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動物的消化道微生物 動物的消化道微生物

動物科學系 王翰聰

什麼是消化道 ?

• 由嘴巴到肛門的體內通道

– 高等動物的吃喝拉撒都跟消化道有關

• 大致分為

– 口腔 – 食道 – 胃 – 小腸 – 大腸

• 動物的食性與其消化道的構造有很大的關連

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肉食性動物 : 狗、 貓、貂

• 消化道構造簡單

– 有些動物甚至沒有盲腸

• 所食食物大多為低纖維、高蛋白質

狗 貓

盲腸與結腸 都很小

構造簡單

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雜食性動物 : 豬 , 人

豬具有膨大之盲腸 人則較不明顯

(Stevens and Hume, 1995)

貂 肉食性 人類

複雜度增加

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草食動物 : 馬、 兔、反芻動 物

• 消化道長而發達

• 採食大量纖維成分

• 消化道內微生物發達

馬的盲腸非常大

盲腸占消化道的 16%

結腸 ( 大腸 ) 占 38%

馬

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兔

占消化道比例

盲腸 : 30%

結腸 : 6%

(Stevens and Hume, 1995)

占消化道比例

瘤胃 : 52.9%

盲腸 : 2.3%

結腸 : 10.4%

綿羊

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依照微生物發酵作用之位置

• 前胃發酵 : 反芻動物 反芻動物

– 反芻動物有四個胃

• 瘤胃、蜂巢胃、重瓣胃、皺胃

• 後腸發酵 : 鳥類 , 馬 , 兔

– 大多於盲腸與結腸進行

禽類消化道

• 主要構造

– 嗉囊 – 腺胃 – 砂囊 – 小腸

– 盲腸 ( 成對 ) – 大腸

• 水禽與陸禽有差別

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雞 鵝

(Stevens and Hume, 1995)

反芻動物的消化道

單胃動物 ( 豬、人 ) 的消化道

微生物主要生存位置

微生物主要生存位置

微生物住在哪裡 ?

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誰住在動物肚子裡 ?

房東與房客

• 宿主 ( 房東 )

– 也稱為寄主，是指為寄生物包括細菌、寄 生蟲、原蟲、真菌及病毒等提供提供生存 環境的生物。

• 寄生物 ( 房客 )

– 寄生物需要完全地依賴宿主提供營養和生 存環境

• 最理想的宿主和寄生物的關係

– 宿主能夠為寄生物長期提供穩定的生存環境

– 自身的營養不會被寄生物大量地吸取掉

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消化道微生物在作什麼 ?

• 代謝活性

– 利用能量與可吸收之養分

• 營養效應

– 幫助動物消化食物

• 在草食動物尤其重要 ( 牛可以吃草過活的主因 )

– 腸道上皮細胞及免疫的結構功能

• 保護宿主

– 對抗外來病原菌

由細菌完成大部份的工作

腸道微生物的代謝效應

未消化的 殘餘食物

維生素合成

產生短鏈脂肪酸 (VFA)

結腸吸收作為

宿主能源

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腸道微生物的營養效應

• 表皮細胞的生長分化與免疫

產生短鏈 脂肪酸

產生免疫之記憶效應

辨識外來病原

腸道微生物的防禦效應

Bifidobacterium Lactobacillus

殘念…

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人只吃草

牛只吃草

為什麼牛吃草變強壯 ?

• 前提

– 脊椎動物無法分泌分解植物纖維成分的消化酵素

• 秘密武器

– 牛的瘤胃中有大量的微生物

• 細菌、原蟲、真菌、病毒

• 作戰方式

– 微生物可產生分解植物纖維的酵素 – 把纖維及其他成分變成可利用的能量

• 主要是短鏈脂肪酸 ( 乙酸、丙酸、丁酸 )

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腸道的房客 -- 微生物

• 種類

– 300-500 種

• 總數量

– 10

-10

個

– 約是身體細胞數的 10 倍

• 總重量

– 約數百公克

• 特性

– 大多是厭氧菌

胃 十二 指腸

迴腸 盲腸 直腸

乳酸桿菌 7-8 6-7 7-8 8-9 7-8 大腸菌 5-6 4-5 6-7 7-8 8 梭狀芽孢桿菌 -- -- 0-4 4 5 腸球菌 -- -- 0-4 5-6 5-6

消化道各部位的細菌數目 (log

/g 消化物 )

(Ewing and Cole, 1994)

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房客分類

• 好人

– 比菲得氏菌（又稱雙歧桿菌）、乳酸桿菌等的 乳酸菌群。

• 壞人

– 壞菌的代表則是產氣莢膜梭狀芽孢桿菌以及葡 萄球菌等的腐敗菌。

• 騎牆派 ( 伺機菌 )

