Основы микробиологии и иммунологии

1.

Основы микробиологии и
иммунологии

2. Экология микроорганизмов - микроэкология

Экология микроорганизмов микроэкология
2

3. План занятия

• Распространение микроорганизмов в
окружающей среде
• Микрофлора почвы
• Микрофлора воды
• Микрофлора воздуха
• Микрофлора бытовых и медицинских объектов
• Понятие о микрофлоре человека
• Свойства микрофлоры как органа
• Микрофлора различных эпитопов тела человека
3

4.

Сложные взаимоотношения микроорганизмов со
средой, которые обусловливают их размножение,
развитие и выживание, а также взаимоотношения
микробов между собой изучает биологическая
наука экология.
Изучение экологии микроорганизмов ведет к
пониманию явлений паразитизма, зоонозных
(свойственных для животных), антропонозных
(свойственных для человека), зооантропонозных
(свойственных для человека и животных)
заболеваний, болезней с природной очаговостью
и к разработке практических мероприятий по
борьбе с различными инфекционными
болезнями.
4

5.

Распространенность микробов в природе
«...Мириады микробов населяют стихии и
окружают нас. Незримо они сопутствуют
человеку на всём его жизненном пути,
властно вторгаясь в его жизнь, то в
качестве врагов, то как друзья».
В.Л. Омелянский
Культивируются примерно 0,1% бактерий из всего
микробного разнообразия. Для оценки других
микробов применимы иные методы оценки их
распространения и разнообразия: прямые
микроскопические наблюдения и различные
приемы на основе молекулярной диагностики,
включая амплификацию диагностирующих
последовательностей генома, кодирующих
синтез молекулы 16S – рРНК для последующей
их расшифровки.
5

6.

Основоположник экологии
микроорганизмов Виноградский
В зонах обитания микроорганизмы образуют
биоценозы (от греческих слов «биос» — жизнь и
«койнос» — общий, сообщество)— сложные
ассоциации со специфическими взаимоотношениями.
Каждое микробное сообщество в конкретном
биоценозе образуют аутохтонные
(автохнотонные)микроорганизмы (от греч. аutos - свой,
+ chthon - страна, местность), то есть микробы,
присущие конкретной области, находящиеся в месте
возникновения или образования. В состав этих
сообществ могут внедрятся аллохтонные микробы (от
греч. alios - чужой, + chthon - страна; буквально —
чужестранец), например, паразитические, обычно в них
не встречающиеся. В природных биоценозах (почва,
вода, воздух) выживают и размножаются лишь те
микроорганизмы, которым благоприятствует
окружающая среда; их рост прекращается, как только
меняются условия окружающей среды.
Эта концепция предложена С.Н.Виноградским в 1925
году.
6

7.

В природных условиях микроорганизмы никогда не существуют в виде чистых
культур. Разнообразие микробных функций в природе определяется их
повсеместным распространением и широтой метаболических возможностей.
Основными функциями микроорганизмов в природных местообитаниях
являются:
минерализация органических веществ до СО2, NH3, H2, CH4, H2O и др. в
различных физико-химических условиях;
поставка доступных питательных веществ (в виде экзометаболитов, запасных
соединений, живой и мертвой биомассы) для других организмов (микробные
клетки содержат все биогенные элементы, в том числе в среднем 50%
углерода, 14% азота и 3% фосфора);
модификация и перевод в растворимую или газообразную форму сложных
соединений, становящихся доступными для других организмов, путем
преобразования их в реакциях микробного обмена веществ или
опосредованно (за счет изменения физико-химических условий среды,
например, при выделении микроорганизмами кислот);
выделение соединений, активирующих или подавляющих функционирование
других микроорганизмов, растений и животных (стимуляторов роста,
бактериоцинов, антибиотиков, токсинов и т.д.).
7

8.

