概述
肠道微生态是人体微生态的重要组成部分,其构成复杂,数量庞大。肠道微生态随着机体生长发育、营养变化、年龄增长而发生生理性演替。正常情况下,成年人体中主要菌群是基本无差异的,且保持稳定状态,而婴幼儿期是肠道菌群快速演替的重要阶段,肠道菌群不稳定,易受外界因素影响,发生菌群失调。
正常菌群的种类、数量和分布受多种因素的影响,诸如宿主、微生物及微生物之间的相互作用。从出生时菌群的定植到以后菌群结构的演变与多种因素如地理环境、卫生条件、喂养方式、分娩方式、胎龄、疾病及临床的治疗和护理,尤其抗生素的应用等,均可导致菌群结构的改变。
肠道菌群的组成和分布
人体肠道菌群数量庞大,繁殖速度快,其种类繁多,构成复杂,共50多属、500多种细菌,10^12~10^14个(每克肠内容物),其中双歧杆菌、乳酸杆菌、消化链球菌等专性厌氧菌约占肠道总菌量的99%,肠杆菌、肠球菌等兼性厌氧菌约占总菌量的1%。
肠道菌群可分为三类:①与宿主共生的生理性优势菌群,主要为专性厌氧菌,如双歧杆菌、类杆菌和优杆菌、消化球菌等是膜菌群的主要构成者,具有营养、免疫调节等作用;②与宿主共生的潜在致病菌,以兼性需氧菌为主,为肠道非优势菌群,如肠球菌、肠杆菌,在肠道微生态平衡时是无害的,在特定条件下具有侵袭性,对人体有害;③病原菌,大多为路过菌,如变形杆菌、假期单胞菌,生态平衡时,这些细菌数量少,不会致病,如果数量超过正常水平,则可引起人体发病。
人体肠道菌群主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成,专性厌氧菌约占肠道总菌量的99%以上,乳杆菌和双歧杆菌是肠道微生态体系中的重要组成部分并与宿主终身伴随。
十二指肠与空肠细菌的种类及数量极少,主要为革兰阳性需氧菌,如链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌,其中乳酸杆菌的数量约为10^3CFU/ ml ,在回肠末端细菌数逐渐增加到10^5~10^8CFU/ml ,主要为乳酸杆菌(10^2~10^5CFU/ ml )、大肠杆菌、类杆菌和梭状芽胞杆菌等。到结肠部位,细菌数量明显增加100倍以上,浓度为(10^9~10^12 CFU / ml ),主要为厌氧菌:双歧杆菌(10^8~10^11CFU/ml )、类杆菌和乳酸杆菌(10^4~10^11CFU/ ml )。
正常人群肠道中主要菌群是相同的,并且在一段时间内保持稳定状态,在正常情况下,它们是无害的。干大便重量的1/3是由细菌组成的,其中90%以上是活菌。粪便中9种常见的细菌排列顺序为类杆菌、双歧杆菌、真杆菌、肠杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、梭菌、葡萄球菌、酵母样菌。粪便微生态的生理平衡表现在健康人的菌群在定性与定量上是恒定的,个体之间的差异不大,而机体在病理状态,特别是胃、肝、胆系疾病及肠道本身的疾病,都会在一定程度上引起粪便微生态菌群的异常。所以粪便菌群的病理性波动可以作为反映宿主一定生理病理状态的指标。
婴幼儿肠道正常菌群的定植
