10 Лекция экология микроорганизмов. Нормальная микрофлора человека. Дисбиоз.

В биосфере Земли практически отсутствуют среды, лишенные микроорганизмов. Они способны использовать любые возможности для своего существования и всюду, где есть хотя бы минимальные источники энергии, углерода и азота встречаются микроорганизмы в т.ч. болезнетворные. Они сосуществуют в виде сложных ассоциаций – биоценозов в естественных средах обитания – почва, вода, воздух, кожные покровы и слизистые оболочки человека и животных.

Почва. В 1 г. пахотной почвы содержится ~10⁹–10¹⁰ бактерий. Видовой состав насчитывает сотни и тысячи видов бактерий, грибов, простейших, вирусов. Основная масса микроорганизмов содержится на глубине 10-20 см. В связи с загрязнением почвы выделениями человека и животных, почва может быть фактором передачи таких инфекций как столбняк, газовая анаэробная инфекция, ботулизм, сибирская язва. Это спорообразующие бактерии и в виде спор эти возбудители могут находиться в почве несколько десятков лет.

Неспорообразующие бактерии (возбудители чумы, дизентерии, брюшного тифа, холеры, туляремии, бруцеллеза) могут выживать в почве от нескольких часов до нескольких месяцев, а иногда в виде некультивируемых форм – годы.

Органические вещества в почве подвергаются переработке гнилостными, нитрифицирующими, денитрифицирующими, азотфиксирующими, серобактериями и другими архебактериями.

Вода. Степень обсемененности воды зависит от характера водоема. Различают 3 степени загрязненности природных водоемов – т.н. сапробность.

Полисапробная зона. Это вода закрытых водоемов (болота, пруды, озера), которая сильно загрязнена органическими веществами, с плохой аэрацией. Она может содержать 10⁶ микроорганизмов/мл. Это в основном E.coli, гнилостные и бродильные анаэробные и аэробные микроорганизмы (клостридии, вибрионы, спирохеты и др.).

Мезосапробная зона. (речная вода). Вода, где активно происходит минерализация органических веществ с интенсивными процессами окисления и нитрификации. Средняя степень загрязненности с содержанием микроорганизмов до 10⁵ мт/мл. Это сапрофитные бактерии, нетребовательные к питательному субстрату, они поступают из почвы. К ним относятся Azotobacter, Nitrobacter, Achromobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Spirillum и др. Количественный и качественный состав микроорганизмов зависит от поступления в водоемы сточных и промышленных вод.

Олигосапробная зона. (горные ручьи, родниковая вода) Зона чистой воды. Содержит очень малые количества микроорганизмов от единиц до сотни в 1 мл. Кишечная палочка отсутствует или несколько клеток на 1 мл.

Со сточными водами в водоем могут попасть многие возбудители кишечных инфекций. Вода может быть фактором передачи таких инфекций как холера, брюшной тиф, дизентерия, вирусные гепатиты А, С, Е, полиомиелит и др.

Степень свежей фекальной загрязненности воды определяется по присутствию в ней E.coli или бактерий группы кишечной палочки (БГКП). Под этим общим понятием объединяют бактерии семейства Enterobbacteriaceae, родов Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella. Это грамотрицательные палочки, не обладающие оксидазной активностью, ферментирующие лактозу и глюкозу до кислоты и газа. Они выделяются в окружающую среду только с испражнениями человека и теплокровных животных и в воде могут сохраняться от нескольких часов до нескольких суток. Санитарные нормы для питьевой воды не допускают присутствие кишечной палочки в 1000 мл исследуемой воды, а БГКП (коли-индекс) не более 3 на 1000 мл воды. Эти показатели определяются методом мембранных фильтров. Общее количество бактерий в 1 мл питьевой воды не должно быть более 100.

Воздух является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов. Степень загрязненности воздуха зависит от очень многих факторов: время года (зима – лето), городская или сельская местность, равнина или горы, воздух открытых пространств или закрытых помещений.

Микрофлора воздуха представлена в основном кокками (стафилококки, стрептококки, сарцина), сапрофитными бактериями, грибами. В воздухе закрытых помещений накапливается микрофлора, выделяемая от человека (дыхательные пути). Патогенная микрофлора попадает в воздух при кашле, чихании (при акте чихания в воздух попадает 10⁴–10⁶ мт.). В виде аэрозолей в воздухе могут быть возбудители ОРЗ, гриппа, дифтерии, коклюша, туберкулеза, кори, легочной чумы и др. Бактерии в виде высушенных частиц размером от 1 до 100 мкм могут быть в пыли.

