Основные функции микрофлоры тела человека

Низкое содержание нормальной микрофлоры – что делать?

Проводится коррекция дисбаланса микроорганизмов с помощью специальных препаратов:

1. Пребиотики способствуют колонизации кишечника основной микрофлорой за счет избирательной стимуляции роста и метаболической активности одной или нескольких групп бактерий. Данные препараты не являются лекарственными средствами. К ним относятся не переваренные ингредиенты пищи, являющиеся субстратом для полезных бактерий и не подвергающиеся действию пищеварительных ферментов. Препараты: «Хилак форте», «Дюфалак» («Нормазе»), «Пантотенат кальция», «Лизоцим» и другие.
2. Пробиотики – это живые микроорганизмы, нормализующие баланс кишечных бактерий и конкурирующие с условно-патогенной флорой. Благотворно влияют на здоровье человека. Они содержат полезные бифидобактерии, лактобактерии, молочнокислый стрептококк и т. д. Препараты: «Ацилакт», «Линекс», «Бактисубтил», «Энтерол», «Колибактерин», «Лактобактерин», «Бифидумбактерин», «Бификол», «Примадофилус» и другие.
3. Иммуностимулирующие средства. Применяются для поддержания нормального микробиоценоза кишечника и повышения защитных сил организма. Препараты: «КИП», «Иммунал», «Эхинацея» и т. д.
4. Лекарственные средства, регулирующие транзит кишечного содержимого. Используются для улучшения пищеварения и эвакуации пищи. Препараты: ферменты, витамины, спазмолитики, желчегонные и т. д.

Микробиом кожи

Кожа человека заселена рядом различных микроорганизмов, которые обитают на поверхности кожи, а также в железах и волосах. Наша кожа находится в постоянном контакте с внешней средой и служит первой линией защиты организма от потенциальных патогенов. Микробиота кожи помогает предотвратить колонизацию кожи патогенами. Она также помогает тренировать нашу иммунную систему, предупреждая иммунные клетки о наличии патогенов и инициируя иммунный ответ.

Экосистема кожи человека очень разнообразная, с различными слоями кожи, уровнями кислотности, температурой, толщиной и воздействием солнечного света. Таким образом, микробы, которые обитают в определенном месте на коже или внутри нее, отличаются от микробов в других частях тела. Например, микроорганизмы, населяющие влажные и горячие части тела (под мышки), отличаются от тех, которые колонизируют сухие, более холодные поверхности кожи на руках и ногах. Комменсальные микроорганизмы, которые обычно населяют нашу кожу, включают бактерий, вирусы, грибы и микроскопических животных, таких как клещи.

Бактерии, колонизирующие кожу, процветают в одном из трех типов кожи: жирной, влажной и сухой. Три основных вида бактерий, населяющих эти типы кожи включают: пропионовокислые бактерии (Propionibacterium) — обнаруженные преимущественно на жирных участках; коринебактерии (Corynebacterium) — обнаруженные во влажных областях; стафилококки (Staphylococcus) — населяющие сухие участки.

Хотя большинство этих видов бактерий не являются опасными, они могут стать вредными для человека при определенных условиях. Например, пропионибактерии акне (Propionibacterium acnes) живут на жирных поверхностях кожи, таких как лицо, шея и спина. Когда организм вырабатывает избыточное количество жира, эти бактерии размножаются с высокой скоростью, что может привести к развитию акне. Другие виды бактерий, например, золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) и стрептококк пиогенес (Streptococcus pyogenes), могут вызывать более серьезные проблемы, такие как септицемия и ангина.

Не так много известно о комменсальных вирусах кожи, поскольку исследования в этой области пока немногочисленны. Было обнаружено, что вирусы находятся на поверхностях кожи, сальных железах и внутри бактерий кожи.

Виды грибков, которые колонизируют кожу человека, включают кандидоз (Candida), малассезия (Malassezia), криптококк (Cryptocoocus), дебариомицес (Debaryomyces) и микроспория (Microsporum). Как и в случае с бактериями, грибки размножаются с необычайно высокой скоростью и могут вызывать проблемные состояния и заболевания. Грибки малассезия способны вызывать перхоть и атопическую экзему.

