2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Микрофлора_окружающей_среды_и_тела_человека_Литусов_Н_В_,_Сергеев

от 2 до 3 месяцев. Выживаемости в почве неспорообразующих микробов способствует попадание вместе с возбудителем достаточного количества питательных веществ (кал, мокрота, гной и т. д.), наличие благоприятных физико-химических условий среды, отсутствие микробов-антагонистов.

Наиболее опасной является почва, загрязненная фекалиями больных кишечными инфекциями. Возбудители дизентерии, холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, энтеровирусных заболеваний попадают в организм человека с загрязненными землей овощами, фруктами и другими пищевыми продуктами. Установлена прямая зависимость между уровнем заболеваемости населения кишечными инфекциями и неудовлетворительным санитарным состоянием почвы, обусловленным плохой ее очисткой.

Описан ряд водных вспышек кишечных инфекций, причиной которых были загрязненная почва и стоки нечистот.

В почве обитает много плесневых грибов. Некоторые из них, например грибы из рода Fusarium, попадая на злаковые и другие растения, в процессе своего развития, вырабатывают токсические вещества. При употреблении хлеба, выпеченного из зерна позднего обмолота и пораженного грибом Fusarium sporotrichiella, у человека возникает токсикоз, известный под названием отравления “пьяным хлебом”. Грибы из рода Aspergillus (Asp. flavus, Asp. fumigatus), паразитирующие на земляных орехах, зерновых культурах и кормах, могут также образовывать токсическое вещество - афлатоксин. При употреблении в пищу продуктов заражённых афлатоксинов возникает тяжелое отравление, которое характеризуется некротическим поражением печени, почек, геморрагическим воспалением пищеварительного тракта.

Микрофлора воды

В морях, реках, озерах и других водоемах, а также в грунтовых водах содержится значительное число видов микроорганизмов. Совокупность всех микроорганизмов, заселяющих водоёмы, обозначают термином

«микробиальный планктон».

Микрофлора природных вод в значительной степени зависит от их происхождения. Различают пресные и морские воды. Пресные воды разделяют на поверхностные, включая проточные (реки, ручьи) и стоячие

(озёра, пруды, водохранилища), подземные (почвенные, грунтовые, артезианские) и атмосферные (дождь, снег).

Изучением водных сообществ занимается гидробиология. Возрастающий дефицит пресной воды на Земле заставляет обратить серьезное внимание на процессы формирования экосистемы в водоеме и переработку водными микроорганизмами поступающих в водоем загрязнений. Вода – естественная среда обитания микробов, основная масса которых поступает из почвы, воздуха с оседающей пылью, с отходами, стоками промышленных и животноводческих объектов и др. Особенно много

11

микроорганизмов в открытых водоемах и реках, нередко встречаются они в илистых отложениях океанов, морей, болот, минеральных водах. Их находят как в поверхностных слоях, так и на глубине до 10 тыс. метров. Обитают микроорганизмы и в горячих источниках. Процесс фотосинтеза у них происходит при температуре 75ОС, а в щелочных водах бактерии выживают при температуре 100ОС.

Качественный состав обитающих в воде микроорганизмов зависит в основном от свойств самой воды, поступления в нее сточных и промышленных отходов. К постоянно живущим в воде микроорганизмам относятся Azotobacter, Nitrobacter, Micrococcus, Pseudomonas, Proteus, Spirillum и др.

Глубокие почвенные воды, ключевая, артезианская вода почти свободны от микроорганизмов. Незначительно загрязнены микрофлорой атмосферные осадки, так как снег и вода увлекают большинство микробов воздуха вместе с пылью и после выпадения осадков воздух особенно чист.

Характер микрофлоры водоемов определяется особенностями конкретной водной среды. Микрофлору водоемов образуют две группы: аутохтонные (собственно водные) и аллохтонные (попадающие извне при загрязнении) микроорганизмы.

Аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Микробный состав воды напоминает микрофлору почвы, с которой вода соприкасается (придонные и прибрежные почвы).

Аллохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, случайно попавших в воду и сохраняющихся в ней сравнительно короткое время.

Количественные соотношения микроорганизмов в открытых водоемах варьируют в широких пределах, что зависит от типа водоема, степени его загрязнения, смены метеорологических условий, времени года.

Микроорганизмы воды играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические продукты животного и растительного происхождения и обеспечивая питательными веществами другие организмы, живущие в воде.

Источником загрязнения воды в реках чаще всего служат бытовые и промышленные стоки. В открытые водоемы большая часть микробов попадает из почвы. Поэтому в озерах, прудах, реках наивысшее содержание микрофлоры отмечается в прибрежной зоне.

