Естественная микрофлора тела человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Естественная микрофлора тела человека

Понятно, что условия обитания микробов в человеческом организме не одинаковы. Микрофлора располагается только на коже и на слизистых оболочках полостей, сообщающихся с внешней средой (кроме матки и мочевого пузыря). Все ткани организма в норме совершенно свободны от микробов.

Микробиотопы организма существенно различаются по газовому составу воздушной среды, спектру ферментов и иммунных факторов, продуктов метаболизма и других биологически активных веществ, уровню рН среды, набору экзогенных веществ - эти и другие параметры различны в ротовой полости, пищеводе, желудке, тонком и толстом кишечнике, влагалище, носу, верхних и нижних дыхательных путях, на коже.

Необходимо учесть разнообразие клеточного состава этих поверхностей, ведь колонизация, т.е. процесс заселения эпителия микробами, невозможен без предварительной адгезии. Адгезия (прикрепление, фиксация микроорганизмов) обусловлена лигандно-рецепторным сродством поверхностных структур эпителиальных клеток и микробов.

Поэтому в микроэкологическом отношении организм человека полибиотопен. Каждый биотоп вместе с соответствующим микробиоценозом составляет небольшую экосистему. Естественная аутомикрофлора тела - единый природный комплекс, состоящий из совокупности гетерогенных микробоценозов в различных участках человеческого организма. Подобная интеграция целесообразна и необходима, она универсальна для живого мира и могла сформироваться только в результате отбора в процессе биологической эволюции.

Учитывая важнейшую роль в поддержании здоровья человека, симбиотическую аутомикрофлору тела иногда квалифицируют как своеобразный экстракорпоральный орган эукариотического микроорганизма. Собственных клеток тела существенно меньше числа населяющих его микробных клеток (более 1014 клеток, свыше 500 микробных видов).

Конечно, наши знания о составе естественной микрофлоры организма пока весьма приблизительны, ибо современная лабораторная техника еще не позволяет выявлять и идентифицировать полный спектр бактерий и грибов в микробиоценозах (не говоря уже о вирусах).

Развитие естественной микрофлоры у новорожденных и детей раннего возраста

До рождения организм человека стерилен,- в утробе матери эмбрион защищен от вторжения микробов плацентарным и другими барьерами. Если же из-за травмы или болезни матери происходит прорыв бактерий или вирусов, то за этим неминуемо следует внутриутробное инфицирование плода. В эмбриональном периоде развития иммунные механизмы защиты от микробов отсутствуют, а неспецифические находятся еще в зачаточном состоянии.

Микрофлора пищеварительного тракта - самая многочисленная и самая значимая для поддержания здоровья человека. Особенно велика ее роль в развивающемся детском организме.

Существует два критических момента в процессе формирования кишечного микробиоценоза. Первый - при рождении ребенка, когда в течение первых суток начинается колонизация стерильного кишечника, второй - когда ребенка отлучают от грудного вскармливания. В ходе родов кожа и слизистые ребенка впервые соприкасаются с микрофлорой родовых путей матери, воздуха, рук медицинского персонала. Вследствие этого кишечная микрофлора первых дней жизни ребенка представлена ассоциацией аэробов (в основном факультативными анаэробами) - микрококками, энтерококками, клостридиями, стафилококками. К 4-5-му дню жизни видовой состав фекальной микрофлоры становится более разнообразным, появляются ассоциации неспорообразующих анаэробов (бифидобактерии, пропионибактерии, пептококки, пептострептококки, бактероиды и фузобактерии). Однако пока еще доминируют аэробные бактерии - лактобациллы, кокки, дрожжевые грибки.

Дальнейшее формирование аутомикрофлоры желудочно-кишечного тракта в основном зависит от типа вскармливания. При грудном вскармливании у здоровых доношенных детей уже в конце первой - начале второй недели жизни в микробоценозе толстого кишечника за счет опережающих темпов роста отчетливо преобладает анаэробная составляющая (более 95%). Оставшаяся часть (около 4-5%) представлена разнообразными факультативными аэробами: лактобациллами, эшерихиями, энтерококками, эпидермальным стафилококком, дрожжевыми грибками.

Подобная динамика развития полноценного кишечного микробоценоза новорожденных обусловлена действием комплекса стимуляторов роста бактерий в грудном молоке, в том числе так называемых бифизогенных факторов. Характерно подавляющее численное превосходство бифидофлоры над другими сочленами кишечного биоценоза - у тдоровых детей первого года жизни ее доля составляет более 90%, остальная часть представлена другими бесспоровыми анаэробами (бактероиды, пептококки, вейлонеллы, фузобактерии и др.), лактобациллами, энтерококками, эшерихиями, стрептококками, стафилококками.

При искусственном вскармливании становление полноценной микрофлоры кишечника существенно задерживается. Фактически вместо эубиоза (т.е. нормального состава микробоценоза кишечника) формируется дисбиоз. Самые неблагоприятные последствия для здоровья ребенка имеет недоразвитие бифидофлоры из-за дефицита бифидогенных факторов. Стимуляторы роста бифидобактерии, как известно, содержатся только в нативном женском молоке.

