Энциклопедия 

Функции нормальной микрофлоры организма человека. Нормальная микрофлора организма человека и ее функции Микрофлора организма человека в норме и патологии

Микрофлора организма человека(Аутомикрофлора)

Это эволюционно сложившаяся качественно и количественно относительно постоянная совокупность микроорганизмов, всех биоценозов, отдельных биотопов организма.

Ребенок рождается стерильным, но еще проходя через родовые пути, захватывает сопутствующую микрофлору. Формирование микрофлоры осуществляется в результате контакта новорожденного, с микроорганизмами окружающей среды и микрофлорой организма матери. К возрасту 1-3 месяцев микрофлора ребенка становится сходной с микрофлорой взрослого.

Количество микроорганизмов взрослого человека составляет 10 в 14й особей.

1. На 1 см2 кожи может присутствовать несколько сотен тысяч бактерий

2. С каждым вдохом поглощается 1500-14000 и более микробных клеток

3. В 1 мл слюны - до 100 млн. бактерий

4. Общая биомасса микроорганизмов в толстом кишечнике около 1,5 кг.

Виды микрофлоры организма

  1. Резидентная микрофлора - постоянная, индигенная, аутохтонная
  2. Транзиторная - непостоянная, аллохтонная

Функция микрофлоры

  1. Колонизационная резистентность - нормальная микрофлора, предотвращает колонизацию биотопов организма посторонними в т.ч. патогенными микроорганизмами.
  2. Переваривание и детоксикация экзогенных субстратов и метаболитов
  3. Иммунизация организма
  4. Синтез витаминов, аминокислот, белков
  5. Участие в обмене желчных кислот, мочевой кислоты, липидов, углеводов, стероидов
  6. Антиканцерогенное действие

Отрицательная роль микрофлоры

  1. Условно-патогенные представители нормальной микрофлоры могут стать источником эндогенной инфекции. В норме эти микроорганизмы неприятностей не вызывают, а при ослабление иммунной системы, например стафилакок - может вызвать гнойную инфекцию. Кишечная палочка - в кишечнике, а если окажется в мочевом пузыре - цистит, а если попадет в рану - гнойная инфекция.
  1. Под влиянием микрофлоры может увеличиваться выделение гистамина - аллергические состояния
  1. Нормофлора - хранилище и источник плазмид антибиотикорезистентности.

Основные биотопы организма -

  1. Заселяемые биотопы - в этих биотопах бактерии живут, размножаются и выполняют определенные функции.
  2. Стерильные биотопы - в этих биотопах в норме бактерии отсутствуют, выделение бактерий из них имеет диагностическое значение.

Заселяемые биотопы -

  1. Воздухоносные пути
  2. Наружные половые органы, уретра
  3. Наружный слуховой проход
  4. Конъюктива

Стерильные биотопы - кровь, ликвор, лимфа, перитонеальная жидкость, плевральная жидкость, моча в почках, мочеточниках и мочевом пузыре, синовиальная жидкость.

Микрофлора кожи - эпидермальный и сапрофитический стафилакокки., дрожже подобные грибы, дифтероиды, микрококки.

Микрофлора верхних дыхательных путей - стрептококки, дифтероиды, нейссерии, стафилакокки.

Полость рта - стафилакокки, стрептококки, дрожже подобные грибы, лакто бактерии, бактероиды, нейссерии, спирохеты и др.

Пищевод - в норме не содержит микроорганизмов.

В желудке - среда обитаняи - крайне неприятная - лактобактерии, дрожжи, единично стафилакокки и стрептококки

Кишечника - концентрация микроорганизмов, их видовой состав и соотношение меняется в зависимости от отдела кишечника.

У здоровых людей в 12перстной кишке количество бактерий не более 10 в 4 - 10 в 5й колониобразующих единиц(ко.е) на мл.

Видовой состав - лактобактерии, бифидобактерии, бактероиды, энетрококки, дрожжеподобные грибы и др. С приемом пищи количество бактерий может значительно увеличиваться, но в короткий срок, возвращается к исходному уровню.

В верхних отделах тонкой кишки - количество микроорганизмов - 10 в 4 -10 в 5 колониообразующих единиц на мл, в подвздошной кишке до 10 в 8й степени.

Механизмы, препятствующие микробному росту в тонкой кишке.

  1. Антибактериальное действие желчи
  2. Кишечная перельстальтика
  3. Выделение иммуноглобулинов
  4. Ферментативная активность
  5. Слизь, содержащая ингибиторы роста микроорганизмов

При нарушении указанных механизмов нарастает микробное обсеменение тонкой кишки, т.е. избыточный рост бактерий в тонкой кишке.

В толстой кишке у здорового человека количество микроорганизмов - 10 в 11 - 10 в 12й ко.е на г. Преобладают анаэробные виды бактерий - 90-95% всего состава. Это бифидобактерии, бактероиды, лакто бактерии, вейлонеллы, пептострептококки, клостридии.

Около 5-10% - факультативные анаэробы - и аэробы - кишечная палочка, лактоза негативная энтеробактерия, энтерококки, стафилакокки, дрожже подобные грибы.

Виды кишечной микрофлоры

  1. Пристеночная - постоянная по составу, выполняет функцию колонизационной резистентности
  2. Просветная - менее постоянная по составу, выполняет ферментативные и иммунизирующие функции.

Бифидобактреии - наиболее значимые представители облигатных(обязательных) бактерий в кишечнике. Это анаэробы, не образуют спор, представляют собой грамм положительные палочки, концы раздвоены, могут иметь шаровидные вздутия. Большая часть бифидобактерий располагается в толстой кишке, являясь ее основной пристеночной и просветной микрофлорой. Содержание бифидобактерий у взрослых - 10 в 9й - 10 в 10й ко.е. на г.

Лактобактерии - другим представителем облигатной микрофлоры ЖКТ и является лактобактерия. Это грамм положительные палочки, с выраженным полиморфизмом, располагающимися цепочками или по одиночке, не образуют спор. Лактофлору удается обнаружить в молоке человека и животных. Лактобактерии(лактобациллы). Содержание в толстой кишке - 10 в 6й - 10 в 8й ко.е. на г.

Представителем облигатной микрофлоры кишечника является эшерихии(эшерихия колли).- кишечная палочка. Содержание кишечных палочек - 10 в 7й - 10 в 8й степени ко.е. на г.

Эобиоз - микрофлора - нормофлора. Биологическое равновесие нормофлоры легко нарушается факторами экзогенной и эндогеннйо природы.

Дисбактериоз - изменение качественного и количественного состава микрофлоры а также мест ее нормального обитания.

Дисбактериоз кишечника - клинико - лабораторный синдром, связанный с изменением качественного и/или количественного состава микрофлоры кишечника, с последующим формированием метаболических и иммунологических нарушений, с возможным развитием желудочно-кишечных расстройств.

Факторы, способствующие развитию дисбактериозу кишечника

  1. Заболевание ЖКТ
  2. Голодание
  3. Антимикробная химиотерапия
  4. Стресс
  5. Аллергические и аутоиммунные заболевания
  6. Лучевая терапия
  7. Воздействие ионизирующей радиации

Наиболее типичные клинические проявления

  1. Нарушение стула - диарея, запор
  2. Боли в животе, метиоризм, вздутие живота
  3. Тошнота и рвота
  4. Общие симптомы - утомляемость, слабость, головные боли, нарушение сна, возможно проявление гиповитаминоза.

По степени компенсации выделяют -

  1. Компенсированный дисбактериоз - клинические проявления отсутствуют, но при бактериологическом исследовании находятся нарушения.
  2. Субкомпенсированный дисбактериоз - незначительные, умеренные графические применнеия.
  3. Декомпенсированный - когда клинические проявления наиболее выражены.

Классификация по виду или группе организмов

  1. Избыток стафилакоков - стаффилакоковый дисбактериоз
  2. Дисбактериоз, обустолвенный условно патогенными энтеробактериями, дрожжеподобными грибми, ассоциацией условно патогенных микроорганизмов и тд.

Дисбактериоз - понятие бактериологическое, клинико - лабораторный синдром, это не заболевание. У Дисбактериоза имеется первичная причина.

Диагностика нарушений состава микрофлоры

  1. Клинико-лабораторная диагностика и выявление причин нарушения
  2. Микробиологический диагноз с определением типа и степени качественных и количественных нарушений состава микрофлоры.
  3. Исследование иммунного статуса.

