在动物消化道中栖息着一群微生物，在动物处于健康状态时，其种类和数量相对稳定和平衡，被称为正常菌群或固有菌群或原籍菌群（Normal bacteriaflora），他们是动物机体内环境中不可缺少的组成部分，对动物是有益无害的。它们除了能促进消化吸收外，还能抵御一些病原菌通过肠道侵入体内，抑制致病微生物的生长，是机体免疫系统不可缺少的重要组成部分。
益生菌是一种含有活菌及其成分和产物的微生物制剂，通过改善肠道微生态平衡来促进机体健康。它可合成维生素，形成有抗菌作用的物质和脂肪酸等，也可以影响肠道先天免疫系统，如加强肠道紧密连接，增加黏液分泌，促进胃肠动力等。总之，益生菌有利于建立一个正常的共生菌群，防止潜在致病性病原微生物的侵袭。

　　一、肠道菌群概况
　　1.1　胃肠道正常菌群
　　人和动物的胃肠道栖息的细菌大约30个属500多种，主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成，其中专性厌氧菌占99%以上，而仅类杆菌及双歧杆菌就占细菌总数的90%以上。
　　肠道中的细菌可分为三个部分：（1）生理性细菌为专性厌氧菌，是肠道的优势菌群，如双歧杆菌、类杆菌、优杆菌和消化球菌等，具有营养及免疫调节作用；（2）条件致病菌以兼性需氧菌为主，是肠道非优势菌群，如肠球菌、肠杆菌，在肠道微生态平衡时是无害的，在特定的条件下具有侵袭性；（3）病原菌多为过路菌，长期定植的机会少，生态平衡时，这些菌数量少，不会致病，如果数量超出正常水平，则可引起机体发病，如变形杆菌、假单胞菌和产气荚膜梭菌等。
　　胃、十二指肠、空肠细菌的种类及数量极少，主要由于胃酸、胆汁作用及小肠液流量大，蠕动节奏快，细菌在繁殖前即被冲洗到远端回肠及结肠，细菌浓度小于10³cfu/mL，主要为革兰氏阳性需氧菌，如链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌。在无酸的胃中细菌数会明显增多。幽门螺杆菌是真正的胃内细菌，它是引起胃炎的主要致病因子，是溃疡病的重要致病因子。而回肠未端由于肠液流量少，蠕动减慢，革兰氏阴性菌开始超过革兰氏阳性菌，细菌数逐渐增加到10⁵～10⁸cfu/mL，主要含乳酸杆菌、大肠杆菌、类杆菌和梭状芽孢杆菌等。至结肠，细菌数明显增加，浓度10⁹～10¹²cfu/mL，主要为厌氧菌：双歧杆菌、类杆菌、乳酸杆菌占绝对优越，为优势菌群，而有潜在致病性的梭状芽孢杆菌和葡萄球菌仅少量。肠内菌群保持共生或拮抗关系，维持微生态平衡。胃进入小肠的微生物数目很少。胃内除了幽门螺杆菌或相关的菌种外，大多数是革兰氏阳性的需氧菌，如链球菌、葡萄球菌、奈瑟菌、乳酸菌和念珠菌，细菌浓度通常小于10³cfu/mL。小肠是个过渡区，肠液流量大，足以将细菌在繁殖前冲洗到远端回肠和结肠，十二指肠和空肠相对无菌，含菌浓度为0～10⁵cfu/mL，主要菌种是革兰氏阳性的需氧菌，包括链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌。盲肠中的细菌浓度达10¹⁰～10¹²cfu/mL，厌氧菌超过需氧菌10²～10⁴倍，主要以拟杆菌、真杆菌和双歧杆菌以及厌氧的革兰氏阳性球菌为主。这些肠道固有菌群在维持肠道功能方面具有举足轻重的作用。
　　1.2　菌群失调
　　在某些因素的影响下，肠道微生态系统被破坏，肠道正常菌群的种类、数量和比例发生异常变化，偏离正常的生理组合，转变为病理性组合状态，这称为菌群失调，以腹泻为最明显症状，其它如肠道菌群中潜在致病菌引起的内源性感染和一些过敏性疾病。
　　二、益生菌调节肠道菌群的作用机制
　　2.1　益生菌的定植拮抗作用
