长的物质。在微生物生活的微生态系统中，我们可以看到许多有趣的种间拮抗或联合的现象。如在肠道中，厌氧菌可以产生过氧化氢，这对无过氧化氢酶的细菌可产生极大的毒害作用，厌氧菌分解含硫氨基酸产生的 h2S能抑制大肠杆菌的生长；大肠杆菌产生的菌素，能影响与它们近缘的种合成核酸，使它们近缘的种不能在肠道生长；但大肠杆菌产生叶酸却可供肠球菌利用。这只是微生态中微生物间相互作用的一个侧面。事实上，微生物间的相互关系是复杂的，它们既有生物拮抗的一面，也有相互共生的一面，当它们间达到生态平衡后，正常的微生物群落也就建立起来了。

当然，人和动物体上正常的微生物种群不是一成不变的，而是随年龄、饮食结构的改变，机体状况及环境条件的改变而经常变化。可以说，人及动物体上的正常菌群处于一个动态平衡之中。有时，由于各种原因这种平衡被打破，则动物可表现出病理状况。如人患霍乱时肠道中正常的厌气性菌急剧下降，而霍乱弧菌数却同步增加；又如仔猪白痢可发现正常肠道中的细菌??粪链球菌和乳酸杆菌数大量减少，而致病性的肠杆菌大量增多。这些都表明，正常菌群建立的动态平衡对动物机体的健康起着多么重要的作用。

微生物在人体和动物体上不同部位分布的情况是不同的。

人和动物的口腔中栖息着各种细菌、酵母、真菌霉形体、螺旋体、原虫和病毒。正常成年人唾液中可培养的菌总数可达6×109／mL。口腔链球菌是优势菌群，可占到菌总数50％，此外还包括韦荣氏球菌、奈瑟氏球菌、乳杆菌、梭杆菌、类杆菌、酵母菌和原虫等。这些微生物的存在主要是维持口腔的微生态平衡，拮抗致病性微生物的生长。同时有些微生物可以合成一些生长因子供人类和相关的微生物应用。

人和动物的胃肠道正常情况下就有庞大的微生物群落。有人研究证明，如按重量讲，人体携带微生物总重约为1．271千克，其中肠道就占1千克，肺占20克，皮肤占200克，口腔占20克，鼻眼占11克，阴道占20克。胃肠的微生物量占人体总微生物量的78．67％，其中粪便重量的1／3～2／5是微生物。胃中由于有胃酸的存在，因而，数量较少，但还能检出有乳杆菌和酵母菌。小肠上段有胆汁，可以抑制革兰氏阳性菌生长，所以含菌少，但越往后，细菌总数越多，其中，多数为厌气性菌，在电镜下，可以看到小肠粘膜的上皮细胞上有大量的分节的丝状原核细胞粘附，但这些微生物还无法分离和鉴定。大肠段微生物总量是胃肠道系统中最大的，每克粪便所占的菌数可达1011个，可占到粪便重量的40％，而且90％以上是活的。大肠中分布的微生物多数是厌气性的，少量是兼性厌气的。其中类杆菌、优杆菌、消化球菌和双歧杆菌占多数，而粪链球菌、大肠杆菌和乳杆菌相比要少得多，此外大肠中还有少量的韦荣球菌和韦氏梭菌等产芽胞菌。

此外，人和动物的呼吸道、泌尿生殖道和皮肤表面也有大量微生物的存在。这些微生物的存在除了建立起正常的微生态平衡外，它对宿主的作用也是明显的。①由于微生物的存在改变了宿主的一些组织结构和功能，如小肠粘膜，无细菌附植时，肠壁很薄，肠绒毛变尖变小，这不利于肠的吸收功能。②营养作用：由于有正常微生物的存在，特别是胃肠道，某些微生物可以合成一些动物机体所必须的养分，如肠道细菌可向宿主提供 b族维生素和维生素 k。肠道细菌含有许多酶，有些是动物机体所不含的，这些细菌可以将一些复杂的有机物分解，产物供给宿主利用，这利于宿主的生长。③刺激人和动物体的免疫系统，建立抗感染免疫：正常微生物对动物机体的刺激可以使各种免疫器发育成熟，功能更完善，产生更多的免疫活性细胞，为抵抗病原性微生物的侵入作好准备。正常微生物对动物机体免疫功能的建立的作用在无菌动物中得到证明，由于无菌动物缺少微生物的刺激，因而，各个免疫器官都不发达，免疫活性细胞也很少。因而，无菌动物很娇弱，它只能在封闭隔离的无菌空间中生活，一旦放到开放的空间中饲养，则很快就会死掉。④生物拮抗作用：正常微生物群落在人及动物体上的分布可有效阻止病原性微生物的侵害，正常微生物占据着有效的空间，病原微生物无法插足；此外，正常微生物在代谢过程中可以产生许多具有排他作用的物质，这些物质也可以有效地抑制和杀灭病原微生物。

不仅如此，有些微生物群落在某些动物上的分布对动物维持正常生命起着不可缺少的作用。

反刍动物的瘤胃，马属动物、啮齿动物的盲肠，对这些动物是不可缺少的。但在这些器官中真正起作用的则是其中的微生物。由于高等动物不能分解纤维素、半纤维素等复杂的有机物，而反刍动物、马属动物和啮齿动物是食草的，草当中主要是纤维素，这些动物要从草当中得到营养和能量就必须分解纤维素。感谢造物主，给牛羊造就了一个瘤胃，给马属动物和啮齿动物造就了一个特别发达的盲肠。

在瘤胃中和盲肠中，含有各种微生物和原虫，其中细菌最多，原虫也不少。细菌中多数为无芽胞的厌氧菌。这些细菌主要有：①纤维素分解菌：这类细菌有纤维素酶，能降解纤维素。这类细菌分解纤维素需要多种细菌共生时才能发挥高效率。②半纤维素分解菌：它们能利用半纤维素。③淀粉分解菌：它们含有淀粉酶能将淀粉分解形成麦芽糖、葡萄糖，这些糖类对其他的菌如纤维分解菌的生长有利。④蛋白分解菌：这类菌占的比例较大，可以把蛋白质分解，供其他微生物合成菌体。⑤脂肪分解菌。⑥产甲烷菌：能在瘤胃中产生甲烷。

原虫在反刍动物的瘤胃中有很大的数量，每毫升瘤胃液可含有105～106个，主要是纤毛虫，纤毛虫是严格厌氧的。它们可以发酵植物饲料并利用发酵的分解产物作为能源。

由此可见，瘤胃也是一个有多种微生物分布的混合发酵体。这其中的微生物，相互为对方提供一些养分，而它们共同的作用则是把植物的一些很难分解的成分分解，供动物体利用，同时它们自身合成许多蛋白质，这些蛋白质最终可被动物消化吸收。

微生物对人类可以说一手拿着橄榄枝，一手托着潘多拉魔盒，既可以把和平带给人类，也可以把灾祸降给人间。这全看人类如何与它相处了。