Микробиологическая диагностика. Нарушение состава микрофлоры организма.

Предварительный этап - микроскопическое исследование кала - мазок и окрашен по грамму

Бактериологическое или культуральное исследование. Этот метод применяется на протяжении многих лет. Навеску кала суспендируют в буферном растворе. Готовят разведение от 10 в -1 до 10 в -10 степени. Осуществляют посев на питательную среду. Выполняют идентификацию выросших микроорганизмов по культуральным, морфологическим, тинкториальным, биохимическим и др. свойствам, вычисляют показатели микрофлоры - КОЕ/г фекалий.

Питательные среды -

Среда Блаурокка - для выделения бифидобактерий

МРС агар для выделения лакто бактерий

Среда Эндо, Плоскирева, Левина - для выделения кишечных палочек и условно-патогенных энтеробактерий.

ЖСА - стафилакокки

Среда Вильсон - Блера - спорообразующие анаэробы - клостридии

Среда Сабуро - дрожжеподобные грибы - рода Candida

Кровяной МПА - гемолитические микроорганизмы

Принципы коррекции нарушения состава микрофлоры - неспецифические - режим, диета, деконтаминация биотопов организма, от патогенных и условно патогенных микроорганизмов.

Пробиотики и пребиотики

Коррекция нарушений системы иммунитета.

Пробиотики, эубиотики - это препараты, в состав которых входят живые микроорганизмы, оказывающие нормализующее воздействие на состав и биологическую активность микрофлоры пищеварительного тракта.

Требования к пробиотикам.

  1. Соответствие нормальной микрофлоре человека
  2. Высокая жизнеспособность и биологическая активность
  3. Антогонизм по отношению к патогенной и условно патогенной микрофлоре
  4. Устойчивость к физико-химическим факторам
  5. Антибиотико устойчивость
  6. Наличие в перпарате симбиотичных штаммов

Классификация пробиотиков

  1. Классические монокомпонентные - бифидумбактерин, колибактерин, лактобактерин
  2. Поликомпонентные - бификол, ацилакт, линекс
  3. Самоэлиминирующиеся антагонисты- бактисубтил, споробактерин, эубикор, энтерол
  4. Комбинированные - бифиформ
  5. Пробиотики, содержащие рекомбинантные штаммы
  6. Пребиотики - хилак форте, лактулоза, галакто и фруктоолигосахариды
  7. Синбиотики - аципол, нормофлорин

Пребиотики - препараты, создающие благоприятные условия, для существования нормальной микрофлоры.

Синбиотики - препараты, содержащие рациональную комбинацию пробиотиков и пребиотиков.

Препараты бактериофаги - специфичность действия на тех или иных микроорганизмов.

Нормальные микроорганизмы кишечника – это колонии бактерий, заселяющие просвет нижних отделов пищеварительного тракта и поверхность слизистой оболочки. Они нужны для качественного переваривания химуса (пищевого комка), обмена веществ и активации местной защиты в отношении инфекционных возбудителей, а также токсических продуктов.

Нормальная микрофлора кишечника – это баланс различных микробов нижних отделов пищеварительной системы, то есть их количественное и качественное соотношение, необходимое для поддержания биохимического, метаболического, иммунологического равновесия организма и сохранения здоровья человека.

  • Защитная функция. Нормальная микрофлора обладает выраженным противодействием в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Полезные бактерии препятствуют заселению кишечника иными, не свойственными ему инфекционными возбудителями. В случае снижения количества нормальной микрофлоры, начинают размножаться потенциально опасные микроорганизмы. Развиваются гнойно-воспалительные процессы, происходит бактериальное заражение крови (септицемия). Поэтому важно не допускать уменьшения количества нормальной микрофлоры.
  • Пищеварительная функция. Кишечная микрофлора участвует в ферментации белков, жиров, высокомолекулярных углеводов. Полезные бактерии разрушают под действием воды основную массу клетчатки и остатки химуса, поддерживают в кишечнике необходимый уровень кислотности (рН). Микрофлора инактивирует (щелочную фосфатазу, энтерокиназу), участвует в образовании продуктов распада белков (фенола, индола, скатола) и стимулируют перистальтику. Также микроорганизмы пищеварительного тракта регулируют метаболизм и желчных кислот. Способствуют трансформации билирубина (желчного пигмента) в стеркобилин и уробилин. Полезные бактерии играют важную роль на конечных этапах превращения холестерина. Из него образуется копростерин, который не всасывается в толстой кишке и выводится с калом. Нормофлора способна снижать выработку печенью желчных кислот и контролировать нормальный уровень холестерина в организме.
  • Синтетическая (метаболическая) функция. Полезные бактерии пищеварительного тракта вырабатывают витамины (С, К, Н, РР, Е, группы В) и незаменимые аминокислоты. Кишечная микрофлора способствует лучшему усвоению железа и кальция, поэтому препятствует развитию таких заболеваний как анемия и рахит. За счет действия полезных бактерий происходит активное всасывание витаминов (D 3 , В 12 и фолиевой кислоты), регулирующих систему кроветворения. Метаболическая функция кишечной микрофлоры также проявляется в способности синтезировать ими антибиотикоподобные вещества (ацидофилин, лактоцидин, колицин и другие) и биологически активные соединения (гистамин, диметиламин, тирамин и т. д.), которые препятствуют росту и размножению патогенных микроорганизмов.
  • Детоксикационная функция. Эта функция ассоциируется с возможностями кишечной микрофлоры сокращать количество и удалять с каловыми массами опасные токсические продукты: соли тяжелых металлов, нитриты, мутагены, ксенобиотики и другие. Вредные соединения не задерживаются в тканях организма. Полезные бактерии предотвращают их токсическое воздействие.
  • Иммунная функция. Нормофлора кишечника стимулирует синтез иммуноглобулинов – особых белков, повышающих защитные силы организма в отношении опасных инфекций. Также полезные бактерии содействуют созреванию системы фагоцитирующих клеток (неспецифический иммунитет), способных к поглощению и уничтожению патогенных микробов (см. ).

Представители кишечной микрофлоры

Вся микрофлора кишечника подразделяется на:

  1. нормальную (основную);
  2. условно-патогенную;
  3. патогенную.

Среди всех представителей встречаются анаэробы и аэробы. Отличие их друг от друга заключается в особенностях существования и жизнедеятельности. Аэробы – это микроорганизмы, способные жить и размножаться только в условиях постоянного доступа кислорода. Представители другой группы делятся на 2 вида: облигатные (строгие) и факультативные (условные) анаэробы. И те, и другие, получают энергию для своего существования при отсутствии доступа кислорода. Для облигатных анаэробов он губителен, а для факультативных – нет, то есть микроорганизмы могут существовать в его присутствии.

Нормальные микроорганизмы

К ним относятся грамположительные (бифидобактерии, лактобактерии, эубактерии, пептострептококки) и грамотрицательные (бактероиды, фузобактерии, вейлонеллы) анаэробы. Такое название их связано с фамилией датского бактериолога – Грама. Он разработал специальный метод окрашивания мазков с использованием анилинового красителя, йода и спирта. При микроскопии часть бактерий имеет сине-фиолетовый цвет и относится к грамположительным. Другие микроорганизмы обесцвечиваются. Для лучшей визуализации этих бактерий применяется контрастный краситель (фуксин), который окрашивает их в розовый цвет. Это грамотрицательные микроорганизмы.

Все представители данной группы являются строгими анаэробами. Они составляют основу всей кишечной микрофлоры (92-95%). Полезные бактерии вырабатывают антибиотикоподобные вещества, помогающие вытеснить из среды обитания возбудителей опасных инфекций. Также нормальные микроорганизмы создают зону “закисления” (рН=4,0-5,0) внутри кишечника и образуют защитную пленку на поверхности его слизистой оболочки. Таким образом, формируется барьер, препятствующий колонизации посторонних бактерий, попавших извне. Полезные микроорганизмы регулируют баланс условно-патогенной флоры, предотвращая ее избыточный рост. Участвуют в синтезе витаминов.

К ним относятся грамположительные (клостридии, стафилококки, стрептококки, бациллы) и грамотрицательные (эшерихии – кишечные палочки и другие представители семейства энтеробактерий: протей, клебсиелла, энтеробактер, цитробактер и т. д.) факультативные анаэробы.