– 例如偽單胞菌（ Pseudomonas ）和黴菌（ Fung us ）

– 一旦人體生病或抵抗力降低時便會與有害菌結

合，危害人體健康。

腸內菌相的平衡

• 最佳狀況

– 好菌多，壞菌稀少，伺機菌適量

• 影響菌相平衡的因素

– 食物 – 壓力 – 環境

– 宿主生理狀況

• 腸內菌相會影響糞便的型態與狀況

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好菌 壞菌

搶地盤

搧風點火

伺機菌

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糞便型態

香蕉型切口良好 會沉入水中

臭味很少

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糞便型態

顆粒狀

量少但油脂多 有便秘傾向

( 寄藤文平， 2005)

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糞便型態

長條型體積大 軟硬參雜

臭味很少

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( 拉肚 子 )

糞便型態

如粥一般稀薄 有時發出惡臭

( 寄藤文平， 2005)

血便

健康

便秘

營養不良

糞便顏色 與

身體狀態

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腸道菌相的建立

• 動物出生前消化道是無菌的

• 出生開始就有菌相建立

– 嬰兒早期腸道菌相會影響成年後之永久菌相組成

• 影響早期菌相的因素

– 分娩形式

– 給食狀態

– 環境

餵母乳 餵配方乳

首次出現 最高數目 首次出現 最高數目 雙叉乳桿菌

6.0 1.0 5.2 類桿菌屬

4.9 1.0 5.0 腸桿菌

3.3 1.0 3.2 鏈球菌

3.3 1.5 5.3 不同餵飼狀況下之嬰兒糞便分離各種細菌出現之天數

(Conway, 1996)

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第 1 周 1-19 周平均

餵母乳 餵配方乳 餵母乳 餵配方乳 雙叉乳桿菌

7.8

9.7 類桿菌屬 7.3 7.4 7.5 9.0 梭狀芽孢桿菌

5.1

6.6

腸桿菌 7.5 8.3 8.1 8.7

乳酸菌 ND ND 7.2 7.1

鏈球菌 7.1 7.7 7.3 8.5

不同餵飼狀況下之嬰兒糞便分離各種細菌數目 (x10

/ 克 )

(Conway, 1996)

不同年齡之糞便菌相變化 (Mitsuoka, 1990).

初生 離乳 幼年 成年 老年

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抗生素的使用問題

• 抗生素

– 抗生素（ Antibiotic ）是微生物的代謝產物 或合成的類似物，在體外能抑制微生物的生 長和存活，而對宿主不會產生嚴重的毒副作 用。

– 抗生素濫用造成抗藥性

• 疾病無法治癒

– 腸道細菌被抗生素殺滅

壞菌 好菌

抗生素作用殺滅細菌

不論好壞菌

全部完蛋

腸道菌相平衡破壞

增加壞菌增殖機會

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產生抗藥性之機制

1.使抗生素分解或失去活性

2.使抗菌藥物作用的靶點發生改變 3.細胞特性的改變

4.細菌產生藥泵

益生菌及益生質

• 益生菌（ Probiotics ）

– 對存在於動物、植物、以及食物中之固有微生物相 有益之活菌以及促進其增殖之物質。

– 經確認對宿主表現保健效益之活菌。

• 益生質（ Prebiotics ）

– 某種不能被消化分解的食物成分會經由選擇性活化 消化道內某些特定微生物，而對宿主產生有益之保 健效果。

– 若 probiotics 與 prebiotics 同時併用之產品則稱為 sy

nbiotics 。

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• 已發現的益生菌大體上可分成三大類

– 乳桿菌類（如嗜酸乳桿菌、乾酪乳桿菌、詹 氏乳桿菌、拉曼乳桿菌等）

– 雙歧桿菌類（如長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、

卵形雙歧桿菌、嗜熱雙歧桿菌等）

– 革蘭氏陽性球菌（如糞鏈球菌、乳球菌、仲 介鏈球菌等）

• 一些酵母菌亦可歸入益生菌的範疇。

• 常見的益生菌

– Ａ菌

• 嗜酸性乳酸桿菌（ Lactobacillus acidophilus)

– Ｂ菌

• 比菲德氏菌 (Bifido bacterium bifidum )

• 衛生署公告衡量腸道保健食品的標準

– 以「Ｂ菌」存活在腸道中的數量為標準

• 其他常見菌

– F 菌

• Lactobacillus Fermentum

– 龍根菌

• B. longum ( 比菲德氏龍根菌 )

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益 生 菌

防治腹瀉

緩解乳糖 不耐症狀 預防陰道 感染

增強人體 免疫力

緩解過敏

作用 降低血清

膽固醇

預防癌症和抑

制腫瘤生長

結 論

• 消化道微生物 ( 房客 ) 與宿主 ( 房東 ) 關係密切，好的房客讓你美麗健康，壞 的房客叫你消化不良。

• 腸道的菌相平衡維持非常重要，從糞便 狀況可以做判斷。

• 補充益生菌可對於腸道正邪大戰的正義

之師作有力的後援。

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謝謝收看