В воде обитают все известные группы микроорганизмов, но наиболее существенный компонент населения водоемов – бактерии. Как известно, цитоплазматическая мембрана бактерий обладает способностью активного переноса через клеточную стенку питательных веществ. Благодаря этому бактерии способны потреблять питательный субстрат, присутствующий в ничтожно малых концентрациях (1-5 мг/г).

Микробы окисляют до минеральных соединений органические вещества, в огромных количествах попадающие в водоемы. Степень

12

загрязнения, в том числе болезнетворными микробами, может быть препятствием для использования воды. Поэтому любой водный источник необходимо подвергать санитарно-микробиологической оценке.

Самоочищение водоемов обусловливается рядом факторов:

-быстрым течением воды, что ведет к уменьшению концентрации органических веществ;

-бактерицидным действием инсоляции;

-минерализацией органических соединений микробами;

-наличием пищевой цепи: бактерия – простейшие – насекомые – рыба, животные – человек;

-адсорбцией твердыми частицами ила;

-адсорбцией на поверхности растений;

-действием фитонцидов растений.

Вода как фактор передачи инфекционных заболеваний человека

Вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. В открытых водоемах, особенно находящихся на неблагополучных по инфекционным болезням территориях, обнаруживают возбудителей кишечных и природно-очаговых инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций). В донных отложениях прудов и озер нередко обитают возбудители ботулизма. Патогенные микроорганизмы водоемов могут включаться в пищевые цепи и по ним передаваться разным группам животных, птиц и рыб.

Микрофлора воздуха

Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры почвы и воды, откуда микробы вместе с пылью и капельками влаги увлекаются в атмосферу. Воздух – неблагоприятная среда для размножения микроорганизмов. Отсутствие питательных веществ, солнечные лучи, и высушивание обусловливают быструю гибель микроорганизмов. Вследствие этого в атмосферном воздухе постоянно происходят процессы самоочищения.

Состав микрофлоры воздуха весьма разнообразен – это пигментные сапрофитные бактерии (микрококки, сарцины), актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др.

Наибольшее количество микроорганизмов содержит воздух крупных промышленных городов. Воздух же полей, лесов, лугов, а также над водными пространствами, в удалении от населенных пунктов отличается сравнительной чистотой. Значительные изменения претерпевает микрофлора воздуха в зависимости от времени года. Максимальное количество микробов обнаруживают в летнее время, а минимальное – в зимнее время.

Микрофлора воздуха закрытых помещений более разнообразна и относительна стабильна. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе и патогенные виды, попадающие в воздух при кашле, чихании или разговоре. Основной источник загрязнения воздуха

13

патогенными видами – бактерионосители. Уровень микробного загрязнения зависит от плотности населения, активности движения людей, санитарного состояния помещения, вентиляции, частоты проветривания, способа уборки, степени освещенности и т. д.

Микроорганизмы в воздухе находятся в состоянии аэрозоля. Аэрозоль – коллоидная система, состоящая из воздуха, капелек жидкости или твердых частиц, и включающая различные микроорганизмы. Размер аэрозольных частиц варьируется от 10 до 2000 нм. При чихании может образовываться до 40000 капель.

Выделяют три основные фазы бактериального аэрозоля:

•Капельная фаза состоит из бактериальных клеток, окруженных водно-солевой оболочкой. Диаметр частиц около 0,1мм. Длительность пребывания в воздухе составляет несколько секунд.

•Мелкоядерная фаза образуется при высыхании частиц первой фазы. В этой фазе частицы имеют наименьшие размеры, легко перемещаются потоками воздуха, длительно находятся во взвешенном состоянии. Именно так распространяются большинство возбудителей воздушно-капельных инфекций.

•Фаза «бактериальной пыли» состоит из крупных, быстро оседающих частиц, образующие пыль, способную подниматься в воздух.

Воздух как фактор передачи инфекционных заболеваний человека

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы в воздух попадают с каплями слюны человека или животных, при разговоре, кашле, при слущивании клеток эпителия кожи. Через воздух передаются:

•бактерии – возбудители туберкулеза, дифтерии, коклюша, споровые формы бактерий и др.;

Микрофлора организма человека

В организме человека обитают примерно 500 видов микроорганизмов, составляющих его нормальную микрофлору. Макроорганизм и его микрофлора в нормальных условиях находятся в состоянии динамического равновесия (эубиоза), которое сложилось в процессе эволюции.

Открытыми биологическими системами (биотопами), которые сообщаются с внешней средой, являются - кожа, расположенные до

14

голосовой щели отделы респираторного тракта, ротовая полость, желудочнокишечный тракт, слизистые оболочки газа, носа, передней уретры, вагина. Они заселяются микроорганизмами, среди которых доминируют бактерии. Простейшие и вирусы представлены значительно меньшим числом видов.

