Микроорганизмы были обнаружены в ряде симбиотических ассо­циаций с высшими растениями. В качестве эктосимбионтов они обитают на поверхности листьев, а также в почве, непосредственно окружающей корни растений (ризосфере). В качестве эндосимбионтов грибы внедряются в корни, образуя микоризы, а некоторые бакте­рии, проникая в корни, образуют азотфиксирующие клубеньки.

Наиболее ярким примером является симбиоз у жвачных живот­ных – травоядных млекопитающих (коровы, овцы, козы, верблюды). Жвачные животные не могут синтезировать целлюлазы – ферменты, ответственные за расщепление целлюлозы, основы пищи животных. Пищеварительный тракт жвачных животных состоит из четырех пос­ледовательных желудков. Два первых, называемых рубцом, представ­ляют собой обширные камеры, наполненные микроорганизмами и простейшими. Видовой состав этих микроорганизмов очень разно­образен, и благодаря их биохимической деятельности целлюлоза и другие сложные компоненты пищи расщепляются на простые. Об­разовавшиеся жирные кислоты всасываются через стенки рубца, поступают в кровоток и, циркулируя с кровью, достигают различ­ных тканей тела.

Микробиота организма человека. Совокупность микробных биоце­нозов, встречающихся в организме здоровых людей, составляет микробиоту человека. Видовой состав микробиоценозов различных от­делов организма периодически меняется, но каждому индивидууму свойственны более или менее характерные микробные сообщества.

Многие ткани и органы человека свободны от микробов, т. е. яв­ляются стерильными. К ним относятся кровь, лимфа, внутренние ор­ганы, головной и спинной мозг, спинномозговая жидкость и др. Это обеспечивается наличием неспецифичных клеточных и гуморальных факторов иммунитета, препятствующих проникновению микробов в эти органы и ткани.

Во всех открытых полостях формируется более или менее стойкий микробиоценоз, специфичный для данного органа.

Микроорганизмы человека обычно делят на 2 группы:

  • облигатная группа (постоянная), микробы которой макси­мально приспособлены к существованию в организме хозяина (сапрофиты и условно-патогенные виды);
  • факультативная (случайная, транзиторная), являющаяся времен­ной и необязательной; ее присутствие определяется поступлением микробов из окружающей среды и состоянием иммунной системы организма хозяина.

В состав случайных микроорганизмов также входят сапрофитные и условно-патогенные микробы.

Микробиота кожи. На поверхности кожи встречается сравнительно небольшое количество разных видов микробов, т. к. на кожных по­кровах на микробы воздействуют бактерицидные факторы сального секрета и пота, сильно закисляющие рН. Наиболее часто встречаются непатогенные бактерии: стафилококки (Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophytics), коринебактерии (Corynebacterium xe­rosis), спорообразующие бактерии (Bacillus subtillis), микобактерии (Mycobacterium fontuitum), а также грибы (Candida albicans). При­мерно в 50% случаев на коже встречается патогенный стафилококк (Staphylococcus aureus). Субстратом для питания микробов, обитаю­щих на коже, являются продукты выделения потовых и сальных же­лез. Наиболее обсеменена кожа открытых частей тела.

Большинство микробов, в том числе и патогенных, не проникает через неповрежденные кожные покровы.

Санитарно-микробиологические исследования смывов с поверх­ности кожи проводятся на наличие Е. coli, обнаружение которой на руках и других участках тела свидетельствует об их фекальном за­грязнении. Обычно на 1 см2 выявляют 103-104 микроорганизмов, на участках с повышенной влажностью их число достигает 106. Соблю­дение правил личной гигиены может снизить численность бактерий на 90%.

Микробиота ротовой полости и желудочно-кишечного тракта. В ро­товой полости новорожденных к концу первой недели жизни обнару­живаются стрептококки, дрожжеподобные грибы рода Candida, физобактерии и др. В первые часы жизни новорожденного кишечный тракт стерилен. Микробная обсемененность желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) появляется на 3-4 сут. В нем обнаруживают кишечную палочку (Escherichia coli), представителей лактобацилл (Lactobacillus acidophilus), протей, бактероиды, вейлонеллы, клостридии, энтеро­кокки, стафилококки, бифидобактерии и другие бактерии, которые являются основными представителями нормальной микробиоты че­ловека. Кишечник взрослого человека содержит более 400 видов мик­робных сообществ, ассоциированных с эпителием или находящихся на поверхности пристеночной слизи (рис. 1).

В настоящее время известно более 32 видов бифидобактерий, колони­зирующих ЖКТ человека, что составляет от 3 до 6 % от всего числа мик­роорганизмов. Уникальные возможности Bifidobacterium (рис. 2, а) позволяют им быстро адаптироваться к специфическим условиям толстой кишки, которая обычно обеднена моно- и дисахаридами.

 

3 2 1

Рис. 1. Микробиота желудочно-кишечного тракта

 

 

3 2 2

Рис. 2. Bifidobacterium (а) и Actinomyces (б)

 

В ротовой полости имеются благоприятные условия для разви­тия многих микробов. Этому способствуют наличие питательных ве­ществ, оптимальная температура, влажность, условия для жизни аэ­робных и анаэробных микробов, щелочная реакция слюны. Вместе с тем в ротовой полости на микроорганизмы действует слюна, со­держащая широкий набор антимикробных веществ. Основная масса микробов в ротовой полости локализуется в зубном налете (70%, в 1 мг – 250 млн. микробных клеток). В ротовой полости встреча­ется свыше 100 видов микробов, а в 1 см3 слюны содержится более 108 микробных клеток. Это стрептококки (Streptococcus salivarius, Streptococcus mutans), лактобациллы (Lactobacillus), сапрофитные нейссерии (Neisseria), коринебактерии (Corynebacterium), бактеро­иды (Bacteroides), гемофильные бактерии (Haemophilus influenzae), трепонемы (Treponema), дрожжеподобные грибы (Candida albicans), актиномицеты (Actinomyces) (рис. 2, б), микоплазмы (Mycoplasma), простейшие и другие факультативные бактерии: энтеробактерии (p. Escherichia, Enterobacter, Proteus), синегнойная палочка (Pseudomo­nas aeruginosa), спорообразующие бактерии (р. Bacillus, р. Clostridium).

