Микрофлора организма человека

Нормальная микрофлора сопутствует своему хозяину на протяжении всей его жизни. Такие отношения микроорганизмов с макроорганизмом можно назвать симбиотическими. Симбиоз - взаимосвязанный метаболизм разнородных живых систем. В этой связи учение о нормальной микрофлоре человека и ее нарушениях представляет собой весьма существенный раздел медицинской микробиологии. В настоящее время твердо установленным является положение о том, что организм человека и населяющие его микроорганизмы — это единая экосистема.

Микробиоценоз - совокупность всех симбионтов, населяющих организм человека и находящихся в метаболическом взаимодействии с ним и друг другом.

Количественные колебания бактерий в биоценозе могут достигать для некоторых бактерий нескольких порядков и, тем не менее, укладываются в принятые нормативы. Сформировавшийся микробиоценоз существует как единое целое, формируя биопленку.

Совокупность микробных биоценозов, встречающихся в организме здоровых людей, составляет нормальную микрофлору человека. Установлено, что нормальная микрофлора обладает достаточно высокой видовой и индивидуальной специфичностью и стабильностью.

Нормальная микрофлора отдельных биотопов (поверхности кожи, слизистых оболочек тела и др.) различна.

Некоторые биотопы стабильны по своему составу, а другие постоянно меняются за счет транзиторной микрофлоры. В состав нормальной микрофлоры входят как анаэробные, так и аэробные бактерии, соотношение которых в большинстве биоценозов составляет 10: 1, 100: 1 и 1000: 1. Заселение бактериями различных областей тела начинается в момент рождения человека и продолжается на протяжении всей его жизни.

В любом микробиоценозе следует различать:

• постоянную, или резидентную микрофлору (индигенную, автохтонную) — представлена относительно стабильным составом микроорганизмов, обычно обнаруживаемых в определенных местах тела человека у людей определенного возраста;

• транзиторную, или временную микрофлору (аллохтонную) — попадает на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывая заболеваний и не обитая постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена сапрофитными условно-патогенными микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение нескольких часов, дней или недель. Присутствие транзиторной микрофлоры определяется не только поступлением микроорганизмов из окружающей среды, но и состоянием иммунной системы организма хозяина и составом постоянной нормальной микрофлоры. Состав транзиторной микрофлоры может меняться в зависимости от различных экзо- и эндогенных факторов: возраста, условий внешней среды, условий труда, рациона питания, перенесенных заболеваний, травм и стрессовых ситуаций.

В норме многие ткани и органы здорового человека свободны от микроорганизмов, т.е. стерильны (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.

На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется достаточно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа, биотопа или его участка — эпитопа. Наиболее богаты микроорганизмами: ротовая полость, толстый кишечник, верхние отделы дыхательной системы, наружные отделы мочеполовой системы, кожа, особенно ее волосистая часть.

Нормальная микрофлора кожи. Местом обитания транзиторных микроорганизмов чаще всего становится кожа вследствие постоянного контакта с внешней средой. Имеется стабильная и хорошо изученная постоянная микрофлора, состав которой различен в разных анатомических зонах в зависимости от содержания кислорода в окружающей бактерии среде (аэробы — анаэробы) и близости к слизистым обо­лочкам (рот, нос, перианальная область), особенностей секре­ции и даже одежды человека. Особенно обильно заселены микроорганизмами те области кожных покровов, которые защищены от действия света и высыхания: подмышечные впадины, межпальцевые промежутки, паховые складки, промежность. При этом на микроорганизмы кожных покровов воздействуют бактерицидные факторы сальных и потовых желез.

В составе резидентной микрофлоры кожи и слизистых оболочек присутствуют: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Micrococcus spp., Sarcina spp., коринеформные бактерии, Propionibacterium spp.

В составе транзиторной: Streptococcus spp., Peptococcus spp., Bacillus subtilis. Escherichia coli, Enterobacter spp., Acinetobacier spp., Lactobacillis spp., Candida albicans и многие другие.

