Экология микроорганизмов. Основные вопросы. Лекция № 8

1. Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии ОмГМА Рудаков Николай Викторович д.м.н., профессор

Лекция № 8 Экология микроорганизмов
Основные вопросы
1.Роль микробов в поддержании равновесия
биосферы.
2.Микрофлора основных сред обитания
(почвы, воды, воздуха).
3.Микрофлора человека.
4.Дисбактериозы. Препараты для их
коррекции.
5.Санитарная микробиология и санитарнопоказательные микроорганизмы.

2. Микроорганизмы- микроскопические представители всех царств жизни

• Они представляют самую древнюю,
наиболее многочисленную и
разнообразную группу живой природы.
• Они заселяют любые среды обитания,
включая и высокоорганизованные
организмы эукариотического мира.
• Микроорганизмы в соответствии со своими
жизненными потребностями заселяют
определенные экологические ниши. Они
находятся в составе сложных ассоциаций –
биоценозов.

3.

4.

• Микробы являются обязательными
компонентами любой экологической системы и
биосферы в целом, обеспечивая ее динамическое
равновесие и кругооборот химических
элементов. Их качеств. и колич. состав в почве,
воде, воздухе, в организме человека и животных
различен.

5. Глобальный биогеохимический круговорот веществ на планете представляет собой систему сложно переплетенных циклов отдельных

элементов, связанных друг с другом по аналогии с
деталями часового механизма

6.

Микрофлора почвы
Почва является главным резервуаром и
естественной средой обитания микробов,
которые принимают участие в процессах
формирования и очищения почвы, в
круговороте веществ в природе.
Наиболее обильна микрофлора в верхнем
горизонте почвы глубиной 2,5-15 см. Здесь
протекают биохимические процессы
превращения органических веществ,
обусловленные жизнедеятельностью
микроорганизмов.

7. Кругооборот азота

8.

В составе автохтонной (собственной) микрофлоры
почвы выделяют следующие группы:
азотфиксирующие бактерии: усваивают из воздуха
азот и синтезируют органические соединения
азота;
бактерии аммонификаторы, вызывающие гниение
трупов, остатков растений, разложение
мочевины с образованием аммиака;
нитрифицирующие бактерии: окисляют аммиак до
азотистой кислоты, образуя нитриты,
превращают азотистую кислоту в азотную и
нитраты;
денитрифицирующие бактерии, осуществляющие
нитратное дыхание с выделением атмосфер.
азота (факультативные анаэробные бактерии –
бациллы, псевдомонас).

9.

• С выделениями человека и животных, с
фекально-бытовыми сточными водами в
почву могут попадать патогенные и условнопатогенные микроорганизмы (возбудители
грибковых заболеваний, ботулизма,
столбняка, газовой гангрены, сибирской
язвы, кишечных инфекций).

10.

Микрофлора воды
Вода является древнейшей средой
обитания микроорганизмов. Автохтонная
(собственная) микрофлора представлена
микробами, постоянно живущими в воде. В
ее состав входят микрококки , сарцины,
псевдомонады, бациллы. Галофильные
бактерии живут в соленой (морской воде).
Аллохтонная (заносная) микрофлора
попадает в водоемы из почвы, воздуха,
организмов животных и человека и
изменяет микробный биоценоз и
санитарный режим.

11.

• Крохотные бактерии семейства SAR11 (Pelagibacter) –
ближайшие родственники риккетсий и митохондрий - не
только преобладают среди живых существ Мирового
океана, но и играют значительную роль в углеродном цикле
планеты. Бактерия потребляет растворенные в океане
органич. соединения и производит питательные в-ва,
необходимые для размножения водорослей. Последние,
благодаря происходящему в них процессу фотосинтеза,
являются источником более 50% вырабатываемого
кислорода.

12. Вода имеет значение в распространении возбудителей кишечных инфекций, в воде могут сохраняться энтеровирусы, сальмонеллы,

лептоспиры, возбудители холеры, дизентерии.
Микрофлора воздуха менее
благоприятна для микроорганизмов.
Преобладают кокки (сарцины),
споровые бактерии, грибы,
актиномицеты. Микрофлора закрытых
помещений способствует
распространению респираторных
инфекций, микробная чистота воздуха
необходима в операционных и других
стерильных помещениях.

