2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Коленчукова_О_А_Микробиоценоз_слизистой_оболочки_носа_и_риносинуситы

транзиторной (пассажной) микрофлоры. Сложившиеся за десятилетия положения относительно нормальной микрофлоры не абсолютны; например, менингококки и пневмококки, вызывающие менингиты, пневмонии и септицемии, выделяют из носоглотки 10% клинически здоровых лиц, а для остальных 90% они представляют серьѐзную опасность. Практически у каждого человека подобные бактерии могут спорадически колонизировать носоглотку, их обозначают термином «транзиторные члены микробных ценозов». Можно заключить, что попадание патогена в организм, в орган, тропный его вирулентным потенциям, далеко не всегда приводит к развитию заболевания. Во многом подобный феномен связан с состоянием защитных факторов самого организма, но не менее важно участие микрофлоры, конкурирующей с потенциальным возбудителем за пищевые и энергетические источники и препятствующей его избыточной колонизации [21, 34, 143].

Нормальная микрофлора имеет свои отличительные черты. Однако четкой грани между ней и условно патогенными бактериями нет. Естественная микрофлора участвует в формировании неспецифических механизмов резистентности человека. Сам термин «нормальная микрофлорам объединяет микроорганизмы, более или менее часто выделяемые из организма здорового человека: бактерии, входящие а еѐ состав, представлены в табл. 1. Многие еѐ представители вызывают “физиологическое воспаление” слизистых биологических полостей, продукты распада микробных клеток стимулируют образование агглютининов, опсонинов, повышают содержание иммуноглобулинов классов A, G и М, способствуют процессам фагоцитоза. При этом, антиинфекционную резистентность макроорганизма в большинстве случаев связывают с проявлением микроорганизмами антагонистических свойств в отношении патогенной микрофлоры [76].

Колонизация – это присутствие и размножение микроорганизмов в различных отделах организма человека, но без выражения клинических реакций, а также иммунного ответа в момент, когда эти микроорганизмы выделяются [13]. Колонизация является нормальным процессом в течение и после рождения человека. При этом колонизирующая (иными словами, нормальная) микрофлора изменяется на протяжении всей жизни человека в зависимости от различных факторов жизни. Колонизация организма может быть также вызвана его взаимодействием с экзогенными микроорганизмами.

Колонизация наиболее характерно проявляется на примере нормального процесса родов, во время которого плод попадает из так называемой стерильной окружающей среды в среду, населенную разнообразными микроорганизмами.

22

Таблица 1

Нормальная микрофлора верхних дыхательных путей человека

Примечания: (++) – постоянное присутствие в большом количестве, (+) – постоянное присутствие, (±) – нерегулярное присутствие.

Окраска по Граму/морфология: (+) – грамположительный, (-) – грамотрицательный, (ку) – кислотоустойчивый, (к) – кокки, (кб) – коккобациллы, (п) – палочки, (с) – спирохеты.

23

В течение нескольких часов Staphylococcus epidermidis колонизирует кожу, альфа-стрептококки – носоглотку, а грамотрицательные аэробы и смешанные анаэробы колонизируют гастроинтестинальный тракт новорожденного. Тип питания ребенка (грудное или искусственное вскармливание) сильно влияет на колонизацию желудочно-кишечного тракта. При искусственном питании кишечник новорожденных быстрее колонизируется большинством грамотрицательных бактерий. В свою очередь грудное вскармливание приводит к доминированию среди кишечной флоры Bifidobacterium [105].

Большинство местной флоры человека составляют так называемые комменсалы. Они находятся в благоприятном для них взаимодействии с организмом хозяина и не наносят ему никакого вреда. Другие микроорганизмы находятся как бы во “взаимной ассоциации” с организмом-хозяином, оказывая положительное влияние на организм в результате своей жизнедеятельности. Такие преимущества для организмахозяина могут быть следующими [117, 143]:

1.Микроорганизмы перерабатывают вредные вещества, питаясь продуктами биохимического распада (например, кишечные бактерии).

2.Многие кишечные бактерии синтезируют витамины – В, Е и К.