Микроскопические животные, населяющие кожу, включают клещей. Например, клещи демодекс (Demodex) колонизируют лицо и живут внутри волосяных фолликулов. Они питаются кожным жиром, мертвыми клетками и даже некоторыми бактериями.

Микробиом кишечника

Микробиом кишечника человека отличается разнообразием и численностью. Он включает триллионы бактерий с тысячами различных видов. Эти микробы процветают в суровых условиях кишечника и активно участвуют в поддержки пищеварения, нормального метаболизма и надлежащей иммунной функции. Они помогают в переваривании неперевариваемых углеводов, метаболизме желчных кислот и лекарств, а также в синтезе аминокислот и многих витаминов.

Несколько кишечных микроорганизмов продуцируют противомикробные вещества, которые защищают нас от патогенных бактерий. Состав кишечной микробиоты уникален для каждого человека и постояно меняется. Он изменяется с такими факторами, как возраст, смена рациона, воздействие токсических веществ (антибиотики) и изменения в состоянии здоровья. Отклонения в составе комменсальных микроорганизмов кишечника связывают с развитием желудочно-кишечных заболеваний, таких как воспалительные заболевание кишечника, целиакия и синдром раздраженной толстой кишки.

Подавляющее большинство бактерий (около 99%), которые обитают в кишечнике, в основном состоят из двух типов: бактероиды (Bacteroidetes) и фирмикуты (Firmicutes). Примеры других типов бактерий, обнаруженных в кишечнике, включают протеобактерии (например, эшерихии (Escherichia), сальмонеллы (Salmonella) и вибрионы (Vibrio)), ак­ти­но­бак­те­рии (Actinobacteria) и мелаинабактерии (Melainabacteria).

Микробиом кишечника также содержит археи, грибы и вирусы. Самые распространенными археями в кишечнике являются метаногены Methanobrevibacter smithii и Methanosphaera stadtmanae. Виды грибков, обитающих в кишечнике человека, включают кандидоз (Candida), сахаромицеты (Saccharomyces) и кладоспории (Cladosporium). Изменения в нормальном составе кишечных грибков были связаны с развитием таких заболеваний, как болезнь Крона и язвенный колит. Наиболее распространенные вирусы в микробиоме кишечника — это бактериофаги, которые инфицируют кишечные бактерии.

Функции микрофлоры кишечника

Защитная функция. Нормальная микрофлора обладает выраженным противодействием в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Полезные бактерии препятствуют заселению кишечника иными, не свойственными ему инфекционными возбудителями. В случае снижения количества нормальной микрофлоры, начинают размножаться потенциально опасные микроорганизмы. Развиваются гнойно-воспалительные процессы, происходит бактериальное заражение крови (септицемия).

Поэтому важно не допускать уменьшения количества нормальной микрофлоры.

Пищеварительная функция. Кишечная микрофлора участвует в ферментации белков, жиров, высокомолекулярных углеводов.

Полезные бактерии разрушают под действием воды основную массу клетчатки и остатки химуса, поддерживают в кишечнике необходимый уровень кислотности (рН). Микрофлора инактивирует пищеварительные ферменты (щелочную фосфатазу, энтерокиназу), участвует в образовании продуктов распада белков (фенола, индола, скатола) и стимулируют перистальтику. Также микроорганизмы пищеварительного тракта регулируют метаболизм холестерина и желчных кислот. Способствуют трансформации билирубина (желчного пигмента) в стеркобилин и уробилин. Полезные бактерии играют важную роль на конечных этапах превращения холестерина. Из него образуется копростерин, который не всасывается в толстой кишке и выводится с калом. Нормофлора способна снижать выработку печенью желчных кислот и контролировать нормальный уровень холестерина в организме.

Синтетическая (метаболическая) функция. Полезные бактерии пищеварительного тракта вырабатывают витамины (С, К, Н, РР, Е, группы В) и незаменимые аминокислоты. Кишечная микрофлора способствует лучшему усвоению железа и кальция, поэтому препятствует развитию таких заболеваний как анемия и рахит. За счет действия полезных бактерий происходит активное всасывание витаминов (D3, В12 и фолиевой кислоты), регулирующих систему кроветворения. Метаболическая функция кишечной микрофлоры также проявляется в способности синтезировать ими антибиотикоподобные вещества (ацидофилин, лактоцидин, колицин и другие) и биологически активные соединения (гистамин, диметиламин, тирамин и т. д.), которые препятствуют росту и размножению патогенных микроорганизмов.