Потоки элементов на Земле осуществляются по замкнутому пути в виде
взаимосвязанных и взаимозависимых циклов, протекающих как в масштабе всей
планеты, так и в каждой отдельной экосистеме. Микроорганизмы способны
осуществлять все реакции глобальных циклов и поэтому являются основными
биогеохимическими агентами. Для удобства микробные превращения важнейших
элементов рассматривают отдельно друг от друга, хотя в природе превращения
отдельных элементов не происходят автономно.
8

9. Круговорот углерода

Углерод – основа жизни. Без него невозможно построить ни одну белковую молекулу. На
планете углерод присутствует в двух вариантах:
•в органике (живой или отмершей);
•в неорганике (СО2 и карбонаты);
Круговорот углерода в природе представляет собой фиксацию углекислого газа из
атмосферы, построение при помощи связанного углерода углеводов. Для жизни
человека углеводы играют решающую роль. Часть углеводов используется для
получения живыми организмами энергии, часть возвращается в атмосферу в виде
продуктов дыхания, того же СО2.
Кроме бактерий, фиксацию углерода из атмосферы осуществляют еще и растения, которые
благодаря процессу фотосинтеза фиксируют углерод из атмосферного углекислого газа
в природе.
Однако только бактериям присуща роль фиксации углерода в процессе хемосинтеза, при
котором не задействуется солнечный свет. Только бактерии возвращают в атмосферу
углерод, который накапливается в отмерших остатках органики.
9

10.

10

11. Круговорот азота

Весь цикл круговорота выглядит следующим образом:
1.Атмосфера на 78% состоит из азота. Он также является основой органических соединений. В органику
его доставляют клубеньковые микроорганизмы, а также свободноживущие азотфиксирующие микробы.
Клубеньковые бактерии - в корневых волосках бобовых растений, в клубеньках, через которые происходит
фиксация азота в процессе синтеза бактериями белка леггемоглобина. Поставляя растению связанный
азот, клубеньковые бактерии получают от растения углеводы и минералы, необходимые им для жизни.
Благодаря такому положительному сотрудничеству растениям и животным стал доступен для ассимиляции
ион аммония NH4⁺.
2.Работу, которую выполнили клубеньковые микроорганизмы, на втором этапе круговорота
деконструируют другие микроорганизмы – аммонификаторы. Они высвобождают аммиак из белковых
соединений, аминосахаров, алкалоидов, мочевины и другой органики. В разложении органики с
выделением аммиака принимает участие огромное количество микроорганизмов разных групп. Это и
бактерии (в т.ч. актиномицеты), и микроскопические грибы. Обычно процесс разложения делится на
стадии. В зависимости от того, какие органические соединения преобладают в субстрате, на первый план
выходят разные микробы. Так, микроскопические грибы являются основными разрушителями растений:
они разлагают их на органические молекулы, которые далее бактерии расщепляют до простой неорганики.
3.На третьем этапе бактерии-нитрификаторы окисляют аммиак до нитритов и нитратов.
4.Нитраты потребляются растениями. Растения, для которых нитраты служат не только источниками азота,
но и предоставляют им свободный электрон, выделяют в атмосферу азот. Он высвобождается благодаря
реакции денитрификации. Цикл завершается.
Несмотря на то, что нитраты в повышенных концентрациях представляют опасность для жизни человека
при попадании в пищу, их образование и существование в природе играет роль обязательного условия для
круговорота азота.
11

12. Круговорот азота

12

13. Фосфор

• Фосфор — один из наиболее важных биогенных элементов. Он входит
в состав нуклеиновых кислот, клеточных мембран, ферментов,
костной ткани, дентина и т. п. По сравнению с азотом он встречается в
относительно немногих химических формах. Особенность
биогеохимического цикла фосфора заключается в том, что, в отличие
от азота и углерода, его резервным фондом является не атмосфера, а
горные породы и отложения, образовавшиеся в прошлые
геологические эпохи. При их выветривании образуются фосфаты,
которые используются растениями для построения органических
веществ . После отмирания растений фосфор минерализуется
микроорганизмами-редуцентами - фосфатредуцирующими
бактериями, которые переводят фосфор из органической формы в
растворимые фосфаты: РО43-, НРО42- и Н2РО1-. Таким образом,
редуценты переводят фосфор из органической формы в
неорганическую, не окисляя его. Фосфорные удобрения – аналогично
нитратам – дают негативные последствия применения, попадая в
повышенных концентрациях в водоёмы.
13

