Текст книги "Полный курс за 3 дня. Микробиология"

3. Микрофлора воздуха

Микрофлора воздуха во многом связана с микрофлорой почвы и воды, но тем не менее является самой непригодной для размножения микроорганизмов вследствие отсутствия питательных веществ, достаточного количества влаги и высушивания под солнечными лучами. Все эти факторы обусловливают быструю гибель микробов в воздухе. Эти же причины определяют видовой и численный состав микрофлоры атмосферного воздуха, ее вариабельность и динамичность. Большее количество микроорганизмов отмечается в воздухе больших населенных пунктов, меньшее – в воздухе сельской местности, над лесами, горами и морями.

Состав микрофлоры воздуха зависит от состава микрофлоры почвы, воды, времени года, климатических и метеорологических условий. Так, при достаточно высокой температуре и влажности воздуха микроорганизмов в нем гораздо больше, чем в сухом холодном воздухе. Чаще всего в воздухе находятся споровые формы бактерий и грибов; аспорогенные бактерии представлены чаще пигментообразующими видами.

Что касается воздуха закрытых помещений, то он может содержать и микрофлору верхних дыхательных путей и кожи человека. Обсемененность воздуха помещения во многом зависит от объема самого помещения, степени уборки, освещенности, частоты проветриваний, количества людей (и состояния их здоровья) в данном помещении, вида трудовой деятельности и других факторов.

Бактерии, вирусы и грибы попадают в воздух транзиторно в процессе жизнедеятельности человека (при разговоре, чиханьи, кашле) и сохраняются в воздухе в течение времени, достаточного для инфицирования находящихся в помещении людей. Так они становятся причиной заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем. К таким заболеваниям относят: скарлатину, дифтерию, коклюш, туберкулез, стафилококковые инфекции, являющиеся бактериальными инфекциями, и грипп, парагрипп, корь и другие вирусные инфекции.

4. Санитарно-бактериологические исследования

Загрязнение объектов окружающей среды условно-патогенными и патогенными микроорганизмами представляет собой серьезную эпидемиологическую опасность. В связи с этим санитарно-бактериологические исследования приобретают важное практическое значение, так как позволяют оценить санитарно-гигиеническое состояние почвы, воды и воздуха. Эти исследования проводятся центрами государственного противоэпидемического надзора по следующим критериям:

1) общее микробное число (ОМЧ) – общее количество микроорганизмов в определенном объеме воздуха или воды;

2) наличие санитарно-показательных микроорганизмов – условно-патогенных микроорганизмов, присутствие которых в пробе свидетельствует о возможном загрязнении того или иного объекта патогенными бактериями, которые поражают те же органы и ткани или полости организма и животных, в которых обитают и эти условно-патогенные микроорганизмы. Кроме того, наличие санитарно-показательных организмов в объектах внешней среды является свидетельством загрязнения их экскретами человека или животных, а их количественный учет позволяет определить массивность загрязнения и степень эпидемической опасности объекта.

Почва

Кроме общего микробного числа, существуют два критерия состояния почвы:

1) присутствие бактерий группы кишечной палочки;

2) наличие патогенных и условно-патогенных энтеробактерий.

По общему микробному числу микроорганизмов на 1 г почвы делятся на:

1) чистые (до 10 000);

2) слабозагрязненные (до 100 000);

3) сильнозагрязненные (более 1 000 000).

Этот показатель важен для оценки пригодности земли для хозяйственных застроек, организации зон отдыха, охранных зон источников водоснабжения.

В качестве санитарно-показательных микроорганизмов почвы выбраны представители бактерий семейства Enterobacteriaceae, так как они являются представителями нормальной микрофлоры кишечника и так же, как и патогенные энтеробактерии – возбудители острых кишечных инфекций, не приспособлены к самостоятельному существованию, т. е. все представители этого семейства (патогенные и условно-патогенные), как правило, не размножаются в воде и не могут сохраняться в ней достаточно длительный срок; при этом многие из них имеют примерно одинаковую продолжительность выживания.