В желудке условия для развития большинства микробов неблаго­приятные, так как реакция желудочного сока кислая и высока актив­ность гидролитических ферментов. Бактерицидность желудочного сока является своеобразным барьером на пути проникновения мик­робов в кишечник. Однако при сдвигах pH в нейтральную сторону в желудке микробы могут встречаться в незначительных количествах (менее чем 103/см3).

В тонкой кишке, особенно в верхних ее отделах, микробный состав немногочислен (102-103), несмотря на то, что ее содержимое имеет ще­лочную реакцию. Это объясняется влиянием ферментов.

В нижнем отделе тонкого кишечника и в толстой кишке наиболее бла­гоприятные условия для размножения многих микробов. Микрофлора толстой кишки человека включает более 200 разных видов факультатив­ных и облигатных бактерий (до 250 млрд. в 1 г фекалий). Значительное число облигатной микрофлоры (до 95–99%) составляют анаэробы-бак­тероиды и бифидобактерии. Факультативные анаэробы представлены Е. coli, бактериями рода Lactobacillus, Streptococcus faecalis. Меньше в толс­той кишке транзиторной микрофлоры, к которой относят энтеробакте­рии, редко встречаются стафилококки, стрептококки.

Микробиота дыхательных путей. При дыхании в организм чело­века поступает огромное количество микробов. Большинство из них задерживается в верхних дыхательных путях благодаря защитной функции эпителия и другим условиям, поэтому общее число микро­организмов в носоглотке невелико. Бронхи и альвеолы, как правило, не содержат микробов. В состав микробиоты верхних отделов дыха­тельных путей входят в качестве облигатных микробов непатоген­ные стафилококки (Staph. opidermidis, Staph. saprophiticus), коринебактерии. Факультативная группа микроорганизмов представлена Staph. aureus, Str. pyogenes, Str. pneumoniae и др. Носоглотка более обсеменена многочисленными представителями облигатных микроорганизмов. На миндалинах обнаруживаются главным образом стрептококки, ста­филококки, коринебактерии, иногда встречаются энтеробактерии, а также фузобактерии, спириллы и вибрионы.

Микробиота конъюктивы. Она представлена незначительным чис­лом микробов, что обусловлено содержанием фермента лизоцима в слезной жидкости. При изучении микробиоты конъюктивы глаз было обнаружено, что в 47% случаев микроорганизмы отсутствуют. В от­дельных случаях могут обнаруживаться микоплазмы, адено- и герпес-вирусы.

Микробиота уха. Во внутреннем и среднем ухе в норме не содер­жатся микробы. В наружном слуховом проходе часто обнаруживаются факультативные микроорганизмы: непатогенные стафилококки и ко­ринебактерии; реже встречаются бактерии рода Pseudomonas, дрожже­подобные грибы Candida albicans и плесневые грибы р. Aspergillus.

Значение «нормальной микрофлоры» человека. Термин «нормальная микрофлора» объединяет микроорганизмы, наиболее часто выделяе­мые из организма здорового человека.

Сложившиеся в процессе эволюции микробные биоценозы в раз­ных системах организма человека поддерживают их нормальные фи­зиологические функции и играют определенную роль в иммунитете. Изменения в микробных биоценозах могут привести к возникнове­нию патологических процессов в соответствующих органах. Дисбактериоз – качественное и количественное нарушение экологического баланса между микробными популяциями в составе микрофлоры ор­ганизма человека. Среди таких изменений превалируют изменения в микрофлоре кишечника.

Важную роль кишечный микробиоценоз играет в формировании естественного иммунитета человеческого организма. Он обладает вы­раженными антагонистическими свойствами в отношении многих воз­будителей инфекционных заболеваний, и механизмы подавления их роста достаточно разнообразны. Подобные свойства особенно выра­жены у бифидобактерии и лактобацилл. Их антипатогенный потен­циал связан с синтезом и секрецией бактерицидных соединений, таких как молочная кислота, спирты, Н2О2, жирные кислоты, лизоцимы и др. Кроме того, высокая концентрация указанных соединений ингибирует выделение токсичных соединений патогенными микроорганизмами.

Особенно велика роль «нормальной микрофлоры» кишечника в различных метаболических процессах и поддержании их баланса. Общепринятым фактом
является ведущая роль ее в обеспечении орга­низма человека ионами Fe2+, Са2+, витаминами. Значение энтеробактерий состоит прежде всего в способности некоторых из них
(Е. coli) синтезировать многочисленные витамины группы В, витамин К, пантотеновую и фолиевую кислоты. Другие бактерии, заселяющие ки­шечник (p. Clostridium), могут образовывать пищеварительные фер­менты. Некоторые бактерии, в том числе Bacterioides thetaiotamicron, синтезируют полипептиды, гомологичные основным гликопротеинам плазматической мембраны клеток организма, что регулирует адгезию и персистенцию бактерий в кишечнике; кроме того, они индуцируют синтез специфических гликанов клетками эпителия и используют их для повышения уровня своей колонизации желудочно-кишечного тракта.