14. Сера

Основной источник серы, доступный организмам, — всевозможные сульфаты. Хорошая
растворимость в воде многих сульфатов облегчает доступ неорганической серы в
экосистемы. Поглощенные сульфаты растения восстанавливают и вырабатывают
серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин, цистин), которые играют важную роль
при формировании третичной структуры белков, образуя дисульфидные мостики между
различными участками полипептидной цепи.
Аналогично нитратам и фосфатам сульфаты, основная доступная растениям форма серы,
восстанавливаются автотрофами и включаются в белки. Органические остатки животных и
растений минерализуются, и входящая в их состав восстановленная сера при аэробном
разложении окисляется ферментативным путем различными группами хемотрофных
микроорганизмов. Подобные процессы осуществляются и в водоемах.
Из сульфопротеинов, содержащихся в почве, гетеротрофные бактерии вырабатывают
сероводород. С другой стороны, существуют различные группы хемотрофных бактерий,
способных опять окислять сероводород до сульфатов, что вновь увеличивает запас серы,
доступной продуцентам. Подобные бактерии не нуждаются в свете. Например,
хемотрофные бактерии Thiobacillius синтезируют органические вещества благодаря энергии,
получаемой во время окисления сероводорода до сульфатов в среде без доступа света.
14

15. Микрофлора почвы

Количество микроорганизмов в почве значительно: от сотен миллионов до миллиардов особей в 1 г почвы.
Состав и количество микрофлоры почвы зависят от ее влажности, температуры, от характера и количества
питательных веществ в ней, кислотности. Почвенные микроорганизмы осуществляют процесс
минерализации органических отходов с образованием гумуса, обеспечивающего плодородие почвы.
Патогенные микроорганизмы могут попасть в почву с выделениями человека и животных. Эти микробы
делятся на три группы. К первой группе относятся патогенные микробы, для которых почва является
постоянным местом обитания. Это возбудители ботулизма, актиномицеты, грибы, вызывающие микозы.
Вторая группа представлена споровыми бациллами, для которых почва является вторичным резервуаром,
где они сохраняются длительное время. Так, споры сибиреязвенных бацилл сохраняются в почве
скотомогильников многие десятилетия. Третья группа — патогенные микробы и вирусы, которые, попадая
в почву с выделениями человека и животных, сохраняются там от нескольких часов до нескольких месяцев.
Опасность передачи через почву заболеваний, вызванных этими возбудителями, невелика и зависит от
интенсивности обсеменения микробами.
Состав микрофлоры почвы
складывается из различных
комбинаций бактерий (сотни и
тысячи видов), грибов,
простейших и вирусов. Фактически
она содержит представителей всех
царств жизни — вирусов,
архебактерий, эубактерий и
эукариот во всем их
многообразии, которое зависит от
действия многих факторов.
15

16.

Почвенными считают микроорганизмы, которые хотя бы часть своего жизненного цикла
проводят в почве. Это представители всех трех филогенетических доменов Bacteria, Archaea
и Eukarya. Почвенные бактерии и грибы – это две наиболее обширные как по биомассе, так
и по численности группы. Археи, включая метаногенов, экстремальных галофилов и
экстремальных термофилов, также представлены, но их значение в почвах, не
характеризующихся экстремальными параметрами и не подвергнутых избыточному
обводнению, плохо изучено. На заливных почвах возрастает роль фототрофных бактерий и
зеленых водорослей. Многие микроорганизмы в почвах находятся в метаболически
инертном состоянии, однако при возникновении благоприятных условий их активность
может существенно повышаться. Вирусы, которые являются облигатными
внутриклеточными паразитами многих почвенных обитателей, могут персистировать в
почве годами. В микробной популяции почвы они могут играть регулирующую роль.
Почвенные микроорганизмы оказывают положительное влияние на атмосферу, разрушая
воздушные «загрязнители» такие, как метан, водород, СО, бензол, трихлорэтилен,
формальдегид. Почвенные микроорганизмы влияют на глобальное содержание разных
газов. Относительно стабильные газы (СО2, NO, N2O, метан) называют парниковыми газами,
так как они отражают тепловые лучи, не позволяя теплу уходить от поверхности земли, и
вызывают глобальное потепление. Метан может потребляться метанотрофами,
обитающими в почве и воде. Критическим фактором, влияющим на потребление метана
почвой, является концентрация иона аммония. При увеличении содержания аммония в
почве из-за сельскохозяйственной деятельности или вследствие загрязнения, потребление
метана снижается. Таким образом, почвенные и водные метанотрофы могут
рассматриваться как своеобразный бактериальный газовый фильтр.
16