Положение усугубляется отсутствием факторов местной антиинфекционной защиты кишечника ребенка - секреторного иммуноглобулина класса IgA (SIgA), лактоферрина, лизоцима, лактопероксидазы, интерферона, лимфоцитов и макрофагов. Эти уникальные компоненты также есть только в женском грудном молоке. Частота инфекционных заболеваний у детей, получавших пастеризованное молоко с добавлением искусственных смесей, в несколько раз выше, чем у детей, вскормленных материнским молоком.

Характеристика основных микробиоценозов организма человека

Ткани и полости, сообщающиеся с внешней средой - кожа, расположенные до голосовой щели отделы респираторного тракта, ротовая полость, желудочно-кишечный тракт, слизистые глаз и носа, вагина и др., - являются открытыми биологическими системами и колонизированы микроорганизмами. Микробоценозы слизистых различных биотопов отличаются по качественному составу и плотности населения. Согласно современным представлениям, естественную микрофлору любых биотопов подразделяют по происхождению на постоянную (синонимы: резидентная, индигенная, аутохтонная) и случайную (синонимы: транзиторная, аллохтонная). Если постоянная микрофлора содержит представителей, специфичных для данного биотопа, то случайная состоит из особей, занесенных извне. Так, в желудочно-кишечном тракта могут оказаться посторонние микробы, попавшие с едой или питьем. Кожные покровы наиболее часто контаминируются случайной микрофлорой из окружающей среды.

Постоянная микрофлора конкретного биотопа относительно стабильна по составу. Вместе с тем состав и физиологическая роль микроорганизмов, ее составляющих, 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 микрорганизмами, участвует в процессах ферментации, иммуностимуляции, т.е. выполняет защитные или иные нормофи-зиологические функции. К облигатной микрофлоре толстого кишечника следует отнести бифидобактерии, лактобациллы, бактероиды, типичные кишечные палочки, пептострептококки, большинство видов бактероидов и энтерококков, эубактерии. Типичными представителями облигатной микрофлоры влагалища являются лактобациллы. Доля облигатной микрофлоры в составе здорового биоценоза в несколько раз выше, чем доля факультативной фракции. Например концентрация бифидобактерии в толстом кишечнике достигает 10п-1012 КОЕ/г. (КОЕ - число колоний, вырастающих на/в питательной среде при посеве 1 г или 1 мл исследуемого образца. При определении концентрации микрорганизмов исходят из посылки, что каждая живая бактериальная клетка образует колонию.)

Факультативная микрофлора составляет меньшую часть постоянных обитателей биотопа, максимальная концентрация отдельных представителей не превышает 103-105 КОЕ/г. Если постоянная микрофлора проявляет себя преимущественно бродильной активностью (расщепление углеводов с образованием кислых продуктов), то факультативная фракция весьма активно участвует в гнилостных процессах (распад белковых веществ с образованием щелочных продуктов).

Безусловно, определенные нормофизиологические функции есть и у факультативных участников микробоценозов человека - противодействие случайной микрофлоре, участие в ферментативных и иных процессах, важных для локального биотопа и организма в целом. Однако пока еще малоисследованная полезная функция факультативной микрофлоры привлекает меньше внимания, чем участие в патологических процессах - нагноениях, некрозах и др. Вина за это возлагается на отдельных представителей факультативной микрофлоры, концентрация которых при дисбиозе превышает допустимые нормативы.

Если взять в качестве примера постоянную микрофлору кишечного биотопа, то к числу факультативных микрорганизмов следует отнести стафилококки, стрептококки, бациллы, клостридии (споробразующие анаэробы), дрожжи и дрожжеподобные грибы, клебсиеллы, серрации, атипичные кишечные палочки (лактозонегативные, ««политические), отдельные виды бактероидов, фузобактерий, пептокков.

Таким образом, естественная микрофлора человека неоднородна не только по составу, но и по роли ее отдельных компонентов в норме и при патологии. В ней заложена способность не только к нормофизиологическим функциям, но и к агрессии по отношению к организму-хозяину. Однако последнее присуще только незначительной части симбиотической микрофлоры организма, которую называют остаточной, или оппортунистической.

Микрофлора может быть связана с муциновым слоем (слизью), покрывавшей пленкой эпителиальные клетки слизистых, или даже прочно ассоциирована с этими клетками при помощи рецепторного аппарата. Микрофлору, выстилающую плотным газоном стенки полостей, называют мукозной микрофлорой или М-флорой. Она является наиболее важной, так как представлена постоянной (резидентной) микрофлорой и выполняет нормофизиологические функции совместно с секреторными иммуноглобулинами, лизоцимом, системой лактопероксидазы, пищеварительными ферментами и другими гуморальными факторами макроорганизма.