Санитарно-микробиологическое исследование почвы регламентируется МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качеств почв населенных мест». В соответствии со схемой оценки эпидемической опасности почв населенных пунктов, приведенной в данном нормативном документе, загрязненной считается почва, содержащая бактерии группы кишечной палочки (БГКП) в количестве больше 10 клеток на 1 г почвы.

Питьевая вода

Санитарное состояние воды оценивается по таким критериям, как:

1) общее микробное число (ОМЧ). Для питьевой воды нормальным считается общее микробное число в 1 мл воды, не превышающее 100 КОЕ (колониеобразующих единиц)/мл. Для источников непитьевого водоснабжения и для открытых водоемов значение этого показателя значительно выше;

2) наиболее вероятное число колиформных бактерий (НВЧ) – грамотрицательных, не образующих спор палочек, не обладающих оксидазной активностью, ферментирующих лактозу или манит при температуре 37 °С в течение 24 ч (лактозоположительные кишечные палочки). НВЧ не должно быть больше 0,7 в 100 мл воды;

3) число термотолерантных колиформных бактерий (ТКБ), обладающих всеми признаками колиформных бактерий, кроме этого, способных ферментировать лактозу до кислоты из газа при температуре 44 °С в течение 24 ч. Наличие термотолерантных колиформных бактерий является свидетельством свежефекального загрязнения воды.

Колиформные бактерии и термолатентные колиформные бактерии должны быть обнаружены более чем в 300 мл воды.

Бактерии семейства Enterobacteriaceae выбраны санитарно-показательными микроорганизмами воды по тем же причинам, что и для почвы.

Нормативными документами, регламентирующими санитарно-микробиологическое исследование воды, являются ГОСТ-18963073 и МУК 4.2.671-97 «Методы санитарно-микробиологического анализа питьевой воды».

Воздух

Санитарно-микробиологическое исследование воздуха подразумевает изучение воздуха только тех или иных закрытых помещений по таким критериям, как:

1) общее микробное число в 1 м³ воздуха;

2) наличие в 1 м³ воздуха санитарно-показательных микроорганизмов, которыми в данном случае являются золотистый стафилококк и синегнойная палочка (последняя – только в воздухе медицинских учреждений хирургического профиля). Золотистый стафилококк является санитарно-показательным микроорганизмом в связи с тем, что в воздухе наряду с условно-патогенными и патогенными микроорганизмами, являющимися возбудителями широкого спектра инфекционных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, чаще всего выявляются представители нормальной микрофлоры кожи и верхних дыхательных путей.

Стоит отметить, что золотистый стафилококк и синегнойная палочка являются основными возбудителями внутрибольничных инфекций, поэтому контроль бактериального загрязнения воздуха этими бактериями является одним из важнейших путей их профилактики.

Уровень микробной загрязненности воздуха лечебно-профилактических учреждений и специальных производств (по общему микробному числу) нормируется приказами Минздрава России и различными методическими рекомендациями. Посев воздуха с целью выделения возбудителей внутрибольничных инфекций производится по эпидемиологическим показаниям.

5. Роль микроорганизмов в круговороте веществ

Минерализация органических соединений растительного и животного происхождения до углерода, азота, серы, фосфора и иного происходит с помощью микроорганизмов.

Круговорот углерода протекает при активном участии в нем растений, водорослей, цианобактерий, которые фиксируют СО₂ в процессе фотосинтеза, а также при участии микроорганизмов, разлагающих органические вещества отмерших растений и животных с выделением СО₂. Аэробное разложение органических веществ сопровождается образованием СО₂ и воды, анаэробное брожение – кислотами, спиртами и СО₂.

Атмосферный азот связывают только клубеньковые бактерии и свободноживущие почвенные микроорганизмы. Псевдомонады, протей, бациллы, клостридии минерализуют органические соединения растительных, животных и микробных остатков, превращая их в соединения аммония. Этот процесс получил название аммонификации (или минерализации азота). Во время распада белков в присутствии кислорода образуются диоксид углерода, аммиак, сульфаты и вода, при отсутствии кислорода – аммиак, амины, диоксид углерода, органические кислоты, индол, скатол, сероводород. Наиболее усвояемыми для растений являются нитраты, или азотнокислые соли. Они появляются при распаде органических веществ в процессе окисления аммиака до азотистой, а впоследствии – и азотной кислоты. Этот процесс называется нитрификацией, а микроорганизмы, вызывающие его, – нитрифицирующими. Процесс нитрификации протекает в две фазы:

1) аммиак окисляется до азотистой кислоты с образованием нитритов. Этот процесс осуществляют бактерии рода нитрозомонас и др.;

2) азотистая кислота окисляется до азотной и превращается в нитраты. Этот процесс обеспечивают бактерии рода нитробактер и др.