13. Микрофлора человека и ее значение

• Аутохтонная (присущая данной области)
микрофлора разделена на резидентную
(постоянную) и транзиторную, резидентная – на
облигатную и факультативную.
• На слизистых – просветная и пристеночная
микрофлора (мукозный матрикс, биопленка с
пристеночной микрофлорой), которая
обеспечивает колонизационную резистентность.
• Нормальная микрофлора на различных участках
тела (экотопах) отличается в количественном и
качественном отношении.

14. Основные функции нормальной микрофлоры:

- защитная (колонизационная резистентность);
- иммуностимулирующая (антигенная стимуляция);
- пищеварительная (обмен холестерина и желчных
кислот);
- метаболическая (синтез витаминов группы В, К,
никотиновой, пантотеновой, фолиевой кислот).
Гнотобионты (бесмикробные животные) – для
изучения роли нормальной микрофлоры,
гнотобиологические технологии – в медицине
(лечение ожогов, иммунодефицитов).

15. ИСТОЧНИКИ КОЛОНИЗАЦИИ НОВОРОЖДЕННОГО

• Колонизация
микроорганизмами
новорожденного
осуществляется из
двух источников:
• родового канала
матери;
объектов
окружающей
среды.

16.

ИММУННАЯ
СИСТЕМА
ТРОФОСТАТ
ГОРМОНАЛЬНАЯ
СИСТЕМА
Эпителий слизистой
Ig
B-клетки
CD4+ - T-клетки
ИНФ, ИЛ-5, ИЛ-6
макрофаги
и т.д.
лактоферрин,
лактопероксидаза,
лизоцим и др.
внеклеточные ферменты,
иммуномодулины
микроорганизмов,
метаболиты и т.д.
ЭНТЕРАЛЬНАЯ
СРЕДА
(муциновый
слой)
РЕЗИДЕНТНАЯ МИКРОФЛОРА ~ 500 видов
ТРАНЗИТНАЯ МИКРОФЛОРА
Механо-химические
параметры
эпителия
Состав пищи, воды,
воздуха, факторы
экологии
Открытые полости
(желудочно-кишечный
тракт, верхние
дыхательные пути,
урогенитальная сфера)
Схематическое представление роли нормофлоры
в функционировании организма

17.

18. Нормальная микрофлора кожи: грам+ бактерии (пропионибактерии, дифтероиды, эпидермальные и другие коагулазо-отрицат.

стафилококки,
пептострептококки, микрококки, стрептококки),
дрожжеподобные грибы. Транзиторная микрофлора
– золотистый стафилококк, пиогенный стрептококк,
грам- бактерии.
Микрофлора дыхательных путей. Трахея, бронхи и
альвеолы в норме стерильны. Микрофлора рото- и
носоглотки – зеленящие стрептококки, бактероиды,
нейссерии, дифтероиды, стафилококки.
Мочеполовой тракт: во влагалище – лактобактерии,
бифидобактерии, бактероиды, пропионибактерии,
превотеллы. Преобладают анаэробы, могут быть
гарднереллы.

19. Желудочно-кишечный тракт

• заселен «по этажам». В желудке –
лактобактерии, энтерококки, дрожжи,
бифидобактерии. Микрофлора толстого
кишечника: до 95% - анаэробные бактерии.
Преобладают грам+ анаэробные палочки
(бифидо- и лактобактерии), грам+
спорообразующие анаэробные палочки
(клостридии), энтерококки, грам- анаэробные
палочки (бактероиды), грам- факультативноанаэробные палочки (кишечные палочки и
близкие энтеробактерии), анаэробные
грам+кокки (пептококки, пептострептококки).

20.

Микроэкологические изменения (дисбактериоз) клинико-лабораторный синдром, возникающий
при ряде заболеваний и состояний, который
характеризуется
изменением качественного и/или
количественного состава нормофлоры, а также
метаболическими и иммунными нарушениями,
сопровождающимися у части пациентов
поражением кишечника, транслокацией бактерий
в несвойственные биотопы и их избыточным
ростом

21.

