第二节　细菌的分布

细菌在自然界的分布极为广泛。江河、湖泊、海洋、土壤、矿层、空气等都有数量不等、种类不一的细菌存在。在人类、动植物的体表，以及与外界相通的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等腔道中也有大量的细菌的存在。尤其寄居在人类体表和外界相通的腔道的细菌构成了人体的 正常菌群（normal flora），具有重要的生物学意义。

一、人体中细菌的分布

1.正常菌群的含义

人自出生后，外界的微生物就逐渐进入人体并繁殖。在正常人体皮肤、黏膜及外界相通的各种腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体有利而无害的微生物群，称之为正常菌群。包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。

2.人体正常菌群的分布

人体的体皮表肤和与外界相通的腔道（口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等）表面都寄居者不同种类和数量的微生物。表3-1列举了人体常见的正常菌群。

3.正常菌群的生理作用

（1）生物拮抗：

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，可促机体抵抗致病微生物的侵袭及定植，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。

（2）免疫作用：

正常菌群作为抗原可以促进宿主免疫器官的发育，刺激免疫系统的成熟和免疫应答。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。某些正常菌群产生的免疫活性物质对具有交叉抗原组分的病原菌有一定程度的抑制或者杀菌作用。例如双歧杆菌诱导产生的sIgA，能与那些具有交叉抗原的病原菌发生免疫反应，阻断病原菌对肠道黏膜上皮细胞的黏附和定植。

（3）营养作用：

正常菌群在宿主体内对宿主摄入的营养物质进行初步代谢、物质转化和合成代谢，形成利于宿主吸收和利用的物质，甚至合成一些宿主不能合成的营养物质供宿主使用。例如肠道内脆弱类杆菌和大肠埃希菌能合成维生素K和维生素B族，乳酸杆菌和双歧杆菌等能合成烟酸、叶酸、及维生素B族等供人体吸收利用。

（4）抗衰老作用：

肠道正常菌群的数量和构成在人的一生中是不一样的，它们与人体的发育、成熟和衰老有一定关联。例如儿童和青少年肠道内的双歧杆菌要比老年时期多，而老年时期肠道的产气杆菌就多。这就是肠道菌群与宿主环境相互作用的结果。人体肠道内健康的生态内环境，对人体的健康和长寿是非常有益的。

4.菌群失调和条件致病菌

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，保持一定的生态平衡。如果生态平衡失调，以致机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，称为 菌群失调（dysbacteriosis）。因此，这些细菌称为条件致病菌。正常菌群会成为条件致病菌，常见的情况有：

（1）机体免疫功能低下：

如皮肤黏膜受伤（特别是大面积烧伤）、身体受凉、过度疲劳、长期使用抗生素、同位素、激素、患有慢性消耗性疾病可导致正常菌群的自身感染。

（2）正常菌群寄居部位的改变：

例如大肠埃希菌进入腹腔或泌尿道，可引起腹膜炎、泌尿道感染。

临床上常见的菌群失调症常见有耐药性葡萄球菌繁殖成优势菌而发生腹泻，偶尔发生致死性葡萄球菌脓毒血症；变形杆菌和假单胞菌生长旺盛并侵入组织发生肾炎或膀胱炎；白色念珠菌大量繁殖，引起肠道、肛门或阴道感染，也可发展成全身感染；艰难梭菌在结肠内大量繁殖，并产生一种肠毒素及细菌毒素，导致假膜性肠炎。

二、土壤中细菌的分布

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。它们大部分存在于离地面10～20cm深的土壤中。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。进入土壤中的病原微生物容易死亡，但是一些能形成芽孢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。因此土壤与创伤及战伤的厌氧性感染有很大关系。

土壤中的细菌占土壤微生物总数的70%～90%，多数为腐生菌，少数是自养菌。另外，土壤中可分离出许多能产生抗生素的放线菌，占土壤中微生物含量的5%～30%。

三、水中细菌的分布

水中的细菌主要来源土壤、尘埃、污水、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。水中细菌种类及数量因水源不同而异，其中90%为革兰阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。

水中细菌的含量尤其是肠杆菌数与人类健康关系密切，因此，做好水的卫生学检查至关重要。水中的病原菌如伤寒沙门菌、痢疾志贺菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体等主要来自人和动物的粪便及污染物。但直接检查水中的病原菌是比较困难的，卫生细菌学以“大肠菌群数”，作为饮水等粪便污染的指标之一。大肠菌群是指37℃ 24h内发酵乳糖产酸产气的肠道杆菌，包括埃希菌属、枸橼酸杆菌属、克雷伯菌属和肠杆菌属等。我国在《生活饮用水标准》（GB5749-2006）规定，在100ml饮用水中不得检出大肠菌群。

四、空气中细菌的分布

空气中的细菌主要来源于人和动物，它们大多数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原菌例如结核分枝杆菌可以附着在空气粉尘上。室外空气中常见产芽孢杆菌、产色素细菌；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，容易受到带菌者和患者污染。如飞沫、皮屑、痰液、脓汁和粪便等携带大量的细菌，可严重污染空气。室内空气中常见的病原菌有脑膜炎奈瑟菌、结核分枝杆菌、溶血性链球菌、白喉棒状杆菌、百日咳鲍特菌等。空气中微生物污染程度与医院感染率有一定的关系。空气细菌卫生检查方法常用平板沉降法和膜滤器法。

五、极端环境中细菌的分布

地球上某些环境条件，如南北极、地热区、酸性或碱性泉、低温高压的海洋深处等皆属于极端环境。在这种环境中，仅有极少数微生物可以生存。例如极端嗜热菌对热有极强的适应能力，能生活在90℃以上的高温环境。在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110℃以上高温中，最适生长温度为98℃，降至84℃即停止生长。在美国一些火山口中分离出的细菌甚至可以生活在250℃的环境中。嗜热菌多为异养菌，其中许多能将硫氧化获取能量。而食物能在低温下保存及运输过程中造成腐败的主要原因是嗜冷微生物引起的，例如嗜冷腐败假单胞菌，在-7℃条件下仍可生长，并引起鱼、肉、奶制品腐败。在含有高浓度盐的环境下仍能生长的微生物称为嗜盐微生物。有些微生物能在极酸环境中生长。一般把最适生长pH在9以上的微生物称嗜碱微生物。