　　益生菌能有序地定植于动物黏膜、皮肤等表面或细胞之间，占据宿主消化道的定植位点，形成生物屏障，减少病原微生物的侵染、定植，起着占位、争夺营养、拮抗的作用，保护机体不被病原菌侵入。Benert等发现双歧杆菌黏附于肠上皮细胞，并不引起细胞损害而是能抑制肠道致病菌对肠上皮细胞的侵袭作用。L.gasseri通过糖类和糖蛋白来黏附，且其黏附力最强；嗜酸性乳杆菌依靠糖类、二价钙离子来黏附；双歧杆菌通过脂壁磷酸黏附于肠上皮细胞，构成一层菌膜屏障，并产生细胞外糖苷酶，降解上皮细胞上作为潜在致病菌及其定植，形成肠道化学保护屏障，可以保护肠道内的微环境，阻止致病菌的侵入、粘附和定植，抑制非正常菌群如痢疾杆菌、伤寒杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌和真菌的生长及其有害代谢物的产生。目前微生态制剂已被广泛用于生产中，但其应用效果的报道还很不一致，这主要是因为人们对其作用机理的了解还不完全。
　　芽孢杆菌进入动物胃肠道后，通过生物夺氧作用在生长繁殖过程中消耗肠内过量的气体，造成厌氧状态，而抑制需氧的有害菌的生长繁殖。芽孢杆菌还可以在生长繁殖过程中可产生细菌素、有机酸等物质，改变肠内微生态环境，形成了不利于有害菌生长繁殖的肠内环境。
　　还有一些益生菌可产生具有广谱抗菌作用的物质，如细菌素、过氧化氢、亲脂分子、二乙酰、二氧化碳和乙醛等，这些物质对肠道内的大肠埃希菌、沙门氏菌和链球菌等均有抑菌或杀菌作用，不同的抗菌物质对革兰氏阳性和阴性菌有不同的作用；还可减少肠道内氨及胺等有害物质的产生，降低内毒素，改善肠功能。
　　益生菌可以通过产生胞外糖苷酶，阻止致病菌对肠黏膜细胞的侵袭。研究发现，双歧杆菌能够产生胞外糖苷酶，这些酶可以降解肠道黏蛋白低聚糖和乳酸系列Ⅰ型糖鞘脂，阻止细菌侵袭。
　　2.2　营养作用
　　益生菌可利用本身所特有的某些酶类（如半乳糖苷酶等）补充宿主在消化酶上的不足，帮助分解上消化道未被充分水解吸收的营养物质，有利于宿主进一步吸收利用，包括增加人体必需的维生素、氨基酸、微量元素和某些无机盐类（如钙、磷、铁、钴等）的吸收和利用。在营养物质有限的情况下，通过其优势生长竞争性地消耗潜在致病菌的营养素，这种竞争有限营养素的能力是决定肠道菌群分布的重要因素。大肠内细菌是由营养基质的利用范围所决定的，近端结肠细菌物种从小肠传来的大量食物残渣获得营养物质，而远端结肠内的细菌物种的利用基质范围就变得有限。正常生理状态下，远端小肠和近端结肠内乳酸杆菌的含量较高，而远端结肠内双歧杆菌的数量占优势。故增加作为益生菌的乳酸菌或双歧杆菌可以减少其它菌群所消耗的营养机制。
　　芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，可降解饲料中的某些抗营养因子，提高饲料转化率可达8%以上。在肠道内生长繁殖，能产生各种营养物质如维生素、氨基酸、未知促生长因子等，参与机体的新陈代谢，促进动物生长。
　　2.3　增强机体的免疫功能，防御感染
　　研究表明，芽孢杆菌能促进肠道相关淋巴组织，使之处于高度反应的“准备状态”，同时使免疫器官的发育增快，免疫系统成熟快而早，T、B淋巴细胞的数量增多，使动物的体液和细胞免疫水平提高，增强机体抗病能力。Fuller、Inooka指出芽孢杆菌可提高动物抗体水平或提高巨噬细胞的活性，实验表明，该菌能显著提高动物脾脏的T、B淋巴细胞比例，对动物的细胞免疫有重要的作用。芽孢杆菌能促进机体免疫特别是局部免疫提高，使分泌型IgA的分泌增加。芽孢杆菌可使动物血清中的中性粒细胞吞噬率提高17%，能显著增加血清中总蛋白、球蛋白的含量，
　　2.4　净化环境作用机制