Детоксикационная функция. Эта функция ассоциируется с возможностями кишечной микрофлоры сокращать количество и удалять с каловыми массами опасные токсические продукты: соли тяжелых металлов, нитриты, мутагены, ксенобиотики и другие. Вредные соединения не задерживаются в тканях организма. Полезные бактерии предотвращают их токсическое воздействие.

Иммунная функция. Нормофлора кишечника стимулирует синтез иммуноглобулинов – особых белков, повышающих защитные силы организма в отношении опасных инфекций. Также полезные бактерии содействуют созреванию системы фагоцитирующих клеток (неспецифический иммунитет), способных к поглощению и уничтожению патогенных микробов.

Нормальная микрофлора человека

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, характерная для данного вида;

2) транзиторная – временно попавшая, нехарактерная для данного биотопа; она активно не размножается.

Нормальная микрофлора формируется с рождения. На ее формирование оказывают влияние микрофлора матери и внутрибольничной среды, характер вскармливания.

Факторы, влияющие на состояние нормальной микрофлоры.

1. Эндогенные:

1) секреторная функция организма;

2) гормональный фон;

3) кислотно-основное состояние.

2. Экзогенные условия жизни (климатические, бытовые, экологические).

Микробное обсеменение характерно для всех систем, имеющих контакты с окружающей средой. В организме человека стерильными являются кровь, ликвор, суставная жидкость, плевральная жидкость, лимфа грудного протока, внутренние органы: сердце, мозг, паренхима печени, почек, селезенки, матка, мочевой пузырь, альвеолы легких.

Нормальная микрофлора выстилает слизистые оболочки в виде биопленки. Этот полисахаридный каркас состоит 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.

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

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.

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

Функции нормальной микрофлоры:

1) участвие во всех видах обмена;

2) детоксикация в отношении экзо– и эндопродуктов, трансформация и выделение лекарственных веществ;

3) участие в синтезе витаминов (группы В, Е, Н, К);

4) защита:

А) антагонистическая (связана с продукцией бактериоцинов);

Б) колонизационная резистентность слизистых оболочек;

5) иммуногенная функция.

Наибольшей обсемененностью характеризуются:

1) толстый кишечник;

2) ротовая полость;

3) мочевыделительная система;

4) верхние дыхательные пути;

5) кожа.

Микробиом человека

Микроскопические организмы, которые обитают в организме, включают археи, бактерии, грибы, протисты и вирусы. Микробы начинают колонизировать наш организм с момента рождения. Микробиота человека изменяется по количеству и типу микроорганизмов на протяжении всей жизни, причем число видов увеличивается с рождения до взрослого возраста и уменьшается в пожилом возрасте. Эти микробы уникальны от человека к человеку и могут быть затронуты определенными видами деятельности, такими как мытье рук или принятие антибиотиков. Бактерии являются самыми многочисленными микроорганизмами в микробиоме человека.