Кроме того, есть микроорганизмы, которые слабо связаны со стенками волостей (пристеночная микрофлора) или вовсе не фиксируются в биотопе просветная микрофлора). Вероятно, и эти компоненты играют определенную роль в катализации разнообразных биохимических реакций, важных для процесса пищеварения и моторно-эвакуаторной функции кишечника. Кроме того, даже небольшое количество случайно попавших в биотоп патогенных микробов при определенных обстоятельствах могут закрепиться на слизистой и даже внедриться в нее. На поверхности кожи обнаруживается как аэробная, так и анаэробная флора. Бактерии образуют скопления под слоем ороговевших клеток эпидермиса, в устьях волосяных фолликулов, потовых и сальных желез. Концентрация и видовой пейзаж микрофлоры зависит от содержания кожного жира, влажности, рН среды. Секреция потовых желез, нейтральная рН и тепло способствуют увеличению микробной обсемененности. Так при посеве с 1 мм2 кожи живота можно обнаружить около 104 КОЕ бактерий, с кожи предплечья - 103, причем в первом случае будут преобладать коринебактерии (дифтероиды), во втором - кокки.

В составе облигатной микрофлоры на кожных покровах доминируют разнообразные виды Corynebacterium, кокков (родов Staphylococcus, Micrococcus), а из неспорообразующих анаэробов - Propioni-bacterium acnes. На коже здоровых людей обычно не вегетируют энтеробактерии, дрожжеподобные грибы, бактероиды. В качестве транзиторной микрофлоры они обнаруживаются в промежности. У новорожденных поверхностный жировой слой довольно плотный, затем он уменьшается. Соответственно с возрастом уменьшается плотность нормальной микрофлоры и процентное содержание в ней липофильных дифтероидов (род Corynebacterium). Наибольшую антагонистическую активность по отношению к случайным условно-патогенным бактериям проявляют дифтероиды и коагулазонегативные (т.е. непатогенные) стафилококки. Основные факторы их антагонизма - ненасыщенные жирные кислоты, которые образуются при микробном расщеплении кожного жира, а также метаболиты, обладающие избирательными антибактериальными свойствами.

У взрослых механизмы колонизационной защиты кожных покровов выражены наиболее отчетливо. В старческом возрасте они снижены, так как уменьшены секреция липидов кожи и концентрация дифтероидов. Поэтому у стариков концентрация естественной микрофлоры кожи повышена, причем чаще обнаруживаются несвойственные здоровой коже дрожжеподобные грибы рода Candida и грамотрицательные бактерии (кишечная палочка и др.).

Наибольший научный интерес и физиологическое значение для организма представляют биотопы с высокой плотностью микробного населения, такие, как ротовая полость, желудочно-кишечный тракт и вагина.

Микробоценоз ротовой полости разнообразен, в нем представлено около 300 видов, максимальная концентрация бактерий достигает 108-1011 жизнеспособных клеток в 1 г слюны, соскоба со слизистых, содержимом десневых карманов. Анаэробная микрофлора ротовой полости начинает быстро развиваться после прорезывания зубов у детей. В десневых карманах концентрация микробов может достигать 1011 КОЕ/мл, причем 99% из них являются анаэробами (бактероиды, фузобактерии, превотеллы и др.). Естественную аутофлору ротовой полости составляют также стафилококки (сапрофитные и эпидермальные), нейссерии, стрептококки, непатогенные коринебактерии, спирохеты, молочнокислые бактерии и другие микроорганизмы. Энтеробактерии (эшерихии, клебсиеллы, протеи и др.) в норме не обитают в ротовой полости. Обнаружение их или увеличение концентрации дрожжеподобных грибов рода Candida в ротовой полости является индикатором снижения уровня колонизационной резистентности.

Несмотря на анатомическую близость к ротовой полости, синусы, евстахиевы трубы, а также нижние дыхательные пути в норме стерильны.

Микрофлора пищевода и желудка у здоровых детей и взрослых не бывает постоянной, поскольку зависит от характера принимаемой пищи. Обнаруживаемые в пищеводе бактерии соответствуют микробному пейзажу полости рта. Микробоценоз желудка беден. В основном он представлен лактобациллами, стрептококками, хеликобактерами и устойчивыми в кислой среде дрожжеподобными грибами. Содержание микробов в здоровом желудке не превышает 102-103 КОЕ/г.

Кишечник здоровых людей является биотопом с наиболее высокой плотностью микробной колонизации: на площади примерно 200 м2 обитает ассоциация микроорганизмов численностью 1012-1014 бактериальных клеток. Концентрация микробного населения и его видовой состав неодинаковы в различных отделах кишечника.

Микрофлора тонкой кишки здоровых детей и взрослых немногочисленна: в подвздошной кишке общее количество бактерий составляет 106 КОЕ/мл, а в остальных отделах тонкого кишечника - менее 104 КОЕ/мл. Если в двенадцатиперстной и тощей кишках преобладают стрептококки, лактобациллы и вейлонеллы, то в подвздошной - кишечная палочка и анаэробные бактерии. Заброс (транслокация) несвойственной этому биотопу микрофлоры из нижележащих отделов кишечника свидетельствует о глубоком дисбиозе кишечника. В толстой кишке отмечается максимальная концентрация микробоценоза - 1012 КОЕ/г фекалий.