В зонах, где имеются скопления сальных желез (гениталии, наружное ухо), встречаются кислотоустойчивые непатогенные микобактерии. Значительное большинство микроорганизмов, в том числе 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. Ни обильное потоотделение, ни мытье или купание не могут удалить нормальную постоянную микрофлору или существен­но повлиять на ее состав, так как микрофлора быстро восста­навливается вследствие выхода микроорганизмов из сальных и потовых желез, даже в тех случаях, когда контакт с другими участками кожи или с внешней средой полностью прекращен. Поэтому увеличение обсемененности того или иного участка кожи в результате уменьшения бактерицидных свойств кожи может служить показателем снижения иммунологической ре­активности макроорганизма.

В нормальной микрофлоре глаза (конъюнктивы) доминирующими микроорганизмами на слизистых оболочках глаза являются дифтероиды (коринеформные бактерии), нейссерии, грамотрицательные бактерии, преимущественно рода Moraxella. Нередко обнаруживаются стафилококки, стрептококки, микоплазмы. На количество и состав конъюнктивальной микрофлоры значительное влияние оказывает слезная жидкость, в которой содержится лизоцим, обладающий антибактериальной активностью.

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.

Для нормальной микрофлоры верхних дыхательных путей характерно почти полное отсутствие микроорганизмов из внешней среды, так как большая часть их задерживается в полости носа, где погибает через некоторое время. Собственная микрофлора носа представлена коринебактериями (дифтероидами), нейссериями, коагулазо-отрицательными стафилококками, альфа-гемолитическими стрептококками. В качестве транзиторных видов могут присутствовать Staphylococcus aureus, Escherichia coli, бета-гемолитические стрептококки.

Нормальная микрофлора зева еще более разнообразна, поскольку здесь смешивается микрофлора полости рта и воздухоносных путей. Представителями резидентной микрофлоры считаются нейссерии, дифтероиды, альфа-гемолитические и гамма-гемолитические стрептококки, энтерококки, микоплазмы, коагулазо-отрицательные стафилококки, моракселлы, бактероиды, боррелии, трепонемы, актиномицеты. Слизистая оболочка гортани, трахеи, бронхов и всех нижележащих отделов сохраняется стерильной благодаря активности их эпителия, макрофагов, а также продукции секреторного иммуноглобулина А. Несовершенство этих защитных механизмов у недоношенных детей, нарушение их функционирования в результате иммунодефицитных состояний или при ингаляционном наркозе приводит к проникновению микроорганизмов вглубь бронхиального дерева и, соответственно, может быть одной из причин тяжелых респираторных заболеваний.

В составе нормальной микрофлоры полости рта и пищеварительного тракта в настоящее время описано несколько сотен видов микроорганизмов. Уже при прохождении через родовой канал может происходить контаминация слизистой оболочки ротовой полости и глотки ребенка. Через 4—12 ч после родов в составе микрофлоры полости рта обнаруживают зеленящие (альфа-гемолитические) стрептококки, которые сопутствуют человеку в течение всей его жизни. В организм ребенка они попадают, вероятно, из организма матери или от обслуживающего персонала. К этим микроорганизмам уже в раннем детстве добавляются стафилококки, грамотрицательные диплококки (нейссерии), коринебактерии (дифтероиды), иногда молочнокислые бактерии (лактобациллы). Во время прорезывания зубов на слизистых оболочках поселяются анаэробные спирохеты, бактероиды, фузобактерии, лактобациллы. Более быстрому становлению нормальной микрофлоры кишечника способствуют раннее прикладывание к груди и грудное вскармливание.

Нормальная микрофлора верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Наибольшие микробные скопления у взрослых образуются в следующих отделах полости рта: межзубных промежутках, физиологических десневых карманах (гингивальной борозде), зубных бляшках, на спинке языка, особенно в задних ее отделах. При нормальном состоянии зубов и слизистой оболочки и отсутствии нарушений секреции слюны, жевания, глотания количество микроорганизмов в ротовой полости взрослых зависит от состояния межзубных промежутков, продолжительности интервалов между приемами пищи, ее консистенции, гигиенического ухода за зубами.