В норме от микроорганизмов свободны - кровь, ликвор, синовиальная жидкость, костный мозг, брюшная полость, плевральная полость, матка.

Естественную микрофлору любых биотопов подразделяют на резидентную (или постоянную) и транзиторную (или случайную).

Если постоянная микрофлора содержит представителей, специфичных для данного биотопа, то случайная состоит из особей, занесенных извне. Так, в желудочно-кишечном тракте могут оказаться посторонние микроорганизмы, попавшие с едой или питьем. Кожные покровы наиболее часто контаминируются случайной микрофлорой из окружающей среды. В трахее, бронхах, легких, пищеводе также может обнаруживаться транзиторная микрофлора.

Постоянная микрофлора конкретного биотопа относительно стабильна по составу. Вместе с тем состав и физиологическая роль составляющих ее микроорганизмов далеко не равнозначны. Поэтому в постоянной микрофлоре различают две фракции: облигатную и факультативную.

Облигатная микрофлора является главной составляющей любого микробоценоза, она противодействует заселению биотопа случайными микроорганизмами, участвует в процессах ферментации, иммуностимуляции, т.е. выполняет защитные или нормофизиологические функции. Доля облигатной микрофлоры в составе здорового биоценоза в несколько раз выше, чем доля факультативной фракции. Например, концентрация бифидобактерий в толстой кишке достигает 10п-1012 КОЕ/г.

(КОЕ — колониеобразующая единица - число колоний, вырастающих на питательной среде при посеве 1 г или 1 мл исследуемого материала. При определении концентрации микроорганизмов принимают во внимание то, что каждая живая бактериальная клетка образует колонию).

Факультативная микрофлора составляет меньшую часть постоянных обитателей биотопа, максимальная концентрация отдельных представителей не превышает 1О3-1О5 КОЕ/г. Если постоянная микрофлора проявляет себя преимущественно бродильной активностью (т.е. расщеплением углеводов с образованием кислых продуктов), то факультативная фракция весьма активно участвует в гнилостных процессах (распаде белковых веществ с образованием щелочных продуктов).

Состав нормальной микрофлоры тела человека

Микрофлора кожи

Кожный покров является наиболее обширной областью человеческого тела, доступной для постоянных контактов с микроорганизмами окружающей среды.

15

В состав резидентной микрофлоры кожи входят грамположительные сапрофитные бактерии - стафилококки, микрококки, непатогенные коринебактерии, пептострептококки.

К транзиторной микрофлоре относятся грамположительные сарцины, золотистый стафилококк, грибы рода Candida, плесневые грибы. Таким образом, в составе микрофлоры кожи представлены как аэробные, так и анаэробные виды. Основные зоны колонизации – поверхность ороговевших клеток эпидермиса, устья волосяных фолликулов, протоки сальных желез. На одном см2 кожи может находиться от 10 тыс. до 1 млн. бактериальных клеток. Бактерии расщепляют секреты сальных желез до ненасыщенных жирных кислот, при этом происходит сдвиг рН в кислую сторону. Кислая реакция среды и продукты метаболизма представителей нормальной микрофлоры являются неблагоприятными факторами для патогенных бактерий, которые на поверхности здоровой кожи быстро погибают (в течение 5 мин). При ослаблении защитных реакций макроорганизма на коже возрастает количество грамотрицательных бактерий, в частности кишечной палочки (E. coli).

Микрофлора верхних дыхательных путей

Наиболее колонизированы верхние отделы дыхательных путей, которые анатомически приспособлены для осаждения бактерий из вдыхаемого воздуха. Резидентная микрофлора полости носа и носоглотки представлена грамположительными зеленящими и негемолитическими стрептококками, пептострептококками, микрококками, стафилококками, лактобактериями. Из грамотрицательных микроорганизмов здесь обитают непатогенные нейссерии и анаэробные неспорообразующие палочки - бактероиды.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта Полость рта – один из наиболее заселенных участков тела человека – там

обнаруживается около 300 видов микроорганизмов. В полости рта обитают представители всех морфологических форм бактерий: кокки, палочки, извитые формы, а также простейшие, грибы, вирусы. Высокой обсемененности полости рта способствуют ее анатомические особенности – наличие десневых карманов, складок слизистой, межзубных промежутков – обилие питательных веществ, щелочная реакция среды, достаточное снабжение кислородом. Более 90% всей микрофлоры составляют облигатные анаэробы (бактеройды, лактобактерии, фузобактерии, пептострептококки). Анаэробные условия создаются в зубодесневых карманах, зубном налете. В большом количестве обнаруживаются кокки, как грамположительные – стафилококки, стрептококки, так и грамотрицательные – нейссерии, вейлонеллы. Неспорообразующие палочки – лактобациллы и бактероиды. В состав транзиторной микрофлоры входят грамотрицательные палочки - протей, клебсиелла, кишечная палочка, и грамположительные спорообразующие палочки - бациллы и клостридии. Зеленящие стрептококки, обитающие в полости рта вызывают развитие кариеса.

