Нормальная микрофлора организма человека
Организм человека заселен более чем 500 видами микроорганизмов.
Нормальная микрофлора организма человека представляет совокупность сложившихся в результате длительной эволюции биоценозов всех биотопов (органов, систем, участков тела человека).
На теле человека обитают как временно, так и постоянно, различные микробы, поступающие из внешней среды. В целом количественный и качественный состав нормальной микрофлоры постоянный и представлен кишечной палочкой, протеем, кокками, бифидобактериями, бактероидами, молочнокислыми бактериями. Случайные (факультативные, транзиторные) микроорганизмы погибают, а постоянные (резидентные) заселяют весь организм. Если баланс между ними не нарушен, то нормальная флора не приносит вреда. Ребенок развивается в полости матки в стерильных условиях и рождается стерильным. Но уже с первых минут после рождения он вступает в контакт с микрофлорой окружающей среды. Обмен микрофлорой происходит при контакте друг с другом (в детских коллективах, школах, больницах). Нормальная микрофлора становится устойчивой, сходной с микрофлорой взрослого, к концу 3 месяца жизни. Количество микробов у взрослого человека составляет около 1014 особей, причем преобладают облигатные анаэробы.
Микрофлора кожи имеет большое значение в распространении в воздухе. Место обитания микробов – роговой слой кожи, протоки сальных желез, волосяные фолликулы.
Кожу колонизируют: пропионибактерии, коринеформные бактерии; Staphylococcus epidermidis, S. saprophyticus; стрептококки; дрожжи, грибы рода Candida; микрококки.
На 1 см2 кожи приходится менее 80000 микробов. В норме это количество не увеличивается в результате действия бактерицидных стерилизующих факторов кожи (a-глобулина, IgA, IgG, трансферрина, лизоцима). Снижение бактерицидности кожи свидетельствует о патологии в организме. Это отмечается у онкологических больных, больных, подвергнутых радиоактивному облучению, долго лечившихся глюкокортикоидными гормонами, антибиотиками, цитостатиками. Сдвиг микрофлоры кожи в сторону увеличения грамотрицательных бактерий служит указанием на нарушение ее нормального состава.
Микрофлора слизистых оболочек дыхательных путей и ротовой полости. Среди постоянной микрофлоры встречаются:
Различные виды стрептококков: Streptococcus mutans, Streptococcus mitis, Streptococcus sanguis, Streptococcus salivarius.
Они отличаются по способности ферментировать углеводы и образовывать Н2О2. При сдвиге рН в кислую сторону происходит декальцинация зубной эмали. Стрептококки синтезируют из сахарозы полисахариды, при нарушении этого процесса образуются зубные бляшки.
2. Род Peptococcus – грамположительные кокки, анаэробы. Они активно разлагают пептон и аминокислоты, помогают самоочищению полости рта.
3. Род Veillonella – грамотрицательные кокки, диплококки бобовидной формы, строгие анаэробы. Они не разлагают моно- и дисахариды, но хорошо разлагают лактат, пируват, ацетат до СО2 и Н2О. Эти вещества подавляют рост других микробов, способствуют повышению рН среды, что имеет значение в защите против кариеса.
4. Род Bacteroides – грамотрицательные неспорообразующие палочки, строгие анаэробы, они имеют неприятный, резкий, гнилостный запах, обладают слабой сахаролитической активностью. Количество этих бактерий увеличивается при наличии кариесных зубов.
5. Род Lactobacillus – грамположительные палочки. Они разлагают углеводы с образованием большого количества молочной кислоты, сохраняя жизнеспособность при низких значениях рН. Наиболее частый представитель – L. casei – присутствует в слюне. Эти бактерии препятствуют адгезии дрожжей, что приводит к снижению витаминов, нужных для микробов, и задержке их роста.
6. Род Fusobacterium – грамотрицательные веретенообразные палочки, образуют из пептона или глюкозы молочную кислоту, помогают самоочищению полости рта.