Качественный состав резидентной микрофлоры ротовой полости каждого здорового человека варьирует в довольно ограниченных пределах. Различия зависят преимущественно от пола, возраста, особенностей питания людей. Например, избыток содержания в пище сахарозы способствует размножению дрожжеподобных грибов, при замене ее глюкозой они убывают или исчезают. Количественное соотношение представителей нормальной микрофлоры зависит от диеты, гигиены полости рта, других факторов.

Основная масса грамположительных кокков в полости рта представлена гетерогенной группой стрептококков. Второй по численности группой бактерий полости рта являются грамотрицательные анаэробные кокки — представители рода вейллонелла, их концентрация в слюне приблизительно такая же, как и стрептококка.

В составе оральной микрофлоры основная масса представлена гетерогенной группой грамположительных кокков - зеленящих (альфа-гемолитических) стрептококков (большую часть флоры слюны, в которую они попадают главным образом со спинки языка), а также пептококками, вейллонеллами, коринебактериями, нейссериями, лактобациллами и актиномицетами (составляют строму зубного камня и входят в состав зубного налета, их также обнаруживают в протоках слюнных желез)

Постоянство качественного состава микрофлоры поддерживается физиологическими процессами, обеспечивающими нормальное функциональное состояние слизистой оболочки и слюнных желез, а также взаимодействием микробных видов. Непосредственное регулирующее влияние на состав микрофлоры оказывают фагоциты (нейтрофилы) слюны и растворенные в слюне вещества, многие из которых являются продуктами жизнедеятельности самих микроорганизмов (микробные ферменты и витамины, продукты расщепления питательного субстрата и распада микробных клеток). К образуемым клетками организма антибактериальным факторам слюны относятся лейкины, иммуноглобулины и некоторые ферменты. Наиболее выраженным антибактериальным действием обладает лизоцим.

У здоровых людей микрофлора пищевода достаточно скудная, состоит из микроорганизмов, поступающих со слюной и пищей. В проксимальной его части можно обнаружить бактерии, типичные для микрофлоры полости рта и глотки, в дистальных отделах — стафилококки, дифтероиды, молочнокислые бактерии.

Нормальная микрофлора средних и нижних отделов желудочно-кишечного тракта. В желудке кислая реакция среды (действие соляной кислоты) и наличие лизоцима, различных ферментов желудочного сока способствуют резкому снижению содержания микроорганизмов до 10³—10⁴ КОЕ/мл содержимого. Видовой состав представлен лактобактериями, бифидобактериями, бактероидами, стрептококками, дрожжеподобными грибами. Гипохлоргидрия (пониженная кислотность) или закупорка привратника способствуют размножению грамположителъных факультативно-анаэробных кокков и грамположителъных анаэробных палочек (лактобацилл). 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 КОЕ/мл содержимого. Это связано с целым рядом неблагоприятных для них факторов:

• действием соляной кислоты, желчи и ферментов,

• присутствием богатого фагоцитирующими нейтрофилами лим­фатического аппарата,

• действием секреторных иммуноглобулинов слизистой оболочки кишечника,

• кишечной перистальтикой, обеспечивающей быстрое удаление микроорганизмов.

Микрофлора представлена в основном молочнокислыми бактериями (лактобактериями), бифидобактериями, бактероидами, энтерококками, в дистальных отделах тонкого кишечника появляются фекальные микроорганизмы, характерные для толстой кишки. По мере продвижения к дистальному отделу толстого кишечника действие бактерицидных и бактериостатических факторов ослабевает, и у входа в толстый кишечник для бактерий благоприятные условия — определенные рН и температура, много питательных субстратов, что способствует интенсивному размножению бактерий. Из-за слабощелочной реакции рН в этих отделах кишечника и наличия большого количества продуктов распада углеводов и белков постоянная нормальная микрофлора толстого кишечни­ка у взрослых занимает первое место по численности (10¹¹— 10¹² КОЕ/г фекалий) и многообразию (более 100 различных видов микроорганизмов постоянно). В связи с анаэробными условиями у здорового человека в составе нормальной микрофлоры в толстом кишечнике преобладают анаэробные бактерии: бактероиды (особенно Bacteroides fragilis), анаэробные молочнокислые бактерии (например, Bifidobacterium), клостридии (Clostridium perfringens), анаэробные стрептококки, фузобактерии, эубактерии, вейлонеллы. В состав микробиоценоза нижних отделов кишечника в меньшем количестве входят аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы: грамотрицательные колиформные бактерии (прежде всего кишечная палочка), энтерококки, стафилококки, протеи, псевдомонады, лактобациллы, грибы рода Candida, отдельные виды спирохет, микобактерий, микоплазм, простейших и вирусов.

