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第15章 细菌的分布

用“无孔不入”来形容细菌的分布特点不为过。微生物家族庞大,成员众多,分布也是极其广泛的。从赤道到两极,从水中到陆上,从土壤到空气,到处可见小小身材的它们。

当然,我们用肉眼是看不见它们的。虽然细菌无处不在、无孔不入,但由于不同种类的细菌生活习性的不同,它们的分布研究起来还是有一定规律的。

细菌的种类繁多,大多数细菌对人类还是有益的,只有少数细菌对人类有害。掌握了细菌的分布规律,我们就可以趋利避害,让它们更好地服务于人类。

1.无处不在——细菌在自然界的分布

土壤中的细菌

我们知道,土壤中含有大量的微生物。土壤中的细菌来自天然生活在土壤中的自养菌和腐物寄生菌以及随动物排泄物及其尸体进入土壤的细菌。它们大部分在离地面10~20厘米深的土壤处存在。土层越深,菌数越少,暴露于土层表面的细菌由于日光照射和干燥,不利于其生存,所以细菌数量少。

在土壤微生物中以细菌为主,放线菌次之,此外还有真菌、螺旋体等。事实上,土壤中微生物绝大多数对人是有益的。它们参与大自然的物质循环,因为它们能分解动物的尸体和排泄物。

细菌还可以固定大气中的氮,供植物生长繁殖所用。土壤中还可分离出许多能产生抗生素的微生物。进入土壤中的病原微生物容易死亡,但是一些顽固分子能形成芽胞的细菌如破伤风杆菌、气性坏疽病原菌、肉毒杆菌、炭疽杆菌等可在土壤中存活多年。因此土壤与创伤的厌氧性感染有很大的关系。

细菌在水中

水也是微生物存在的天然环境。水中的细菌主要来自土壤、尘埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物种类及数量因水源的不同而有所区别。

一般地面水比地下水含菌数量多,并且很容易被病原菌污染。在自然界中,水源虽不断受到污染,但也经常地进行着自净作用。阳光及紫外线可使表面水中的细菌死亡,水中原生生物也可以吞噬细菌,此外藻类和噬菌体能抑制一些细菌生长。另外,水中的微生物常随一些颗粒下沉在水底污泥中,使水中的细菌大为减少。

人和动物的粪便及污染物是水中的病菌如伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体等的主要来源。因此,粪便管理在控制和消灭消化道传染病方面有重要的意义。但要想直接检查水中的病原菌是比较困难的,所以通常用测定细菌总数和大肠杆菌菌群数来判断水的污染程度。

目前,我国规定生活饮用水的标准为1毫升水中细菌总数不超过100个,每1升水中大肠菌群数不超过3个。如果超过此标准,表示水源可能受到粪便等严重的污染,水中可能有病原菌存在人是不能饮用的。

空气中的细菌

空气中的微生物分布的种类和数量因环境的不同而有所不同。空气中的微生物多数来源于人畜呼吸道的飞沫和地面飘扬起来的尘埃。由于空气中缺乏营养物和适当的温度,细菌不能繁殖,而且常因阳光照射和干燥作用而被杀死。只有抵抗力较强的细菌和真菌或细菌芽胞才能存留较长时间。

不同环境中存活的细菌种类和数量也不同。室外空气中常见的有芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等。室内空气中的微生物比室外多,尤其是人口密集的公共场所、医院病房、门诊等处,比较容易受到带菌者和病人的污染。如飞沫、皮屑、痰液、脓汗和粪便等携带大量的微生物,常常成为空气的污染源。

某些医疗操作也会造成空气的污染,如在高速牙钻修补或超声波清洁牙石时,其产生的微生物气溶胶就会把细菌散入空气中。穿衣、铺床时使织物表面微生物飞扬到空气中,清扫及人员走动引起的尘土飞场也是医院空气中微生物的来源。室内空气中常见的病原菌有脑膜炎奈瑟氏菌、结核杆菌、溶血性球菌、白喉杆菌、百日咳杆菌等。空气中微生物的污染程度与医院感染率有一定的关系。

一般情况下,空气细菌卫生检查有时用甲型溶血性链球菌作为指示菌,来测试空气受到人上呼吸道分泌物中微生物的污染程度。

2.无时不有——细菌在人体的分布

什么是正常菌群?