Эти микроорганизмы являются условно-патогенными. То есть, при благополучии в организме их влияние только положительное, как и у нормальной микрофлоры. Воздействие неблагоприятных факторов приводит к их избыточному размножению и превращению в болезнетворных возбудителей. Развивается с диареей, изменением характера стула (жидкий с примесью слизи, крови или гноя) и ухудшением общего самочувствия. Количественный рост условно-патогенной микрофлоры может быть связан с ослабленным иммунитетом, воспалительными заболеваниями пищеварительной системы, неправильным питанием и применением лекарственных препаратов (антибиотиков, гормонов, цитостатиков, анальгетиков и других средств).

Главный представитель энтеробактерий – это с типичными биологическими свойствами. Она способна активировать синтез иммуноглобулинов. Специфические белки взаимодействуют с патогенными микроорганизмами из семейства энтеробактерий и препятствуют их проникновению в слизистую оболочку. Помимо этого кишечная палочка продуцирует вещества – колицины с антибактериальной активностью. То есть нормальные эшерихии способны тормозить рост и размножение гнилостных и патогенных микроорганизмов из семейства энтеробактерий – кишечной палочки с измененными биологическими свойствами (гемолизирующие штаммы), клебсиелл, протея и других. Эшерихии принимают участие в синтезе витамина К.

К условно-патогенной микрофлоре также относятся дрожжеподобные грибы рода Candida. Они редко обнаруживаются у здоровых детей и взрослых. Выявление их в кале, даже в небольшом количестве, должно сопровождаться клиническим обследованием пациента с целью исключения (избыточного роста и размножения дрожжеподобных грибов). Особенно это актуально у детей младшего возраста и больных со сниженным иммунитетом.

Патогенные микроорганизмы

Это бактерии, попадающие в пищеварительный тракт извне и вызывающие острые кишечные инфекции. Заражение патогенными микроорганизмами может произойти при употреблении в пищу загрязненных продуктов питания (овощи, фрукты и т. д.) и воды, при нарушении правил личной гигиены и контакте с больным. В норме в кишечнике не встречаются. К ним относятся патогенные возбудители опасных инфекций – , псевдотуберкулеза и других заболеваний. Наиболее частые представители этой группы – шигеллы, сальмонеллы, иерсинии и т. д. Некоторые возбудители (золотистый стафилококк, синегнойная палочка, нетипичная кишечная палочка) могут встречаться среди медицинского персонала (носители патогенного штамма) и в больничных учреждениях. Они вызывают серьезные госпитальные инфекции.

Все болезнетворные бактерии провоцируют развитие кишечного воспаления по типу или с расстройством стула (диарея, в кале слизь, кровь, гной) и развитием интоксикации организма. Полезная микрофлора угнетается.

Нормы содержания бактерий в кишечнике

Полезные бактерии

Нормальные микроорганизмы Дети старше 1 года Взрослые
Бифидобактерии 10 9 –10 10 10 8 –10 10 10 10 –10 11 10 9 –10 10
Лактобактерии 10 6 –10 7 10 7 –10 8 10 7 –10 8 >10 9
Эубактерии 10 6 –10 7 >10 10 10 9 –10 10 10 9 –10 10
Пепто-стрептококки <10 5 >10 9 10 9 –10 10 10 9 –10 10
Бактероиды 10 7 –10 8 10 8 –10 9 10 9 –10 10 10 9 –10 10
Фузобактерии <10 6 <10 6 10 8 –10 9 10 8 –10 9
Вейлонеллы <10 5 >10 8 10 5 –10 6 10 5 –10 6

КОЕ/г – это количество колонии образующих единиц микробов в 1 грамме испражнений.

Условно-патогенные бактерии

Условно-патогенные микроорганизмы Дети до 1 года на грудном вскармливании Дети до 1 года на искусственном вскармливании Дети старше 1 года Взрослые
Кишечные палочки с типичными свойствами 10 7 –10 8 10 7 –10 8 10 7 –10 8 10 7 –10 8
Клостридии 10 5 –10 6 10 7 –10 8 < =10 5 10 6 –10 7
Стафилококки 10 4 –10 5 10 4 –10 5 <=10 4 10 3 –10 4
Стрептококки 10 6 –10 7 10 8 –10 9 10 7 –10 8 10 7 –10 8
Бациллы 10 2 –10 3 10 8 –10 9 <10 4 <10 4
Грибы рода Candida отсутствуют отсутствуют <10 4 <10 4

Полезные бактерии кишечника

Грамположительные строгие анаэробы:

Грамотрицательные строгие анаэробы:

  • Бактероиды – полиморфные (имеющие разный размер и форму) палочки. Вместе с бифидобактериями заселяют кишечник новорожденных к 6–7 дню жизни. При грудном вскармливании бактероиды выявляются у 50% детей. При искусственном питании высеваются в большинстве случаев. Бактероиды принимают участие в пищеварении и расщеплении желчных кислот.
  • Фузобактерии – полиморфные палочковидные микроорганизмы. Характерны для кишечной микрофлоры взрослых людей. Нередко высеваются из патологического материала при гнойных осложнениях различной локализации. Способны секретировать лейкотоксин (биологическое вещество с токсическим действием по отношению к лейкоцитам) и фактор агрегации тромбоцитов, ответственный за тромбоэмболии при тяжелой септицемии.
  • Вейлонеллы – кокковые микроорганизмы. У детей, находящихся на грудном вскармливании, выявляются менее чем в 50% случаев. У малышей на искусственном питании смесями высеваются в высокой концентрации. Вейлонеллы способны к большой продукции газа. При их избыточном размножении эта отличительная черта может привести к диспепсическим расстройствам (метеоризму, отрыжке и диарее).

Как проверить нормальную микрофлору?

Следует провести бактериологическое исследование кала путем посева на специальные питательные среды. Забор материала производят стерильным шпателем из последней порции испражнений. Нужный объем кала – 20 грамм. Материал для исследования помещают в стерильную посуду без консервантов. Необходимо учитывать тот факт, что микроорганизмы – анаэробы должны быть надежно защищены от действия кислорода с момента забора кала до его посева. Рекомендуется использовать пробирки, заполненные специальной газовой смесью (углекислый газ (5%) + водород (10%) + азот (85%)) и плотно притертой крышкой. От момента забора материала до начала бактериологического исследования должно пройти не больше 2 часов.

Этот анализ кала позволяет обнаружить широкий спектр микроорганизмов, высчитать их соотношение и диагностировать видимые расстройства – дисбактериоз. Для нарушений в составе кишечной микрофлоры характерно снижение доли полезных бактерий, повышение количества условно-патогенной флоры с изменением ее нормальных биологических свойств, а также появление болезнетворных возбудителей.

Низкое содержание нормальной микрофлоры – что делать?

Проводится коррекция дисбаланса микроорганизмов с помощью специальных препаратов:

  1. способствуют колонизации кишечника основной микрофлорой за счет избирательной стимуляции роста и метаболической активности одной или нескольких групп бактерий. Данные препараты не являются лекарственными средствами. К ним относятся не переваренные ингредиенты пищи, являющиеся субстратом для полезных бактерий и не подвергающиеся действию пищеварительных ферментов. Препараты: “Хилак форте”, “Дюфалак” (“Нормазе”), “Пантотенат кальция”, “Лизоцим” и другие.
  2. – это живые микроорганизмы, нормализующие баланс кишечных бактерий и конкурирующие с условно-патогенной флорой. Благотворно влияют на здоровье человека. Они содержат полезные бифидобактерии, лактобактерии, молочнокислый стрептококк и т. д. Препараты: “Ацилакт”, “Линекс”, “Бактисубтил”, “Энтерол”, “Колибактерин”, “Лактобактерин”, “Бифидумбактерин”, “Бификол”, “Примадофилус” и другие.
  3. Иммуностимулирующие средства. Применяются для поддержания нормального микробиоценоза кишечника и повышения защитных сил организма. Препараты: “КИП”, “Иммунал”, “Эхинацея” и т. д.
  4. Лекарственные средства, регулирующие транзит кишечного содержимого. Используются для улучшения пищеварения и эвакуации пищи. Препараты: , витамины, и т. д.

Таким образом, нормальная микрофлора с ее специфическими функциями – защитной, обменной и иммуностимулирующей – определяет микробную экологию пищеварительного тракта и участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостазе).