　　枯草芽孢杆菌可在大肠中产生氨基氧化酶、氨基转移酶及分解硫化物的酶，可将臭源吲哚化合物完全氧化，将硫化物氧化成无臭、无毒物质，从而降低血液及粪便中有害气体的浓度，也减少了向外界排放的量，改善了饲养环境。嗜氨菌能消化肠道游离的氨（胺）及吲哚等有害物质，抑制大肠杆菌的活动，排出的粪中含有的活菌体，可消化剩余的氨。用放线菌微生物作除粪臭剂，除臭率达66％。禽粪经处理后成分基本不受影响。乳酸杆菌可明显降低多胺水平。
　　另外，需氧型益生菌（如芽孢杆菌）进入消化道后，生长繁殖消耗肠道内大量氧气，使局部环境的氧分子浓度降低，氧化还原电势下降，使需氧型致病菌得不到足够氧气而大幅度下降，起到防止人或动物患病的作用。
　　三、益生菌调节肠道菌群的研究现状
　　许多研究报道，摄入外源的益生菌（双歧杆菌等）发酵乳和制剂对动物及人肠道菌群均具有改善作用，并且对已失调的肠道菌群具有修复作用。严纪文等（2003）研究了某双歧杆菌活菌颗粒制剂对小鼠肠道菌群的调节作用，设置了低、中、高3个剂量组。结果显示，以3个剂量灌服受试物后分别与灌服受试物前比较，双歧杆菌、乳杆菌和肠杆菌的数量均有增加，统计学处理结果为差异显著，肠球菌变化差异不显著；中、高剂量受试组与正常对照组比较，双歧杆菌、乳杆菌的数量有明显增加，且差异显著。孟祥晨等    （2004）运用动物试验方法研究了双歧杆菌对正常小白鼠肠道菌群的影响。研究指出，试验组与对照组相比，双歧杆菌数量显著增加，肠杆菌数量显著下降，而乳杆菌有轻微增长，但差异不显著。伦永志等（2002）用灭活双歧杆菌调整小鼠抗生素相关性菌群失调。结果发现，灭活的双歧杆菌对小鼠肠道生理菌群具有一定的调节作用。
　　马春全（2000）用4株乳酸链球菌代替抗菌素饲喂肉仔鸡，使肉仔鸡的成活率提高5.4%，第2周龄增重提高13.2%。刘定发（2002）试验结果表明，益生菌的作用受鸡年龄的影响较大，小鸡阶段时补充益生菌可以取得良好效果，但以后这种优势逐渐减弱。张春杨（2002）报道，用产蛋白酶的益生菌制备成益生菌剂饲喂肉鸡，能明显促进免疫器官的生长发育，提高免疫器官指数。芽孢杆菌制剂对肉仔鸡的生产性能有显著的提高作用，日增重提高14.33%，料重比改善13.57%，与抗生素组相比也体现出仔鸡生产性能改善趋势。在用含有芽孢杆菌制剂饲喂蛋鸡时，试验组的料蛋比比对照组降低了9.52%，差异极显著；产蛋率比对照组提高了5.35%，差异显著；350及380日龄时试验组血清中新城疫血凝抑制抗体效价分别高出对照组25.81%和25.42%；试验组的肠道病发病率和死淘率分别比对照组降低了66.67%和68.18%，差异显著。
　　在仔猪阶段添加微生物饲料后，提高饲料利用率（仔猪料肉比为1.5:1），促进仔猪快速生长；净化环境，较好的控制仔猪腹泻及呼吸道疾病；提高免疫力使仔猪成活率达到99%，断奶天数从原来的29d 缩短为21d，断奶时仔猪体重达7.5kg。苏勇（2006）研究了益生菌Lactobacillus amylovorus S1 对仔猪后肠菌群的影响发现，断奶后仔猪后肠菌群发生较大变化，主要表现为高GC 含量细菌(主要为乳酸杆菌)的消失；口服益生菌L.amylovorus S1 对仔猪后肠菌群就处于较平衡的状态，后肠菌群区系多样性影响不明显，但促进了某些菌如C.disporicum 的增殖，而减少了猪链球菌的数量。
　　四、展望
　　综上所述，摄入双歧杆菌等益生菌对机体肠道菌群具有一定调节作用。然而外源益生菌对肠道菌群的调整机制仍不明了，有必要进一步研究和阐述益生菌调节肠道菌群的作用机制。同时，益生菌的作用效果，受许多因素的影响，所用的菌种必须能在动物消化道存活生长，从而发挥其功效。因此菌种必须能在低pH的条件下生存，对胆盐有抵抗能力，对消化道上皮有吸附能力，才能发挥其生物学功能。
　　随着分子生物学的发展、科学技术的不断进步以及益生菌的基础研究工作的广泛展开，相信在不远的将来益生菌会得到更好的开发和应用，会被开发成为一种理想的肠道菌群调节剂，以促进食品工业的发展和人民群众的健康。