В толстом кишечнике обитают около 500 видов микроорганизмов, причем доля анаэробов составляет 97%. Слизистая толстой кишки плотным газоном заселена ассоциациями анаэробных и факультативно-анаэробных бактерий. Площадь микробной колонизации огромна, поэтому суммарная биомасса микробов составляет примерно 5% общего веса кишечника.

В норме концентрация представителей облигатной защитной микрофлоры в 1 г фекалий (просветная микрофлора) составляет:

· бифидобактерий - 108-1010 КОЕ (Bifidobacterium bifidum, В. longum, В. adolescentis, В. breve, В. infantis);

· лактобактерий - 106-108КОЕ (Lactobacillus acidophilus, L. lac-tis, L. casei, L. delbrueckii);

· кишечных палочек (Escherichia coli), энтерококков (Enterococ-cus faecalis), энтеробактеров (Enterobacterfaecium), пептострептокок-ков (виды Peptostreptococcus) - 107-108KOE/r.

В зависимости от типа питания, образа жизни и состояния окружающей среды допускается наличие небольших (до 102-103 КОЕ/г) концентраций других видов микроорганизмов.

Естественная микрофлора пищеварительного тракта выполняет важные физиологические функции:

· Обеспечение колонизационной резистентности слизистой.

· Стимуляция процесса формирования иммунной системы у новорожденных и поддержание иммунного тонуса у взрослых при помощи мурамилпептида из клеточных стенок бактерий и других адъювантно-активных макромолекул.

· Участие в обменных процессах (продукция энзимов для метаболизма белков, липидов, нуклеиновых и желчных кислот, поддержание водно-солевого баланса, синтез витаминов группы В, К и D, регуляция газовой среды кишечника).

· Участие в биохимических процессах пищеварения (ферментация пищевых субстратов, регуляция моторно-эвакуаторной функции кишечника).

· Инактивация экзогенных и эндогенных токсических продуктов при помощи механизмов биотрансформации и биодеградации.

Колонизационная резистентность - комплекс механизмов поддержания стабильности микробоценоза биотопов. Иными словами, аутомикрофлора вместе с факторами макроорганизма препятствует «креплению и размножению микробов, несвойственных биотопу. Нарушить стабильность способны проникшие извне патогенные микробы, а также та незначительная часть микробоценоза, которая проявляет скрытые патогенные свойства при избыточном размножении.

Микробные факторы обеспечения колонизационной резистентности осуществляются различными способами. Важнейший из них - межмикробный антагонизм, который выражается в образовании продуктов, обладающих выраженной антагонистической активностью. В частности, это молочная, уксусная и другие кислоты, которые вырабатываются в процессе жизнедеятельности лактобактерий и бифидобактерии. Кислая среда, препятствует размножению гнилостной и патогенной флоры, нормализует перистальтику кишечника. Значительное место в поддержании колонизационной резистентности принадлежит конкуренции различных видов бактерий за пищевые субстраты и сайты адгезии на клетках эпителия.

Резидентная флора играет исключительно важную роль в процессах пищеварения и обмена веществ, что обеспечивается возможностью выработки значительного количества ферментов (протеаз, липаз, амилаз, целлюлаз и др.). Эти энзимы непосредственно участвуют в метаболизме белков, жиров, углеводов, нуклеиновых, желчных кислот и холестерина, водно-электролитном обмене, в частности, способствуют всасыванию кальция.

Микрофлора вагины и вульвы зависит преимущественно от гормонального статуса, характер которого обусловливает метаболическую селекцию тех или иных микроорганизмов. Эстрогенные гормоны способствуют насыщению клеток цилиндрического эпителия вагины гликогеном, который утилизируется Lactobacillus acidophilus ранее известными как «палочки Додерлейна». При этом образуется значительное количество молочной кислоты. Кислая среда с рН около 4,0-5,0 препятствует колонизации многих микробов, поэтому видовой состав микробоценоза однообразен - кроме господствующих лактобактерий встречаются в незначительной концентрации непатогенные коринебактерии, бифидобактерии, кокки. Такой характер микробоценоза влагалища устанавливается с момента полового созревания в 12-13 лет и сохраняется до наступления менопаузы.

У девочек первых месяцев жизни также отмечается аналогичный характер микрофлоры половых органов. Совершенно другой микробоценоз устанавливается с 2 до 12 лет, когда исчерпываются материнские эстрогенные гормоны и меняется биохимический профиль влагалищного эпителия - исчезает гликоген. Содержание лактобактерий, обладающих мощными антагонистическими свойствами и кислотообразованием, резко уменьшается, реакция среды меняется на слабощелочную. В этих условиях начинают доминировать кокковые бактерии, антагонистические свойства которых не очень высоки. Поэтому девочки в возрасте до 12 лет наиболее подвержены риску бытового заражения венерическими инфекциями через контаминированные губки, мочалки и другие предметы личной гигиены. Беременность, сопровождаемая эстрогенным взрывом, способствует дополнительному развитию лактобактерий и очищению родовых путей матери от микрофлоры, неблагоприятной для новорожденного. Напротив, прерывание беременности резко угнетает колонизационную резистентность эпителия вагины и вульвы, что чревато развитием гнойно-воспалительных процессов эндогенной природы. Матка в норме всегда стерильна. При хронических вульвовагинитах и бактериальных вагинозах (дисбактериоз вагины и вульвы), при урогенитальной инфекции, на фоне сниженной численности защитной молочнокислой флоры независимо от возраста преобладает фекальная флора (кишечная палочка и другие грамотрицательные энтеробактерии, энтерококки), дрожже-подобные грибы рода Candida, стафилококки.