Организм человека заселен (колонизирован) более чем 500 видов микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору человека, находящихся в состоянии равновесия (эубиоза) друг с другом и организмом человека. Микрофлора представляет собой стабильное сообщество микроорганизмов, т.е. микробиоценоз. Она колонизирует поверхность тела и полости, сообщающиеся с окружающей средой. Место обитания сообщества микроорганизмов называется биотопом. В норме микроорганизмы отсутствуют в легких и матке. Различают нормальную микрофлору кожи, слизистых оболочек рта, верхних дыхательных путей, пищеварительного тракта и мочеполовой системы. Среди нормальной микрофлоры выделяют резидентную и транзиторную микрофлору. Резидентная (постоянная) облигатная микрофлора представлена микроорганизмами, постоянно присутствующими в организме. Транзиторная (непостоянная) микрофлора не способна к длительному существованию в организме.

Микрофлора кожи имеет большое значение в распространении микроорганизмов в воздухе. На коже и в ее более глубоких слоях (волосяные мешочки, просветы сальных и потовых желез) анаэробов в 3--10 раз больше, чем аэробов. Кожу колонизируют пропионибактерии, коринеформные бактерии, стафилококки, стрептококки, дрожжи Pityrosporum, дрож-жеподобные грибы Candida, редко микрококки, Мус. fortuitum. На 1 см 2 кожи приходится менее 80 000 микроорганизмов. В норме это количество не увеличивается в результате действия бактерицидных стерилизующих факторов кожи.

В верхние дыхательные пути попадают пылевые частицы, нагруженные микроорганизмами, большая часть которых задерживается в носо- и ротоглотке. Здесь растут бактероиды, коринеформные бактерии, гемофильные палочки, пептококки, лактобактерии, стафилококки, стрептококки, непатогенные нейссерии и др. Трахея и бронхи обычно стерильны.

Микрофлора пищеварительного тракта является наиболее представительной по своему качественному и количественному составу. При этом микроорганизмы свободно обитают в полости пищеварительного тракта, а также колонизируют слизистые оболочки.

В полости рта обитают актиномицеты, бактероиды, бифи-цобактерии, эубактерии, фузобактерии, лактобактерии, гемофильные палочки, лептотрихии, нейссерии, спирохеты, стрептококки, стафилококки, вейлонеллы и др. Обнаруживаются также грибы рода Candida и простейшие. Ассоцианты нормальной микрофлоры и продукты их жизнедеятельности образуют зубной налет.

Микрофлора желудка представлена лактобациллами и дрожжами, единичными грамотрицательными бактериями. Она несколько беднее, чем, например, кишечника, так как желудочный сок имеет низкое значение рН, неблагоприятное для жизни многих микроорганизмов. При гастритах, язвенной болезни желудка обнаруживаются изогнутые формы бактерий -- Helicobacter pylori, которые являются этиологическими факторами патологического процесса.

В тонкой кишке микроорганизмов больше, чем в желудке; здесь обнаруживаются бифидобактерии, клостридии, эубактерии, лактобациллы, анаэробные кокки.

Наибольшее количество микроорганизмов накапливается в толстой кишке . В 1 г фекалий содержится до 250 млрд микробных клеток. Около 95 % всех видов микроорганизмов составляют анаэробы. Основными представителями микрофлоры толстой кишки являются: грамположительные анаэробные палочки (бифидобактерии, лактобациллы, эубактерии); грамположительные спорообразующие анаэробные палочки (клостридии, перфрингенс и др.); энтерококки; грамотрицательные анаэробные палочки (бактероиды); грамотрицательные факультативно-анаэробные палочки (кишечные палочки и сходные с ними бактерии.

Микрофлора толстой кишки -- своеобразный экстракорпоральный орган. Она является антагонистом гнилостной микрофлоры, так как продуцирует молочную, уксусную кислоты, антибиотики и др. Известна ее роль в водно-солевом обмене, регуляции газового состава кишечника, обмене белков, углеводов, жирных кислот, холестерина и нуклеиновых кислот, а также продукции биологически активных соединений -- антибиотиков, витаминов, токсинов и др. Морфокинетическая роль микрофлоры заключается в ее участии в развитии органов и систем организма; она принимает участие также в физиологическом воспалении слизистой оболочки и смене эпителия, переваривании и детокси-кации экзогенных субстратов и метаболитов, что сравнимо с функцией печени. Нормальная микрофлора выполняет, кроме того, антимутагенную роль, разрушая канцерогенные вещества.

Пристеночная микрофлора кишечника колонизирует слизистую оболочку в виде микроколоний, образуя своеобразную биологическую пленку, состоящую из микробных тел и экзополи-сахаридного матрикса. Экзополисахариды микроорганизмов, называемые гликокаликсом, защищают микробные клетки от разнообразных физико-химических и биологических воздействий. Слизистая оболочка кишечника также находится под защитой биологической пленки.

Важнейшей функцией нормальной микрофлоры кишечника является ее участие в колонизационной резистентности, под которой понимают совокупность защитных факторов организма и конкурентных, антагонистических и других особенностей анаэробов кишечника, придающих стабильность микрофлоре и предотвращающих колонизацию слизистых оболочек посторонними микроорганизмами.

Нормальная микрофлора влагалища включает бактероиды, лактобактерии, пептострептококки и клостридии.

Представители нормальной микрофлоры при снижении сопротивляемости организма могут вызвать гнойно-воспалительные процессы, т.е. нормальная микрофлора может стать источником аутоинфекции, или эндогенной инфекции. Она также является источником генов, например генов лекарственной устойчивости к антибиотикам.

Данный учебник предназначен для студентов медицинских ВУЗов, учащихся медицинских колледжей, а также абитуриентов. В нем содержатся сведения об ультраструктуре и физиологии бактерий, рассматриваются вопросы иммунологии и вирусологии, подробно описаны строение и морфология возбудителей различных инфекций, уделено внимание основам медицинской биотехнологии и генной инженерии.

Тема 6. Нормальная микрофлора организма человека

1. Нормальная микрофлора человека

Организм человека и населяющие его микроорганизмы являются единой экосистемой. Поверхности кожи и слизистых оболочек тела человека обильно заселены бактериями. При этом количество бактерий, населяющих покровные ткани (кожу, слизистые оболочки), во много раз превосходит число собственных клеток хозяина. Количественные колебания бактерий в биоценозе могут достигать для некоторых бактерий нескольких порядков и, тем не менее, укладываются в принятые нормативы.

Нормальная микрофлора человека – это совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенными взаимосвязями и местом обитания.

В организме человека в соответствии с условиями обитания формируются биотопы с определенными микробиоценозами. Любой микробиоценоз – это сообщество микроорганизмов, существующее как единое целое, связанное цепями питания и микроэкологией.

Виды нормальной микрофлоры:

1) резидентная – постоянная, характерна для данного вида. Количество характерных видов относительно невелико и относительно стабильно, хотя численно они всегда представлены наиболее обильно. Резидентная микрофлора обнаруживается в определенных местах тела человека, при этом важным фактором является его возраст;

2) транзиторная – временно попавшая, не характерная для данного биотопа; она активно не размножается, поэтому, хотя видовой состав транзиторных микроорганизмов и разнообразен, но они не являются многочисленными. Характерной особенностью этого вида микрофлоры является то, что, как правило, попадая на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывает заболеваний и не обитает постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена сапрофитными условно-патогенными микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение нескольких часов, дней или недель. Присутствие транзиторной микрофлоры определяется не только поступлением микроорганизмов из окружающей среды, но и состоянием иммунной системы организма хозяина, составом постоянной нормальной микрофлоры. Состав транзиторной микрофлоры не является постоянным и зависит от возраста, внешней среды, условий труда, рациона питания, перенесенных заболеваний, травм и стрессовых ситуаций.

Нормальная микрофлора формируется с рождения, и в это время на ее формирование оказывает влияние микрофлора матери и внутрибольничной среды, характер вскармливания. Заселение бактериями организма продолжается на протяжении всей его жизни. При этом качественный и количественный состав нормальной микрофлоры регулируется сложными антагонистическими и синергическими отношениями между отдельными ее представителями в составе биоценозов. Микробное обсеменение характерно для всех систем, имеющих контакты с окружающей средой. Тем не менее в норме многие ткани и органы здорового человека стерильны, в частности кровь, ликвор, суставная жидкость, плевральная жидкость, лимфа грудного протока, внутренние органы: сердце, мозг, паренхима печени, почек, селезенки, матка, мочевой пузырь, альвеолы легких. Стерильность в данном случае обеспечивается неспецифическими клеточными и гуморальными факторами иммунитета, препятствующими проникновению микробов в эти ткани и органы.