Процесс нитрификации является примером взаимоотношений микроорганизмов, при которых один микроорганизм размножается, используя продукты жизнедеятельности другого микроорганизма.

Нитраты играют двоякую роль в плодородии почвы: с одной стороны они повышают плодородие, а с другой – в результате процесса денитрификации восстанавливаются с выделением свободного азота. Этот процесс обедняет запас азота в виде солей в почве, приводя тем самым к снижению ее плодородия.

Тема 6. Нормальная микрофлора организма человека

1. Нормальная микрофлора человека

Организм человека и населяющие его микроорганизмы являются единой экосистемой. Поверхности кожи и слизистых оболочек тела человека обильно заселены бактериями. При этом количество бактерий, населяющих покровные ткани (кожу, слизистые оболочки), во много раз превосходит число собственных клеток хозяина. Количественные колебания бактерий в биоценозе могут достигать для некоторых бактерий нескольких порядков и, тем не менее, укладываются в принятые нормативы.

Нормальная микрофлора человека – это совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенными взаимосвязями и местом обитания.

В организме человека в соответствии с условиями обитания формируются биотопы с определенными микробиоценозами. Любой микробиоценоз – это сообщество микроорганизмов, существующее как единое целое, связанное цепями питания и микроэкологией.

Виды нормальной микрофлоры:

1) резидентная – постоянная, характерна для данного вида. Количество характерных видов относительно невелико и относительно стабильно, хотя численно они всегда представлены наиболее обильно. Резидентная микрофлора обнаруживается в определенных местах тела человека, при этом важным фактором является его возраст;

2) транзиторная – временно попавшая, не характерная для данного биотопа; она активно не размножается, поэтому, хотя видовой состав транзиторных микроорганизмов и разнообразен, но они не являются многочисленными. Характерной особенностью этого вида микрофлоры является то, что, как правило, попадая на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывает заболеваний и не обитает 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, составом постоянной нормальной микрофлоры. Состав транзиторной микрофлоры не является постоянным и зависит от возраста, внешней среды, условий труда, рациона питания, перенесенных заболеваний, травм и стрессовых ситуаций.

Нормальная микрофлора формируется с рождения, и в это время на ее формирование оказывает влияние микрофлора матери и внутрибольничной среды, характер вскармливания. Заселение бактериями организма продолжается на протяжении всей его жизни. При этом качественный и количественный состав нормальной микрофлоры регулируется сложными антагонистическими и синергическими отношениями между отдельными ее представителями в составе биоценозов. Микробное обсеменение характерно для всех систем, имеющих контакты с окружающей средой. Тем не менее в норме многие ткани и органы здорового человека стерильны, в частности кровь, ликвор, суставная жидкость, плевральная жидкость, лимфа грудного протока, внутренние органы: сердце, мозг, паренхима печени, почек, селезенки, матка, мочевой пузырь, альвеолы легких. Стерильность в данном случае обеспечивается неспецифическими клеточными и гуморальными факторами иммунитета, препятствующими проникновению микробов в эти ткани и органы.

На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется относительно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа, биотипа или его участка.

