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微生物在人體內是如何起作用的

發布時間:2023-07-17 23:48:58

1. 微生物酵素對人體有什麼作用

酵素即酶。在生物體內,酶發揮著非常廣泛的功能。信號轉導和細胞活動的調控都離不開酶, 酶分子結構及化學反應
酶分子結構及化學反應(12張)特別是激酶和磷酸酶的參與。酶也能產生運動,通過催化肌球蛋白上ATP的水解產生肌肉收縮,並且能夠作為細胞骨架的一部分參與運送胞內物質。一些位於細胞膜上的ATP酶作為離子泵參與主動運輸。一些生物體中比較奇特的功能也有酶的參與,例如熒光素酶可以為螢火蟲發光。病毒中也含有酶,或參與侵染細胞(如HIV整合酶和逆轉錄酶),或參與病毒顆粒從宿主細胞的釋放(如流感病毒的神經氨酸酶)。
復合酵素的一個非常重要的功能是參與消化系統的工作。以富含蛋白酶為代表酵素為例,可以將進入消化道的大分子(澱粉和蛋白質)降解為小於15微米的小分子,以便於腸道毛細血管充分吸收。澱粉不能被腸道直接吸收,而酶可以將澱粉水解為麥芽糖或更進一步水解為葡萄糖等腸道可以吸收的小分子。不同的酶分解不同的食物底物。在草食性反芻動物的消化系統中存在一些可以產生纖維素酶的細菌,纖維素酶可以分解植物細胞壁中的纖維素,從而提供可被吸收的養料。
在代謝途徑中,多個酶以特定的順序發揮功能:前一個酶的產物是後一個酶的底物;每個酶催化反應後,產物被傳遞到另一個酶。有些情況下,不同的酶可以平行地催化同一個反應,從而允許進行更為復雜的調控:比如一個酶可以以較低的活性持續地催化該反應,而另一個酶在被誘導後可以較高的活性進行催化。酶的存在確定了整個代謝按正確的途徑進行;而一旦沒有酶的存在,代謝既不能按所需步驟進行,也無法以足夠的速度完成合成以滿足細胞的需要。實際上如果沒有酶,代謝途徑,如糖酵解,無法獨立進行。例如,葡萄糖可以直接與ATP反應使得其一個或多個碳原子被磷酸化;在沒有酶的催化時,這個反應進行得非常緩慢以致可以忽略;而一旦加入己糖激酶,在6位上的碳原子的磷酸化反應獲得極大加速,雖然其他碳原子的磷酸化反應也在緩慢進行,但在一段時間後檢測可以發現,絕大多數產物為葡萄糖-6-磷酸。於是每個細胞就可以通過這樣一套功能性酶來完成代謝途徑的整個反應網路。

2. 微生物與人類的關系舉例

一、人類與微生物和平共處,相互制葯,相互依存,處於一種動態平衡狀態

在人身體的體表及其與外界相通的腔道,如口腔、鼻腔系統、咽喉腔、眼結合膜、腸道及泌尿生殖道等部位都有大量的微生物的存在,其中一部分為長期寄居的微生物,在機體防禦機能正常時是無害的,稱為正常菌群或正常微生物群。正常菌群對人體有益無害,而且是必須的。正常菌群是由相當固定的細菌組成,有規律地定居於身體一些特定部位,成為身體的一個組成部分。正常菌群數量是巨大的,大約為1014個左右,在長期的進化過程中,通過個體的適應和自然選擇,正常菌群中不同種類之間,正常菌群與宿主之間,正常菌群、宿主與環境之間,始終處於動態平衡狀態中,形成一個互相依存,相互制約的系統,因此,人體在正常情況下,正常菌群對宿主表現不致病。

除正常菌群外,還有一種稱為過路菌群,又稱外籍菌群,是由非致病性或潛在致病性細菌所組成,來自周圍環境或宿主其它生境,在宿主身體存留數小時,數天或數周,如果正常菌群發生紊亂,過路菌群可在短時間內大量繁殖,引起疾病。

