微生物群：组成，功能和发现位置 - 生物学 - 2025

人体的正常微生物群是一组以标准方式居住在体内而不会引起任何疾病的微生物。今天，细菌菌群一词被认为是不合适的。

从分类学上讲，微生物群由多种多样的生物组成，从细菌，古细菌和真核生物到病毒。人体不同部位的微生物群落差异很大。换句话说，口腔中微生物的成分与肠道中的成分不符。

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当我们想到细菌（通常是微生物）时，我们通常会在体内存在这些实体时唤起贬义的感觉。尽管确实有各种细菌会导致严重疾病，但是将这一概念概括为错误的说法是不正确的。

我们体内的微生物是必不可少的，它们与我们的有机体建立了相互的和友好的关系。我们的微生物群直接或间接地显着影响我们的生理，促进许多代谢功能，保护我们免受病原体侵害，教育免疫系统以及其他功能。

不同的因素影响人类微生物群的组成。最突出的是饮食-婴儿和成人-出生方式，抗生素的使用，某些医疗状况，宿主的基因型等。

当前，有一系列新颖的分子方法可以使用先进和快速的测序技术来表征微生物群。使用最广泛的是编码16S核糖体RNA的基因，并与数据库进行了比较。

什么是菌群？

微生物群被定义为在确定的环境中存在的微生物的集合。在这种情况下，微生物与人体有关。该术语由Lederberg和McCray提出，他们强调了这些生物实体对人类健康的影响和益处。

有一个非常相似的术语：微生物组。在文献中，微生物组和微生物群通常是可互换的概念。但是，如果我们想精确的话，微生物组就是微生物及其基因的目录。

一个相关的术语是细菌“植物群”，微生物群或肠道菌群。两者都使用了数十年，在医学和科学文献中尤为重要。

但是，此术语可追溯至1900年，因为植物群是源自拉丁文花的术语，与居住在特定区域的植物相关，因此是不合适的。并且由于没有提及居住在人体上的一组微型植物，因此该术语必须放弃，并用微生物群落或微生物组来代替。

正常菌群的组成

数

微生物群由居住在每个人体内的多种微生物组成。从数量上讲，这些共生生物大约有10至100万亿（超过宿主细胞的数量），它们主要位于胃肠道中。

影响微生物群组成的因素

微生物群从婴儿的出生开始形成，其身体代表了微生物定殖的新环境。这种定殖取决于出生方式-即自然分娩或剖宫产（剖宫产会严重影响微生物群）。

随着婴儿的成长和发育，微生物群落的多样性线性增加，这取决于最初的定植者。这将根据多种因素而变化，例如母乳喂养，某些食物的消费，疾病的发展等。

当前的研究表明，饮食是最重要的因素，可以帮助确定每个个体中将存在的微生物群的类型。

分类

从分类学上讲，这些微生物属于生命的三个领域：真核生物，细菌和古细菌。

这些生物的身份在个人，个人的身体区域以及其居住的地理区域之间存在很大差异。在下一部分中，我们将更详细地描述每个身体区域的典型微生物群的分类学身份。

那我们真的是人吗？

现在，知道存在于人体中的各种生物的多样性，我们必须问自己是谁，我们是否真的可以将自己视为一个个体。

一种更适当的观点是认为自己是超生物或全生命周期生物，因为我们由90％的微生物细胞和99％的微生物基因组成。

它在哪里？

我们的身体由多种微生物组成，其中每个结构都为它们的发育提供了潜在的利基。这些相互关系通常是特定于地点的，其中某些微生物在人体的特定区域形成菌落。最重要的区域是：

肠道菌群

在人体提供的生态位中，毫无疑问，就微生物菌群而言，研究得最好的是胃肠道。

在成年个体的肠道中发现了成千上万种，其中以拟杆菌，硬毛，放线菌，变形杆菌和疣状微菌为主。

这种定植在整个消化道中是变化的。在小肠中，乳杆菌科，赤藓科和肠杆菌科占优势，富含杆菌属，梭状芽孢杆菌，双歧杆菌属。

在结肠中，最常见的居民是拟杆菌科，原核科，蓖麻科，漆螺科和芸香科。

整个肠道中细菌家族的这种差异反映了整个肠道中存在的生理差异。

在小肠中，细菌生长受到氧气浓度，抗菌肽和pH值的限制，而在结肠中，细菌载量更高。

另外，在小肠中存在细菌限制以避免微生物与宿主之间竞争营养吸收。

在粪便中，检测到的主要粪便属于细菌域，尽管也有古细菌（甲烷菌）和真核生物（酵母菌）的代表。

口腔菌群

口腔和连续的延伸部分代表了某些类型的微生物的合适容纳区域，包括牙齿表面，舌头表面以及其他角化和非角化结构。

口腔的基本成分是唾液。在这种液体的一毫升中，我们可以发现多达一亿个细菌细胞。在这些物种中，大约300种已经被鉴定，而另外360种尚未被赋予特定的生物分类身份。

在口腔中占主导地位的门是Firmicutes，其次是Proteobacteria，Bacteroides，Actinobacteria，Spirochaetes和Fusobacteria。

