微生态系统(Biosystem)指在一定结构的空间内.正常融生物群以其宿主的组织和细胞及其代谢产物为环境.在长期进化过程中形成的熊独立进行物匝?能量及基因相互交换的统一生物系统。除了在实验室刻意培养出来的无菌动物,其他一般环境中的动物体表和体内都有微生物的存在,主要分布于皮肤.口腔.呼吸道.胃肠道和尿道。这些微生物和动物机体形成了一种共生的关系,二者相互依赖。相互作用。又相互影响.共同形成了一个复杂而又微妙的微生态系统。
1口咽部微生态系统
在动物体内的微生态系统中.口咽部是动物体内的与外界接触最频繁的部位.也是最常发生微生态系统平衡被破坏的地方。在模拟大气混合污染物对呼吸道微生态髟响的研究中发现,在呼吸道受到大气污染时,金黄色葡萄球菌、死亡梭菌等致病菌的检出串明显增高;染尘染毒之后,厌氧细菌茵群密度明显增加,而且随着染尘染毒时间的延长,细菌密度上下波动,表现出代偿状态。在未来,呼吸道微生物的检出有可能作为检测大气污染程度的重要依据。
在上呼吸道感染研究中发现,咽部菌群厌氧菌密集度和需氧菌密集度在不同的感染类型中分别有显著的变化(需氧菌密集度的变化多为增高,厌氧菌密集度的变化有增高、降低或不变),菌群多样性均降低,而且不同的疾病就会有不同的优势菌群相对应。如在风寒型急性上呼吸道感染中,腐生葡萄球菌和中韦荣氏菌的密集度显著增高。由此,当呼吸遭受到致病因素的作用时,其原有微生态平衡被破坏,不同菌群优势的变化在临床上则表现出不同的疾病症状。
但是目前对呼吸系统微生态的研究并不像胃肠道微生态系统那样深入,通过对呼吸道微生态平衡的调节来治疗疫病的方法也尚待廾发。口咽部是消化道和呼吸道与外界相通的门户,所以经常受到外界致病菌的侵害.造成气管炎、支气管炎、咽喉炎、口腔溃疡等病症。虽易受感染,但由于直接与外界相通,如果馅通过直接调节该部位的微生态平衡治愈疾病,则可以在替代或部分替代抗生素的吞服,经道吸收,再由血液送达病灶这一传统的、有副作用的、而又曲折的治疗方式上有所突破。
2胃肠道微生态系统
2.1胃肠道微生态系统的概迷
胃肠道微生态系在微生态系统中是最大、最复杂的重要组成部分,也是目前最受重视、研究最多、应用最广的部分。食管、胃、小肠.大肠中容纳的细菌达50属400~500种,主要位于结肠。小肠内以乳酸杆菌为主,大肠内主要的有益菌为双歧杆菌。对宿主有益的共生菌包括乳酸杆菌、双歧枰菌和梭菌等,可能致病的有变形杆南、假单孢菌和金黄色葡萄球菌等,还有一些在正常情况下不致病的中间菌群,包括大肠杆菌、拟杆菌和肠球菌等。但由于种类繁多又数量庞大,所以现在尚未对这些胃肠道细菌的具体菌种作出较为全面的鉴定和检出。
2.2体内微生物的作用机制
正常动物肠道内的优势菌群中,拟杆菌,双歧杆菌等厌氧菌占了肠道内微生物总量的99%,利用菌群优势可通过同病原菌争夺营养物质和生态位点等生物拮抗作用抑制其他需氧和兼性需氧菌群的繁殖,从而维持生态平衡。肠道内的需氧微生物会在特定的条件下对宿主有侵袭性,但它们的存在同时也具有积极的意义。有研究表明,一些需氧菌,特别是芽孢杆菌能够消耗肠道内的氧气.造成有利于厌氧菌生长的无氧环境.来维持微生态的平衡。一些有益菌还能够增强机体的免疫能力.双歧杆菌能够促进小肠淋巴组织集合D细胞增生,诱导淋巴组织集合的浆细咆产生大量的分泌型免疫球蛋白(SlgA);正常菌群可作为抗原刺激?促进机体免疫机能的成熟;肠道菌群能明显的激活巨噬细胞活性,促进细胞因子介导素的分泌,增强免疫功能。
除了有益微生物本身的作用之外.它们的生长代谢活动对维持微生态平街也具有重要的意义。乳酸.乙酸等酸性代谢产物能够降低肠道PH值.抑制其他病原菌的生长;乳糖菌素.嗜酸菌素等抗菌物质也可抑制病原苗的生长;有益菌在体内可以帮助机体合成很多酶类和维生素,参与机体的新陈代谢;某些有益微生物还可以分解肠道微生物产生的细菌毒素.氨,吲哚等有毒物质.改善机体的内环境,维持动物的健康。
2.3微生态制剂
动物胃肠道内的微生态系统虽然受机体外环境的影响相对较小,但动物年龄的增长或自身体质的衰弱导致的自身代谢功能失调、滥用抗生素杀灭肠道内的正常微生物群.饮食结构合理,使食物残渣在体内滞留时间过长等宿主自身的原因也可以导致菌群失调。于是,可以改善这种状况的微生态制剂应运而生。
微生态制刑,是根据微生态平衡理沱、微生态失调理论、微生态营养理论和微生态防治理论选用动物体内正常微生物成员及其促进物质经特殊的加工工艺而制成的.用于调节动物机体微生态平衡的具有直接通过增强动物zJ肠内有害微生物的抑制作用或通过增强非特异性免疫功能来预防疾病,从而促进动物生长或提高饲料转化率的一类药物或饲料添加剂。微生态制剂可以帮助胃肠道有益菌的生长.或者创造有利于有益茵生长的环境.来维持微生态的平衡。
1947年.外国学者首次发现了用乳酸杆菌饲喂仔猪可以有效改善其营养状况、增加其体重。微生态制刑在20世纪60年代才开始得到重视,从日本的益生素升始发展。在20世纪90年代已经形成了产业化规模。
目前的微生态制剂从成分类型上主要分为3种。益生菌,即为能凋整维护动物体内微生态的平衡的,能提高动物健康水平的菌种制剂;益生元.义名化学益生素.是不能被宿主吸收,只能被肠道微生物利用的。可以帮助有益菌菌群优势生长的化学物质。如双歧因子.低聚果糖.低聚麦芽糖等;合生元.即为前两者以一定比例结合的产物.可以同时具有以上两种制剂共同的作用。从菌种上主要分为乳酸菌类.芽抱杆菌类:酵母菌和复合微生态制剂4大类。
近些年来,抗生素的大量使用.甚至滥用不但导致了耐药菌株的产生.而且也在一定程度上杀灭了动物体内的正常茁群,使动物体内的微生态平街受到破坏,没有体内正常菌群优势的保护又使机体自身的免疫力下降。而且,抗生素会在动物体内残留,甚至会在诸如肉、蛋,奶之类的畜产品中残留.导致人类DNA结构的改变,从而造成“致残”.“致畸”;“致癌”等严重后果,直接威胁人类健康。正囚为这样.抗生素的疗效越来越不理想.此外还容易引起自身的代谢和功能不同程度的紊乱。