Микрофлора организма человека: виды, норма, функции и патологии

Основная цель микробиологии - исследование живых организмов, не видимых невооруженному глазу. Благодаря этой области науки человек имеет представление о грибах, бактериях, паразитах и вирусах, о том, как они влияют на окружающую среду и на человеческий организм. За века экспериментов и анализов цивилизация научилась использовать их в хозяйственных целях, например, для приготовления кисломолочных продуктов, в промышленных - для получения органических кислот и спиртов, и медицинских. Несмотря на это, форма взаимодействия человека с микроскопическим миром взаимовыгодна. Лучший образец тому - комменсализм организма и его содержимого - микрофлоры.

В микробиологии микрофлоре организма человека посвящены объемные исследования, кропотливые научные труды и тщательные эксперименты. В основном они направлены на изучение состава определенных органов, влияния микроорганизмов на ткани, условий их размножения. В квалификационных работах о нормальной микрофлоре организма человека особое внимание уделяется заболеваниям, вызванным микробами, и установлению нормальных количеств, при которых они максимально безвредны.

Что это такое?

Термин "нормальная" микрофлора человеческого организма наиболее часто применяется в обозначении набора микроорганизмов, которые обитают в здоровом теле. Несмотря на ботаническое значение слова флора, понятие объединяет в себе всю живность внутреннего мира. Она представлена разнообразными бактериями, которые в основном сосредоточены на коже и слизистых оболочках. Их особенности и действие напрямую зависят от расположения в организме. И если в микрофлоре организма человека происходит дисбаланс, то это связано с нарушением функционирования части организма. Микроскопическая составляющая немало влияет на анатомию, физиологию, восприимчивость к патогенам и заболеваемость хозяина. В этом основная роль микрофлоры организма человека.

Человеческое тело, содержащее около 10¹³ клеток, в норме вмещает около 10¹⁴ бактерий. В зависимости от возрастных этапов формирования человека нормальная микрофлора организма меняется, но ее составляющие относительно стабильны: определенные бактерии населяют соответствующие участки. При нормальном функционировании микроорганизмы помогают хозяину, но в некоторых случаях представляют угрозу. Вирусы и паразиты не считаются членами нормальной микрофлоры организма человека в микробиологии, потому что они не являются комменсалами и не приносят пользы носителю. Их относят к патогенным микроорганизмам.

Нормальная микрофлора в организме человека

В зависимости от возраста, состояния здоровья и окружающей среды, нормальная микрофлора человеческого организма колеблется в определениях. Чтобы лучше понять, как она устроена, чем обусловлена и как действует, большинство исследований проводятся на животных. Ее компоненты - микроскопические организмы, располагающиеся по телу в определенных участках. Они попадают в нужную среду еще в период вынашивания младенца и формируются благодаря микрофлоре матери и медикаментам. После рождения бактерии проникают в организм в составе грудного молока и искусственных смесей. Микрофлора окружающей среды и организм человека тоже связаны, поэтому благоприятное окружение - залог развития нормальной микрофлоры у ребенка. Нужно учитывать экологию, чистоту питьевой воды, качество предметов быта и гигиены, одежды и пищи. Микрофлора может быть абсолютно разной у людей, ведущих сидячий и подвижный образ жизни. Она приспосабливается к внешним факторам. По этой причине у целой нации может быть какое-то сходство. Например, микрофлора японцев содержит повышенное количество микробов, способствующих переработке рыбы.

Ее равновесие может быть нарушено антибиотиками и другими химическими препаратами, что приводит к инфекциям в результате распространения патогенных бактерий. Микрофлора организма человека подвержена постоянным изменениям и нестабильности, потому что внешние условия меняются, и сам организм со временем тоже. В каждой области организма она представлена особенными видами.

Кожа

Микробы распространяются в зависимости от типа кожи. Ее участки можно сравнивать с регионами Земли: предплечья с пустынями, скальп с прохладными лесами, промежность и подмышки с джунглями. От условий зависят популяции преобладающих микроорганизмов. Труднодоступные участки тела (подмышки, промежность и пальцы) содержат больше микроорганизмов, чем более открытые области (ноги, руки и туловище). Их число зависит и от других факторов: количества влаги, температуры, концентрации липидов на поверхности кожи. Обычно пальцы ног, подмышки и влагалище колонизируются грамотрицательными бактериями чаще, чем более сухие участки.

Микрофлора кожи человека относительно постоянна. Выживаемость и размножение микроорганизмов частично зависят от взаимодействия кожи с окружающей средой и частично от особенностей кожных покровов. Специфичность заключается в том, что бактерии лучше пристают к некоторым эпителиальным поверхностям. Например, при колонизации слизистой оболочки носа стафилококки обладают преимуществом перед стрептококками вириданс, и наоборот, уступают им в освоении ротовой полости.

Большинство микроорганизмов обитают на поверхностных слоях и в верхних частях волосяных фолликулов. Некоторые находятся глубже и не подвергаются риску от обычных процедур дезинфекции. Они являются своеобразным резервуаром для восстановления после удаления поверхностных бактерий.