Эубиоз и дисбиоз

естественный микрофлора микробиоценоз организм

Естественная микрофлора тела является одним из первых барьеров, обеспечивающих неспецифическую резистентность и гомеостаз внутренней среды организма.

Эубиоз - нормальное состояние естественной микрофлоры организма. Эубиоз (нормобиоз) характеризуется стабильным составом микробоценозов и полным объемом их физиологических функций. В норме, у здорового ребенка или взрослого естественная микрофлора тела достаточно устойчива к действию повреждающих факторов. Микробиологические нормативы, на которые ориентируются при определении состояния эубиоза, колеблются в широких пределах. Наиболее часты межпопуляционные различия, которые зависят от климатогеографических условий обитания и традиций питания. То, что можно считать вариантом нормы микроэкологического статуса для коренного жителя Крайнего Севера, будет неприемлемо для аборигенов Кавказа или тропиков Африки. Важно учитывать особенности эубиоза у новорожденных или детей раннего возраста, взрослых и стариков.

Таким образом, состояние эубиоза (нормобиоза) есть проявление гармоничного симбиоза макроорганизма и его естественной микрофлоры, отражающее подвижное равновесии между ними.

Дисбиоз (дисбактериоз) характеризуется отклонениями в составе микробоценоза, существенно выходящими за пределы физиологической нормы. В итоге нарушается защитная и иные полезные функции нормальной микрофлоры, возникает угроза развития местных и общих патологических процессов.

В Украине практические специалисты - врачи, бактериологи, эпикмиологи - чаще используют термин «дисбактериоз» вместо дисбиоза. Строго говоря, термин «дисбиоз» является более широким, чем «дисбактериоз», так как последний не включает в себя такие важные, что еще мало изученные компоненты естественных микробоценозов, как вирусы и простейшие. Однако практическая диагностика в основном базируется на исследовании около десятка бактериальных популяций и одной-двух разновидностей грибков. Поэтому термин «дисбактериоз» вполне объективно отражает сегодня суть дела и имеет полное право на существование.

Когда и почему возникает дисбиоз? Какие факторы повреждают нормальную микрофлоры у здорового человека?

Аутомикрофлора здорового человека относительно стабильна. Однако устойчивость микробоценозов прежде всего зависит от состояния биотопа, являющегося частью организма, с которым микрофлора интегрирована. Понятно, что аутомикрофлора новорожденного, грудного ребенка, старика, больного особенно чувствительна к действию повреждающих агентов. В раннем возрасте формированию здоровой естественной микрофлоры препятствуют патология в родах, патология центральной нервной системы в послеродовом периоде, респираторная инфекция при искусственном вскармливании, пищевая аллергизация, позднее прикладывание к груди, ранний перевод на искусственное вскармливание.

Наиболее значимы факторы, которые способны нарушить эубиоз как у детей, так и у взрослых. К таковым следует отнести:

· применение антибиотиков, гормонов, иммунодепресантов, лучевой терапии;

· хирургические операции, особенно на органах желудочно-кишечного тракта;

· длительное воздействие неблагоприятных экологических факторов в быту и на производстве;

· острые кишечные инфекции, различные хронические заболевания желудка, кишечника и печени;

· нервно-психический стресс;

· голодание, нерациональное питание, авитаминоз.

Антибактериальные препараты воздействуют на состояние нормофлоры организма непосредственно {первичный дисбиоз). Остальные факторы, поражая макроорганизм, тем самым ухудшают условия для развития естественной микрофлоры в биотопах (вторичный дисбиоз). При этом возникает дефицит защитной микрофлоры - бифидобактерий, бактероидов, лактобактерий, полноценных эшерихий, энтерококков и других микроорганизмов.

В результате снижения колонизационной резистентности биотопа создаются благоприятные условия для приживления экзогенной патогенной микрофлоры. Происходит также избыточное размножение «оппортунистической» фракции микробоценоза с условно-патогенными потенциями. Ее мирное сосуществование с организмом хозяина прекращается как только возникают подходящие условия для размножения и колонизации. При глубоком дисбиозе оппортунистические микробы-симбионты из мест своего обычного обитания распространяются в несвойственные им биотопы, в стерильные органы и ткани, вызывая нагноение и иные патологические процессы (феномен транслокации микрофлоры).

Лабораторная диагностика, коррекция и профилактика дисбиоза

Лабораторная диагностика дисбактериоза базируется на определении в клиническом образце качественного и количественного состава микробов в микробоценозе конкретного биотопа. Бактерии и грибы обычно идентифицируют только до рода (Bifidobacterium, Lactobacillus, Candida и др.).