17. Микрофлора воды

Вода — естественная среда обитания для разнообразных микроорганизмов. В воде рек,
открытых водоёмов, морей, океанов обнаруживают представителей всех
таксономических групп бактерий, а также грибы, водоросли и простейших.
Совокупность всех микроорганизмов, заселяющих водоёмы, обозначают термином
«микробиальный планктон». Изучением водных сообществ занимается гидробиология.
Вода – естественная среда обитания микробов, основная масса которых поступает из
почвы, воздуха с оседающей пылью, с отходами, стоками промышленных и
животноводческих объектов и др. К постоянно живущим в воде микроорганизмам
относятся Azotobacter, Nitrobacter, Micrococcus, Pseudomonas, Proteus, Spirillum и др.
Аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и
размножающихся в воде. Микробный состав воды во многом 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.
Наиболее интересным открытием оказалось присутствие в морских местообитаниях
большого количества вирусов и архей, причем около ⅓ пикопланктона (клетки <2 мкм)
составляют археи, традиционно приписываемые к экстремальным местообитаниям. В
морях обнаружен сверхвысокий уровень ультрамикробактерий (нанобактерий), в
основном рода Sphingomonas, которые могут проходить через 0,2 мкм мембранный
фильтр.
17

18.

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).
Солёные воды морей и океанов содержат множество микроорганизмов: в т.ч.
архей, светящиеся и галофильные бактерии (ряд их представляет опасность
для человека: так, галофильные вибрионы, обитающие в моллюсках и рыбах,
могут приводить к токсикоинфекции у человека – при употреблении такой
рыбы или моллюсков соответственно).
Регулярному санитарно-микробиологическому надзору подвергают:
• Воду питьевую: централизованного водоснабжения и местного с забором
воды из открытых водоёмов (реки, водохранилища) или из подземных
источников (скважины, родники, колодцы).
• Воду плавательных бассейнов; лёд медицинский и хозяйственный.
• Сточные воды: хозяйственно-фекальные, промышленные, смешанные
(хозяйственно-фекальные и промышленные), талые и ливневые.
18

19. 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 относительно стабильна. Среди
микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе и патогенные виды,
попадающие в воздух при кашле, чихании или разговоре (наибольшая концентрация на расстоянии
2-3 м от больного). Основной источник загрязнения воздуха 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.
19

20.

Микроорганизмы в воздухе находятся в состоянии аэрозоля, состоящего из воздуха, капелек
жидкости или твердых частиц. Размер аэрозольных частиц варьирует от 10 до 2000 нм.
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, образующих 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.;
• вирусы – возбудители острых респираторных инфекций (ветряной оспы, гриппа, парагриппа и др.);
• грибы из рода Aspergillus, Mucor, Penicillium и др.
Пути передачи: воздушно-капельный, воздушно-пылевой.
Грипп. Его вирус в течение короткого времени может поразить значительное количество людей. Он
устойчив к замораживанию, но быстро погибает при нагревании, высушивании, под действием
дезинфицирующих средств, при ультрафиолетовом облучении.
20

21. Микрофлора бытовых и медицинских объектов

• Фактором передачи инфекции могут быть различные бытовые предметы,
например, посуда общего пользования, унитазы, ручки в туалетах и др. В
бытовых объектах встречаются микроорганизмы почвы, воды, воздуха,
растений, выделений человека и животных.
• Разнообразные предметы в окружении человека можно разделить на три
группы: бытовые, производственные и медицинские. В медицинских
учреждениях, кроме бытовых предметов, имеются специфические
медицинские объекты. Это медицинские инструменты, оборудование,
перевязочный и шовный материал, лекарственные средства,
дезинфицирующие растворы, халаты, предметы ухода за больными. В этих
объектах могут быть обнаружены как безвредные для человека, так и
условно-патогенные и патогенные бактерии. В формировании микрофлоры
объектов медицинских учреждений может принимать участие патогенная и
условно-патогенная микрофлора, выделяемая от больных или
медицинского персонала.
21

22.