正常菌群有許多重要的生理功能:

1、如菌群之間生物的拮抗作用,正常菌群在人體某一特定位粘附,定植和繁殖,形成一層菌膜屏障。通過拮抗作用,抑制並排斥過路菌群的入侵和群集,調整人體與微生物之間的平衡狀態。

2、免疫作用,正常菌群能刺激宿主產生免疫及清除功能。

3、營養作用,人體腸道的正常微生物,如雙岐桿菌,乳酸桿菌,大腸埃希菌等能合成多種人體生長發育必須的維生素,如B族維生素,維生素K等,營養並參與糖類和蛋白質的代謝。

4、排毒作用,如雙岐桿菌能使腸道過多的革蘭氏陰性桿菌下降到正常水平,減少內毒素的吸收。

5、抗腫瘤作用,能降解、清除體內的致癌因子,激活體內的抗腫瘤細胞因子等。

6、抗衰老作用,雙歧桿菌能刺激腸道產生免疫球蛋白,還能及時清除體內的自由基,產生SOD(超氧化物歧化酶)等。

人類與微生物之間的動態平衡稱為微生態平衡,影響其微生態平衡的因素有外環境因素,也有宿主因素,外環境主要是通過改變宿主的生理功能產生的,如正常菌群,通過產生細菌素,抗生素和其代謝產物,以及爭奪營養,空間爭奪以阻止過路菌群入侵,保持自身的穩定性。生態平衡時,可以保持宿主的正常生理功能,如營養、免疫、消化等。生態失調可因慢性病,癌症,手術,輻射感染,抗生素不合理應用等引起。

二、微生物對人類的益處

絕大多數微生物對人類、動物及植物都是有益的,而且都是必須,如果自然界沒有微生物的存在,植物就不能進行代謝,人類及動物也難以生存。正常情況下人體不會發生感染性疾病。在正常情況下,寄居在人體口腔、鼻腔、咽喉腔以及消化道的菌群都是無害的,而且有的還能抵抗病原微生物。寄居在腸道中的大腸埃希菌還能向宿主提供必須的硫胺素,核黃素,煙酸,維生素B12,維生素K和多種氨基酸等營養物質。

在醫學工業方面,有許多抗生素都是微生物的代謝產物,例如青黴素就是青黴菌(屬真菌類)的代謝產物。也可以應用微生物製造維生素、輔酶、ATP等葯物。

在日常生活中,我們用的酒類、醋類、醬油類,各種淹製品等,都是利用微生物的發酵法製造出來的。

三、微生物對人類的害處

正常菌群與宿主之間的生態平衡在某些情況下可以被打破,形成生態失衡,而導致疾病。這樣在正常時不致病的正常菌群就成了致病菌。這種特定的條件主要有以下幾種:

1.寄居部位的改變,如大腸埃希氏菌從原寄居的腸道進入泌尿道,或手術時通過切口進入腹腔,血液等。

2.免疫功能低下,宿主使用大量的免疫抑制劑,如激素及抗癌葯物和放射治療,都可造成全方位的免疫功能降低,使一些正常菌群在原寄居的部位穿過粘膜等屏障,進入組織或血流出現各種病症,嚴重的可導致敗血症而死亡。

3.正常菌群失調,是宿主某部位正常菌群中各菌種之間的比例發生較大幅度變化而超出正常范圍的狀態。

菌群失調時,往往可引起嚴重感染或重疊感染。這一現象是在治療感染性疾病的過程發生了另一種新致病菌的感染,例如銅綠假單胞菌,嗜麥牙假單胞菌,洋蔥假單胞菌等,都在應用大量三代頭孢菌素或碳青酶希類抗菌素類時發生的,這一現象十分普遍。其機理是應用這些抗菌葯物後,大多數正常菌群被殺或被抑制,而處於少數劣勢的菌群或外來耐葯菌趁機大量繁殖而致病,引起二重感染的常見菌有金黃色葡萄球菌,白色念珠菌,假單胞綠膿桿菌等。