Кроме того, определяют концентрацию условно-патогенных микроорганизмов, которых идентифицируют до вида. Обнаружение даже единичных особей патогенных агентов (возбудителей дизентерии, патогенных эшерихий, сальмонелл) четко свидетельствует о крайнем неблагополучии в биотопе. Анализ на дисбактериоз длителен, требует больших трудозатрат и материалов.

В соответствии с различными рекомендациями выделяют несколько степеней дисбактериоза (от 3 до 5), которые определяют по совокупности микробиологических и клинических данных. Дисбактериоз - это клинико-микробиологический синдром, который характеризует патологически измененное состояние микробоценоза конкретного биотопа - толстого кишечника, влагалища, ротовой полости, кожи и т.д. Микробиологическая часть заключения базируется на сравнении полученных результатов с рекомендуемыми нормативами.

Различают компенсированный и декомпенсированный дисбактериоз. Клинические проявления при компенсированном варианте могут быть слабо выражены (1-2 степени дисбиоза), иногда возможно самостоятельное выздоровление без специального лечения. Однако велик риск усугубление микробного дисбаланса с переходом в декомпенсированную форму (3-4 степени), когда самостоятельное излечение мало вероятно.

Декомпенсация микробоценоза проявляется глубоким дефицитом бифидобактерий и другой защитной микрофлоры (лактобактерий, типичных эшерихий), нарастающей экспансией и агрессией условно-патогенной аэробной флоры. Возможно появление в биотопе ассоциации из нескольких представителей таких микробов. Выраженность клинических симптомов нарастает, есть вероятность выхода условно-патогенных микроорганизмов за пределы своей экологической ниши с диссеминацией по всему организму. Оптимальная тактика при этом состоянии - подключение к базовой терапии препаратов-эубиотиков для нормализации микробоценоза в биотопе.

В комплексном лечении дисбиоза важное место отводится эубио-тическим (пробиотическим) препаратам. Эти фармакологические препараты содержат концентрат живых лиофильно высушенных микробов с их метаболитами. Обладая высокой адгезивностью и антагонистической активностью, эубиотические бактерии колонизируют биотоп - кишечный тракт, влагалище, ротовую полость, постепенно вытесняя патогенные и условно-патогенные микроорганизмы. Через некоторое время происходит восстановление естественной аутомикрофлоры биотопа и возвращение к состоянию эубиоза.

Геологическая летопись нашей планеты - останки вымерших существ - неопровержимо доказывает, что жизнь на планете менялась: одни виды животных и растений исчезали, другие возникали, видоизменялись, порождая новые формы. То же, но в меньших масштабах можно наблюдать на изолированных островах или других замкнутых территориях: через несколько тысяч или даже сотен лет такой изоляции животные и растения уже заметно отличаются от живущих по другую сторону водной или иной преграды.

Исторические изменения наследственных признаков организмов называются эволюцией ( от лат. evolutio - «развертывание»). Этот процесс имеет три очень важных следствия. Во-первых, в ходе эволюции возникают новые виды, т.е. увеличивается разнообразие форм организмов. Во-вторых, организмы адаптируются к изменениям условий внешней среды; поэтому говорят, что эволюция имеет приспособительный характер. И наконец, в-третьих, в результате эволюции постепенно повышается общий уровень организации живых существ: они усложняются и совершенствуются.

В те времена - более четырех млрд лет назад - наша еще очень молодая планета была мало похожа на современную: температура ее поверхности была очень высокой(до 8000 градусов Цельсия), все слагающие планету породы - расплавлены. Даже диаметр Земли был меньше, чем сейчас, и полный оборот вокруг своей оси она совершала за восемнадцать часов, а не за двадцать четыре, как сейчас. Поверхность планеты непрерывно бомбардировали метеориты, в том числе и очень крупные (диаметром несколько сотен километров!). Чем крупнее они были, тем сильнее разогревалась земная кора.

Когда закончилась эпоха «великой бомбардировки», Земля начала постепенно остывать. Породы, слагавшие планету, становились твердыми и образовывали неровную поверхность. Когда температура упала ниже ста градусов Цельсия, вода, бывшая до того паром, пролилась на Землю дождями и заполнила впадины. Так возник первобытный океан. Атмосфера того времени тоже разительно отличалась от нынешней: основными ее составляющими были аммиак, метан, водород и водяные пары. Такая атмосфера почти не задерживала солнечные лучи, особенно ультрафиолетовые, губительные для живых организмов. Как в такой обстановке могла зародиться жизнь?

В 1923 г. российский ученый Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений - аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов - молний. Возможно, эти органический вещества постепенно накапливались в древнем океане, образуя «первичный бульон», в котором зародилась жизнь.

По гипотезе А.И.Опарина, в «первичном бульоне» длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдаленно напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией (от лат. coacervus - «сгусток»), а получившиеся тела - коацерватными каплями, или просто коацерватами. С течением времени коацерваты поглощали из окружавшего их раствора все новые порции вещества, их структура усложнялась до тех пор, пока они не превратились в очень примитивные, но уже живые клетки.