Некоторые возбудители сапронозных *и оппортунистических**
инфекций (легионеллы, синегнойная палочка, протей, иерсинии,
аэромонады, псевдомонады, клебсиеллы) способны размножаться в
увлажненных участках: ванных комнатах, душевых, раковинах,
кондиционерах. Другие микроорганизмы, не размножаясь в объектах
внешней среды, могут сохраняться здесь в течение сроков,
достаточных для того, чтобы могло произойти заражение.
Возбудители кори, коклюша могут сохраняться в течение нескольких
минут, возбудители туберкулеза – месяцами.
Определяют бактериологическую загрязненность рук работающего
персонала и предметов окружающей обстановки путем исследования
микрофлоры смывов. В смывах определяют: общее микробное число,
наличие БГКП***, протея, энтерококка, синегнойной палочки,
стафилококка и других патогенных бактерий.
*-Сапронозные инфекции — заболевания, основным местом обитания и размножения возбудителей
которых являются объекты окружающей среды
**-Оппортунистические инфекции — заболевания, вызываемые условно-патогенными
микроорганизмами
*** - БГКП - бактерии группы кишечной палочки, входят представители родов: эшерихия, цитробактер,
энтеробактер, клебсиелла, серация. БГКП относятся к санитарно-показательной микрофлоре и по её
наличию косвенно можно судить, например, о безопасности продукта.
22

23. Микрофлора организма человека

Человек это не только индивид, но и экосистема., в которой уравнялись интересы тела и его
жителей. Микробное "население" человеческого организма отличается исключительно большим
разнообразием - число микроорганизмов в организме у разных людей может быть примерно
равно числу собственных клеток, а может и в разы превосходить его, о чем свидетельствуют
результаты работы международного проекта "Микробиом человека" (Human Microbiome Project HMP). Организм человека заселен (колонизирован) примерно 1000 видами микробов,
составляющими его нормальную микрофлору, в виде микробного сообщества - микробиоценоза.
Они находятся в состоянии равновесия (эубиоза) друг с другом и организмом человека и являются
единой экологической системой. Большинство этих микроорганизмов являются комменсалами*,
не причиняющими вреда человеку.
*КОММЕНСАЛИЗМ сосуществование двух разных организмов, полезное для одного из
23
них (комменсала) и безразличное для другого (хозяина).

24.

Самый большой орган в нашем организме не печень и не мозг, а микробы,
которые образуют так называемый микробиом (от 1,5 до 3 кг веса взрослого
человека) - его даже иногда называют «забытым органом». Этот термин введен
в 2001 году.
Человека следует рассматривать как некий «сверхорганизм», чей обмен
веществ обеспечивается совместной слаженной работой ферментов,
закодированных не только в геноме Homo sapiens, но и в геномах сотен видов
его симбиотических микробов. (Или более новый термин - холобионт
(holobiont) - включает организм хозяина и его симбиотических
микроорганизмов). Между прочим, доля человеческих генов в совокупном
геноме этого «сверхорганизма» - хологеноме - составляет не более 1%. На
каждую клетку нашего тела приходится десять бактериальных клеток, на
каждый ген – 100 бактериальных генов.
24

25.

25

26.

26

27.

Микрофлора организма человека(аутомикрофлора)- это эволюционно сложившаяся качественно и
количественно относительно постоянная совокупность микроорганизмов, всех биоценозов, отдельных биотопов
организма.
Ребенок рождается стерильным, но еще проходя через родовые пути, захватывает сопутствующую микрофлору.
Уже с первых мгновений появления на свет, кожа и слизистые человека обсеменяются микроорганизмами,
число и разнообразие которых определяются составом микрофлоры матери, механизмом родов, санитарным
состоянием среды и другими факторами. К возрасту 1-3 месяцев микрофлора ребенка становится сходной с
микрофлорой взрослого, и по видовому составу может изменяться всю жизнь в зависимости от целого ряда
факторов.
Количество микроорганизмов взрослого человека составляет 1014 особей.
1. На 1 см2 кожи может присутствовать несколько сотен тысяч бактерий (большинство не
культивируемы)
2. 5-10% энергии из пищи мы получаем за счет бактерий
3. В 1 мл слюны может содержаться до 100 млн. микробов
4. Общая биомасса микроорганизмов в одном только толстом отделе кишечника взрослого человека
составляет около 1,5 кг.
Наши микробные партнеры осуществляют многочисленные метаболические функции, которые не
закодированы в человеческом геноме, но которые необходимы человеку для его здоровья.
• Получение недоступных питательных веществ и энергии из пищи
• Синтез витаминов
• Метаболизм ксенобиотиков (лекарства, канцерогены)
• Обновление клеток эпителия кишечника
• Развитие и деятельность иммунной системы
• Защита от патогенов
27

28.