3.Присутствие местных микроорганизмов служит одной из гарантий защиты организма-хозяина от патогенных микроорганизмов. Например, лактобациллы во влагалище продуцируют кислоты, защищающие организм женщины от размножения гонококков. Многие штаммы E.coli продуцируют колицины, защищающие интестинальный тракт от кишечных патогенов.

Приведенный краткий обзор показывает, насколько многообразна микрофлора, нормально колонизирующая различные участки организма человека. Современная микробиологическая диагностика позволяет культивировать и идентифицировать большинство представителей нормальной микрофлоры. Несмотря на это, проблема анализа ситуации, при которой имеет место колонизация или инфицирование организма, достаточно важная задача современной клинической микробиологии. В последние годы в связи с ростом числа иммунокомпрометированных пациентов существенно расширилось понимание роли так называемых комменсалов, в определенных ситуациях вызывающих серьезные инфекционные осложнения. Важное значение в этой связи играет и развитие лекарственной резистентности у микроорганизмов. Практически на наших глазах зарождается новое направление клинической микробиологии, изучающее поведение нормальной микрофлоры в условиях широкого использования антимикробных препаратов – микробная экология [129].

24

2.2. Состав нормальной микрофлоры слизистой оболочки носа

Полость носа является начальным отделом верхних дыхательных путей. Для неѐ характерен свой микробный пейзаж, имеющий относительно постоянный состав и количество особей вегетирующих бактерий.

Слизистая носа содержит мало пищевых остатков, а, следовательно, ограниченное количество питательных веществ для микроорганизмов, кроме того, устойчивость слизистой оболочки обеспечивается секрецией муцина, который обладает бактерицидным действием. Поэтому большинство ученых указывают на довольно ограниченное представительство микробов, участвующих в формировании ассоциаций

[153].

Человек вместе с воздухом вдыхает огромное количество частиц пыли и адсорбированных на них микроорганизмов. В опытах установлено, что количество микробов во вдыхаемом воздухе в 200-500 раз больше, чем в выдыхаемом. Большинство из них задерживается в полости носа, и лишь небольшая часть проникает в бронхи. Случайные же обитатели, поступающие с атмосферным воздухом, занимают в микробных сообществах незначительный удельный вес и, как правило, относятся к транзиторным бактериям.

Изучение качественного и количественного состава нормофлоры слизистой оболочки носа в возрастном аспекте выявило постоянство выделения у взрослых следующей индигенной и факультативной микрофлоры. На слизистой носовых ходов индигенными обитателями являются коагулазоотрицательные стафилококки (S. epidermidis, S.album, S.lentus, S.haemolyticus, S.warneri) и грамположительные палочки рода Corynebacterium. Реже выделяются нейссерии (N.subflava, N.sicca),

зеленящие и негемолитические стрептококки (S.sangius, S.mitis, S.salivarius), грамотрицательная палочка Haemophilius influenzae,

грампозитивные кокки рода Micrococcus и палочки рода Bacillus. Также к факультативной группе относятся представители семейства

Enterobacteriacea и пневмококки (Streptococcus pneumoniae). Частота обнаружения последних варьирует в широких пределах – от 0 до 50%. Из анаэробной микрофлоры эпизодически обнаруживаются анаэробные стрептококки (Peptostreptococcus spp.). Можно предположить, что на расселение анаэробной микрофлоры существенно влияет большая вентилируемость данного отдела [12, 55, 73, 74].

На представительство и количество бактерий влияют и такие факторы, как возраст, пол и т. д. Природа и количество углеводов и протеинов, например, в конечном счете, определяют, какие микробы будут «процветать», а какие – «вянуть». Состав микрофлоры зависит также от

25

количества поступающих микробов, частоты их попадания, характера пищи и физико-химических условий слизистой, природы заселяющих слизистой микроорганизмов и их взаимодействия в ассоциациях [47, 74].

Видовой состав микробного биоценоза различных отделов организма периодически меняется, но каждому индивидууму свойственны более или менее характерные микробные сообщества (как говорили римляне, sum quique – каждому своѐ). По Ламарку, основными условиями выживания вида (включая микроорганизмы) являются нормальная жизнедеятельность, быстрое воспроизведение плодовитого потомства, колонизирующего определѐнный ареал. Для большинства комменсалов эти положения не тождественны понятиям «патогенность» и «вирулентность», также во многом обусловленными скоростью размножения и колонизации [58, 117].

