Medical Microbiology · 5/6
消化管の常在菌叢とその意義
Normal flora of the gastrointestinal tract and its significance
🧠 消化管の常在菌叢は「酸のバリア」を境に胃と大腸でまったく別の顔ぶれになる。 胃は強酸(塩酸hydrochloric acid (HCl)塩酸(hydrochloric acid (HCl))hydrochloric acid (HCl)(塩酸)+ペプシノーゲンpepsinogenペプシノーゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノーゲン))でほとんどの菌を殺菌するため、酸に耐えられる特殊な適応(ウレアーゼによるアンモニア産生でpHを中和する)を持つH. pyloriだけが定着できる。一方、酸のバリアを越えた大腸は偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌)が主体の高密度フローラとなり、単なる「同居菌」ではなく栄養素の分解・ビタミン合成・病原菌の定着阻害という積極的な共生endosymbiosis共生(endosymbiosis)endosymbiosis(共生)関係を宿主と結んでいる。この「胃=酸適応した少数派」「大腸=嫌気性菌主体の多数派で機能的パートナー」という対比で理解する。
消化管常在菌叢
| 部位 | 主な常在菌 |
|---|---|
| 胃 | Helicobacter pylori——胃の酸性環境(塩酸hydrochloric acid (HCl)塩酸(hydrochloric acid (HCl))hydrochloric acid (HCl)(塩酸)+ペプシノーゲンpepsinogenペプシノーゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノーゲン))に耐えられる特殊な菌 |
| 大腸(主に偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌)) | Bifidobacterium、Bacteroides(および他の嫌気性菌:Prevotellaなど)、Enterococcus(E. faecalis、E. faecium)、腸内細菌科(E. coli、Klebsiella、Proteus、Enterobacter、Serratia) |
💡 H. pyloriが胃に定着できる理由。 強力なウレアーゼ活性で尿素をアンモニアと二酸化炭素carbon dioxide, CO₂二酸化炭素(carbon dioxide, CO₂)carbon dioxide, CO₂(二酸化炭素)に分解し、菌体周囲の微小環境を中和することで胃酸に耐える。この機構がH. pyloriの回の中心テーマであり、迅速ウレアーゼ試験direct urease test迅速ウレアーゼ試験(direct urease test)direct urease test(迅速ウレアーゼ試験)による診断の根拠にもなっている。
常在菌叢の意義
- 消化管フローラgut flora消化管フローラ(gut flora)gut flora(消化管フローラ)はヒトが単独では消化できない栄養素の分解を助ける
- ビタミンの合成を行う(葉酸、ビタミンKなど)
- Lactobacillus属は腸内で乳糖などの糖を乳酸へ変換する
- 常在フローラnormal flora常在フローラ(normal flora)normal flora(常在フローラ)の存在自体が病原菌の増殖を抑制する(コロニー形成抵抗性colonization resistanceコロニー形成抵抗性(colonization resistance)colonization resistance(コロニー形成抵抗性))
- 一部の有益菌はプロバイオティクスProbioticsプロバイオティクス(Probiotics)Probiotics(プロバイオティクス)製品として市販marketing市販(marketing)marketing(市販)されている
まとめ
- 胃は強酸環境のためH. pyloriのみが定着し、大腸は偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌)主体の高密度フローラ(Bifidobacterium、Bacteroides、Enterococcus、腸内細菌科)を形成する。
- H. pyloriはウレアーゼによるアンモニア産生で胃酸を中和し、酸性環境に適応している。
- 常在菌叢は栄養素の分解、ビタミン(葉酸・ビタミンK)合成、病原菌増殖の抑制という機能的意義を持つ。
- Lactobacillusは糖を乳酸に変換し、腸内環境を酸性に保つことで病原菌の定着を妨げる。
- 有益な常在菌の一部はプロバイオティクスProbioticsプロバイオティクス(Probiotics)Probiotics(プロバイオティクス)として製品化されている。