• Археи — одноклеточные экстремофильные прокариоты, способные жить в самых экстремальных условиях. Они когда-то считались бактериями, но было обнаружено, что археи отличаются от бактерий структурой клеточной стенки и типом рРНК. Археи, такие как метаногены, нуждающиеся в свободных от кислорода условиях, чтобы выжить можно найти в кишечнике человека.
• Бактерии — одноклеточные прокариоты, различающиеся по видам и формам. Эти разнообразные микроорганизмы способны обитать в разных условиях и могут быть обнаружены в различных областях тела, в том числе на коже, внутри пищеварительного тракта и внутри женского репродуктивного тракта.
• Грибы — одноклеточные (дрожжи и плесени) и многоклеточные (грибы), содержащие спорообразующие плодовые тела для размножения. Грибковые сообщества тела также называют микобиомом. Одноклеточные дрожжи колонизируют разные области тела, такие как кожа, влагалище и желудочно-кишечный тракт.
• Протисты — разнообразная группа одноклеточных и многоклеточных эукариот. Многие протисты не имеют общих характеристик, но группируются вместе, так как не являются животными, растениями или грибами. Примерами протистов являются амебы и парамеции. В то время как многие протисты паразитируют на своих хозяевах, другие существуют в комменсальных (один вид получает выгоду без вреда другому) или взаимовыгодных отношениях (оба вида полезны друг другу). Протисты, которые обычно находятся в кишечники человека, включают Бластоцисты (Blastocystis) и Энтеромонады (Enteromonas hominis).
• Вирусы — частицы, состоящие из генетического материала (ДНК или РНК), заключенного в слой белка, называемый капсидом. Ряд вирусов является частью человеческого микробиома и включают вирусы, заражающие разные типы клеток организма, к примеру, бактериофаги — вирусы, которые инфицируют бактерий, и сегменты вирусного гена встроенные в хромосомы человека. Вирионы (неактивные вирусные частицы) могут встречаться в нескольких областях тела, включая желудочно-кишечный тракт, рот, дыхательные пути и кожу.

Полезные бактерии кишечника

Грамположительные строгие анаэробы:

• Бифидобактерии – представители основной микрофлоры, присутствуют в здоровом кишечнике на протяжении всей жизни. Занимают доминирующее положение среди других микроорганизмов. Бифидобактерии обеспечивают защиту организма от патогенных бактерий и препятствуют их попаданию в верхние отделы желудочно-кишечного тракта и другие внутренние органы. Особенно это актуально у детей на первом году жизни. Бифидобактерии продуцируют молочную и уксусную кислоты, способствующие хорошему усвоению кальция, железа и витамина D. Также эти полезные микроорганизмы синтезируют белки и аминокислоты, витамины (группы В, К, никотиновую, пантотеновую и фолиевую кислоты), стимулируют кишечный иммунитет. Бифидобактерии могут быть резистентны к некоторым противомикробным средствам: пенициллину, стрептомицину и рифампицину.
• Лактобактерии – палочковидные микроорганизмы. Присутствуют практически во всех отделах пищеварительной системы. Обладают антибактериальной активностью (выделяют спирт, лизоцим, лактоцидин и другие вещества) в отношении гнилостных и гноеродных микробов. Защищают слизистую оболочку кишечника. Резистентны к антибиотикам: пенициллину и ванкомицину. Лактобактерии могут выделяться из кишечника новорожденных уже в первые дни после рождения. У взрослых, придерживающихся строгой вегетарианской диеты, их количество больше нормы.
• Эубактерии – коккобациллы, то есть микроорганизмы с промежуточной формой (не палочковидной и не шарообразной). Редко встречаются у детей, находящихся на естественном вскармливании. Однако у малышей, питающихся смесями, выявляются довольно часто. Эубактерии участвуют в метаболизме холестерина (трансформация холестерола в копростанол) и желчных кислот.
• Пептострептококки – шаровидные микроорганизмы, относящиеся к нормальной микрофлоре кишечника. Редко встречаются у детей на грудном вскармливании. У малышей, питающихся смесями, определяются всегда. В результате генетических мутаций могут попадать в нехарактерные для них места обитания, вызывая тем самым инфекционное воспаление. Часто они высеваются при септицемии, остеомиелите, гнойном артрите, аппендиците и других абсцессах. Наряду с другими анаэробами, пептострептококки выявляются при гингивитах и пародонтозах.

Грамотрицательные строгие анаэробы:

• Бактероиды – полиморфные (имеющие разный размер и форму) палочки. Вместе с бифидобактериями заселяют кишечник новорожденных к 6–7 дню жизни. При грудном вскармливании бактероиды выявляются у 50% детей. При искусственном питании высеваются в большинстве случаев. Бактероиды принимают участие в пищеварении и расщеплении желчных кислот.
• Фузобактерии – полиморфные палочковидные микроорганизмы. Характерны для кишечной микрофлоры взрослых людей. Нередко высеваются из патологического материала при гнойных осложнениях различной локализации. Способны секретировать лейкотоксин (биологическое вещество с токсическим действием по отношению к лейкоцитам) и фактор агрегации тромбоцитов, ответственный за тромбоэмболии при тяжелой септицемии.
• Вейлонеллы – кокковые микроорганизмы. У детей, находящихся на грудном вскармливании, выявляются менее чем в 50% случаев. У малышей на искусственном питании смесями высеваются в высокой концентрации. Вейлонеллы способны к большой продукции газа. При их избыточном размножении эта отличительная черта может привести к диспепсическим расстройствам (метеоризму, отрыжке и диарее).

