Микрофлора тела человека

1 МИКРОФЛОРА  ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

 

 

Микрофлора человека — микроорганизмы, обитающие на коже и слизистых оболочках, находящиеся в состоянии динамического равновесия друг с другом и с организмом человека. Нормальное состояние микрофлоры называется эубиозом. Микрофлора человека — важная метаболическая система, синтезирующая и разрушающая собственные и чужеродные субстанции, участвующие в адсорбции и переносе в организм человека как полезных, так и потенциально вредных агентов. Микрофлора человека вносит значительный вклад в морфогенез тканей, метаболизм углеводов, азотистых соединений, стероидов, водно-солевой обмен, в детоксикацию различных веществ, образование мутагенов и антимутагенов, в иммунитет и т.д. Важнейшей функцией микрофлоры является ее участие в формировании колонизационной резистентности, под которой подразумевается совокупность механизмов, придающих стабильность нормальной микрофлоре и обеспечивающих предотвращение колонизации организма человека посторонними микроорганизмами.

Уже в первые мгновения появления на свет кожу и слизистые оболочки новорожденного заселяют микроорганизмы, число и разнообразие которых определяются механизмами родов, санитарным состоянием среды, в которых они происходили, а в дальнейшем и типом вскармливания. У ребенка микрофлора, схожая с таковой у взрослого человека, устанавливается к концу первых трех месяцев жизни.

Микрофлора человека включает разнообразные виды микроорганизмов. Общее количество микроорганизмов, обнаруживаемых у взрослого человека, достигает 1014 шт, что почти на порядок больше числа клеток всех тканей макроорганизма. Основу микрофлоры человека составляют облигатно-анаэробные бактерии. Даже на коже в ее глубоких слоях число анаэробов в 3—10 раз превышает количество аэробных бактерий. В полости рта, в толстой кишке соотношение может увеличиваться до 1000:1 (Микробиология…, 1994).

Микроорганизмы на слизистых  оболочках и коже человека разнообразны и представлены следующими родами: микроорганизмы полости рта —  Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium, Candida, Centipeda, Eikenella, Eubacteriun, Fusobacterium, Haemophilus, Lactobacillus, Leptotrichia, Neisseria, Propionibacterium, Selenomonas, Simonsiella, Spirochaeia, Streptococcus, Veillonella, Wolinella, Rothia; микроорганизмы верхних дыхательных путей — Bacteroides, Branhamella, Corynebacterium, Neisseria, Streptococcus; микроорганизмы тонкой кишки — Bifidobacterium, Clostridium, Eubacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Veillonella; микроорганизмы толстой кишки — Acetovibrio, Acidaminococcus, Anaerovibrio, Bacillus, Bacteroides, Bifidobacterium, Butyrivibrio, Campylobacter, Clostridium, Coprococcus, Disulfomonas, Escherichia, Eubacterium, Fusobacterium, Gemmiger, Lactobacillus, Peptococcus, Peptostreptoccocus, Propionibacterium, Roseburia, Selenomonas, Spirochaeta, Succinomonas, Streptococcus, Veillonella, Wolinella; микроорганизмы кожи — Acinetobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Micrococcus, Propiombacterium, Sraphylococcus, Pityrosponim, Trichophyton; микроорганизмы женских половых органов — Bacteroides, Clostridium, Corynebacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Mobiluncus, Peptostreptococcus, Streptococcus, Spirochaeta, Veillonella.

Микроорганизмы, составляющие микрофлору человека, заключены в  высокогидратированный экзополисахаридно-муциновый матрикс и, образуя биопленку, обладают более высокой, чем свободно расположенные микроорганизмы, устойчивостью к воздействию разнообразных физических, химических, биологических факторов. Однако, если эти факторы по своей интенсивности превышают компенсаторные возможности экологической системы (хозяин и его микрофлора), то могут возникать микроэкологические нарушения, сопровождающиеся развитием патологических состояний и неблагоприятными последствиями. К последним можно отнести формирование и распространение в природе антибиотикорезистентных и атипичных штаммов микроорганизмов; образование новых микробных сообществ и изменение физико-химических характеристик определенных биотопов; увеличение спектра микроорганизмов, вовлекаемых в инфекционные процессы; расширение спектра патологических состояний человека, в этиологии и патогенезе которых принимает участие микрофлора человека, рост инфекций различной локализации; появление контингента лиц с врожденной и приобретенной сниженной резистентностью к возбудителям инфекционных болезней; снижение эффективности химиотерапии и химиопрофилактики, гормональных противозачаточных средств и др.