Санитарно-показательными микроорганизмами воздуха больничных помещений являются β- и α-гемолитические стафилококки и стрептококки. Они могут быть причиной гнойно-воспалительных заболеваний при попадании в открытую рану, поэтому в операционных, перевязочных, родовых залах, реанимационных палатах гноеродной микрофлоры не должно быть. Определение санитарно-показательных микробов осуществляется путем посева воздуха на кровяной МПА седиментационным или аспирационным методом.

Нормальная микрофлора организма человека. Это микроорганизмы, более или менее часто выделяемые из организма здорового человека. Провести четкую границу между сапрофитными и патогенными микроорганизмами невозможно. Например, менингококки и пневмококки выделяются в 10% от здоровых лиц, для них это нормальная микрофлора, а для остальных 90% они вызывают заболевание. Этот феномен связан с состоянием защитных факторов организма человека. Очень мало микроорганизмов (менее 1000 на 1 г слизистой оболочки) в легких, желудке, двенадцатиперстной кишке, мочевом пузыре, матке.

Ротовая полость. В слюне большой набор антимикробных веществ (лизоцим, интерфероны, лизины), но в ротовой полости достаточно укромных мест, где можно укрыться бактериям и врусам: десневые карманы, межзубные щели, зубная бляшка. В состав постоянной, аутохтонной микрофлоры входят стрептококки (30-60%), например, Str. mitior обитает на эпителии щек, Str. salivarius – на сосочках языка, Str.sanguis и Str.mutans – на поверхности зубов. В менее аэрируемых участках находятся анаэробы: бактероиды, фузобактерии, вейлонеллы, актиномицеты, спирохеты (Leptospira, Borrelia, Treponema), микоплазмы (M.orale, M.salivarium), простейшие (Entamoeba buccalis, Ent.dentalis, Trichomonas buccalis и др.).

У новорожденных микрофлора попадает в ротовую полость при прохождении по родовым путям. Это лактобациллы, энтеробактерии, коринебактерии, стафилококки, микрококки, но на 2-7 сутки она замещается микрофлорой матери и обслуживающего персонала.

Кожа. На коже обитают микроорганизмы, устойчивые к кислоте сального секрета и пота. Это Staph.epidermidis, микрококки, сарцины, аэробные и анаэробные дифтероиды и транзиторные виды: золотистый стафилококк, α- и β-гемолитические стрептококки. Содержание микроорганизмов на 1 см² – 10³-10⁴ мт. до 10⁶ на участках с повышенной влажностью.

Дыхательная система. Верхние дыхательные пути приспособлены для осаждения бактерий. Там находятся зеленящие и негемолитические стрептококки, непатогенные нейссерии, стафилококки и энтеробактерии. В носоглотке – менингококки, патогенные стрептококки, бордетеллы и др. У новорожденных дыхательная система стерильна, колонизация наступает на 2-3 сутки.

Мочеполовая система. Верхние отделы почти стерильны, в нижних находятся эпидермальный стафилококк, негемолитические стрептококки, дифтероиды, грибы рода Candida, Mycobacterium smegmatis, у беременных Str.agalactiae.

ЖКТ. Пищеварительный тракт представляет собой открытую систему, посредством которой осуществляется контакт макроорганизма с внешней средой и присутствующими в ней микробами. Площадь поверхности слизистой оболочки (СО) кишечника, контактирующей с микроорганизмами, достаточно велика, так, площадь внутренней поверхности тонкого кишечника составляет ~ 120 м².

В верхних отделах микроорганизмов очень мало. Количество ее не превышает 10³-10⁴ мт на 1 г СО.

В желудке из-за большого содержания соляной кислоты и пепсина обитают микроорганизмы, устойчивые к кислоте: стрептококки, лактобактерии, энтеробактерии, грибы рода Candida, эпидермальный стафилококк и в 10-15% Helicobacter pylori, имеющий отношение к возникновению гастрита и язвенной болезни.

В двенадцатиперстной и тощей кишке бактерий также не много. В нижнем отделе тонкой, а главным образом в толстой кишке – микрофлора представлена достаточно обильно.

Биомасса микробов, заселяющих кишечник, составляет 2,5-3 кг и включает до 450-500 видов бактерий. Соотношение биомассы анаэробов и аэробов ~ 1000:1. Нормальная микрофлора на 92-95% состоит из строго анаэробных видов, а все аэробы, факультативные анаэробы составляют 1-5%. Количественные соотношения между микробными популяциями характеризуются определенной стабильностью.

Вся микрофлора кишечника подразделяется на: 1) облигатную, постоянно обитающую и играющую важную роль в метаболических процессах и защите организма хозяина от инфекции; 2) факультативную, это бактерии, достаточно часто встречающиеся у здоровых людей, но являющиеся условно-патогенными, которые могут быть причиной заболевания при снижении резистентности организма; 3) транзиторную, это случайно попавшие в кишечник бактерии, которые не способны к длительному пребыванию в макроорганизме.