Нормы содержания бактерий в кишечнике

Полезные бактерии

КОЕ/г – это количество колонии образующих единиц микробов в 1 грамме испражнений.

Условно-патогенные бактерии

Микробиом ротовой полости

Микробиом ротовой полости насчитывает миллионы микроорганизмов, существующих, как правило, в взаимовыгодных отношениях с хозяином. В то время как большинство микробов являются полезными, предотвращая ротовую полость от колонизации вредными микроорганизмами, некоторые из них могут становится патогенными при определенных условиях.

Бактерии являются наиболее многочисленными из микроорганизмов ротовой полости и включают стрептококки (Streptococcus), актиномицеты (Actinomyces), лактобактерии (Lactobacterium), стафилококки (Staphylococcus) и пропионибактерии (Propionibacterium). Бактерии защищают себя от стрессовых условий во рту, производя липкое вещество, называемое биопленкой. Биопленка защищает бактерии от антибиотиков, других микроорганизмов, химических веществ, чистки зубов или веществ, опасных для микробов. Биопленки разных видов бактерий образуют зубную бляшку, которая прилипает к поверхностям зубов и может вызвать их разрушение.

Ротовые микробы часто взаимодействуют в интересах друг друга. Например, бактерии и грибки иногда сосуществуют в отношениях, которые могут нанести вред хозяину. Бактерия стрептококк мутанс (Streptococcus mutans) и грибок кандида альбиканс (Candida albicans), работающие в связке, вызывают серьезные проблемы с зубами, чаще всего встречающиеся у дошкольников.

Археи в ротовой полости, включают метаногены Methanobrevibacter oralis и Methanobrevibacter smithii. Протисты, обитающие в полости рта, включают ротовую амёбу (Entamoeba gingivalis) и ротовая трихомонада (Trichomonas lenax). Эти комменсальные микроорганизмы питаются бактериями или пищевыми частицами и встречаются в гораздо большем количестве у людей с заболеванием десен. Ротовые вирусы преимущественно состоят из бактериофагов.

Дисбактериоз

Состояния, развивающиеся в результате утраты нормальных функций микрофлоры, называются дисбактериозом и дисбиозом. Эти нарушения происходят под влиянием факторов окружающей среды, стрессовых воздействий, широкого и бесконтрольного применения антимикробных препаратов, лучевой терапии и химиотерапии, нерационального питания, оперативных вмешательств и т.д. При дисбактериозе происходят стойкие количественные и качественные изменения бактерий, входящих в состав нормальной микрофлоры. При дисбиозе изменения происходят и среди других групп микроорганизмов (вирусов, грибов и др.).

Дисбиоз и дисбактериоз могут приводить к эндогенным инфекциям. Дисбиозы классифицируют по этиологии (грибковый, стафилококковый, протейный и др.) и по локализации (дисбиоз рта, кишки, влагалища и т.д.). Изменения в составе и функциях нормальной микрофлоры сопровождаются различными нарушениями: развитием инфекций, диарей, запоров, синдрома мальабсорбции, гастритов, колитов, язвенной болезни, злокачественных новообразований, аллергий, мочекаменной болезни, гипо- и гиперхолестеринемии, гипо- и гипертензии, кариеса, артрита, поражений печени и др.

Для восстановления нормальной микрофлоры проводят: а) селективную деконтаминацию; б) назначают препараты пробиотиков (эубиотиков), полученные из лиофильно высушенных живых бактерий — представителей нормальной микрофлоры кишечника — бифидобактерий (бифидумбактерин), кишечной палочки (колибактерин), лактобактерий (лактобактерин) и др.