Для создания заданного микробиоценоза человека или восстановления нарушенного перорально применяют определенные штаммы бактерий-антагонистов, отобранных из представителей микрофлоры человека, добавляют в рацион метаболиты анаэробных бактерий, вводят антиадгезивные антитела или лектины, блокирующие приживление посторонних микроорганизмов, назначают иммуномодуляторы, усиливающие выработку секреторных иммуноглобулинов или повышающие другие специфические и неспецифические механизмы защиты. Важное значение при этом придают так называемой селективной деконтаминации, под которой понимают назначение внутрь малоабсорбируемых химиопрепаратов, ингибирующих или элиминирующих рост условно (потенциально) патогенных аэробных бактерий и не влияющих на анаэробную часть микрофлоры человека (Микробиология…, 1994).

 

 

 

 

 

 

2 ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЕСКИХ  ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ. ДЕЙСТВИЕ  БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

 

 

Наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой называется экологией, а отдельные свойства среды обитания, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами. Некоторые из этих факторов необходимы клетке, а некоторые, наоборот, вредны, так как могут вызывать приостановление роста и развития микроорганизмов, а при интенсивном воздействии неблагоприятных факторов может наступить гибель микроорганизмов.

Гибель микроорганизмов  – необратимая утрата способности к росту и размножению. Воздействие фактора внешней среды, вызывающее гибель микроорганизма, называют бактерицидным действием. Восстановление способности к росту и размножению после воздействия неблагоприятного фактора носит название реактивация. Действие неблагоприятного фактора в этом случае называется бактериостатическим.

Под действием экологических  факторов возможен также мутагенез – изменение наследственных свойств клетки.

Воздействие каждого фактора  внешней среды определяется степенью воздействия или его интенсивностью.

Кроме того, при оценке воздействия  некоторых внешних факторов различают  три кардинальные точки: минимум, оптимум и максимум. Развитие микроорганизмов возможно между минимальной и максимальной границами. При оптимальных условиях жизнедеятельность микроорганизма проявляется наиболее интенсивно (Михайлов В.В., 1980).

Закон минимума: если хотя бы один фактор воздействия будет находиться ниже минимума или выше максимума, микроорганизм не сможет развиваться даже при оптимальных значениях всех остальных факторов.

В технической микробиологии  закон минимума применим в двух случаях: когда нужно создать наилучшие  условия для развития микроорганизмов и тем самым интенсифицировать технологический процесс и когда необходимо подавить развитие посторонней микрофлоры или полностью уничтожить микроорганизмы.

Экологические факторы весьма многообразны и изменчивы, поэтому  микроорганизмы постоянно приспосабливаются  к ним и регулируют свою жизнедеятельность  в соответствии с их изменениями.

Экологические факторы имеют  разную специфику действия. В зависимости от этого их можно разделить на: абиотические – факторы неживой природы; биотические – факторы живой природы; антропогенные – все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания.

Внешние факторы можно  также разделить в зависимости от их природы на: физические – воздействие температуры, лучистой энергии, электромагнитных колебаний; физико-химические – влияние влажности, осмотического давления; химические – влияние рН, окислительно-восстановительных условий среды, химических факторов; биологические – взаимоотношения между микроорганизмами, влияние антибиотиков и фитонцидов.

К биологическим средствам  могут быть отнесены препараты, содержащие живых особей - бактериофагов и бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностьюпо отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии. Фаги и антагонисты оказывают прямое повреждающее действие на патогенных и условно-патогенных микробов; изготовленные из них лекарственные препараты предназначены для местного применения, для них характерна специфичность действия на микроорганизмы и безвредность для пациента; целью их внесения в организм человека и животных является лечение или профилактика инфекционных заболеваний. По механизму действия они близки к химическим антисептикам.

Необходимо также помнить и  о молочнокислых бактериях, которые вызывают процесс молочнокислого брожения. Некоторые молочнокислые бактерии способны синтезировать антибиотики и с их помощью подавлять развитие болезнетворных микробов.

Препараты, содержащие бактерии (эубиотики или пробиотики): колибактерин, лактобактерин, бифидумбактерин, бификол, микрококкобактерин, линекс, бактисубтил и другие.

Препараты, содержащие бактериофаги: бактериофаг брюшнотифозный, бактериофаг дизентерийный, бактериофаг сальмонеллезный, бактериофаг коли-протейный, бактериофаг стафилококковый, бактериофаг стрептококковый, бактериофаг пиоцианеус, бактериофаг синегнойный, бактериофаг клебсиеллезный, пиофаг комбинированный и другие (Шлегель Г., 1987)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 СТРОЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ  КЛЕТКИ

 

 

К бактериям относятся  микроскопические растительные организмы. Большинство их - одноклеточные организмы, не содержащие хлорофилла и размножающиеся делением.