В экстремальных условиях непатогенные обитатели биологических полостей ведут себя как патогенные бактерии, т.е. вызывают тяжелые заболевания.

2.3. Факторы и механизмы неспецифической противоинфекционной защиты организма

Все виды защиты от патогенных агентов можно свести к 3 феноменам: видовому иммунитету, естественной резистентности и приобретенному иммунитету. Первые два феномена являются неспецифическими, хотя некоторые механизмы (антителозависимый киллинг и фагоцитоз) уже несут в себе элементы специфичности. Таким образом, начальный этап эффекторного действия иммунной системы – воспаление, обуславливается гаммой неспецифических и специфических факторов. Сочетанность их действия составляет суть первого принципа реализации эффекторных иммунных механизмом. Второй принцип – каскадность действия, характеризуется тем, что небольшое количество специфических механизмов в свою очередь запускают основную массу неспецифических механизмов. Наконец, третий – принцип избыточности (дублирования), включает накопление в организме специфических сенсибилизированных Т-лимфоцитов и иммуноглобулинов – антител, что относится к приобретенному иммунитету [41, 64, 66].

Для возникновения инфекции важное значение наряду со свойствами возбудителя имеет состояние макроорганизма. Оно определяется сложным комплексом факторов и механизмов, тесно связанных между собой, и характеризуется как восприимчивость (чувствительность) или невосприимчивость (резистентность) к инфекции. К врожденным факторам неспецифической противоинфекционной защиты организма относятся: кожные и слизистые покровы, лимфатические узлы, лизоцим и другие ферменты полости рта и желудочно-кишечного тракта, нормальная

26

микрофлора, натуральные киллеры (NK) и фагоцитирующие клетки. Факторами неспецифической защиты являются также система комплемента

иинтерфероны. Однако, в отличие от других факторов, комплемент содержится в организме в виде функционально неактивных сывороточных белков, которые приобретают защитные функции лишь после их активации. Что касается интерферонов, то они продуцируются лейкоцитами, фибробластами и другими клетками только в случае экспрессии генов, несущих информацию об их синтезе [14, 24].

Кожа и слизистые оболочки. Для большинства микроорганизмов, в том числе и патогенных, неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются барьером, препятствующим их проникновению внутрь организма. Постоянное слущивание верхних слоев эпителия, секреты сальных и потовых желез способствуют удалению микроорганизмов с поверхности кожи. Однако кожа представляет собой не только механический барьер, она обладает также бактерицидными свойствами, связанными с действием молочной и жирных кислот, различных ферментов, выделяемых потовыми

исальными железами. Поэтому различные микроорганизмы, не входящие в число постоянных обитателей кожных покровов, быстро исчезают с ее поверхности. Еще более выраженными защитными функциями обладают: конъюнктива глаза, слизистые оболочки носоглотки, дыхательного, желудочно-кишечного и мочеполового трактов. Слезы и секреты, выделяемые слизистыми, слюнными и пищеварительными железами, не только смывают микроорганизмы с поверхности слизистых оболочек, но и оказывают бактерицидное действие, обусловленное содержащимися в них ферментами, в частности лизоцимом [29, 109].

Лизоцим. Лизоцим представляет собой термостабильный белок типа муколитического фермента. Он содержится в тканевых жидкостях животных и растений, у человека - в слезах, слюне, перитонеальной жидкости, плазме и сыворотке крови, в лейкоцитах, материнском молоке и др. Лизоцим продуцируется моноцитами крови и тканевыми макрофагами. Он вызывает лизис многих сапрофитных бактерий, оказывая менее выраженное литическое действие на ряд патогенных микроорганизмов и неактивен в отношении вирусов.

