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【原创】 3-1 微生态学理论概述 —— 《膳食纤维、益生元与菊粉 健康知识汇编》（24）

西方营养学：纤维素/益生元

 

第三部分   

人体微生态调节

3-1 微生态学理论概述

3-1-1 什么是微生态学

研究正常微生物群的结构、功能及其与宿主相互依赖和相互制约关系的科学称为微生态学。

也就是以研究正常微生物对其宿主的生长、发育、免疫、遗传、代谢、营养等方面的生理作用的一门科学。

目前宏观生态学被大多数人所了解，地球的空气、土壤、食物和饮水的洁净和污染，对人体健康的影响是显而易见的。但微观环境里，其中包括栖居人体的庞大的微生物群，却因较难察觉而被忽视。

人的体表和体内寄居着大量的微生物，正常人携带的微生物细胞数是人体自身细胞的10倍，其中约计有100兆个，包括细菌、病毒、真菌、螺旋体，这些微生物中的大部分并无致病性，不但无害，而且有益，它们相互制约、相互群居、相互平衡，由此构了人体的微生态系统，这个系统包括口腔、皮肤、泌尿道、肠胃四大部分，而其中尤其以肠道微生态系统最为重要，生存的细菌最多，人体有近80%的细菌在肠内，所以在微生态领域，最具代表意义的是肠道微生态。

肠道内正常菌群种类最多，细菌数量高达100万亿个，重约1.2公斤，它是人体主要的微生态系。结肠是正常菌群的主要定植场所，它们由类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、肠球菌等差不多400～500个菌种组成，双歧杆菌是其中的优势菌群，母乳喂养的新生儿肠道内第一天就出现此菌。

3-1-2 寄生于人体的正常菌群对宿主的有益作用

概括起来有下述四点：

3-1-2-1 正常菌群的存在组成了一道屏障（生物屏障、化学屏障和免疫屏障作用），使许多外来的致病微生物无法定植和入侵机体。

3-1-2-2 参与并促进机体代谢，在肠道脂类、糖类、蛋白质、胆固醇和胆汁酸等代谢中起重要作用。药物代谢也有肠道菌群参与。

3-1-2-3 参与合成维生素K及B族维生素等人体必需营养素。

3-1-2-4 虽然一些食物经肠道菌群作用后可形成促癌物质，但双歧杆菌等又可与致癌化合物——亚硝基胍的致突变活性位点结合，减少其致伤作用。正常菌群还可诱发肿瘤细胞凋亡。所以，如果经常无原则地接受抗菌药物治疗，导致大量寄生于人体的正常菌群消亡，破坏了人体微生态平衡，对人体健康的危害是不言自明的。由于肠道丧失大量正常菌群而引起的顽固性腹泻及新生儿因缺乏维生素K导致的颅内出血均可致命。

3-1-3 生态学三定律

生态学（Ecology）是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。 　　

生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。 　　

美国科学家小米勒总结出的生态学三定律如下： 　　

3-1-3-1 生态学第一定律

我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数的效应，其中许多是不可预料的。这一定律是G．哈定(G．Hardin)提出的，可称为多效应原理。 　　

3-1-3-2 生态学第二定律

每一事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律又称相互联系原理。 　　

3-1-3-3 生态学第三定律

我们所生产的任何物质均不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律可称为勿干扰原理。

3-1-4 种群、群落、生态系统和人与环境的关系 　　

3-1-4-1 种群的自然调节 

在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量（密度）再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量（密度）减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。 　　

3-1-4-2 物种间的相互依赖和相互制约

一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的是：

3-1-4-2-1 食物链

在食物链中，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约；而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定。

3-1-4-2-2 竞争

物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木,又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物或有昼出夜出之分,或有食性差异，互不相扰。

3-1-4-2-3 互利共生

如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。 　　

3-1-4-3 物质的循环再生 

生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质，形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物资源，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染。由于大量有毒的工业废物进入环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。 　　

3-1-4-4 生物与环境的交互作用

生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展,对环境的影响也越加明显。在改造自然的活动中，人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。

 

扩展阅读：

《膳食纤维、益生元与菊粉 健康知识汇编》子目录

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