По форме бактерии бывают шаровидными, палочковидными и извитыми. Шаровидные бактерии называют кокками. Они могут быть одиночными (кокки, микрококки), соединенными попарно (диплококки), группами по четыре (тетракокки), связанными в цепочку (стрептококки), пакетиками (сарцины) и иметь вид бесформенных скоплений шариков (стафилококки). Диаметр шаровидных бактерий колеблется от 0,5 до 1 мкм.

Палочковидные бактерии бывают двух видов: бактерии и бациллы. Основным признаком, отличающим эти формы, является способность к спорообразованию. Бациллы образуют споры, в то время  как бактерии не обладают этой способностью. Палочковидные бактерии также могут  быть соединены попарно или в  цепочку. Толщина этих бактерий 0,2-2,0, длина – 1-7 мкм.

Бактериальная клетка (рис.1) состоит из клеточной оболочки и содержимого – цитоплазмы (протоплазмы).

 
Рис.1. Схема строения бактериальной клетки: 
1 – клеточная оболочка; 2 – цитоплазма; 3 – цитоплазматическая мембрана; 4 – ядерное вещество; 5 – рибосомы; 6 – жировые капельки; 7 – мезосома; 8 – капсула; 9 – гранулы полисахарида; 10 – жгутики.   

Извитые бактерии имеют изогнутую  форму и по числу завитков делятся  на вибрионы, имеющие форму запятой (возбудитель холеры), спириллы с  двумя - тремя завитками и спирохеты  с многочисленными завитками. Размеры  этих бактерий те же, что и палочковидных.

Клеточная оболочка определяет форму клетки и предохраняет ее от внешних воздействии. Она обладает полупроницаемостью, т. е. сквозь нее проходят одни вещества (низкомолекулярные) и не проходят другие (высокомолекулярные соединения). Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и окружающей средой. По новейшим данным, в ней происходит множество химических реакций, вплоть до синтеза полисахаридов и, возможно, белков (Чурбанова И.Н., 1987).

При помощи электронной микроскопии  стало возможным более детальное  изучение строения оболочки. Ее каркас образован полимером муреином, в котором отлагаются другие вещества.

На различии в составе  клеточной оболочки основывается их отношение к окраске по Граму - важный отличительный признак. У грамположительных бактерий муреиновый скелет однослойный, содержит липопротеиды, полисахариды и фосфаты. Грамотрицательные бактерии имеют многослойный муреиновый скелет, содержат мало белка, а полисахариды или отсутствуют, или их мало.

Наружный слой цитоплазмы, прилегающий к клеточной оболочке, называется цитоплазматической мембраной. Она трехслойная, содержит липиды и белки, а также большое количество различных ферментов, участвующих в обмене веществ.

Цитоплазматическая мембрана выполняет роль осмотического барьера. Она контролирует поступление веществ в клетку и выведение их наружу. Предполагают, что белковые мостики в липидном слое служат порами для движения тока веществ. Регулируется это движение ферментами, локализованными внутри или на поверхности мембраны. В цитоплазматической мембране происходит, по-видимому, синтез веществ клеточной оболочки и ферментов.

Цитоплазма, заполняющая всю полость клетки, - живое вещество в полужидком состоянии. Ее главная составная часть - белок. В ней находятся также запасные питательные вещества в виде жиров и жироподобных веществ.

В цитоплазме находятся рибосомы и мезосомы. В рибосомах происходит синтез белков. В одной клетке содержится 5-50 тыс. рибосом. В них сосредоточено 80-85 % всей РНК клетки. В мезосомах сконцентрированы окислительно-восстановительные ферменты. Тут происходят окислительно-восстановительные процессы, в результате которых клетка получает необходимую энергию.

У бактерий отсутствует оформленное  ядро. Ядерное вещество, состоящее из ДНК и РНК, локализовано в хроматиновых тельцах.

У некоторых бактерий клеточная  оболочка способна ослизняться, в результате чего клетка покрывается слизистой капсулой. При сильном ослизнении клетки склеиваются в сплошную слизистую массу зооглея.

Вследствие малых размеров бактерии подвержены броуновскому движению. Собственное движение бактерий осуществляется при помощи жгутиков, состоящих из нескольких волокон, закругленных спирально вокруг осевой нити и прикрепляющихся при помощи особых дисков под цитоплазматической мембраной. Жгутики очень тонкие, так что не видны в оптический микроскоп без специальной окраски, но по длине во много раз превышают длину клетки.