人自出生后,外界的微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、黏膜及与外界相通的各种控道(如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道)等部位,存在着对人体无害的微生物群,包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。

它们在与人体的长期进化过程中,微生物群的内部及其与人体之间互相依存、互相制约,形成一个能进行物质、能量及基因交流的动态平衡的生态系统,人们习惯称之为正常菌群。

正常菌群大部分是长期居留于人体的,所以其又称为常居菌。也有少数微生物是暂时寄居的,我们称之为过路菌。

人体正常菌群的分布

皮肤上的细菌往往与个人卫生及环境情况的不同而有所差异。最常见的是革兰氏阳性球病,其中以表皮葡萄球菌为多见,有时也有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时,它可引起化脓性感染,如疖、痛。在外阴部与肛门部位,可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。

口腔中细菌的存在主要是因为口腔温度适宜,含有食物残渣,有微生物生长的良好条件。口腔中的微生物有各种球菌、乳酸杆菌、梭形菌、螺旋体和真菌等。

胃肠道的细菌因部位而不同,胃酸具有杀菌作用。如果胃功能出现障碍,如胃酸分泌降低,尤其是胃癌时,人体内往往出现八叠球菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌等。成年人的空肠和回肠上部的细菌很少,甚至没有细菌,肠道下段细菌逐渐增多。大肠积存有食物残渣,又有合适的酸碱度,适于细菌繁殖,菌量占粪便的1/3.大肠中微生物的种类繁多,主要有大肠杆菌、脆弱类杆菌、双歧杆菌、厌氧性球菌等,其他的还有乳酸杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌、真菌等。

鼻腔和咽部经常存在葡萄球菌、类白喉杆菌等。在咽喉及扁桃体黏膜上,主要是甲型链球菌和卡他球菌占多数,此外还经常存在着潜在致病性微生物如肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌等。正常人的支气管和肺泡是无菌的。

在正常情况下,泌尿生殖系统中的细菌仅在泌尿道外部存在,如男性生殖器有耻垢杆菌,尿道口有葡萄球菌和革兰氏阴性球菌及杆菌。

而女性尿道外部与外阴部菌群相仿,除耻垢杆菌外,还有葡萄球菌、类白喉杆菌和大肠杆菌等。阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌(乳酸杆菌类)。

人体的多数组织器官是无菌的,若有侵入的细菌没有被消灭,就会引起传染。因而在医疗实践中,当手术、注射、穿刺、导尿时,人们应严格执行无菌操作,以防止细菌感染。

正常菌群的生理作用

生物拮抗作用:正常菌群通过黏附和繁殖能形成一层自然菌膜,是一种非特异性的保护膜,可促使机体抵抗致病微生物的侵袭和“定居”,从而对宿主起到一定程度的保护作用。正常菌群除与病原菌争夺营养物质和空间位置外,还可以通过其代谢产物以及产生抗生素、细菌素等起作用。可以说,正常菌群是人体防止外袭菌侵入的生物屏障。

刺激免疫应答:正常菌群释放的内毒素等物质可刺激机体免疫系统,使其保持活跃状态,是非特异免疫功能的一个不可缺少的组成部分。

合成维生素:有些微生物能合成维生素,例如核黄素、生物素、叶酸、吡哆醇及维生素K等,供人体吸收利用。

降解食物残渣:肠道中正常菌群可互相配合,共同降解没有被人体消化的食物残渣,便于机体进一步吸收给人体额外的营养物质。

条件致病菌与菌群失调

在一定条件下,正常菌群中的细菌也能使人患病。

如果人体的防卫功能减弱,就会引起自身的感染。例如皮肤黏膜受伤(特别是大面积烧伤)、身体受凉、过度疲劳、长期消耗性疾病等,可导致正常菌群的自身感染。由此,我们就明白了为什么天凉多加衣服,累了要休息等生活常识的道理了吧!

由于正常菌群寄居部位的改变,发生了定位转移,也可以引起疾病。例如大肠杆菌进入腹腔或泌尿道,就会引起腹膜炎、泌尿道感染。人们称这些细菌为条件致病菌。

在正常情况下,人体和正常菌群之间以及正常菌群中各细菌之间,都会保持一定的生态平衡。如果生态平衡失调,以至人体某一部位的正常菌群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化,这就是菌群失调。

菌群失调的常见原因主要是使用抗生素、同位素和激素,患有慢性消耗性疾病时肠道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也是重要的原因。

引发失调的因素去除后一般可使菌群复常,不过也有长期失调难于逆转的情况。

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