Наибольшей обсемененностью характеризуются:

1) толстый кишечник. В составе нормальной микрофлоры преобладают анаэробные бактерии (96–99 %) (бактероиды, анаэробные молочнокислые бактерии, клостридии, анаэробные стрептококки, фузобактерии, эубактерии, вейлонеллы), аэробные и факультативно-анаэробные бактерии (1–4 %) (грамотрицательные колиформные бактерии – кишечная палочка, энтерококки, стафилококки, протеи, псевдомонады, лактобациллы, грибы рода Candida, отдельные виды спирохет, микобактерий, микоплазм, простейших и вирусов);

2) ротовая полость. Нормальная микрофлора разных отделов ротовой полости различна и определяется биологическими особенностями обитающих здесь видов. Представители микрофлоры ротовой полости делятся на три категории:

а) стрептококки, нейссерии, вейлонеллы;

б) стафилококки, лактобактерии, нитевидные бактерии;

в) дрожжеподобные грибы;

3) мочевыделительная система. Нормальная микрофлора наружной части уретры у мужчин и женщин представлена коринебактериями, микобактериями, грамотрицательными бактериями фекального происхождения и неспорообразующими анаэробами (это пептококки, пептострептококки, бактероиды). На наружных половых органах у мужчин и женщин локализуются микобактерии смегмы, стафилококки, микоплазмы и сапрофитные трепонемы;

4) верхние дыхательные пути. Собственная микрофлора носа состоит из коринебактерий, нейссерий, коагулазо-отрицательных стафилококков и α-гемолитических стрептококков; в качестве транзиторных видов могут присутствовать S. aureus, E. coli, β-гемолитические стрептококки. Микрофлора зева более разнообразна из-за смешивания микрофлоры полости рта и воздухоносных путей и состоит из: нейссерий, дифтероидов, α– и β-гемолитических стрептококков, энтерококков, микоплазм, коагулазо-отрицательных стафилококков, моракселл, бактероидов, боррелий, трепонем и актиномицетов. В верхних дыхательных путях преобладают стрептококки и нейссерии, встречаются стафилококки, дифтероиды, гемофильные бактерии, пневмококки, микоплазмы, бактероиды;

5) кожа, особенно ее волосистая часть. В связи с постоянным контактом с внешней средой кожа является местом обитания транзиторных микроорганизмов, при этом имея постоянную микрофлору, состав которой различен в разных анатомических зонах и зависит от содержания кислорода в окружающей бактерии среде, а также от близости к слизистым оболочкам, особенностей секреции и других факторов. Состав резидентной микрофлоры кожи и слизистых оболочек характеризуется наличием Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Micrococcus spp., Sarcinia spp., Propionibacterium spp., коринеформными бактериями. В состав транзиторной микрофлоры входят: Streptococcus spp., Peptococcus cpp., Bacillus subtilis, Escherichia coli, Enterobacter spp., Acinebacter spp., Moraxella spp., Pseudomonadaceae, Lactobacillus spp., Nocardiodes spp., aspergillus spp., Candida albaicans.

Микроорганизмы, составляющие нормальную микрофлору, представляют собой четкую морфологическую структуру в виде биопленки – полисахаридного каркаса, состоящего из полисахаридов микробных клеток и муцина. В нем находятся микроколонии клеток нормальной микрофлоры. Толщина биопленки – 0,1–0,5 мм. В ней содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микроколоний, образующихся как из анаэробных, так и аэробных бактерий, соотношение которых в большинстве биоценозов составляет 10:1–100:1.

Формирование биопленки создает для бактерий дополнительную защиту. Внутри биопленки бактерии более устойчивы к действию химических и физических факторов.

Факторы, влияющие на состояние нормальной микрофлоры:

1) эндогенные:

а) секреторная функция организма;

б) гормональный фон;

в) кислотно-основное состояние;

2) экзогенные: условия жизни (климатические, бытовые, экологические).

Этапы формирования нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ):

1) случайное обсеменение слизистой. В ЖКТ попадают лактобациллы, клостридии, бифидобактерии, микрококки, стафилококки, энтерококки, кишечная палочка и др.;

2) формирование сети из ленточных бактерий на поверхности ворсинок. На ней фиксируются в основном палочковидные бактерии, постоянно идет процесс формирования биопленки.

2. Основные функции нормальной микрофлоры

Нормальная микрофлора рассматривается как самостоятельный экстракорпоральный орган с определенной анатомической структурой и следующими функциями.

1. Антагонистическая функция. Нормальная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность, т. е. устойчивость соответствующих участков тела (эпитопов) к заселению случайной, в том числе и патогенной, микрофлорой. Эта устойчивость обеспечивается как выделением веществ, оказывающих бактерицидное и бактериостатическое действие, так и конкуренцией бактерий за питательные субстраты и экологические ниши.