Механизм бактериолитического действия лизоцима состоит в гидролизе связей между N-ацетилмурамовой кислотой и N- ацетилглюкозамином в полисахаридных цепях пептидогликанового слоя клеточной стенки бактерии. Это приводит к изменению ее проницаемости, сопровождающемуся диффузией клеточного содержимого в окружающую среду, и гибели клеток. Заживление ран в области слизистых оболочек, имеющих контакт с большим количеством различных микроорганизмов, в том числе и патогенных, в известной степени объясняется наличием лизоцима [32, 56].

27

Нормальная микрофлора. Человек существует в мире, богато населенном различными микроорганизмами. С биологических позиций условия для выживания микроорганизмов, населяющих открытые биоценозы человека, выглядят оптимальными: благодаря хозяину его микрофлора обеспечена поддержанием температурного режима и постоянным поступлением необходимых питательных веществ. В свою очередь, для человека эти микроорганизмы, как истинные симбионты, делают немало полезного, участвуя в переваривании пищи, синтезе витаминов и других обменных процессах.

В здоровом организме нормальная микрофлора играет важную роль в процессах пищеварения и обмене веществ. Бактерии вырабатывают ферменты, участвующие в распаде белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, холестерина, а также способствует всасыванию ионов кальция, железа и витамина D. Микрофлора синтезирует вещества, необходимые организму человека, участвует в детоксикации лекарств и формировании иммунитета.

Микрофлора попадает в организм ребѐнка сразу после рождения. В первые часы еѐ выделяют с кожных покровов, а спустя 10-12 часов из конъюнктивы глаз и кишечного тракта. Через 2-3 дня случайно попавшие микроорганизмы вытесняются, и господствующее положение занимают симбиотические виды. В этом сдвиге микробного пейзажа проявляются антагонистические свойства нормальной микрофлоры [143].

Микрофлора содержится в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), мочеполовой системе, на слизистых глаз и дыхательных путей. Частой причиной дисбиоза является нарушение слизистого барьера, то есть среды обитания нормальной микрофлоры. Полезные кишечные бактерии синтезируют витамины и подавляют патогенную микрофлору.

ЖКТ человека заселен более 500 видами микроорганизмов – бактерий, грибов, бактероидов. Микробный пейзаж кишечника уникален для каждого человека. Микрофлора находится в сложных и сбалансированных взаимоотношениях с организмом человека. При нарушении этих взаимоотношений возникает дисбиоз кишечника. Причины – нарушение диеты, лекарства, аллергия, заболевания ЖКТ. Нормальная микрофлора замещается патогенной. При дисбактериозе в кишечнике размножаются вредные бактерии, которые выделяют огромное количество токсинов. Результат этого – нарушение иммунитета со всеми вытекающими последствиями: головные боли, утомляемость, аллергические реакции, нарушение стула и т.п. [27, 82].

Кроме ЖКТ полезная микрофлора живѐт и в других полостях организма. Как, бифидумбактерии кишечника, так и молочнокислые бациллы влагалища женщины препятствуют развитию патогенной, гнилостной и газообразующнй микрофлоры. Известен антагонизм кишечной палочки в отношении патогенных энтеробактерий кишечника.

28

Кишечная палочка выделяет антибиотик колицин. На слизистых оболочках обитают актиномицеты, продуцирующие антибиотики. Виды микробного ценоза конкурируют за питательный субстрат и кислород [19, 119].

На поверхности соприкосновения (или разделения) внешнего мира с внутренней средой организма человека концентрация микроорганизмов наиболее высока – 105-6 колониеобразующих единиц (КОЕ)/г на коже и свыше 1010-12 КОЕ/г на слизистых кишечника. В свете современных представлений, процесс поступления эндогенных бактерий и/или их фрагментов с поверхности слизистых во внутреннюю среду организма не только возможен, но и происходит значительно чаще, чем предполагалось ранее. Накоплены многочисленные факты о проницаемости слизистых для микроорганизмов, постоянной миграции бактерий в кровь в составе макрофагов, о непосредственном попадании бактерий во внутреннюю среду организма при транслокации под действием большого числа факторов (травма, стресс, шок, нарушения гемодинамики, эндотоксемия и др.), наконец, о развитии транзиторной бактериемии после экстракции зуба или даже при чистке зубов [44, 79, 105].