四、全力以赴維持人體與微生物之間的生態平衡

只有維持人體與微生物之間的生態平衡狀態,才能使人體不會患感染性疾病,其原則是:順應微生態平衡自然規律,因勢利導,保護自然生態環境,提高免疫及扶植正常菌群,提高定植能力。具體可從以下四個方面著手:

1.保護微生態環境 (1)宿主的病理狀態常常引起微生態失調,因而須除去病理狀態,有利於保持微生態環境。消化系統,呼吸系統,內分泌系統,循環系統,泌尿生殖系統等部位疾病都可能伴有微生態失調,為使微生態恢復正常,治癒或緩解這些原發病是不可少的,例如胃酸缺乏或肝臟疾患常引起小腸上部的細菌過度生長,引起腸道疾病,只有治癒胃酸缺乏症和肝臟疾病,才能根除小腸疾病,否則單純治療小腸疾病,就達不到治療的目的。(2)清除體內的異常解剖結構,宿主體內的異常解剖結構也是引起微生態環境失衡常見的病因,如胃切除,腸切除,結腸換置術等都可造成解剖結構的異常,導致正常菌群失調,惡性貧血,維生素缺乏症,吸收不良綜合征,而菌群失調又可作為二次性原因引起惡性貧血等疾病。

2.增強宿主免疫力 如果宿主免疫力下降,則容易誘發菌群失調使細菌毒素產生和積累過多,對宿主產生不利影響,可見宿主高的免疫力能減少內源性感染的發生。另外宿主的營養狀態也是保持宿主與正常菌群平衡的重要因素。營養失調或營養變化都會影響正常微生物菌群,導致菌群失調。加強與改善營養狀態,能提高人體的免疫力。

3.合理使用抗菌葯物 抗菌葯物的濫用、亂用或不合理應用會造成以下的惡果(1)使微生態失衡,菌群失調,抗菌葯物在殺滅致病菌的同時,也殺死了致病菌的「天敵」—有益菌(正常菌群)。體內某一部位的細菌被殺死後,體內其它部位的或體外的細菌就會乘虛而入(過路菌)進入機體,大量繁殖引起機體發病。如常見的二重感染,偽膜性腸炎,急性出血性腸炎,念珠菌感染等,胃腸道感染。不合理的應用抗生素易引起維生素B族和K缺乏等。(2)對抗生素耐葯,不少人將抗菌葯物當做「萬金油」,無論什麼病不分青紅皂白,感染性或非感染性疾病都使用抗菌葯物,而認為越高檔越好,劑量越大越好。豈不知細菌要適應外界不斷變化的環境,體內的基因就會發生突變,以抵抗抗菌葯物殺滅,這就是細菌的耐葯,這也是一種自然現象。然而由於濫用、亂用及不合理的應用就加速了細菌的耐葯性的發生,而且有些細菌逐漸演化為「超級菌」。(3)加重機體的毒性反應,如神經系統毒性反應,造血系統反應,肝、腎毒性反應,胃腸道毒性反應等,這些毒性反應加重了機體損傷的反應,同時也損害了微生態的平衡。

4.採用微生態療法,微生態平衡療法是指促進正常微生物與宿主及環境構成的微生態失調轉變為正常平衡的醫療措施,包括兩大措施(1)應用抗菌葯物的生態療法,即用對致病菌敏感的抗生素有選擇性殺滅或抑制致病菌,防止內源性感染。(2)應用微生態調節劑的生態療法,微生態調節劑包括益生菌及其代謝產物和生長促進因子等。

採用微生態療法,特別是在胃腸系統菌群失衡治療中獲得了成功,其它系統中的微生態療法正在研究。

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