Термин микробиом становится всё более употребимым в медицине: он
подразумевает совокупность не столько самих микробов, сколько всех микробных
генов, оказывающих влияние на среду, в которой они существуют.
Недавно было обнаружено, что именно по микробиому, то есть по генетике
населяющих наш кишечник бактерий, современное человечество делится на три
типа.
Это три типа экосистем кишечника, которые названы энтеротипами.
По предварительным данным, энтеротип номер 1 поставляет организму больше
витамина В7 (или биотина), а энтеротип номер 2 – большее количество витамина
В1 (тиамина). «Вы то, что едят ваши бактерии».
Важнейшая составляющая микробиоты кишечника – молочнокислые бактерии. Среди
них особенно выделяются лактобактерии, сбраживающие или ферментирующие
молочный сахар – лактозу с образованием молочной кислоты.
Присутствуя в нашем организме, эти лактобактерии, наряду с бифидобактериями и
определенными штаммами кишечной палочки, не позволяют размножаться
нежелательной флоре, подавляют ее своим численным преимуществом.
А также в норме в толстом кишечнике лактобактерии разлагают желчные кислоты. В
том случае, если этого не происходит – повышается риск развития рака толстой
кишки.
28

29. Энтеротипы кишечной флоры:

29

30. Известно, что Bacteroides хорошо расщепляют углеводы, в большем количестве выдают витамины C, B2, B5 и H, некоторые

Ruminococcus помогают клеткам усваивать сахара, снабжают нас фолиевой кислотой и витамином B1, а Prevotella образуют слизь.
В связи с этим учёные делают вывод, что состав бактериального населения кишечника влияет на вес человека, определяет, чем и как
болеют люди.
30

31. Несмотря на то что видовой состав микроорганизмов кишечника достаточно однообразен, количественное соотношение представителей

определенных систематических групп в микробиоте разных людей может сильно
варьировать.
Эти данные получены методом оценки разнообразия последовательностей гена 16S рРНК (секвенирование)
микробиоценоза:
31

32.

Понятие «биопленка» особая форма организации
микрофлоры (в т.ч. и
микрофлоры организма
человека).
На границе двух фаз:
жидкость-жидкость или
жидкость-воздух и др.
32

33.

33

34.

34

35.

Приблизительно 90% микроорганизмов, заселяющих тело человека, составляют
обязательную подгруппу (облигатная микробиота - главная или индигенная микрофлора).
Около 9% микроорганизмов образуют факультативную подгруппу (сопутствующая
микробиота), которая образовывается по разным причинам и не имеет потребности
постоянного пребывания в теле. Транзиторная подгруппа (случайная микробиота) состоит
из микроорганизмов, которые временно находятся в теле, и равна примерно 0,01%.
Нормальная микрофлора присутствует в организме человека и животных в виде
фиксированных микроколоний, заключенных в биопленку, которая, как перчатка,
покрывает кожу и слизистые открытых окружающей среде полостей здорового человека. С
функциональной точки зрения биопленку можно сравнить с плацентой. Особенно обильна
микрофлора нижних отделов пищеварительного тракта.
Коллективный «иммунитет» биопленки практически сводит на нет хорошую идею
коррекции дисбактериозов с помощью пробиотиков – препаратов живых культур
ключевых микроорганизмов кишечника – бифидобактерий, лактобацилл и других.
Микробы, выращенные искусственно, являются инородными, как инородны , например,
пересаживаемые человеку органы и ткани доноров. Они зачастую отторгаются вследствие
биологической несовместимости. Пробиотики не имеют «пароля» для входа микробов
внутрь биопленки кишечника, и поэтому пребывают в нем транзиторно, как и микрофлора
пищи. Однако, этоустраняемые недочёты: используя новые знания возможно
оптимизировать пробиотики для решения задач коррекции т.называемого дисбактериоза.
35

36. Основные достижения в области исследований микробиома человека

• Открытие нескольких энтеротипов микрофлоры (микробиома)
кишечника человека
• Создание основы для диагностики различных заболеваний с
использованием параметров микробиома
• Формирование крупных национальных и международных проектов,
исследующих видовой состав микробиома человека(посредством
метагеномного анализа)
• Всё улучшающийся технический уровень науки и практической
лабораторной диагностики (новое поколение приборов для
секвенирования и др.)
• Появление направления т.называемой персонализированной
медицины
• Идентификация ключевых генов человека, участвующих в
коммуникации с микробиомом
36

