动物肠道菌群结构与代谢化学成分的相互关系

章安源 李淑花 张志民 王 燕 张呈军 冯 涛 陈 玲 刘霄飞 刘道中

(山东省兽药质量检验所,山东济南 250000)

动物肠道菌群结构与代谢化学成分的相互关系

章安源 李淑花 张志民 王 燕 张呈军 冯 涛 陈 玲 刘霄飞 刘道中

(山东省兽药质量检验所,山东济南 250000)

肠道微生物组是一个较为庞大且复杂的微生物群落，同时，也能够起到重要的代谢作用，机体肠道对营养素的消化和吸收需要依靠寄居其中的菌群结构，在此过程中会产生很多化学成分，本文主要对动物肠道菌群结构与代谢化学成分的相互关系进行分析和探讨，以期为相关疾病的防治提供一定的指导。

动物肠道 菌群结构 化学成分 相互关系

肠道菌群是机体内种群数量最多也是最为复杂的共生微生物生态系统，在健康或疾病状态下，动物生理代谢特性均会受到肠道菌群结构变化的影响，随着分子生态学技术的不断进步，人们对微生物基因有了一定的认识，关于影响肠道菌群结构因素的研究也受到了关注，现对动物肠道菌群结构与代谢化学成分的相互关系综述如下。

1 肠道菌群结构的影响因素

动物肠道菌群是一个较为复杂的微生态系统，由500～1 000种细菌组成，其在肠道中所起的作用也不同，大致可将其分为有益菌、有害菌和兼性菌3种，存在于各微生物之间以及微生物与宿主之间，由此构成了一个既相互依存又相互制约的动态平衡系统，在整个菌群结构中，有益菌占据优势地位，菌群一旦失衡，很容易引发各种肠道以及非肠道疾病。

1.1 日龄

以家禽为例，其在刚出壳时处在无菌状态，通过呼吸、进食以及与外界环境的不断接触，细菌先在消化道定值，而后逐渐向后推移，随着日龄的不断增长，其肠道菌群也日趋稳定。

1.2 生理部位

肠道生理结构直接影响到微生物区系功能，并受到pH值胃肠生态环境的制约，以单胃动物为例，小肠细菌由前段向后逐渐增多，细菌量最大部分在大肠，优势菌为厌氧菌[1]。

1.3 环境因素

动物肠道内环境及其菌群结构会受到外部环境的影响，环境条件变化超过动物生理承受范围时，菌群会紊乱，致使微生态系统失衡。

1.4 营养组成及化学结构

动物的日常饮食情况对肠道菌群影响较为直接，例如，益生素的摄入，将会对肠道内有害微生物产生抑制作用，营造有利有益菌的繁殖环境，如啤酒酵母便能对肠道乳酸杆菌起到一定的刺激作用，从而加快其繁殖；此外，寡糖类、抗生素、类以及中草药类等食物的摄入也会对肠道菌群产生不同的影响，因其对肠道微生态平衡会产生明显的调节作用，因此，常通过改变营养成分和化学结构来维持肠道菌群结构[2]。

2 肠道菌群与代谢产物关系的分析

肠道菌群可起到代谢、营养和保护等作用，分析动物肠道菌群的代谢功能进行分析，探讨其与各代谢产物之间的关系，可以做好相关疾病的防控。

2.1 肠道菌群与消化酶、代谢酶的关系

消化酶包括淀粉酶、果胶分解酶和纤维分解酶等，可由肠道内某些细菌产生，例如α淀粉酶可由放线菌产生，研究发现，多数肠道细菌含有肽酶，而含有蛋白酶的细菌则非常少，主要由地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌产生，还有一些酶是哺乳动物和禽类难以在体内合成的，如葡聚糖，明确消化酶作用机制，可使得、营养物质更好地被动物吸收和利用，从而促进其生长。代谢酶包括水解酶、裂解酶、氧化还原酶等，也可由某些细菌产生，但这些酶类多会产生毒害作用，如植物中含有的糖苷成分，通常并不容易被吸收，但是在细菌糖苷酶的作用下则会发生转变，最终生成有毒的氰化物，相关医学资料显示，通过粪中各种细菌酶活性，可明确随着营养组成及化学结构的调整引起动物肠道菌群变化以及结肠代谢与各类疾病的关系（见表1）[3]。

表1 与DGGE相关的代谢物的NMR鉴定

2.2 肠道菌群与有益成分、有害成分的关系

在消化系统和菌群作用下，营养素会在肠道内发生分解，产生一些包含有益成分和有害成分的代谢化学成分，其中有益成分以有机酸为主，由此产生的活性物质会在消化道内形成一道生物屏障和化学屏障，从而有效阻止一些致病菌的繁殖，这些有益菌若能在肠道内维持优势地位，有助于微生物群系的建立，促进肠道蠕动和营养物质的吸收。有害成分包括生物胺、酚类、糖苷配基等腐败物质成分，其对肠道黏膜细胞会产生毒害作用，致使动物胃肠功能紊乱，引发一系列疾病[4]。利用有益菌可抑制腐败菌的繁殖，降低腐败物含量以及肠道内容物，这样不仅可以保持动物机体健康，其排除的粪便有害物质也会减少，不会对环境造成严重的污染。

3 讨论

动物肠道菌群结构受多种因素影响，就其与代谢功能来看，其对营养素的消化成分和机体代谢化学成分联系密切，通过对各影响因素的综合分析，对肠道菌群结构进行优化，保证有益菌的优势地位，协助机体对营养素的消化吸收，同时使其机体代谢物中的有害成分减少，抑制腐败物质成分的毒害作用，对机体内外环境起到一定的净化作用，维持微生物区的动态平衡，从而有效降低疾病的发生率，更好地促进动物的生长。

章安源（1981-），女，硕士研究生，山东省兽药质量检验所兽医师，现从事兽药检验及畜产品检验检测工作。