В древней атмосфере не было кислорода. Поэтому первые одноклеточные организмы, подобно современным бактериям, использовали в качестве окислителя для процессов дыхания и источника энергии ионы железа и других химических элементов. Более того, кислород оказался бы губителен для этих древнейших существ: появившись, он немедленно разрушил бы их клетки. Однако около 3,5 млрд лет назад произошла первая революция. Клетки некоторых примитивных существ приобрели способность использовать энергию солнечного света, т.е. фотосинтезировать, создавая органическое вещество из неорганического. Вероятно, они напоминали современные синезеленые водоросли. Одновременно эти необычные организмы стали выделять в атмосферу кислород. Первые живые существа, спасаясь от ядовитого для них газа, исчезли с поверхности планеты и из верхних слоев воды в озерах и морях, сохранившись лишь в глубине геологических пород, где были защищены слоем минеральных веществ.

Древние синезеленые водоросли полностью изменили Землю: насыщенная кислородом атмосфера изгнала с поверхности примитивных бактерий, но сделала возможным дальнейшее совершенствование других форм, от которых произошли все современные организмы. Однако до этого было еще далеко, ведь совершенствование живых существ шло крайне медленно. Вторая (после возникновения фотосинтеза) революция произошла около 2,5млрд лет назад, когда наряду с прокариотическими клетками бактерий и синезеленых водорослей появились эукариотические одноклкточныеорганизмы. Ученые полагают, что они произошли от прокариотов. Главное отличие эукариотической клетки - наличие в ней внутриклеточных мембран. Возможно, они возникли в клетках древних бактерий благодаря впячиваниям их оболочек внутрь. Такие пузырьки превратились в пищеварительные вакуоли, лизосомы и цистерны эндоплазматической сети. Это приобретение дало древним организмам явное преимущество: они меньше зависели от окружающей среды, так как создавали запасы пищи внутри клеток.

Такой организм уже мог перейти к питанию бактериями и синезелеными водорослями, захватывая их выпячиваниями клеточной оболочки и заключая в образующиеся пищеварительные вакуоли, чтобы потом переварить. Возможно, этот «хищник» был так прожорлив, что не сразу переваривал «проглоченные» жертвы и сохранял их какое-то время внутри своего одноклеточного тела. Попавшие в плен бактерии и одноклеточныесинезеленые водоросли научились размножаться внутри большой клетки хищника, а со временем даже заключили с ним мир, основанный на взаимной выгоде: бактерии превратились в митохондрии, обеспечивающие клетку-хозяина энергией, а синезеленые водоросли - в пластиды (хлоропласты и хромопласты) и стали выполнять фотосинтез и некоторые другие обязанности.

Третья революция случилась около 1,2 млрд лет назад, когда появилось половое размножение. В результате резко увеличился обмен наследственным материалом между организмами и как следствие возросло их многообразие, создавшее предпосылки для дальнейшего совершенствования жизни.

Типичным представителем живого организма того времени был воротничковый жгутиконосец - существо, сочетавшее в себе черты современных жгутиконосцев и амеб. Вероятно, этот организм жил, прикрепившись ко дну океана или моря. Можно вообразить также и то, как это создание питалось. Колеблющийся жгутик направлял воду сквозь отверстия воротничка (вырост клетчатой стенки в виде кольцевой пластинки). Вода пригоняла мелкие частицы пищи, и они оседали на воротничке, как на ситечке. Эти частицы захватывало служившее для питания приспособление - ложноножка. В клетке жгутиконосца образовывалась пищеварительная вакуоль, в которой происходило переваривание частиц, - так же, как это происходит у амеб.

В дальнейшем одноклеточные организмы соединялись и жили вместе, образовывая колонию. В такой колонии при многократном делении клеток становится тесно. Организмы-соседи мешают друг другу добывать необходимую пищу. Справиться с проблемой помогает специализация: какие-то одноклеточные сохраняют только воротнички и жгутики, какие-то, напротив, теряют жгутики, но сохраняют ложноножку. Т.е. разные клетки колонии объединяются в устойчивые слои. Каждый такой слой, или ткань, имеет определенную функцию. Так начинается эволюция многоклеточных организмов.

Паразитизм, так же как и другие формы взаимоотношений между паразитами и их хозяевами, возник, развивался и совершенствовался в процессе эволюции микроорганизмов. Полагают, что свободноживущие микроорганизмы-сапрофиты появились свыше 3 млрд. лет тому назад во время зарождения жизни на нашей планете, а микроорганизмы-паразиты значительно позже - по мере образования эукариотов.

