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你确定你了解肠道菌群?

最后编辑于 2017-01-06 · IP 江苏江苏
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这个帖子发布于 8 年零 169 天前,其中的信息可能已发生改变或有所发展。

         成年人的整个消化道内,都有数量庞大、结构复杂的微生物区系,主要是细菌(Bacteria),还包括古菌(Archaea)、真细菌(Eukaryotes)和病毒(Virus)等。每个成年人肠道内微生物的细菌菌属在1000个以上,并有一定的时间稳定性。少数的几种门水平上的细菌占据了肠道菌群的绝对优势地位,如厚壁菌门( Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria) 和疣微菌门(Verrucomicrobia)是其他的几种出现频率较高,但含量比较少的菌群。

  一、肠道菌群在整个消化道的分布      

        胃和小肠内其微生物区系以菌属梭菌九群(Clostridium cluster IX)、链球菌(Streptococcus)和乳杆菌(Lactobacillus)等为优势菌群,其总量较低,约为104-107拷贝数/克内容物。

        在人后肠内,Firmicutes门是主要的低G+C含量的革兰氏阳性菌, 其主要成员有以下几种:梭菌十四群(Clostridium cluster XIV)的相对丰度在10.8-29%之间;梭菌四群(Clostridium cluster IV)的丰度约为25.2%;梭菌九群和梭菌十六群(Clostridium cluster XVI)的含量较低,分别为7.1%和0.4-3.2%之间;高G+C含量革兰氏阳性菌Actinobacteria门中的双歧杆菌(Bifidobacteria)属,其含量约为2.5-4.9%,而Atopobium属的含量约在2.1-11.9%之间。Proteobacteria和Bacteroidetes门是肠道微生物区系中主要的革兰氏阴性菌,前者的比例约在0.1~0.2% 之间,后者的含量较高约为8.5 - 27.7%。经过广泛的研究,人们发现梭菌十四群和梭菌四群在总微生物区系中的比例较高对宿主也有重要的生理意义。梭菌十四群中的Roseburia⁄Eubacterium rectale group(2.3-8.8%)、Eubacterium hallii(0.6-3.8%)和梭菌四群的Faecalibacterium prausnitzii(3.8-15.4%)是主要的产丁酸菌,梭菌四群的布氏瘤胃球菌(Ruminococcus bromii)和黄化瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)是主要的纤维降解菌,其产生的SCFA对于宿主的营养和健康有很重要的意义,尤其是F. prausnitzii,目前关于其生理功能的研究也有很多的研究。

        自盲肠向后延伸,微生物的数量和SCFA的浓度逐渐降低,同时梭菌十四群和梭菌四群等主要的微生物菌属的比例也逐渐降低,拟杆菌属(Bacteroides)、肠杆菌属(Enterobacteria)、梭菌属(Clostridium)和Bifidobacteria等也存在相似的变化。后肠中乙酸、丙酸和丁酸的总量可占总SCFA 90%的比例,不同部位中SCFA构成较为相似,并且变化与微生物区系的趋势一致。

        消化道中的微生物并不仅仅存在于肠腔的内容物中,在肠壁黏膜上也有微生物的附着,并发挥着重要的作用。粘附于肠壁黏膜中微生物组成和数量均与肠腔内容物中的存在差异,以菌属Clostridium、Lactobacillus和肠球菌属(Enterococcus)为主,而肠腔和内容物里微生物以菌属Bacteroides、Bifidobacteria、Streptococcus、Enterococcus、Clostridium、Lactobacillus和瘤胃球菌属(Ruminococcus)为优势菌群。

       二、古菌也是肠道菌群重要的成员

        除了细菌,人和单胃动物体内也有一些古菌的存在,在超过半数的人肠道内均可检测到古菌的存在[,其产生的甲烷气体,是人和单胃动物体内胀气的主要来源之一。研究证实人消化道中古菌主要有两类:史密斯甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii)和Methanobrevibacter stadtmanae,并以M. smithii的含量最多。古菌因其可能与宿主的能量代谢和一些疾病相关,也得到了越来越多的关注。

      三、肠型代表了肠道菌群的功能

       肠道微生物菌型(Enterotype)是2011年Manimozhiyan等在肠道微生物研究中提出的新概念,不同的菌型拥有不同的菌群结构和功能基因,具有不同的微生物生态系统营养能量代谢网络,并通过该网络与宿主进行共生协作作用。在对来自于不同国家(丹麦、法国、意大利、西班牙、美国和日本)成年人的粪样样品的微生物构成和功能基因进行分析后发现,共存在3种不同的肠道微生物菌型,分别以其中的优势菌属命名:Bacteroides菌型、Prevotella菌型和Ruminococcus菌型。Bacteroides菌型,以菌属Bacteroides为核心菌群,具有编码半乳糖苷酶、己糖胺酶和蛋白酶的基因,并有可能参与糖酵解和戊糖磷酸化路径,通过碳水化合物和蛋白的发酵提供能量;普雷沃氏菌属(Prevotella)菌型以菌属Prevotella和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)为主要核心菌群,菌属Desulfovibrio通过脱硫来提高前者限速步骤的速率,二者通过上述的协作,共同参与粘蛋白的降解;Ruminococcus菌型最为常见,以菌属Ruminococcus和Akkermansia为核心菌群,其主要参与粘蛋白的降解,并摄入蛋白水解后的单糖类物质。不同的优势菌群代表了不同的菌型,标志着利用底物发酵提供能量的不同途径,也表明了潜在的肠道微生物生态系统的特点。所有的菌型均能够合成氨基酸,其中Bacteroides菌型合成生物素、VB2、泛酸、VC的基因更多,而Prevotella菌型拥有更多合成VB1和叶酸的基因。什么样的菌型代表了不同的功能。


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