На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется относительно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа, биотипа или его участка.

Наибольшей обсемененностью характеризуются:

1) толстый кишечник . В составе нормальной микрофлоры преобладают анаэробные бактерии (96–99 %) (бактероиды, анаэробные молочнокислые бактерии, клостридии, анаэробные стрептококки, фузобактерии, эубактерии, вейлонеллы), аэробные и факультативно-анаэробные бактерии (1–4 %) (грамотрицательные колиформные бактерии – кишечная палочка, энтерококки, стафилококки, протеи, псевдомонады, лактобациллы, грибы рода Candida, отдельные виды спирохет, микобактерий, микоплазм, простейших и вирусов);

2) ротовая полость . Нормальная микрофлора разных отделов ротовой полости различна и определяется биологическими особенностями обитающих здесь видов. Представители микрофлоры ротовой полости делятся на три категории:

а) стрептококки, нейссерии, вейлонеллы;

б) стафилококки, лактобактерии, нитевидные бактерии;

в) дрожжеподобные грибы;

3) мочевыделительная система . Нормальная микрофлора наружной части уретры у мужчин и женщин представлена коринебактериями, микобактериями, грамотрицательными бактериями фекального происхождения и неспорообразующими анаэробами (это пептококки, пептострептококки, бактероиды). На наружных половых органах у мужчин и женщин локализуются микобактерии смегмы, стафилококки, микоплазмы и сапрофитные трепонемы;

4) верхние дыхательные пути . Собственная микрофлора носа состоит из коринебактерий, нейссерий, коагулазо-отрицательных стафилококков и α-гемолитических стрептококков; в качестве транзиторных видов могут присутствовать S. aureus, E. coli, β-гемолитические стрептококки. Микрофлора зева более разнообразна из-за смешивания микрофлоры полости рта и воздухоносных путей и состоит из: нейссерий, дифтероидов, α– и β-гемолитических стрептококков, энтерококков, микоплазм, коагулазо-отрицательных стафилококков, моракселл, бактероидов, боррелий, трепонем и актиномицетов. В верхних дыхательных путях преобладают стрептококки и нейссерии, встречаются стафилококки, дифтероиды, гемофильные бактерии, пневмококки, микоплазмы, бактероиды;

5) кожа , особенно ее волосистая часть. В связи с постоянным контактом с внешней средой кожа является местом обитания транзиторных микроорганизмов, при этом имея постоянную микрофлору, состав которой различен в разных анатомических зонах и зависит от содержания кислорода в окружающей бактерии среде, а также от близости к слизистым оболочкам, особенностей секреции и других факторов. Состав резидентной микрофлоры кожи и слизистых оболочек характеризуется наличием Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Micrococcus spp., Sarcinia spp., Propionibacterium spp., коринеформными бактериями. В состав транзиторной микрофлоры входят: Streptococcus spp., Peptococcus cpp., Bacillus subtilis, Escherichia coli, Enterobacter spp., Acinebacter spp., Moraxella spp., Pseudomonadaceae, Lactobacillus spp., Nocardiodes spp., aspergillus spp., Candida albaicans.

Микроорганизмы, составляющие нормальную микрофлору, представляют собой четкую морфологическую структуру в виде биопленки – полисахаридного каркаса, состоящего из полисахаридов микробных клеток и муцина. В нем находятся микроколонии клеток нормальной микрофлоры. Толщина биопленки – 0,1–0,5 мм. В ней содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микроколоний, образующихся как из анаэробных, так и аэробных бактерий, соотношение которых в большинстве биоценозов составляет 10:1–100:1.

Формирование биопленки создает для бактерий дополнительную защиту. Внутри биопленки бактерии более устойчивы к действию химических и физических факторов.

Факторы, влияющие на состояние нормальной микрофлоры:

1) эндогенные:

а) секреторная функция организма;

б) гормональный фон;

в) кислотно-основное состояние;

2) экзогенные: условия жизни (климатические, бытовые, экологические).

Этапы формирования нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ):

1) случайное обсеменение слизистой . В ЖКТ попадают лактобациллы, клостридии, бифидобактерии, микрококки, стафилококки, энтерококки, кишечная палочка и др.;

2) формирование сети из ленточных бактерий на поверхности ворсинок . На ней фиксируются в основном палочковидные бактерии, постоянно идет процесс формирования биопленки.

2. Основные функции нормальной микрофлоры

Нормальная микрофлора рассматривается как самостоятельный экстракорпоральный орган с определенной анатомической структурой и следующими функциями.

1. Антагонистическая функция . Нормальная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность, т. е. устойчивость соответствующих участков тела (эпитопов) к заселению случайной, в том числе и патогенной, микрофлорой. Эта устойчивость обеспечивается как выделением веществ, оказывающих бактерицидное и бактериостатическое действие, так и конкуренцией бактерий за питательные субстраты и экологические ниши.

2. Иммуногенная функция . Бактерии, являющиеся представителями нормальной микрофлоры, постоянно поддерживают иммунную систему в должном состоянии своими антигенами.

3. Пищеварительная функция . Нормальная микрофлора принимает участие в полостном пищеварении за счет своих ферментов.

4. Метаболическая функция . Нормальная микрофлора участвует в обмене белков, липидов, уратов, оксалатов, стероидных гормонов, холестерина за счет своих ферментов.

5. Витаминообразующая функция . Как известно, в процессе метаболизма отдельные представители нормальной микрофлоры образуют витамины. Так, бактерии толстого кишечника синтезируют биотин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, витамины К, Е, В 2 , фолиевую кислоту, не всасывающиеся в толстом кишечнике, поэтому следует рассчитывать только на те из них, которые в небольшом количестве образуются в подвздошной кишке.

6. Детоксикационная функция . Нормальная микрофлора способна обезвреживать образующиеся в организме токсические продукты обмена веществ или организмы, попавшие из внешней среды, путем биосорбции или трансформации в нетоксичные соединения.

7. Регуляторная функция . Нормальная микрофлора участвует в регуляции газового, водно-солевого обмена, поддержании рН среды.

8. Генетическая функция . Нормальная микрофлора в этом случае является неограниченным банком генетического материала, так как обмен генетического материала постоянно происходит как между самими представителями нормальной микрофлоры, так и патогенными видами, попадающими в ту или иную экологическую нишу.

При этом нормальная микрофлора кишечника играет важную роль в конверсии желчных пигментов и желчных кислот, абсорбции питательных веществ и продуктов их расщепления. Ее представители продуцируют аммиак и другие продукты, которые могут адсорбироваться и участвовать в развитии печеночной комы.

3. Дисбактериоз

Дисбактериоз (дисбиоз) – это любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормальной микрофлоры человека, возникающие в результате воздействия на макро– или микроорганизм различных неблагоприятных факторов.

Микробиологическими показателями дисбиоза служат:

1) снижение численности одного или нескольких постоянных видов;

2) потеря бактериями тех или иных признаков или приобретение новых;

3) повышение численности транзиторных видов;

4) появление новых, не свойственных данному биотопу видов;

5) ослабление антагонистической активности нормальной микрофлоры.

Причинами развития дисбактериоза могут быть:

1) антибиотико– и химиотерапия;

2) тяжелые инфекции;

3) тяжелые соматические заболевания;

4) гормонотерапия;

5) лучевые воздействия;

6) токсические факторы;

7) дефицит витаминов.

Дисбактериоз различных биотопов имеет различные клинические проявления. Дисбактериоз кишечника может проявляться в виде диареи, неспецифического колита, дуоденита, гастроэнтерита, хронических запоров. Дисбактериоз органов дыхания протекает в форме бронхитов, бронхиолитов, хронических заболеваний легких. Основными проявлениями дисбиоза ротовой полости являются гингивиты, стоматит, кариес. Дисбактериоз половой системы у женщин протекает как вагиноз.

В зависимости от выраженности этих проявлений различают несколько фаз дисбактериоза:

1) компенсированную, когда дисбактериоз не сопровождается какими-либо клиническими проявлениями;

2) субкомпенсированную, когда в результате дисбаланса нормальной микрофлоры возникают локальные воспалительные изменения;

3) декомпенсированную, при которой происходит генерализация процесса с возникновением метастатических воспалительных очагов.