Всегда необходимо помнить, что при диареях количество бактерий в значительной степени снижается, тогда как при кишечном стазе их содержание увеличивается. Кроме того, даже минимальные травмы кишечника (ректороманоскопия, колоноскопия и др.) могут вызывать в 10% случаев транзиторную бактериемию.

Нормальная микрофлора мочеполовой системы. 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, они представлены: коринебактериями, микобактериями, грамотрицательными бактериями фекального происхождения, неспорообразующими анаэробами (пептококки, пептострептококки, бактероиды). Эти микроорганизмы обычно выявляются в нормальной моче в количестве 10²—10⁴ КОЕ/мл.

На наружных половых органах мужчин и женщин локализуются микобактерии смегмы (Mycobacterium smegmatis), морфологически сходные с микобактериями туберкулеза. Они обнаруживаются в секрете сальных желез, находящихся на головке полового члена у мужчин и малых половых губ у женщин. Кроме того, здесь встречаются стафилококки, микоплазмы и сапрофитные трепонемы, морфологически сходные с возбудителем сифилиса. Необходимо отметить, что качественный и особенно количественный состав микрофлоры наружных отделов мочеполовой системы у разных людей варьирует в достаточно широких пределах. Для наружных половых органов мужчин характерна добавочная микрофлора: стафилококки, коринебактерии, микоплазмы, энтеробактерии, из анаэробов — бактероиды, фузобактерии, анаэробные кокки. Основная масса аэробных бактерий обитает в области ладьевидной ямки. Бактериальное обсеменение уменьшается по мере продвижения вглубь мочеиспускательного канала. Задняя уретра и предстательная железа обычно в норме стерильны.

Маточные трубы, яичники и полость матки в норме стерильны, поскольку цервикальная слизь содержит лизоцим и обладает антибактериальной активностью. Тем не менее, в цервикальном канале могут быть обнаружены различные микроорганизмы, количество которых меньше, чем во влагалище.

Видовой состав микрофлоры женских половых органов, как и других эпитопов, относительно стабилен. Определенные различия обусловлены возрастом, беременностью и фазой менструального цикла. Микрофлора влагалища находится в прямой зависимости от возраста и гормонального статуса женского организма. Она начинает формироваться через 12—14 ч после рождения ребенка — во влагалищном содержимом появляются молочнокис­лые бактерии — аэробные лактобациллы {палочка Дедерлейна), полученные от матери при родах, которые обитают здесь до тех пор, пока реакция среды остается кислой или слабощелочной (несколько недель). Когда она становится нейтральной (рН среды равна 7, 6), что сохраняется до полового созревания, в микробиоценоз влагалища включается и развивается смешанная флора — анаэробы, энтерококки, стрептококки, стафилококки, коринебактерии. С наступлением половой зрелости под влиянием эстрогенов вагинальный эпителий увеличивается и в нем сильно возрастает уровень гликогена.

Гликоген - идеальный субстрат для лактобактерий, в связи с этим происходят изменения микробиоценоза влагалища, которые характеризуются преобладанием лактобацилл. В результате образования лактобациллами кислоты из углеводов, в том числе из гликогена, происходит понижение рН влагалищного секрета до 4, 0-4, 2-4, 5. На протяжении всего детородного периода лактобациллы обеспечивают поддержание кислой реакции среды на этом уровне. Это важный механизм в предупреждении колонизации влагалища другими, потенциально патогенными микроорганизмами. У здоровых женщин детородного возраста общее количество микроорганизмов в вагинальном отделяемом составляет 6-8× 10⁴ КОЕ/мл. В зависимости от состава микрофлоры различают следующие степени чистоты влагалища здоровых женщин:

