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我们体内和身上都有古细菌

(2020-04-05 00:12:51)
标签:

产甲烷菌

便秘

大肠癌

胃肠动力

呼气实验

分类: 肠道菌群基础知识

我们体内和身上都有古细菌

研究发现,我们体内和身上都有被称为古细菌的微生物。它们是我们微生物群的一部分(生活在我们身上的微生物群落,也包括细菌、病毒和真菌)。古细菌构成了单细胞微生物的领地王国。这些微生物是原核生物,这意味着它们的细胞中没有细胞核或任何其他膜结构的细胞器。古细胞具有独特的特性,可以将它们与细菌和真核生物分离开来。古细菌最初被归类为细菌,并被认为只存在于极端环境中(如温泉和盐湖),并被命名为古细菌,但现在这种分类已经过时。我们现在知道古细菌生活在不太极端的地方,包括海洋、沼泽地、动物和人类。

由于对古细菌知之甚少,这可能是因为我们目前还不知道有任何古细菌是人类病原体(即致病菌)或寄生菌。它们通常被看作是互惠的(这种关系对两个有机体都有利)或共生的(它们有益,但不会帮助或伤害另一个有机体)。人类似乎具有低水平的古细菌,迄今为止,在人类肠道(消化和代谢的一部分)、皮肤和龈下牙菌斑(可能与牙周病有关)中都发现了古细菌。但研究很少寻找它们。我们不知道它们在我们身体中的重要性和作用(但有人怀疑),但事实证明,他汀类药物和抗生素甲硝唑正在消除它们。

产甲烷菌是古细菌,在缺氧条件下(如肠道)排泄或产生甲烷作为代谢副产物。它们帮助消化我们的食物。研究表明,在95.7%的受试者中存在史密斯氏甲烷短杆菌,并发现它是人类肠道中最丰富的产甲烷菌,占健康人结肠中所有厌氧菌的10%。厌氧菌是需要无氧条件才能生存的有机体。

人体内和人体上的古细菌:健康意义和未来方向

尽管它们是动物微生物群(微生物群)中丰富甚至占主导地位的成员,从海绵和白蚁到老鼠和牛,但我们自己微生物群中的古菌却比它们的细菌同类受到的关注要少得多。与人类相关的古细菌研究相对较少,这一事实可能至少部分归因于缺乏任何已知的古人类病原体。以临床为导向的微生物学课程通常根本不提古菌,大多数医学院和生物学专业的学生只知道古菌是奇异的极端微生物,它们拥有奇怪的和真核生物一样的分子机制。由于古菌与人类肠道的联系已有几十年的历史,人们会认为,人类微生物研究可能会揭示古菌与人类相互作用的新方面。。。

健康人的大肠(结肠)含氧量极低,90%以上的大肠菌群是严格的厌氧菌。研究人员通过对成年欧洲人的宏基因组粪便微生物群的测量,约0.8%的基因来自古生菌,美洲印第安人和马尔维纳斯人古生菌的数量在0.2%-0.3%。也有报道,而北美人的比例要低得多(<0.05%)。除了一份报告指出炎症性肠病患者活检中存在嗜盐古菌外,居住在人类结肠中的古菌几乎都是产甲烷菌。这些严格的厌氧菌大多属于甲烷杆菌目。

早在1968年,甲烷杆菌(以前被称为甲烷杆菌)就从人类粪便中分离出来,15年后,人们发现这种粪便分离物属于史密斯甲烷短杆菌。通过几项研究表明,史氏甲烷短杆菌存在于高达95.7%的人类受试者中,并且是人类肠道中最丰富的产甲烷菌,在健康个体结肠中发现的所有厌氧菌中,史氏甲烷短杆菌的含量高达10%。值得注意的是,它的丰度似乎随着时间的推移而保持稳定,甚至在饮食发生根本性变化之后,而且它是高度可遗传的。

肠道产甲烷菌与人类健康之间的另一种可能联系是产甲烷菌的存在与慢性便秘之间的紧密联系。甲烷可使肠道转运时间减慢59%,因此可能对便秘有很大影响。然而,较短的肠道传输时间可能会选择不存在产甲烷菌,因为它们的生成时间往往比许多肠道细菌的生成时间长,即使是在最有利的、最先进的培养基中生长的时间……加在一起,这些发现表明,在已经肠道转运缓慢的个体中,产甲烷菌可能大量繁殖,并进一步促进便秘。

早在1987年,就有人在龈下菌斑中发现产甲烷菌。迄今为止,已成功地从龈下菌斑中分离出三个属:甲烷诺布氏菌属、甲烷诺布氏菌属(基于弱抗原性相似性)和甲烷八叠球菌属。(Methanobrevibacter  Methanobrevibacter, Methanosphaera (based on weak antigenic similarity), and Methanosarcina)。

与许多不以古细菌为靶点的抗生素不同(因为它们没有肽聚糖细胞壁和核糖体更像真核生物),常用于治疗牙周炎的甲硝唑对口腔念珠菌有很高的疗效,因此,抑制口腔念珠菌可能有助于其疗效。降低人类的血液胆固醇,但它们也有效地抑制古细菌的生长,因为它们阻碍了主要膜脂的合成。

人类皮肤上的古细菌是近年才发现的。

古细菌仍然是人类微生物群中一个未被充分发现和研究的部分,它们对人类健康或疾病的贡献仍然大多是未知的。这种知识差距应该在不久的将来得到解决,以告知临床医生,他们中的许多人完全不知道这些有机体。虽然目前还没有研究在体抑菌作用的人体临床研究发表,但体外实验结果强烈表明,这些药物可以抑制古菌在人体内的生长。此外,在竞争激烈的生态位,如结肠,甚至部分生长抑制可能导致灭绝。在美国等发达国家,他汀类药物的使用呈上升趋势,超过三分之一的65岁以上的人使用这些药物是为了降低胆固醇,而他们却不知道自己在服用广谱的抗古菌药物。目前,除了牙周病之外,几乎没有证据表明根除人类相关的古细菌(以及潜在的细菌共生体)是否对人类健康有利或有害。因此,在古细菌成为消失的人类微生物群落的一部分之前,我们至少应该知道,当它们消失时,我们是否会错过它们。

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