关于古细菌的多样性，已经多次从口腔中分离出甲烷短杆菌属。

研究表明，古细菌的存在与牙周疾病的发展有关。因此，这些生物在与客人建立共鸣关系中的作用尚不清楚。

口腔中的优势真菌属于念珠菌属。像古细菌一样，它们与多种疾病的发展有关。蛀牙中的其他常见属有：角孢属，金黄色葡萄球菌，酿酒酵母，曲霉和镰刀菌。

最后，口腔中最常见的病毒是疱疹病毒。据估计有90％的人口拥有它们。

泌尿生殖器菌群

女性泌尿生殖道

生活在阴道内的微生物相互之间具有良好的平衡关系，可以保护宿主并交换营养，以换取适合其生长的缺氧环境。

在育龄妇女中，阴道中含有大量的乳酸和其他抗菌物质，这限制了微生物群的生长。由于存在产生乳酸的细菌，特别是乳酸杆菌属细菌，因此可以维持这种环境。

实际上，自1892年以来，属于该属的细菌一直被认为是阴道健康必不可少的居民。

除乳酸杆菌外，阴道的特征还在于存在以下微生物：葡萄球菌，尿素原虫，棒状杆菌，链球菌，消化链球菌，加德纳菌，拟杆菌，支原体，肠球菌，大肠埃希氏菌，维永氏菌，双歧杆菌和真菌。

随着女性年龄的增长和荷尔蒙水平的波动，微生物群也随之改变。

男性泌尿生殖道

与女性泌尿生殖道相比，对男性微生物群的研究很少，并且尚未详细了解。

阴茎中已报道的一些属包括表皮葡萄球菌，棒状杆菌属，乳杆菌属等。

肺微生物

肺是研究微生物群的重要器官。但是，关于该主题的研究非常有限-加上采样困难。尽管以前将它们视为无菌区域，但如今已改变了这一愿景。

已经发现链球菌属的存在，并且在一些样品中发现了嗜血杆菌，Rothia，普氏菌，Veillonella和Fusobacter。

皮肤微生物

人类最大的器官是皮肤，皮肤上覆盖着多种多样的微生物，从出生开始就被它们定殖。

已经鉴定出大约200个细菌属，它们被认为是皮肤的居民。这些物种中的大多数属于三个门，即：放线菌属，Firmicutes和Proteobacteria。

皮肤微生物群的组成与宿主的皮肤类型，习性和遗传学密切相关，从而使其具有极大的可变性。

大多数微生物以皮肤分泌物为食，因此它们形成非常密切的关系。

特征

消化和维生素产生

微生物群在人体中具有一系列功能，突出了其在改善消化中的作用。

结肠末端的细菌与多糖的裂解有关，多糖无法在小肠中有效代谢，从而增加了养分吸收。

还显示出不同的细菌能够产生必需的维生素，这些维生素将被宿主吸收。一个例子是科学家最了解的一种生物：大肠杆菌。

竞争和对病原体的防护

竞争被定义为一种涉及两个或两个以上物种竞争共同资源的对抗性相互作用。

我们在体内所携带的无害微生物的光谱与病原体处于不断竞争中，并且在大多数情况下，它们可以替代病原体-这要归功于生态学中所谓的竞争排斥原理。

据信它们建立了抵抗这些潜在病原体感染的第一道防线。

如何研究菌群？

微生物群的研究可以追溯到Antonie van Leewenhoek的时代，即1680年初。该研究人员以比较的方式研究了居住在口腔和粪便中的不同微生物，注意到这两个区域之间存在显着差异。

差异超出了身体区域，因为该研究人员还在他的实验设计中包括了健康和患病个体之间的比较。这样，他设法证明了微生物在人类健康中的重要性。

从历史上看，对微生物群的研究涉及在多种作物的生产中投入时间和精力。

目前，这种方法已被分子方法所取代，该方法可以分析微生物的遗传序列（通常使用的分子标记是16S和18S核糖体RNA的基因。）

通过分析这些序列，可以将分类单元（真核生物，细菌或古细菌）分配给不同的分类标准，直到我们到达该物种为止。

宏基因组学一词最初用于表征总DNA，如今已更精确地用于指代遗传标记（例如16S核糖体DNA基因）的研究。

当微生物群失衡时会发生什么？

尽管没有明确和精确地概述所有居住在人体中的生物体，但是从消化系统疾病到焦虑行为的发展，它们的丰度和组成的变化会影响健康。

当前，在患有某些疾病的患者中进行着重于重建健康微生物群的治疗。

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