Условно-патогенные бактерии следует рассматривать как более прогрессивную ветвь эволюции микробного мира по сравнению с патогенными, так как, благодаря их относительно низкой агрессивности, в онтогенезе были найдены различные механизмы взаимосотрудничества бактерий с макроорганизмом хозяина, что позволило этим микроорганизмам сформировать экологические ниши на слизистых и коже человека. Более 500 видов микроорганизмов насчитывают среди симбионтов, населяющих микроэкологическую систему в организме человека, причем далеко не все бактерии из состава биоценозов идентифицированы и изучены [42, 86, 106].

Тесное взаимодействие с микрофлорой не может быть индифферентным для организма хозяина. Периодически возникают "конфликтные ситуации": те самые условно-патогенные бактерии, которые, как правило, входят в состав биоценозов слизистых и кожи человека, при определенных условиях становятся возбудителями гнойновоспалительных заболеваний (инфекция кожи и мягких тканей, ангина, пиелонефрит, пневмония, перитонит, остеомиелит, эндокардит, сепсис). В то же время микрофлора биоценозов влияет на состояние иммунореактивности, регулируя адекватность ответа на инфекцию [66, 76].

Симбиотические виды микрофлоры живут и на поверхности кожи и могут конкурировать за субстрат с патогенной микрофлорой, попадающей на кожу отовсюду.

Полезные микроорганизмы становятся опасными при ослаблении управления организма с помощью центральной нервной системы, стрессе, плохой экологии или прямой атаке на бактерии антибиотиками или

29

химиопрепаратами. Если в организме начинается дисбаланс, то нормальная микрофлора перестаѐт выполнять свои функции (регуляторную, обменную, энергетики, очистки и защиты), и становится патогенной. В результате чего: адаптивность человека падает; под влиянием колебаний внешней среды становится хроническим стресс; на месте травм создаются типичные для стресса воспалительные очаги; в очагах размножаются патогенная микрофлора и вирусы [89, 105].

Применение антибиотиков способствует развитию более устойчивых патогенных микроорганизмов и ведѐт к необходимости изобретать более сильные антибиотики. Есть не менее мощные натуральные препараты. Между моментом попадания инфекции в организм и развитием отклика на неѐ иммунной системы проходит сколько-то времени. Антибиотики реагируют на инфекцию гораздо быстрее, но при этом ослабляют иммунный ответ организма.

Каждый микроорганизм – это сложнейшая система биохимических реакций, меняющая свою направленность в зависимости от условий обитания. Микроэкологическая система на слизистой оболочке или коже человека, состоящая из многих видов микроорганизмов, по сути дела представляет собой “биохимический реактор”, направленность метаболизма в котором имеет колоссальную многофакторную зависимость и трудно прогнозируема. Детальное изучение в последние 10-15 лет некоторых компонентов бактериальных клеток [104, 132] показало их огромную роль в патогенезе многих заболеваний и состояний человека. Прежде всего, это индукция липополисахаридами грамотрицательных бактерий цитокинов (фактора некроза опухоли и интерлейкинов) в качестве пусковых факторов синдрома системного воспалительного ответа. Есть данные о роли продуктов микробного метаболизма (летучие жирные кислоты, фенолы, индолы и др.) и их способности влиять на реактивность организма человека [101].

Известны десятки медиаторов, участвующих в формировании воспалительного каскада. Это прежде всего эйкозаноиды (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны), интерлейкины, фактор некроза опухоли, система комплемента, адгезирующие молекулы, протеолитические энзимы, фактор, повреждающий эндотелий, фактор, активирующий тромбоциты. Все эти медиаторы синтезируются клетками организма хозяина, например, эйкозаноиды – из арахидоновой кислоты, цитокины – активированными фагоцитами и лимфоцитами.

Несмотря на постоянную “боевую готовность”, запуск воспалительного каскада далеко не всегда целесообразен. Из сказанного выше ясно, что попадание в стерильные среды хозяина бактерий и их фрагментов может носить случайный и “неопасный” характер, и в этих случаях воспаление действительно не реализуется. С другой стороны, поступление тех же бактерий в кровоток в достаточно большой дозе

30