В основе паразитизма лежат расширение и обновление экологических возможностей сапрофитов, поскольку перед ними открылись новые экологические сферы распространения. Так, возникли факультативные (необязательные) паразиты, многие из которых, не нанося заметных повреждений организму хозяина, извлекают для себя пользу. Такая форма межвидовых отношений называется комменсализмом. Она характерна для сапрофитных гнилостных микроорганизмов, которые освоили новую экологическую нишу - кишечник животных и человека. К ним относятся условно-патогенные, или оппортунистические, виды бактерий (эшерихии, протей и др.), дрожжеподобные грибы, популяции которых в нормальных условиях не наносят ущерба хозяину. Однако в экстремальных ситуациях данные микроорганизмы вызывают патологические процессы.

По мере увеличения зависимости от организма хозяина происходило дальнейшее совершенствование паразитизма, которое привело к появлению патогенных видов - возбудителей инфекционных заболеваний людей и животных. Многие из них утратили сапрофитную форму в своем развитии в отличие от условно-патогенных микроорганизмов. Они оказались неспособными не только размножаться, но даже сохраняться в окружающей среде.

Так, трепонема сифилиса, бактерии коклюша и др. выживают во внешней среде всего несколько минут, энтеробактерии - несколько недель и месяцев и т.д. Однако спорообразующие патогенные (бациллы сибирской язвы) и условно-патогенные бактерии (клостридии столбняка и газовой гангрены) сохраняются в течение многих месяцев и лет в виде спор.

По мере увеличения зависимости паразитов от организма хозяина появились факультативные внутриклеточные паразиты. К ним относятся гонококки и менингококки, микобактерии туберкулеза, шигеллы и другие бактерии, способные размножаться в клетках организма человека. Перечисленные виды не утратили способности размножаться на искусственных питательных средах, что свидетельствует о сохранении у них набора ферментов, необходимых для анаболических и катабо-лических реакций. На более поздних этапах эволюции появились облигатные внутриклеточные паразиты, к которым относятся хламидии, риккетсии и патогенные простейшие. Эти возбудители сохранили клеточную организацию, но лишились генов, контролирующих образование ряда ферментов, необходимых для важнейших метаболических реакций, вследствие чего они утратили способность расти на питательных средах.

Таким образом, в результате регрессивной эволюции появились облигатные внутриклеточные паразиты с редуцированными метаболическими реакциями, полностью зависящие от своего хозяина. Как у внеклеточных, так и у внутриклеточных паразитов, подавляющее число которых относится к патогенным видам, в процессе эволюции появились факторы, защищающие их от неспецифической и иммунной защиты организма хозяина.

Основной движущей силой эволюции микробного паразитизма, во время которой сформировались патогенные виды, явились мутации и рекомбинации генов. В результате направленного отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям сущеcтвования в организме человека, происходило совершенствование вирулентных и токсических свойств возбудителей, формирование новых их разновидностей и видов. Основные селективные факторы направленного отбора, действующие в организме человека и животных, относятся к неспецифической и иммунной защите организма хозяина, а также постоянно увеличивающемуся арсеналу этиотропных химиотерапевтических и иммунных (вакцины, иммуноглобулины) препаратов. При этом число новых генотипов, выживших в результате направленного отбора, находится в прямой зависимости от количества действующих селективных факторов. Это приводит к постоянному обновлению генофонда микробной популяции. Особое значение в эволюции патогенов играет постоянная миграция информации с внехромосомными факторами наследственности или транспозируемыми элементами (транспозоны, плазмиды). Как уже отмечалось, они контролируют образование самых разнообразных продуктов: токсинов, ферментов, антигенов, которые в определенных случаях придают селективные преимущества несущим их клеткам возбудителя.

В этой связи встает вопрос о происхождении и роли транспозируемых элементов в эволюции патогенных микроорганизмов. Наиболее вероятно, что транспозируемые элементы произошли из хромосомных генов, которые приобрели способность выщепляться из состава бактериальных ДНК. Об этом свидетельствует тот факт, что хромосомные гены, как правило, ответственны за образование тех же факторов патогенности, которые контролируются транспозируемыми элементами. В автономном состоянии последние существуют в циркулярной форме, способной обратно встраиваться в бактериальную хромосому. При этом нередко в месте интеграции возникает инсерта-ционная мутация вследствие сдвига считывания.

Таким образом, эволюционная роль внехромосомных факторов наследственности состоит в повышении гетерогенности бактериальных популяций, что в конечном итоге способствует выживанию тех биоваров с измененной антигенностью и патогенностью, которые наиболее приспособлены к данным конкретным условиям существования в организме своего хозяина. В настоящее время установлено сходство между провирусами и транспозируемыми элементами. Провирусы представляют собой такую форму вирусной ДНК, которая встроена в хромосому клетки хозяина. Выше данная форма взаимодействия между вирусом и клеткой была охарактеризована как интегративная инфекция. В этой связи можно допустить, что ДНК-вирусы произошли из транспозируемых элементов бактериальных клеток, которые при выщеплении из бактериальной хромосомы могли приобрести структурные гены, контролирующие образование вирусного капсида, и соответствующие регуляторные гены.
Вместе с тем широкое распространение обратной транскрипции среди вирусов, бактерий, дрожжей, растений насекомых, позвоночных животных и человека является одним из аргументов в пользу гипотезы о первоначальном образовании РНК.

Размещено на Allbest.ru