Лабораторная диагностика дисбактериоза

Основной метод – бактериологическое исследование. При этом в оценке его результатов превалируют количественные показатели. Проводится не видовая идентификация, а только до рода.

Дополнительный метод – хроматография спектра жирных кислот в исследуемом материале. Каждому роду соответствует свой спектр жирных кислот.

Коррекция дисбактериоза:

1) устранение причины, вызвавшей дисбаланс нормальной микрофлоры;

2) использование эубиотиков и пробиотиков.

Эубиотики – это препараты, содержащие живые бактерициногенные штаммы нормальной микрофлоры (колибактерин, бифидумбактерин, бификол и др.).

Пробиотики – это вещества немикробного происхождения и продукты питания, содержащие добавки, стимулирующие собственную нормальную микрофлору. Стимулирующие вещества – олигосахариды, гидролизат казеина, муцин, молочная сыворотка, лактоферин, пищевые волокна.

Микрофлора - совокупность разных типов микроорганизмов, населяющих какую-либо среду обитания.

Человеческий организм – это «ансамбль», состоящий из отдельных органов и систем, симбиоз которого заключается в слаженной работе всех участников данного тандема.

При этом каждый орган имеет свою рН среду или микрофлору, и чувствует себя комфортно именно в ней. Так например, ротовая полость имеет щелочную среду, желудок – кислотную, кишечник – щелочную и т. д. Различают микрофлору кожи, кишечника, влагалища, жёлчных путей и других органов.

Нарушение определённого баланса среды какого-либо органа, или системы, приводит сначала к его некорректной работе, а далее, к заболеваниям.

По происхождению микрофлора делится на:

  • автохтонную , постоянно присутствующую в среде обитания;
  • аллохтонную (привнесённую).

Основные условия выживания вида (включая микроорганизмы) - нормальная жизнедеятельность, быстрое воспроизведение плодовитого потомства, колонизирующего определённый ареал обитания.

ОСНОВНЫЕ МИКРОБНЫЕ БИОТОПЫ МИКРОФЛОРЫ ЧЕЛОВЕКА

Основные отделы организма человека, заселяемые бактериями: кожные покровы, воздухоносные пути, желудочно-кишечный тракт, мочеполовая система.

Соответственно из вышесказанного можно выделить:

В указанных областях бактерии живут и размножаются; а их содержание варьирует в зависимости от условий существования.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ МИКРОФЛОРЫ

Оказывает морфокинетическое действие

Микрофлора стимулирует рост пролиферативных эпителиальных клеток. Способствует развитию слизистой оболочки и клеток продуцирующих муцин, а так же развитию ворсинок желудочно–кишечного тракта. Присутствие в желудочно–кишечном тракте микроорганизмов стимулирует перистальтику тонкого и толстого кишечника, опорожнение желудка, сокращает транзитное время для пищи, участвует в моторной функции кишечника.

Участвует в регуляции газового состава полостей

В результате жизнедеятельности микроорганизмов в кишечнике человека образуются различные газообразные продукты (водород, метан, аммиак, углекислый газ, сероводород и др.), которые участвуют в стимуляции перистальтики кишечника.

Участвует в водно–солевом обмене, поддержании рН и регуляции анаэробиоза

Микрофлора желудочно–кишечного тракта оказывает существенное влияние на водно-солевой обмен хозяина, участвуя в процессах всасывания воды, электролитов и других неорганических соединений из кишечного содержимого, а также в секреции тех же компонентов в просвет кишечника. Микроорганизмы, присутствующие в кишечнике, активно участвуют в поддержании рН содержимого толстого кишечника на уровне 7,2–7,4. Это достигается за счет продукции анаэробными микроорганизмами летучих жирных кислот и регуляции содержания в просвете бикарбоната.

Участвует в метаболизме углеводов, белков, липидов и других соединений

Огромное число разнообразных микроорганизмов, постоянно или транзиторно присутствующих на коже и слизистых, принимает активное участие в метаболизации разнообразных субстратов растительного, животного и микробного происхождения, поступающих в организм хозяина извне или образующихся эндогенно. Даже при голодании микроорганизмы, присутствующие в пищеварительном тракте, обеспечиваются пищевыми субстратами за счет слущенных эпителиальных клеток и пищеварительных соков.

Участвует в рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул

Первичные желчные кислоты (С24) синтезируются в печени из холестерина (С27) и секретируются в желчь в виде конъюгата с глицином и таурином. Свободные желчные кислоты сорбируются в терминальном отделе тонкого и в толстом кишечнике за счет активного или пассивного транспорта и через систему портальной вены возвращаются в печень, где вновь формируются комплексы, возвращающиеся в желчь.

Желчные кислоты, обнаруживаемые в кишечнике, находятся в свободном состоянии. Так как в фекалиях безмикробных животных отсутствуют вторичные желчные кислоты, то предполагается, что их образование связано с жизнедеятельностью кишечных бактерий. В настоящее время накоплены многочисленные данные, свидетельствующие о том, что кишечная микрофлора человека и других животных способна осуществлять биотрансформацию желчных кислот, холестерина, стероидных гормонов (эстрогены и андрогены) в различные метаболиты в процессе кишечно-печеночной рециркуляции этих липидов. Холестерин подвергается метаболизации кишечными бактериями с образованием копростанона, копростанола и небольших количеств холестенона.

Эстрогены (эстрон, эстрадиол, эстриол), кортикостероиды, прогестероны, андростаны экскретируются из печени в желчь в виде конъюгатов с глюкуроновой кислотой или сульфатом. В толстом кишечнике они подвергаются гидролизу с высвобождением свободных гормонов. В дальнейшем в условиях анаэробиоза кишечные бактерии могут подвергать свободные эстрогены различным трансформациям. В результате эстрон может превращаться в эстрадиол. Фекальная микрофлора способна также модифицировать молекулу 16 а-гидроксиэстрона с образованием эстриола.

В процессе биотрансформации холестерол-содержащих липидов могут принимать участие клостридии, энтерококки, бактероиды различных видов, а также другие кишечные микроорганизмы. Доказано, что многие виды лактобацилл являются активными продуцентами гидролитических ферментов, осуществляющих деконъюгацию комплексов желчных кислот.

Кишечно–печеночной циркуляции подвергаются также различные лекарственные препараты и другие ксенобиотики. В них могут вовлекаться и такие субстраты как фолиевая кислота, витамин В12, протопорфирин, метаболиты витамина D и другие эндогенно образующиеся вещества.

Участвует в продукции биологически активных соединений

Микроорганизмы, населяющие кожу и слизистые, прежде всего присутствующие в желудочно-кишечном тракте, не только участвуют в обеспечении организма хозяина необходимыми для удовлетворения энергетических и пластических потребностей соединениями, но и продуцируют значительное количество разнообразных физиологически активных субстанций, различных гормоноподобных соединений, медиаторов, контролирующих пищеварительные и эндокринные функции, обмен веществ в целом.

Летучие жирные кислоты (ЛЖК) являются одним из главных промежуточных и конечных продуктов микробной ферментации углеводов, жиров и белков. Так, в результате анаэробного брожения углеводов, образуются уксусная, пропионовая и масляная кислоты; метаболизация белков кишечными бактериями ведет к образованию масляной (из валина) и изовалерьяновой (из лейцина) кислот.

Кроме этого летучие жирные кислоты (ЛЖК) принимают участие в регуляции абсорбции ионов натрия, калия, хлора и воды, контролируют содержание просветного бикарбоната и уровень рН. Регулируют также абсорбцию кальция, натрия и цинка. Таким образом, ЛЖК следует рассматривать как один из главных механизмов хозяина, поддерживающих его водный, электролитный и кислотно–щелочной балансы. Они являются также важнейшими регуляторами углеводного и, возможно, липидного метаболизма в печени и других тканях.

Витамины . Известно, что витамины требуются клеткам животных, растений и микроорганизмов как ко-факторы в различных метаболических реакциях. Исследования на безмикробных и конвенциональных животных продемонстрировали, что присутствующие в организме хозяина микроорганизмы способны синтезировать значительные количества разнообразных витаминов, при этом часто в количествах, которых достаточно не только для обеспечения их собственных потребностей, но и для обеспечения нужд хозяина.