2. Иммуногенная функция. Бактерии, являющиеся представителями нормальной микрофлоры, постоянно поддерживают иммунную систему в должном состоянии своими антигенами.

3. Пищеварительная функция. Нормальная микрофлора принимает участие в полостном пищеварении за счет своих ферментов.

4. Метаболическая функция. Нормальная микрофлора участвует в обмене белков, липидов, уратов, оксалатов, стероидных гормонов, холестерина за счет своих ферментов.

5. Витаминообразующая функция. Как известно, в процессе метаболизма отдельные представители нормальной микрофлоры образуют витамины. Так, бактерии толстого кишечника синтезируют биотин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, витамины К, Е, В₂, фолиевую кислоту, не всасывающиеся в толстом кишечнике, поэтому следует рассчитывать только на те из них, которые в небольшом количестве образуются в подвздошной кишке.

6. Детоксикационная функция. Нормальная микрофлора способна обезвреживать образующиеся в организме токсические продукты обмена веществ или организмы, попавшие из внешней среды, путем биосорбции или трансформации в нетоксичные соединения.

7. Регуляторная функция. Нормальная микрофлора участвует в регуляции газового, водно-солевого обмена, поддержании рН среды.

8. Генетическая функция. Нормальная микрофлора в этом случае является неограниченным банком генетического материала, так как обмен генетического материала постоянно происходит как между самими представителями нормальной микрофлоры, так и патогенными видами, попадающими в ту или иную экологическую нишу.

При этом 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.

3. Дисбактериоз

Дисбактериоз (дисбиоз) – это любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормальной микрофлоры человека, возникающие в результате воздействия на макро– или микроорганизм различных неблагоприятных факторов.

Микробиологическими показателями дисбиоза служат:

1) снижение численности одного или нескольких постоянных видов;

2) потеря бактериями тех или иных признаков или приобретение новых;

3) повышение численности транзиторных видов;

4) появление новых, не свойственных данному биотопу видов;

5) ослабление антагонистической активности нормальной микрофлоры.

Причинами развития дисбактериоза могут быть:

1) антибиотико– и химиотерапия;

2) тяжелые инфекции;

3) тяжелые соматические заболевания;

4) гормонотерапия;

5) лучевые воздействия;

6) токсические факторы;

7) дефицит витаминов.

Дисбактериоз различных биотопов имеет различные клинические проявления. Дисбактериоз кишечника может проявляться в виде диареи, неспецифического колита, дуоденита, гастроэнтерита, хронических запоров. Дисбактериоз органов дыхания протекает в форме бронхитов, бронхиолитов, хронических заболеваний легких. Основными проявлениями дисбиоза ротовой полости являются гингивиты, стоматит, кариес. Дисбактериоз половой системы у женщин протекает как вагиноз.

В зависимости от выраженности этих проявлений различают несколько фаз дисбактериоза:

1) компенсированную, когда дисбактериоз не сопровождается какими-либо клиническими проявлениями;

2) субкомпенсированную, когда в результате дисбаланса нормальной микрофлоры возникают локальные воспалительные изменения;

3) декомпенсированную, при которой происходит генерализация процесса с возникновением метастатических воспалительных очагов.

Лабораторная диагностика дисбактериоза

Основной метод – бактериологическое исследование. При этом в оценке его результатов превалируют количественные показатели. Проводится не видовая идентификация, а только до рода.

Дополнительный метод – хроматография спектра жирных кислот в исследуемом материале. Каждому роду соответствует свой спектр жирных кислот.

Коррекция дисбактериоза:

1) устранение причины, вызвавшей дисбаланс нормальной микрофлоры;

2) использование эубиотиков и пробиотиков.

Эубиотики – это препараты, содержащие живые бактерициногенные штаммы нормальной микрофлоры (колибактерин, бифидумбактерин, бификол и др.).

Пробиотики – это вещества немикробного происхождения и продукты питания, содержащие добавки, стимулирующие собственную нормальную микрофлору. Стимулирующие вещества – олигосахариды, гидролизат казеина, муцин, молочная сыворотка, лактоферин, пищевые волокна.