当前位置:首页 > 健康与养生 > 健康知识 » 正文

菌群定植的几个阶段

  菌群定植是指微生物(如细菌、真菌等)在宿主特定部位(如皮肤、消化道、呼吸道、泌尿生殖道等)黏附、生长、繁殖,并形成稳定群落的过程,通常可分为4 个核心阶段,各阶段具有明确的生物学特征和关键事件,以下是详细解析:

  一、初始黏附阶段(Initial Adhesion Stage)

  这是菌群定植的第一步,也是决定微生物能否在宿主表面立足的关键环节,核心是 “微生物与宿主表面的初步结合”。

  关键特征:

  非特异性结合(可逆):微生物首先通过物理或化学作用(如静电引力、范德华力、疏水作用)与宿主上皮细胞表面的黏液层、糖蛋白、磷脂等成分发生短暂、可逆的结合。例如,肠道中的乳酸菌先通过疏水作用附着在肠黏膜黏液层表面,此时若受到肠道蠕动、黏液更新等机械力影响,可能被清除。

  特异性结合(不可逆):若非特异性结合后未被清除,微生物会通过表面的黏附分子(如菌毛、鞭毛、荚膜、黏附素)与宿主细胞表面的特异性受体(如糖类、蛋白质受体)结合,形成不可逆黏附。例如,大肠杆菌的 Ⅰ 型菌毛可与肠上皮细胞的甘露糖受体特异性结合,牢牢固定在细胞表面。

  宿主环境筛选:此阶段宿主的局部微环境(如 pH 值、氧气浓度、温度、营养成分)会初步筛选微生物 —— 仅适应该环境的微生物(如胃内耐酸的幽门螺杆菌、肠道厌氧的双歧杆菌)能完成黏附,不适应者会被淘汰。

  二、群落建立阶段(Colonization Establishment Stage)

  完成初始黏附后,微生物进入 “生长繁殖 + 初步竞争” 阶段,核心是 “形成小规模、不稳定的群落”。

  关键特征:

  利用局部营养繁殖:黏附后的微生物会利用宿主局部提供的营养物质(如肠道中的碳水化合物、氨基酸,皮肤表面的皮脂、汗液成分)进行分裂增殖,数量逐渐增加。例如,口腔中的链球菌会利用食物残留的糖类发酵产酸,同时自身数量快速提升。

  初步竞争与排斥:不同微生物间会竞争营养和附着位点,优势微生物(如能高效利用营养、产生抑制其他菌物质的菌株)会逐渐占据主导,劣势微生物被抑制或清除。例如,肠道中早期定植的双歧杆菌能产生乳酸,降低局部 pH 值,抑制有害菌(如沙门氏菌)的生长。

  群落结构不稳定:此阶段群落组成仍易受外界因素影响(如宿主饮食变化、短期使用抗生素、环境微生物入侵),例如突然摄入大量高糖食物可能导致肠道中有害菌(如产气荚膜梭菌)短暂增殖,打破初步形成的群落平衡。

  三、群落稳定阶段(Community Stabilization Stage)

  随着微生物数量增加、种间关系平衡,群落进入 “稳定共存 + 功能适配” 阶段,也是菌群定植的成熟状态。

  关键特征:

  种间平衡与共生:不同微生物间形成复杂的相互作用网络,包括 “互利共生”(如肠道中某些细菌帮助分解膳食纤维产生短链脂肪酸,供其他菌和宿主利用)、“竞争抑制”(如乳酸菌产乳酸抑制致病菌)、“中性共存”(不同菌利用不同营养,互不干扰),最终形成相对稳定的群落结构(即 “菌群多样性” 较高的状态)。

  与宿主的功能适配:稳定的菌群会与宿主协同发挥生理功能,例如肠道菌群帮助宿主消化难吸收的多糖(如纤维素)、合成维生素(B 族维生素、维生素 K),皮肤菌群通过竞争营养和产抗菌物质抵御外界致病菌入侵。

  抵抗外界干扰能力增强:成熟的菌群具有 “定植抵抗”(Colonization Resistance)能力 —— 即通过占据附着位点、消耗营养、产生抗菌物质(如细菌素、短链脂肪酸),阻止外来致病菌(如大肠杆菌 O157、艰难梭菌)在宿主表面定植。例如,健康人肠道的稳定菌群可有效抑制艰难梭菌的生长,而抗生素破坏菌群后,艰难梭菌易趁机定植引发腹泻。

  四、群落重塑阶段(Community Remodeling Stage)

  稳定的菌群并非永久不变,当宿主内外部环境发生显著变化时,菌群会进入 “结构调整 + 功能适配” 阶段,核心是 “适应新环境,重建新平衡”。

  关键触发因素:

  宿主因素:饮食结构剧变(如从高纤维饮食转为高油高糖饮食)、年龄增长(婴幼儿→成年→老年,肠道菌群组成差异显著)、疾病状态(如肠炎、糖尿病)、药物使用(尤其是广谱抗生素)、免疫功能变化(如免疫低下、过敏)。

  环境因素:接触新的微生物(如旅行到陌生地区接触当地菌群)、卫生习惯改变(如过度清洁破坏皮肤菌群)、外界污染(如重金属、农药暴露影响肠道菌群)。

  关键特征:

  群落结构动态调整:优势菌种可能发生替换,例如长期使用抗生素后,敏感菌被杀死,耐药菌(如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 MRSA)可能成为优势菌;老年人肠道中双歧杆菌数量减少,潜在有害菌(如肠杆菌科细菌)数量增加。

  功能适配新环境:调整后的菌群会重新适配宿主的新状态,例如糖尿病患者肠道菌群可能通过改变代谢途径(如减少短链脂肪酸产生),进一步影响宿主血糖代谢;过敏患者肠道菌群可能因多样性降低,减弱对免疫的调节作用。

  可能走向 “健康平衡” 或 “失衡紊乱”:若环境变化可逆且宿主自身调节能力强,菌群可重建健康稳定的平衡(如停用抗生素后,通过补充益生菌、调整饮食,肠道菌群逐渐恢复);若环境变化长期且剧烈(如长期滥用抗生素、慢性疾病),菌群可能陷入 “菌群失调”(Dysbiosis),引发或加重疾病(如炎症性肠病、肥胖、皮肤湿疹等)。

  总结:菌群定植的核心逻辑

  菌群定植是一个 “从无到有、从不稳定到稳定、从静态平衡到动态调整” 的连续过程,其核心依赖于 “微生物 - 微生物”“微生物 - 宿主”“微生物 - 环境” 三者的相互作用。理解这一过程,有助于指导临床(如通过益生菌 / 益生元调节肠道菌群)、健康管理(如通过饮食维持皮肤 / 肠道菌群稳定)等场景的实践。

未经允许不得转载:北京富玛特生物科技有限公司 » 菌群定植的几个阶段
分享到

相关推荐

评论 ()

联系我们

186 1211 6731

186 1211 6731

返回首页

富玛特微信

富玛特

微信号 186 1211 6731

联系我们