7. Род Leptotrichia – грамположительные длинные нитевидные палочки. Они не образуют индол и сероводород, ферментируют глюкозу с образованием большего количества молочной кислоты и приводят к снижению рН до 4,5. Помогают самоочищению полости рта, препятствуют адгезии других микробов.
8. Род Actinomyces – обычно грамположительные (A. israelii). Принимают активное участие в образовании зубных камней и кариесе зубов.
9. Непатогенные бактерии рода Corynebacterium снижают окислительно-восстановительный потенциал, что способствует росту анаэробов.
10. Различные виды трепонем – Treponema macrodentium, Т. orale и др. – отличаются друг от друга по образованию молочной, уксусной и других органических кислот.
11. Borrelia buccalis – крупные спирохеты, встречаются в ассоциации с фузобактериями.
12. Mycoplasma orale, Mycoplasma salivarius – грамотрицательные бактерии. Их нужно дифференцировать по биохимическим признакам от патогенных представителей.
Слизистая оболочка гортани, альвеол, трахеи и бронхов в норме стерильны.
Желудок. В кислой среде обитают ацидофильные палочки, Sarcina ventriculi, дрожжи. При щелочной реакции появляются стафилококки, стрептококки, энтерококки, грибы. При язвенной болезни желудка и 12-ти-перстной кишки, гастритах обнаруживают Helicobacter pylori.
Микрофлора тонкого кишечника. Обитают лактобатерии (отличаются по адгезивным свойствам от тех, что обитают в полости рта и желудке), бифидобактерии, энтерококки. Количество их - 105 на 1 мл содержимого.
Микрофлора толстого кишечника разнообразна и велика, составляет 109 на 1 мл. Численно превалируют анаэробы (95%). Это бифидобактерии, бактероиды, лактобактерии, вейлонеллы, клостридии, пептококки. Анаэробы и факультативные анаэробы (их 1-4%) представлены энтеробактериями, стафилококками, стептококками, энтерококками.
В микрофлоре ЖКТ различают мукозную микрофлору и просветную.
Мукозная микрофлора представлена бифидобактериями и лактобактериями. Она тесно связана со слизистой оболочкой из-за выраженной адгезии этих микробов, составляющих колонизационную резистентность толстого кишечника, которая препятствует пенетрации слизистой оболочки патогенными и условно-патогенными микробами, конкурируя с ними за рецепторы эпителиальных клеток.
Особенности обитания микроорганизмов в толстом кишечнике состоит в том, что это орган не секреторный, а экскреторный, в нем отсутствует лизоцим, лимфоидная ткань представлена менее мощно, в то же время имеются благоприятные для микроорганизмов рН и температура.
Просветная микрофлора – это не только мукозная микрофлора, но и E. coli, энтерококки, бактероиды и другие.
С целью предотвращения инфекционных осложнений при пониженной сопротивляемости организма и повышенном риске развития аутоинфекции – при обширных травмах, ожогах, иммунодепресивной терапии, трансплантации органов – осуществляют селективную деконтаминацию – избирательное удаление из кишечника аэробных бактерий и грибов путем назначения ванкомицина, гентамицина и нистатина.
Микрофлора толстого кишечника играет важную роль в жизнедеятельности организма человека.
1. Является антагонистом гнилостной микрофлоры, т. к. продуцирует молочную, уксусную кислоты, антибиотики, бактериоцины.
2. Регулирует водно-солевой обмен, газовый состав кишечника, участвует в обмене белков, углеводов, жирных кислот, холестерина, нуклеиновых кислот.
3. Участвуют в синтезе витаминов групп В, К, Е, пантотеновой, фолиевой кислот, способствуют всасыванию витамина Д, железа.
4. Принимает участие в физиологическом воспалении слизистой оболочки и смене эпителия, в переваривании и детоксикации экзогенных субстратов и метаболитов.
5. Выполняет антимутагенную роль, разрушая канцерогенные вещества в кишечнике.
6. Участвует в пристеночном пищеварении. Она колонизирует слизистую оболочку в виде микроколоний, образуя биологическую пленку, которая состоит из микробных тел и экзополисахаридного матрикса. Экзополисахариды защищают микробные клетки от физических, химических, биологических воздействий.