37. Нет доказанной взаимосвязи видового состава микробиома человека с полом, возрастом, весом, этнической и расовой принадлежностью

В норме многие ткани и органы здорового человека свободны от микроорганизмов, т. е. являются
стерильными. К ним относятся:
• внутренние органы, • головной и спинной мозг, • альвеолы легких, • внутреннее и среднее ухо,
кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, • матка, почки, мочеточники и моча в мочевом пузыре.
Это обеспечивается наличием неспецифических клеточных и гуморальных факторов иммунитета,
препятствующих проникновению микробов в эти ткани и органы.
Каждая часть тела имеет свое определенное микробное сообщество
Нет доказанной взаимосвязи видового состава
микробиома человека с полом, возрастом, весом,
этнической и расовой принадлежностью (Human
Microbiome Project Consortium (2012)).
37

38.

38

39.

благодаря активности их эпителия, макрофагов,
а также продукции секреторного иммуноглобулина А.
39

40. Кожа человека

Особенно обильно заселены
микроорганизмами те
области кожных покровов,
которые защищены от
действия света и
высыхания:
• подмышечные впадины,
• межпальцевые промежутки,
• паховые складки,
• промежность.
Значительное большинство микроорганизмов, в том числе и патогенных, не проникает
через неповрежденные кожные покровы и погибает под воздействием бактерицидных
свойств кожи. К числу таких факторов, которые могут оказывать существенное
влияние на удаление непостоянных микроорганизмов с поверхности кожи, относятся:
• кислая реакция среды,
• наличие жирных кислот в секретах сальных желез и присутствие лизоцима.
Дрожжеподобные грибы рода
malassezia (это единственный
представитель микрофлоры
человека, для
жизнедеятельности которого
необходимы жиры. Ни один из
других видов грибов не
обладает качеством облигатной
липофильности, при
неспособности к ферментации
сахаров. Главный источник
40
углерода для них — жиры).

41. Нормальная микрофлора глаза и уха:

1. Конъюнктивы содержат грамположительные
коринеформные бактерии и стафилококки.
2. Нормальная микрофлора уха
Особенностью нормальной микрофлоры уха
является то, что в среднем ухе в норме микробов
не содержится, так как ушная сера обладает
бактерицидными свойствами. Но они все же могут
проникать в среднее ухо через евстахиеву трубу из
глотки. В наружном слуховом проходе могут
находиться обитатели кожи:
• стафилококки,
• коринебактерии,
• реже встречаются бактерии рода Pseudomonas,
• грибы рода Candida.
41

42.

Общее содержание бактерий в слюне вариабельно
и в среднем составляет 108 МК/мл.
42

43.

Микроорганизмы попадают в полость рта с пищей, водой и из воздуха. Наличие в
полости рта складок слизистой оболочки, межзубных промежутков, десневых
карманов и других образований, в которых задерживаются остатки пищи, слущенный
эпителий, слюна, создает благоприятные условия для размножения большинства
микроорганизмов.
Колонизационную резистентность рта осуществляют преимущественно стрептококки
(S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), а также представители кожного и
кишечного биотопов. При этом S. salivarus, S. sangius, S. viridans хорошо прилипают к
слизистой оболочке и зубному налету. Эти альфа–гемолитические стрептококки
сдерживают колонизацию рта грибами рода Сandida и стафилококками.
Слюна не уничтожает микрофлору в полости рта, а обеспечивает ее количественное и
качественное постоянство.
В процессе эволюции между человеком и микроорганизмами полости рта
сформировались сложные многокомпонентные и противоречивые отношения.
Поэтому роль микробов далеко не однозначна. С одной стороны, они участвуют в
переваривании пищи в полости рта, в синтезе витаминов, оказывают большое
позитивное воздействие на иммунную систему человека, являются мощными
антагонистами патогенной флоры. С другой стороны, они продуцируют кислоты,
которые оказывают разрушающее действие на твердые ткани зуба и являются одним
из этиологических факторов кариеса, способствуют накоплению в зубной бляшке
иммуносупрессоров, оказывающих токсическое действие на ткани десны, а также
способны к инвазии, с последующим развитием воспалительных заболеваний.
43

44.