Тиамин синтезируется кишечной микрофлорой, кроме того на общий уровень витамина В1 в содержимом слепой кишки влияет не только диета, наличие или отсутствие микрофлоры в организме хозяина, но и копрофагия. Кишечные бактерии, прежде всего те, что локализованы в нижних отделах подвздошной кишки, синтезируют гомологи витамина К.

Витамин В12 (цианокобаламин) синтезируется только микроорганизмами. При этом наиболее интенсивно этот процесс идет в анаэробных условиях. Этот витамин, образуемый микрофлорой различных животных, сорбируясь из тонкого кишечника, проникает в мясо и молоко. Человек в значительной степени удовлетворяет свои потребности в этом витамине, используя в питании продукты животного происхождения. Микрофлора человека также способна синтезировать данный витамин.

Бактериальные липополисахариды (ЛПС)

Грамотрицательные бактерии, содержат в своей клеточной стенке трехкомпонентную структуру, называемую бактериальным липополисахаридом. ЛПС высвобождается из бактериальных клеток при их гибели в результате аутолиза под действием различных токсинов и антибиотиков. Из ЖКТ ЛПС могут проникать в ткани и органы через портальную вену или через кишечную лимфатическую систему.

Это приводит к различным изменениям в организме: снижает количество употребляемой пищи, активность липопротеинлипаз в мышцах и костях, содержание липопротеинов в плазме крови, синтез жирных кислот печени, увеличивает в крови уровень ненасыщенных жирных кислот и триглицеридов, нарушает баланс клеточного гликогена.

ЛПС вызывают клинические проявления токсикоза, сопровождающегося слабостью, одышкой, нарушением сердечной деятельности. Низкие концентрации ЛПС стимулируют фагоцитоз, вызывают агрегацию тромбоцитов, повышают температуру тела и липосидеремию. Они вызывают неспецифическую пролиферацию Т и В клеток, активируют макрофаги, усиливают иммунный ответ, повышают противоопухолевую резистентность, естественную устойчивость к инфекциям и аутоиммунные реакции.

Накопление ЛПС в организме человека может способствовать развитию септического шока, к появлению заболеваний печени и воспалительных поражений кишечника, острой почечной недостаточности, гломерулонефритам, нарушению дыхания у взрослых, появлению некротического энтероколита и синдрому отторжения трансплантанта.

Пептидогликаны и другие продукты, образуемые грамположительными бактериями способны активно участвовать в регуляции иммунного статуса хозяина, вмешиваться в функции иммунокомпетентных клеток и органов. Пептидогликаны способны оказывать адьювантный и митагенный эффекты, активировать комплемент, индуцировать выработку специфических антител. Экзотоксины микробов оказывают токсическое действие на ткани и органы человека, обладают фосфолипазной, коагулазной, гиалуронидазной, липазной, дезоксирибонуклеазной активностями, что может привести к повреждению мембран различных клеток и тканей организма человека.

Амины и другие биологически активные соединения выделяемые энтеробактериями, энтерококками, лактобактериями, анаэробами, оказывают разнообразный эффект на организм человека и животных, принимают участие в патологических процессах в кишечнике, печени и мочевом пузыре.

Многие представители организма человека образуют в процессе своей жизнедеятельности разнообразные химические соединения, проявляющие антимикробную активность. Энтеробактерии и лактобактерии вырабатывают бактериоцины, которые блокируют синтез макромолекул чувствительных к ним клеток и оказывают антимикробный эффект, подавляя метаболизм клеток. Они способствуют прекращению роста и размножения клеток, подавляют синтез РНК, ДНК, белка и различных адаптивных ферментов клеток.

Лактобактерии выделяют различные бактериоцины, низин, диплоцин, лактострепцин, гельветицин, лактобревин, булгарицин, лактоцины, плантарицин и педиоцин. Поэтому они могут проявлять широкий спектр антимикробной активности, ингибируя рост и размножение бацилл, клостридий, стрептококков, стафилококков, энтеробактерий, псевдомонад, листерий и грибов рода кандида. Ацидофильные лактобактерии ингибируют рост кампилобактерий и холерных вибрионов.

Бифидобактерии выделяют бифидин, бифилонг, которые проявляют антимикробную активность в отношении энтеробактерий, вибрионов, стрептококков и стафилококков. Продукция бактериоциноподобных соединений выявлена у многих зеленящих стрептококков, обитающих на слизистых верхних дыхательных путей. Они, в основном, подавляют рост различных видов бактероидов.

Бациллы, обитающие в кишечнике, выделяют полимиксины, колистин, бацитрацин, грамицидин, субтилин, бутирозин, которые активны преимущественно против грамположительных бактерий. Однако, полимиксин и колистин эффективны только против грамотрицательных бактерий. Пептострептококки выделяют антимикробные субстанции, подавляющие рост многих грамположительных бактерий, включая клостридии.

Антимикробный эффект многих микроорганизмов связан с их способностью синтезировать различные органические кислоты: муравьиную, уксусную, молочную и пропионовую, что приводит к снижению рН среды и подавляет рост грамположительных и грамотрицательных бактерий.

Некоторые молочнокислые бактерии выделяют в процессе своей жизнедеятельности перекись водорода, которая может приводить к гибели вирусов в организме человека. Представители нормальной микрофлоры: лактобациллы, энтерококки и другие микроорганизмы выделяют лизоцим, который расщепляет пептидогликан грамположительных бактерий.

Играет иммуногенную роль

Реакция организма хозяина на многочисленные микроорганизмы, обитающие на коже и слизистых это важный компонент иммунологического гомеостаза. Нормальная микрофлора играет важную роль в формировании иммунокомпетентных органов и тканей организма. Бактерии, ассоциируясь с микозным слоем кишечного тракта, активируют местные и системные иммунокомпетентные ткани, усиливают макрофагальную активность организма.

Назначение больным детям с заболеваниями ЖКТ препаратов на основе лактобактерий сокращает период выздоровления, усиливает неспецифический гуморальный ответ, вызывает возрастание количества всех классов иммуноглобулинов и, особенно, секреторного иммуноглобулина А. Иммуностимулирующее действие оказывает пропионибактерии, эубактерии, дрожжи и бифидобактерии.

Назначение живых бифидо- и лактобактерий способствует уменьшению воспалительных процессов в ЖКТ, а так же увеличивают устойчивость к введению энтеропатогенных кишечных палочек, повышают резистентность к действию эндотоксина, стимулируют антительный и клеточный иммунный ответы, вызывают повышение количества лимфоцитов в лимфоцитарных органах и повышают неспецифическую антибактериальную защиту организма.

Пропионибактерии активируют макрофаги, увеличивают адгезивные свойства фагоцитов, повышают активность лизосомальных ферментов, оказывают иммуномодулирующий эффект за счет синтеза интерферона и неоптерина.

Обеспечивает колонизационную резистентность и предотвращает транслокацию

Нормальная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность организма человека. Под колонизационной резистентностью понимают совокупность механизмов, придающих индивидуальную стабильность нормальной микрофлоры и обеспечивающих предотвращение заселения организма человека посторонними микроорганизмами и распространение представителей нормальной микрофлоры на поверхности кожи, слизистых в их естественных местах обитания. При снижении колонизационной резистентности на коже и слизистых организма человека появляются патогенные микроорганизмы, которые могут проникать во внутренние органы и ткани и приводить к развитию гнойно-воспалительных процессов и септицемии.

Оппортунистические инфекции в организме человека являются следствием снижения колонизационной резистентности в желудочно-кишечном тракте. К ее снижению могут приводить использование антибиотиков, лекарственных и противоопухолевых препаратов, которые вызывают микроэкологические нарушения в организме человека за счет гибели микроорганизмов, резкого изменения рН и окислительно–восстановительного потенциала клеток. К факторам, способствующим снижению колонизационной резистентности, можно отнести стрессовые ситуации, связанные с космическими полетами, изменением географии места жительства, переходом на иной пищевой рацион, голоданием, операционными вмешательствами, бактериальными и вирусными инфекциями, первичными и вторичными иммунодефицитами и механическими повреждениями биопленки при различных медицинских манипуляциях.

Антагонизм микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору, в отношении патогенных бактерий, обусловлен продукцией бактериоцинов, лизоцима, пептидов, различных органических кислот и т.д. Перекись водорода и сероводород, образующийся при метаболизме микроорганизмов, угнетают рост и размножение бактерий и нарушают процесс их фиксации и прикрепления к тканям организма человека.