7. Способствует формированию и развитию иммунной системы. В кишечнике содержится около 1,5 кг микроорганизмов, антигены которых стимулируют развитие лимфоидной ткани. Стимулятором иммуногенеза является мурамилпептид, который образуется из микрофлоры под действием лизоцима и других литических ферментов.
Микрофлора мочеполовой системы. Почки, мочеточники, мочевой пузырь в норме стерильны. В нижней части уретры встречаются неспорообразующие анаэробы родов Peptococcus, Bacteroides. На наружных половых органах обитает Mycobacterium smegmatis, морфологически сходная с возбудителем туберкулеза, и сапрофитические трепонемы, по морфологии сходные с возбудителем сифилиса. Кроме того, встречаются стафилококки и микоплазмы.
Микрофлора влагалища у девочек после рождения состоит из молочнокислых бактерий, а затем появляются энтерококки, стрептококки, стафилококки. С наступлением половой зрелости появляются бактерии рода Lactobacillus (палочки Додерлейна). Различают 4 категории чистоты влагалища: I – преобладают палочки Додерлейна, рН кислый, других микроорганизмов нет; II и III – рН кислый или слабощелочной, палочек Додерлейна мало, обнаруживаются кокки, имеет место лейкоцитоз; IV – рН щелочной, единичные палочки Додерлейна, много стафилококков, стрептококков, энтерококков, бактероидов, лейкоцитоз выражен.
Беременность оказывает благоприятное влияние на состояние микрофлоры влагалища. Часто бывшая до нее III категория переходит в I. Гормональная перестройка благоприятствует развитию молочнокислой флоры. Прерывание беременности влечет за собой изменение микрофлоры влагалища в неблагоприятную сторону. После абортов отмечается воспалительный процесс, вызванный эндогенной инфекцией.
Методы изучения нормальной микрофлоры: бактериоскопический; бактериологический.
Бактериоскопический имеет значение для биотопов, в которых обитает большое количество видов микроорганизмов (полость рта, кишечник, вагина). Метод позволяет получить информацию о составе микрофлоры; преобладании грамположительных или грамотрицательных бактерий; выявить микробы, которые не удается культивировать на питательных средах.
Бактериологический метод выполняется с учетом бактериоскопии для биотопов с широким спектром микроорганизмов и позволяет получить информацию о количественном и качественном составе микрофлоры для чего необходимо использовать большой набор сред и применять разнообразные условия для культивирования.
Материал для исследований получают:
- забором естественных экскретов (слюна, моча и т.д.);
- методом реплик;
- методом смывов увлажненным тампоном;
- аспирационным методом (из гингивальных карманов, из верхних и средних отделов дыхательных путей);
- введением зондов в кишечник.
Дисбактериоз
Дисбактериоз – это количественные и качественные изменения в составе нормальной микрофлоры, которые характеризуются уменьшением или исчезновением нормальных обитателей и появлением конкурентных патогенных микроорганизмов (патогенных кокков, патогенных энтеробактерий, грибов, протея, кандид).
Дисбактериоз может наступить под действием антибиотиков, антисептиков, хронических инфекционных заболеваний, радиоактивного облучения, лечения гормонами, иммунодепрессантами, после нахождения в экстремальных ситуациях (в космосе, подводных лодках), после стрессовых воздействий. При дисбактериозе нарушаются функции, присущие нормальной микрофлоре (т. е. антагонистическая, ферментативная и др.), в результате ухудшается колонизационная резистентность. Аномально размножившиеся организмы продуцируют токсические продукты метаболизма – индол, скатол, аммиак, сероводород. Это приводит к преобладанию гнилостных, бродильных процессов, возникают диарея, метеоризм, нарушается пристеночное пищеварение, появляются аллергические реакции, снижается сопротивляемость организма, стерильные полости заселяют микроорганизмы, создаются хорошие условия для развития и роста гриба Candida, возникает местный и генерализованный кандидомикоз.