16

Пищевод и желудок у здоровых людей не имеет постоянной микрофлоры. Бактерии, которые обнаруживаются в пищеводе, соответствуют микробному пейзажу полости рта. В желудке, благодаря кислой среде, подавляющая часть бактерий погибает. Из транзиторной микрофлоры желудка следует отметить лактобактерии, сарцины, дрожжеподобные грибы.

В тонкой кишке находится 105-108 микроорганизмов на 1 мл содержимого. Здесь обнаруживаются бифидобактерии, лактобактерии, клостридии, энтерококки.

В толстой кишке наблюдается наибольшее количество микроорганизмов. В 1 г фекалий содержится до 1012 микробных клеток. Около 95% всех видов микроорганизмов составляют анаэробные неспорообразующие бактерии.

Основными представителями микрофлоры толстой кишки являются: грамположительные анаэробные палочки (бифидобактерии, лактобациллы, эубактерии); грамположительные спорообразуюшие анаэробные палочки (клостридии перфрингенс); грамотрицательные анаэробные палочки (бактероиды); грамотрицательные факультативно-анаэробные палочки (кишечные палочки и сходные с ними бактерии - клебсиеллы, протей); анаэробные грамположительные кокки (пептострептококки, пептококки).

В меньших количествах обнаруживаются фузобактерии, протей, вейлонеллы, стафилококки, синегнойная палочка и дрожжеподобные грибы.

Микрофлора мочеполового тракта. Почки, мочеточники, мочевой пузырь, матка, простата стерильны. Микрофлора наружных гениталий представлена эпидермальными стафилококками, зеленящими стрептококками, непатогенными микобактериями, дрожжеподобными грибами рода Candida.

На слизистой оболочке передней уретры у обоих полов в норме встречаются стафилококки, непатогенные нейссерии и трепонемы.

Микрофлора влагалища у женщин детородного возраста состоит в основном из лактобактерий, которые расщепляют гликоген с образованием молочной кислоты. Кислая рН среды подавляет рост патогенных бактерий и грибов. На фоне снижения численности молочнокислой флоры развиваются грамотрицательные энтеробактерии (кишечная палочка), дрожжеподобные грибы, энтерококки, стафилококки.

Возрастные изменения в составе микрофлоры

Ребенок рождается стерильным, но, проходя через родовые пути, захватывает сопутствующую микрофлору. Формирование микрофлоры осуществляется в результате контакта новорожденного с микроорганизмами окружающей среды и организма матери, а также определяется санитарным состоянием среды, в которой проходили роды, типом вскармливания. К 3 месяцам жизни нормальная микрофлора ребенка становится сходной с микрофлорой взрослого.

17

Первоначально после рождения полость рта ребенка заселяют аэробы, которые после прорезывания зубов замещаются анаэробами.

При грудном вскармливании основой микрофлоры кишечника ребенка являются бифидобактерии и лактобактерии. При искусственном вскармливании у недоношенных и слабых детей нарушается размножение бифидобактерий, и увеличивается количество грамотрицательных бактерий (кишечной палочки), а также кокков. Такие дети часто болеют.

Значение нормальной микрофлоры организма человека

Нормальная микрофлора выполняет важные физиологические функции. Участвует:

•в обменных процессах – регуляции газового состава кишечника, в расщеплении белков, липидов, нуклеиновых, жирных и желчных кислот;

•в регуляции моторной функции кишечника;

•в синтезе витаминов группы В, К, никотиновой, фолиевой кислот;

•в детоксикации эндогенных и экзогенных токсических продуктов;

•в стимуляция процесса формирования иммунной системы у новорожденных и поддержание иммунного статуса у взрослых.

Однако важнейшей функцией нормальной микрофлоры является ее

антагонистических свойств нормальной микрофлоры, предотвращающих колонизацию слизистых оболочек посторонними, в том числе патогенными или условно-патогенными микроорганизмами.