22.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НОРМОФЛОРЫ
Масса нормальной микрофлоры - 2,5 – 3,0 кг
Численность микроорганизмов только ЖКТ
составляет 1012 – 1014
Состав : 17 семейств, 45 родов, около 500 видов

23. Классификация пробиотических препаратов

• 1.Пробиотики
• 2.Пребиотики
• 3.Синбиотики
• Пробиотики - живые микроорганизмы и
вещества микробного происхождения,
оказывающие положительные эффекты
на физиологические и метаболические
функции организма хозяина путем
восстановления нормофлоры.

24. Пребиотики и Синбиотики

Пребиотики
– неперевариваемые ингредиенты продуктов
питания немикробного происхождения,
способные вызывать селективную
стимуляцию роста или метаболической
активности нормальной микрофлоры.
Синбиотики
- препараты, полученные в результате
рациональной комбинации пробиотиков и
пребиотиков (живые бактерии и субстраты,
стимулирующие их рост).

25.

Пробиотики, стабилизирующие нормофлору (I)
Монокомпонентные
Поликомпонентные
Комбинированные,
Метаболитные
I. ЛАКТОБАКТЕРИН
(биомасса L.plantarum):
1.- АЦИЛАКТ (биомасса 3-х
штаммов L.acidophilus)
1.КИПАЦИД
(биомасса 3-х
штаммов
L.acidophilus и
лизоцим)
2.КОЛИБАКТЕРИН
(биомасса E.coli M-17)
3. ЭНТЕРОЛ
(Saccharomyces boulardii)
4.СПОРОБАКТЕРИН,
БАКТИСПОРИН,
БАКТИСУБТИЛ
2. АЦИДОФИЛЮС
(биомасса
L.acidophilus, L.bulgaricum и
S.thermophilus)
3. ЛИНЕКС (биомасса
2. АЦИПОЛ
( L.acidophilus и
полисаха
риды кефирных
грибков)
L.acidophilus, B.bifidum
и E.faecalis)
3. ХИЛАК-ФОРТЕ
4. БИОСПОРИН
( B.subtilis и B.licheniformis)
(метаболиты
Lactobacillus,
Escherichia,
Enterococcus)

26.

Пребиотики, синбиотики, фаги
Пребиотики
1. - ЛАКТУЛОЗА
(дюфалак, лактусан)
2. – ПАМБА (пара-амино-метилбензойная кислота)
3. - ЛИЗОЦИМ
4. – ПАНТОТЕНАТ КАЛЬЦИЯ
Синбиотики
1.- БИОВЕСТИН-ЛАКТО
(биомасса B.bifidum,
B.adolescentis, L.plantarum
и бифидогенные факторы)
2. – МАЛЬТИДОФИЛЮС
(биомасса B.bifidum,
L.acidophilus, L.bulgaricum
и мальтодекстрин)
3.ЛАМИНОЛАКТ
(E.faecium,аминокислоты,
пектин, морская капуста)
4. – БИФИДО-БАК
( комплекс из лакто- и
бифидобактерий и
экстракта из топинамбура)
Фаги
1.-КОЛИПРОТЕЙНЫЙ
2.-КЛЕБСИЕЛЛЕЗНЫЙ
3.-СТАФИЛОКОККОВЫЙ
4.-ПИОБАКТЕРИОФАГ

27.

Учение о санитарно-показательных
микроорганизмах
Определение патогенов в окружающей среде
малодоступно. К оценке санитарного
состояния объектов подходят, устанавливая
факт загрязнения их выделениями человека и
животных. В этих случаях микробы служат
показателями санэпид.неблагополучия и
названы «санитарно-показательными».
К ним относят представителей кишечной
микрофлоры человека: бактерии группы
кишечной палочки (БГКП); фекальные
кишечные палочки (ФКП), в основном Е. coli;
энтерококки (основной вид E. faecalis);
клостридии (С. perfringens); бактерии группы
протея; термофилы; колифаги, стрептококки
и стафилококки.

28.

Санитарно-показательные микроорганизмы,
определяемые в объектах окруж. среды
Кишечная палочка - индикатор фекального
загрязнения, обнаружение энтерококков,
колифагов подтверждает свежее
фекальное загрязнение.
Коли-индекс – количество E.coli в 1 литре,
коли-титр – наименьшее кол-во воды, в
котором обнаружена одна клетка E.coli.