• 1-я степень: реакция среды кислая, большое количество пало­чек Дедерлейна (лактобациллы), других видов микроорганизмов почти нет;

• 2-я степень: реакция среды слабокислая, палочек Дедерлейна мало, в микробиоценозе появляется кокковая флора - стрептококки, стафилококки, обнаруживаются единичные лейкоциты;

• 3-я степень: реакция среды нейтральная или слабощелочная, единичные палочки Дедерлейна, кокки превалируют, лейкоцитов - до 40 в поле зрения;

• 4-я степень: реакция щелочная, палочек Дедерлейна нет вообще, большое количество кокков, могут быть другие виды микроорганизмов - энтеробактерии, бактероиды, лейкоциты в огромном количестве.

3-я и 4-я степени чистоты влагалища женщины свидетельствуют о наличии воспалительного процесса урогенитального тракта.

После наступления менопаузы снижается продукция эстрогенов, рН поднимается до 6, 0, вагинальный эпителий становится тоньше - количество лактобацилл вновь уменьшается, появляется смешанная микрофлора.

В состав нормальной влагалищной микрофлоры в этот период обычно входят: клостридии, анаэробные стрептококки (пептострептококки), стафилококки, аэробные гемолитические стрептококки группы В, колиформные бактерии, дифтероиды, иногда листерии.

Необходимо также помнить, что патогенные микроорганизмы, присутствующие во влагалищном содержимом в момент родов (гемолитические стрептококки группы В, гонококки, спирохеты - возбудители сифилиса, вирус гепатита В), могут инфицировать ребенка.

В результате приема противобактериальных препаратов или в период беременности у некоторых женщин в силу индивидуальных особенностей количество молочнокислых бактерий в составе влагалищной микрофлоры уменьшается и увеличивается количество других бактерий и, что особенно важно, дрожжевых грибов рода Candida. Это приводит к развитию воспалительной реакции и заболеванию кандидозом, широко известному под назва­нием " молочница".

2. Функции нормальной микрофлоры организма человека

Нормальная микрофлора выполняет ряд существенных для здоровья человека жизненно важных функций (табл.):

Таблица 21. Функции нормальной микрофлоры организма человека

• колонизационная резистентность - устойчивость соответствующих участков тела (эпитопов) к заселению случайной, в том числе патогенной, микрофлорой:

- антагонистическая функция обеспечивается как выделением веществ, оказывающих бактерицидное и бактериостатическое действие, так и конкуренцией бактерий за питательные субстраты и экологические ниши;

- иммуногенная функция - бактерии - представители нормальной микрофлоры постоянно " тренируют" иммунную систему своими антигенами;

• пищеварительная функция - нормальная микрофлора за счет своих ферментов принимает участие в полостном пищеварении;

• синтетическая функция:

- метаболическая функция - нормальная микрофлора за счет своих ферментов участвует в обмене белков, липидов, уратов, оксалатов, стероидных гормонов, холестерина;

- витаминообразующая функция — в процессе метаболизма отдельные представители нормальной микрофлоры образуют витамины. Например, бактерии толстого кишечника (E. coli) синтезируют биотин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, витамины К, Е, B12, фолиевую кислоту, однако витамины в толстом кишечнике не всасываются, и поэтому можно рассчитывать лишь на те из них, которые в небольшом количестве образуются в подвздошной кишке;

• детоксикационная функция — способность обезвреживать обра­зующиеся в организме токсические продукты метаболизма или организмы, попавшие из внешней среды, путем биосорбции или трансформации в нетоксические соединения;

• регуляторная функция — нормальная микрофлора участвует в регуляции газового, водно-солевого обмена, поддержания рН среды;

• генетическая функция — нормальная микрофлора является не­ограниченным банком генетического материала, поскольку обмен генетического материала постоянно происходит как между самими представителями нормальной микрофлоры, так и между патогенными видами, попадающими в ту или иную экологическую нишу.

Кроме того, нормальная микрофлора кишечника играет важную роль:

• в конверсии желчных пигментов и желчных кислот;

• абсорбции питательных веществ и продуктов их расщепления.

Ее представители продуцируют аммиак и другие продукты, которые могут адсорбироваться и участвовать в развитии печеночной комы.