Численность и состав бактериальных популяций на слизистых контролируется также конкуренцией за питательные субстраты. Отличие в составе микрофлоры в различных участках организма определяется количеством муцина, образуемого бокаловидными клетками. Микробы, имеющие ферменты муциназы, легко и быстро утилизируют муцины, что способствует их прикреплению к слизистым оболочкам.

Многие патогенные и потенциально патогенные микроорганизмы выделяют токсины и другие факторы агрессии и защиты, ингибирующие специфические и неспецифические механизмы защиты хозяина, а также рост индигенных микроорганизмов. Установлено, что детоксикация этих субстанций или ингибирование их образования представителями нормальной микрофлоры предотвращает колонизацию слизистых определенными группами патогенных бактерий.

К факторам колонизационной резистентности можно отнести продукцию бактериями различных неспецифических стимуляторов иммуногенеза и активаторов фагоцитарной и ферментативной активности.

Участвуют в детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов; оказывают антимутагенную активность

Химические соединения, чужеродные для биологических систем, рассматривают как ксенобиотики. Проникая в организм человека, многие из них потенциально могут индуцировать различные побочные эффекты и, в первую очередь, вызывать дисбаланс микрофлоры кожи и слизистых с возникновением разнообразных, порой непредсказуемых негативных последствий.

Процесс детоксикации с участием нормальной микрофлоры идет по нескольким направлениям: биотрансформация с образованием нетоксических конечных продуктов, микробная трансформация, сопровождающаяся образованием метаболитов, подвергающихся быстрой деструкции в печени, изменение полярности соединений таким образом, что изменяется скорость их экскреции в окружающую среду или транслокации из крови в просвет кишечника и мочевыделительную систему.

Выступая в качестве «естественного биосорбента», нормальная микрофлора способна также аккумулировать в значительном количестве попадающие извне или образующиеся в организме хозяина разнообразные по химическому составу потенциальные токсические продукты. Доказана и антимутагенная роль нормальной микрофлоры. При этом следует иметь в виду, что анаэробные бактерии разрушают более широкий спектр токсических веществ, а сами процессы детоксикации идут с большей эффективностью по сравнению с аэробными микроорганизмами.

Нормальную микрофлору организма следует рассматривать как первичную мишень приложения любого попадающего обычным путем соединения, как метаболический орган, первым вовлекаемый в трансформацию естественных и чужеродных субстанций, как структуру, на которой проходит первичная абсорбция и через которую транслоцируются полезные и потенциально вредные агенты.

Нормальная микрофлора – это своеобразная биологическая система, регулирующая взаимоотношения организма с окружающей средой, это тот неспецифический барьер, лишь после прорыва, которого инициируется включение неспецифических, а в последующем и специфических механизмов защиты.

Наиболее показательным примером детоксикационной деятельности микрофлоры человека является специфическая и неспецифическая инактивация антибиотиков и других химиопрепаратов различными представителями кишечных микроорганизмов. Благодаря наличию этих ферментов, многие грамотрицательные и грамположительные бактерии способны противостоять чрезвычайно высоким концентрациям этих антибиотиков.

Анаэробные бактерии, в том числе выделенные из кишечника, способны декарбоксилировать фенилуксусную кислоту и другие ароматические веществ, попадающие в окружающую среду, а затем в организм человека при производстве различных альдегидов, синтетических отдушек. Благодаря наличию разнообразных гликозидаз, кишечные бактерии способны метаболизировать различные токсические соединения, а иногда и лекарственные препараты (например, сердечный гликозид дигоксин). Метанотрофные микроорганизмы способны утилизировать различные токсические соединения (метан, цианиды, метанол, формальдегиды, фенолы, крезолы) в углекислый газ и воду.

Бактерии способны взаимодействовать и связывать значительные количества ионов металлов из водных растворов. Кишечная микрофлора участвует в метаболизации потенциально токсичных соединений (азокрасителей, солей тяжелых металлов, различных мутагенов, нитратов, других ксенобиотиков, включая сульфосодержащие соединения, а также эндогенно образующихся желчных кислот, стероидных гормонов и т.д.).

Установлено, что бактерии и простейшие, присутствующие в пищеварительном тракте, способны активно детоксицировать афлотоксины, различные токсины растительного происхождения.

Является хранилищем микробных плазмидных и хромосомных генов

Многочисленные бактерии, вирусы и простейшие, присутствующие на коже и слизистых, являются уникальным для каждого человека хранилищем разнообразных хромосомальных плазмидных генов.

На моделях энтеробактерий, молочнокислых бактерий, бактероидов и других микроорганизмов продемонстрировано, что высокая адаптационная способность микробных популяций обусловлена не только мутационными процессами в хромосомных генах и последующей селекцией возникших генетических вариантов, но также за счет рекомбинационных событий, связанных с плазмидами, транспозонами и умеренными бактериофагами. Благодаря этому, способность микроорганизмов приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям жизни многократно увеличивается.

Возможно, в бактериальных клетках переход генов из хромосомного в плазмидное состояние происходит с частотой близкой к частоте спонтанных мутаций. Это означает, что в достаточно большой по количеству клеток бактериальной популяции практически любой ген или группа находятся в плазмидном состоянии. В плазмидном состоянии генетический материал с большей легкостью может передаваться в другие клетки при трансформации, трансдукции или коньюгации.

Наличие транспозонов в хромосоме или плазмидах позволяет генетическому материалу переноситься не только в близкородственные микроорганизмы, но и в отдаленные таксоны. Продукция микроорганизмами соответствующих бактериофагов способствует переносу и закреплению практически любых генов в хромосоме бактерий и контролю численности последних.

Огромный пул генетического материала, сосредоточенный в хромосомных и плазмидных генах многочисленных микробных клеток, присутствующих на коже и слизистых, их иммобилизованное состояние и высокая скорость размножения, выраженная изменчивость за счет мутационных рекомбинационных процессов и обратимого перехода генов в хромосомное/плазмидное состояние – все это обуславливает колоссальные адаптационные возможности микрофлоры хозяина. Установленная способность бактерий перемещаться как по ходу движения мукоцелиарного эпителия, так и против него способствует распространению микробных генов практически по всей биопленке вне зависимости от места ее расположения. Более того, дрейф генов, постоянно идущий внутри многочисленных микробных популяций, локализованных в определенных экологических нишах (пищеварительный тракт, кожа, дыхательные пути, гениталии), позволяет нам утверждать о существовании в этих областях единого генетического материала. Если учесть высокую вероятность миграции микроорганизмов из одной экологической ниши в другую, то можно поднимать вопрос о наличии в организме хозяина единого своеобразного по составу и сложности микробного генома.

Участвует в этиопатогенезе гнойно–воспалительных и других заболеваний

Говоря о значении микрофлоры для организма хозяина, следует иметь в виду, что ее представители, также как и продукты их метаболизма, способны выступать как фактор агрессии. Так, в случае создания условий, способствующих усиленному размножению микроорганизмов в пищеварительном тракте, того или иного дефекта в иммунных механизмах защиты или повышенной проницаемости барьера слизистых, кишечные транзиторные и, в меньшей степени, индигенные бактерии транслоцируются из места своего обитания в кровеносное и лимфатическое русло и, достигнув места наименьшего сопротивления, могут явиться источником разнообразных гнойно-воспалительных процессов. Именно этот механизм, как полагают, преимущественно лежит в основе все увеличивающегося числа внутрибольничных инфекций.

В случае снижения колонизационной резистентности попадающие извне потенциально патогенные микроорганизмы вместо элиминации из организма фиксируются к соответствующим рецепторам, продуцируют токсические вещества и, как следствие этого, развивается патологический процесс.

Токсины и ферменты, образующиеся при дисбалансе нормальной микрофлоры, так же как и избыточный или недостаточный синтез микробных метаболитов, могут оказывать разнообразные, в том числе неблагоприятные для макроорганизма эффекты, которые не проявляются в условиях сбалансированного функционирования экологической системы организм хозяина – его микрофлора.

Следует так же иметь в виду, что в процессе микробной трансформации в организме человека и животных могут формироваться продукты с большим биологическим эффектом, чем исходные соединения. Например, под влиянием гликозидаз, продуцируемых нормальной микрофлорой кишечника, из цеказина образуются соединения с выраженным канцерогенным действием, из амигдалина высвобождаются цианиды, из пектина образуется метанол и т. д.