胎儿肠道在羊膜破裂前是无菌的,出生后接触了大量的细菌,其主要来源是母体和周围环境。母体微生物群是新生儿体内菌群的主要自然来源。阴道分娩时,新生儿接触了母体阴道和会阴区大量细菌,获得了与母体相同的菌群,母体阴道菌群的种类和数量与新生儿肠道菌群非常接近,主要是链球菌、葡萄球菌、杆菌、厌氧球菌、类杆菌、丙酸杆菌和真菌。研究发现来自母体阴道、会阴区的微生物可以进入小儿的消化道,生后仅5~10分钟的阴道分娩儿胃内菌群结构能反映出母亲宫颈的菌群状况口。生后1~2小时开始肠道内即有细菌的定植。剖腹产分娩时这种感染是可以完全避免的,从而最终导致细菌尤其是厌氧菌定植的推迟。剖腹产分娩儿,细菌大多来自外部环境即医院。
不同细菌株的定植取决于肠道内环境,而这种环境又随着微生物群的确立相应地发生变化。在新生儿生后不久肠道内即有肠杆菌和肠球菌等需氧或兼性厌氧菌的定植,肠道内需氧菌的定植和繁殖为厌氧菌的生长创造了环境,生后2~3天双歧杆菌等专性厌氧菌增长迅速,约1周左右粪便中双歧杆菌达10^8~10^10CFU/g ,成为肠道优势菌,随之也有类杆菌、梭菌和厌氧球菌的定植, 从而完成了肠道菌群的初级演变。此后,肠杆菌、肠球菌和葡萄球菌,随着时间迁移其数量逐渐减少,而双歧杆菌数量逐渐升高,类杆菌数量较双歧杆菌低,乳杆菌数量随时间的推移逐渐增多。至添加辅食时肠菌群结构有明显变化,表现为肠球菌和类杆菌数量增加,肠杆菌和双歧杆菌持续存在,这种变化与粪便 pH 值密切相关。婴儿后期逐渐断乳后,其肠道双歧杆菌数量有所下降,而肠道 pH 值随之有所升高(pH 6~7),类杆菌、消化球菌、真杆菌、梭菌、乳杆菌、链球菌等数量有所增加,肠道菌群组成发生相应演替。于2岁左右,降解粘蛋白和转化胆固醇的菌群分别建立,其组成及比例接近成人,肠道菌群结构趋于稳定,以后这种状态维持整个儿童期和青壮年期。
婴幼儿肠道菌群演变的影响
婴幼儿期是肠道菌群快速演替的重要阶段,肠道菌群不稳定,易受外界因素影响,许多因素可影响肠道正常菌群的建立和构成,如地理环境、分娩方式、喂养方式、胎龄、卫生状况及抗生素的应用。
研究发现无论是母乳喂养儿或人工喂养儿最初定植的都是需氧菌,而后是厌氧菌。在母乳喂养儿中双歧杆菌增长迅速,约在生后第6天时成为优势菌,双歧杆菌/肠杆菌≈1000:1,而人工喂养儿中生后第6天双歧杆菌仍然不是优势菌,双歧杆菌/肠杆菌≈1:10,且其他细菌如肠杆菌、类杆菌、肠球菌较母乳喂养儿高。在以分别添加乳清蛋白、酪蛋白,乳清铁蛋白、铁及核甘酸等配方乳喂养的五种婴儿中,以添加乳清蛋白乳喂养婴儿的肠道菌群组成与母乳喂养儿的最为接近。
母乳中存在的一些成分对婴儿肠道菌群的定植有影响,双歧因子可利于双歧杆菌、乳酸杆菌生长,乳铁蛋白通过对铁离子的竞争而抑制大肠杆菌生长。分泌型 IgA 对大肠杆菌和致病菌有抑制作用。母乳喂养能通过促进双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌的生长而发挥抗感染及抗过敏的作用。
抗生素对感染性疾病的治疗是有意义的,但对肠道菌群是有损害的,可以减低正常菌群的定植力,有利于潜在致病菌的生长,导致菌群失调和二重感染,可引起胃炎、腹泻或结肠炎及霉菌感染。
生活环境也影响肠道菌群的种类和数量,在发达国家和发展中国家是有差异的。英国、美国儿童粪便中双歧杆菌、类杆菌的数量较印度、乌干达儿童高,而肠杆菌和链球菌的数量低。不同医院出生新生儿菌群的定植也是不同的,主要与各医院产科技术和医院的消毒方法有关。
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