Антагонистическая активность нормальной микрофлоры реализуется с помощью следующих механизмов:

1.Образования кислых продуктов, подавляющих рост микроорганизмовконкурентов (молочная кислота, уксусная кислоты). Кислая среда препятствует размножению гнилостной и патогенной микрофлоры, стимулирует перистальтику кишечника;

2.Биосинтеза веществ, обладающих активностью антибиотиков (бактериоцинов);

3.Конкуренции бактерий за пищевые субстраты;

4.Конкуренции за площадь адгезии на клетках эпителия.

Нарушение состава нормальной микрофлоры

При различных заболеваниях нарушается количественное и качественное соотношение представителей нормальной микрофлоры, что способствует размножению патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. В этом случае развивается патологический процесс,

называемый дисбактериозом (дисбиозом).

18

Дисбактериоз – это количественное и качественное изменение состава нормальной микрофлоры, приводящее к развитию или усугублению патологического процесса.

Причины развития дисбактериоза:

•заболевания желудочно-кишечного тракта инфекционной или неинфекционной природы;

•нерациональное применение антибиотиков и химиопрепаратов;

•неполноценное (несбалансированное) питание (особенно у детей 1-го года жизни)

•злокачественные новообразования;

•хирургические вмешательства;

•гормональные нарушения;

•иммунодефицитные состояния.

Таким образом, дисбактериоз - это не самостоятельное заболевание, а состояние организма, которое может наблюдаться у больных с самыми разными диагнозами.

Примеры дисбактериозов:

1.Кандидозное поражение слизистой оболочки полости рта - часто возникает у детей грудного возраста.

2.Дисбактериоз кишечника при инфекционных заболеваниях – это состояние, при котором резко уменьшается количество облигатных анаэробов и увеличивается популяция факультативных анаэробов, в результате чего в толстой кишке начинают преобладать гнилостные процессы, увеличивается газообразование, усиливается перистальтика кишечника. Наблюдается вздутие живота, болезненность при пальпации, жидкий стул.

3.Дисбактериоз влагалища (вагиноз) - бактериальный вагиноз развивается у женщин при снижении продукции эстрогенов. Происходит замещение резидентной молочнокислой флоры гарднереллами, стафилококками.

Для лечение дисбактериоза кишечника используют препараты нормальной микрофлоры (эубиотики), содержащие живые бактерии – резиденты: бифидобактерии, лактобактерии, кишечную палочку. Например:

бифидумбактерин, лактобактерин, колибактерин, бификол, бифилакт.

Применяются перорально.

Таким образом, нормальная микрофлора играет важную роль в защите организма от патогенных микроорганизмов. В то же время представители нормальной микрофлоры при определенных условиях также способны вызывать воспалительные процессы микробной этиологии. Например, после

19

перенесенного гриппа микроорганизмы, обитающие в носоглотке могут вызвать воспаление легких.

Возникновение заболеваний, вызванных представителями нормальной микрофлоры, может быть обусловлено следующими причинами:

1.Проникновение микроорганизмов в необычные для них места обитания - в норме стерильные (кровь, брюшная полость, легкие, мочевыводящие пути);

2.Снижение реактивности организма. У лиц с подавленным иммунитетом представители нормальной микрофлоры могут вызвать тяжелые заболевания с летальным исходом. Например:

генерализованный кандидоз - у больных в терминальной стадии СПИД, а.

3.На фоне некоторых соматических заболеваний может резко увеличиваться поступление в системный кровоток эндотоксинов грамотрицательной кишечной микрофлоры. Развивается эндотоксиновый шок, полиорганная недостаточность. При этом никаких микроорганизмов извне не поступает. Эндотоксинемия связана с собственной микрофлорой макроорганизма. Такой процесс возможен при патологии беременности, застойной сердечной недостаточности, патологии печени. Например: гепатит, цирроз печени.

4.В результате действия липополисахарида грамотрицательных микроорганизмов высвобождается дополнительное количество

гистамина, что может вызвать аллергические состояния.

Необходимо отметить также, что отдельных представителей нормальной микрофлоры используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов, свидетельствующих о загрязнении окружающей среды (воды, почвы, воздуха, продуктов питания) выделениями человека, что позволяет нам судить об их эпидемиологической опасности. Такими микроорганизмами являются, например обитающие в толстой кишке

Clostridium perfringens и Enterococcus faecalis.

Санитарная микробиология

Санитарная микробиология – направление медицинской микробиологии, изучающее микрофлору окружающей среды и ее влияние на здоровье человека.

Основные задачи санитарной микробиологии:

•изучение биоценозов, в которых присутствуют микроорганизмы, патогенные для человека;

•разработка методов микробиологических исследований внешней среды, микробиологических нормативов и мероприятий по оздоровлению объектов окружающей среды.

20