Гипохлоргидрия желудка (пониженная кислотность) или закупорка привратника способствуют
размножению грамположительных факультативно-анаэробных кокков и грамположительных
анаэробных палочек (лактобацил).
44

45.

45

46.

По мере того как реакция содержимого кишечника становится более щелочной, в
начальных отделах кишечника – двенадцатиперстной кишке и тонкой кишке –
постепенно увеличивается количество постоянной микрофлоры, но все
микроорганизмы присутствуют сравнительно в небольших количествах – 104—105 в 1
мл содержимого. Это связано в целым рядом неблагоприятных для них факторов:
• действие соляной кислоты,
• желчь и ферменты,
• присутствие богатого фагоцитирующими нейтрофилами лимфатического аппарата,
• действие секреторных иммуноглобулинов слизистой оболочки кишечника
• кишечная перистальтика, обеспечивающая быстрое удаление микроорганизмов.
В дистальных отделах тонкого кишечника появляются фекальные микроорганизмы,
характерные для толстой кишки.
46

47.

47

48.

В связи с анаэробными условиями у здорового человека в составе нормальной
микрофлоры в толстом кишечнике преобладают (96-98 %) анаэробные бактерии:
•бактероиды (особенно Bacteroides fragilis),
•анаэробные молочнокислые бактерии (например, Bifidumbacterium),
•клостридии (Clostridium perfringens),
•анаэробные стрептококки,
•фузобактерии,
•эубактерии,
•вейлонеллы.
И только 14% микрофлоры составляют аэробные и факультативно-анаэробные
микроорганизмы:
•грамотрицательные колиформные бактерии (прежде всего кишечная палочка - E.Coli),
•энтерококки,
в небольшом количестве:
•стафилококки,
•протеи,
•псевдомонады,
•лактобациллы,
•грибы рода Candida,
•отдельные виды спирохет,
микобактерий, микоплазм,
простейших и вирусов.
48

49.

В наружной части уретры как у мужчин, так и у женщин, находятся в небольшом количестве в
основном те же микроорганизмы, которые обнаруживаются на коже и в промежности, эти
микроорганизмы обычно выявляются в нормальной моче в количестве 102—104 в 1 мл.
49

50.

50

51.

51

52.

52

53.

53

54.

54

55.

55

56.

56

57.

57

58. Вопросы для самоподготовки:

1. Аутохтонная и аллохтонная флора – дайте определение понятиям.
2. Назовите особенности микрофлоры: почвы, воды, воздуха.
3. Определите основные факторы, влияющие на формирование микрофлоры объектов
медицинских учреждений.
4. Какие ткани и органы здорового человека в норме свободны от микроорганизмов, т. е.
являются стерильными?
5. Какие метаболические функции, которые не закодированы в человеческом геноме, но
которые необходимы человеку для его здоровья, выполняются нормальной микрофлорой?
6. Что такое энтеротип человека?
7. Что такое микробиом?
8. Назовите особенности микрофлоры отдельных эпитопов тела человека: кожи, верхних
дыхательных путей, ротовой полости, желудочно-кишечного тракта (по отделам),
мочеполовой системы (в т.ч. влагалища).
9. Ферментпродуцирующая функция нормальной микрофлоры – это…
10. Синтетическая функция нормофлоры – это…
11. Защиная функция нормальной микрофлоры - это…
12. Иммуногенная функция нормальной микрофлоры – это…
13. Перечислите основные группы препаратов для коррекции нарушений микробиоценоза.
58

59. Рекомендую к прочтению:

59

60. Глоссарий 1. Микробиом 2. Дисбактериоз 3. Пробиотики 4. Пребиотики 5. Синбиотики 6. Функциональное питание 7. Функции

Глоссарий
1. МИКРОБИОМ
2. ДИСБАКТЕРИОЗ
3. ПРОБИОТИКИ
4. ПРЕБИОТИКИ
5. СИНБИОТИКИ
6. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
7. ФУНКЦИИ НОРМАЛЬНОЙ
МИКРОФЛОРЫ
8. АУТОХТОННЫЕ
МИКРООРГАНИЗМЫ
9. АЛЛОХТОННЫЕ
МИКРООРГАНИЗМЫ
Стр. 72-80 учебника
Зверева В.В. «Основы
микробиологии и
иммунологии» Гэотармедиа
60