Принципы лечения и профилактики дисбактериоза включают отмену препаратов, вызывающих дисбактериоз; назначение витаминов, стимуляторов иммуногенеза, противоаллергических средств, ферментов, проводят назначение эубиотиков – бактерийных препаратов из живых бактерий симбиотической микрофлоры кишечника (бифидобактерии, молочнокислые бактерии, кишечная палочка).
Колибактерин – содержит живые кишечные палочки штамма М-17, антагонистически активные из-за колицинов в отношении шигелл, энтеропатогенных кишечных палочек (ЭПКП), сальмонелл. Колибактерин применяют при нарушении аэробной микрофлоры кишечника, но при условии, если отсутствуют гемолитические формы этих бактерий.
Бифидумбактерин – содержит живые бифидобактерии. При их применении создается кислая реакция в кишечнике, улучшается всасывание солей кальция, железа, витамина D. Бифидобактерин показан при отсутствии или уменьшении количественного содержания бифидобактерий. Назначают при нарушении аэробной и анаэробной микрофлоры.
Бификол – сочетает в себе оба препарата (колибактерин и бифидумбактерин).
В состав лактобактерина входят L. fermentum и L. plantarum. Оказывают антагонистическое действие на энтеропатогенные кишечные палочки, гемолитические стафилококки. Назначают при снижении количества лактобактерий.
Фимелан – изготовлен из высокоадгезивных штаммов лактобактерий, назначают женщинам в последнем триместре беременности с целью коррекции вагинальной микрофлоры.
Бактисубтил (флонивин) – содержит Bacillus subtilis, обладает противомикробными и ферментативными свойствами, тормозит рост патогенных микробов, вызывает деградацию токсинов, подавляет гнилостные процессы, т. к. препарат имеет активные ферментативные системы, с помощью которых разлагает белки, жиры, углеводы и др. органические вещества.
Эубиотики не рекомендуется назначать при обнаружении в фекалиях грибов Candida, так как они могут спровоцировать усиленную пролиферацию этих микроорганизмов.
Бактерийные препараты назначают через 5 дней после антибиотикотерапии для восстановления нормальной микрофлоры. Существует ряд принципов комбинированной коррекции микроэкологического дисбаланса кишечника: коррекция моторно-секреторной функции желудочно-кишечного тракта (ферментотерапия, витаминотерапия, антидиарейные средства, средства, стимулирующие регенерацию); энтеросорбция (смекта и др.); селективная деконтаминация патогенной и условно-патогенной микрофлоры кишечника (бактериофаги, фитонциды); коррекция нормальной микрофлоры кишечника с помощью эубиотиков.
Диагноз дисбактериоза устанавливают на основании многократного бактериологического исследования количественного и качественного состава микроорганизмов. Эти результаты сопоставляют с нормой при обязательном учете возраста.
Предложен новый биохимический экспресс-метод диагностики дисбактериоза, который основан на электрофоретическом исследовании фекалий, позволяющий выявить низкомолекулярные продукты микробного происхождения. Выявление в пробах фекалий фруктозолизина свидетельствует о снижении колонизационной резистентности пищеварительного тракта – это ранний признак дисбактериоза. При тяжелой форме дисбактериоза отмечаются глубокие нарушения микробного биоценоза.
Для изучения нормальной микрофлоры создана гнотобиология – наука о безмикробных или заселенных каким-либо определенным видом микроба животных. В стерильных боксах животных искусственно родоразрешают путем кесарева сечения, затем выращивают в стерильных условиях, обеспечивают стерильным воздухом, питанием и т. д. Оказалось, что у таких животных наблюдаются расширение слепой кишки; гипертрофия надпочечников; лейкопения; уменьшение усвоения железа; угнетение иммуногенеза; авитаминоз.
Если гнотобионту ввести E. coli, бифидобактерии или других нормальных обитателей, то постепенно вышеперечисленные признаки исчезают. Гнотобионтов используют для изучения вопросов экологии, апробации препаратов для лечения дисбактериоза, новых лекарственных веществ, для изучения метаболизма.