В целом в микрофлоре человеческой кожи преобладают грамположительные организмы.

1. Эпидермальный стафилококк. Самый распространенный, составляющий 90% от резидентной аэробной микрофлоры.
2. Золотистый стафилококк. Нос и промежность являются наиболее распространенными местами колонизации. Его количество изменяется с возрастом, будучи большим у новорожденных, меньшим у взрослых. Он чрезвычайно распространен (80-100%) на коже пациентов с некоторыми дерматологическими заболеваниями, такими как атопический дерматит. Причина этого явления пока неясна.
   
3. Микрококки. Не так распространены, как стафилококки и дифтероиды, но присутствуют на нормальной коже. Микрококки лютеус - преобладающий вид, обычно составляет 20-80% от всех.
4. Дифтероиды. Термин подразумевает спектр микроорганизмов, принадлежащих роду коринебактерий. Их разделяют на четыре группы: липофильные и нелипофильные; анаэробные дифтероиды, производящие порфирины; те, которые связаны с подмышечным трихомикозом (инфекция подмышечных волос). Липофильные чрезвычайно распространены в подмышечной области, тогда как нелипофильные чаще встречаются на гладкой коже. Анаэробные дифтероиды наиболее распространены в областях с сальными железами.
5. Стрептококки. Редко встречаются на нормальной коже. Это объясняется присутствием липидов на ней, поскольку эти липиды смертельны для стрептококков. Их другие группы существуют в основном во рту, откуда они в редких случаях могут распространяться на кожу.
6. Грамотрицательные бациллы. Учитывая их огромное количество в кишечнике и в естественной среде, их дефицит на коже поражает. Сухость является основным фактором, препятствующим размножению грамотрицательных бактерий на неповрежденной коже.
7. Микрофлора ногтей. Частицы пыли и другие посторонние вещи могут попадать под ногти и способствовать размножению бактерий. Основные представители: аспергилл, пеницилл, кладоспориум и мукор.

Ротовая полость

Здесь развивается разносортная микробная флора, а в щелях между деснами обитают стрептококковые анаэробы. Глотка может быть местом входа и первоначального распространения для нейссерий, бордетелл и стрептококков.

Оральная флора непосредственно влияет на кариес зубов и зубные болезни, которые затрагивают около 80% населения в западном мире. Анаэробы в ротовой полости ответственны за многие из мозговых, лицевых и легких инфекций, образование абсцессов. Дыхательные пути (мелкие бронхи и альвеолы) обычно стерильны, потому что частицы размером с бактерию не достигают их. В любом случае они сталкиваются с механизмами защиты хозяев, такими как альвеолярные макрофаги, которых нет в глотке и ротовой полости.

Желудочно-кишечный тракт

Кишечные бактерии играют важную роль в развитии иммунной системы, отвечают за экзогенные патогенные микроорганизмы. Флора толстой кишки состоит преимущественно из анаэробов, которые участвуют в переработке желчных кислот и витамина К, способствуют производству аммиака в кишечнике. Они могут вызывать абсцессы и перитонит.

Желудочная микрофлора зачастую переменчива, и популяции видов не растут из-за неблагоприятного действия кислоты. Кислотность снижает количество бактерий, которое возрастает после приема пищи (103-106 организмов в грамме содержимого) и остается низким после пищеварения. Некоторые виды хеликобактера все же способны населять желудок и вызывать гастрит типа B и язвенную болезнь.

Быстрая перистальтика и наличие желчи объясняют немногочисленность организмов в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта. Далее, вдоль тонкой и подвздошной кишки популяции бактерий начинают увеличиваться, а в зоне илеоцекального клапана они достигают отметки 106-108 организмов в миллилитре. При этом преобладают стрептококки, лактобактерии, бактероиды и бифидобактерии.

Концентрацию 109-111 бактерий на грамм содержимого можно обнаружить в толстой кишке и фекалиях. Их богатая флора состоит почти из 400 видов микроорганизмов, 95-99% которых относятся к анаэробам. Например, бактероиды, бифидобактерии, эубактерии, пептострептококки и клостридии. При отсутствии воздуха они свободно размножаются, занимают доступные ниши и производят метаболические отходы, такие, как уксусная, масляная и молочная кислоты. Строгие анаэробные условия и бактериальные отходы являются факторами, которые препятствуют росту других бактерий в толстой кишке.

Хотя микрофлора организма человека может противостоять патогенам, многие из ее представителей вызывают заболевания у людей. Анаэробы в кишечном тракте являются первичными агентами внутрибрюшных абсцессов и перитонитов. Прорывы кишечника, вызванные аппендицитом, раком, инфарктом, хирургическим вмешательством или огнестрельными ранениями, почти всегда затрагивают брюшную полость и соседние органы с помощью нормальной флоры. Лечение антибиотиками позволяет некоторым анаэробным видам стать доминирующими и вызвать расстройства. Например, клостридии диффициле, которые остаются жизнеспособными у пациента, проходящего антимикробную терапию, могут вызывать псевдомембранозный колит. Другие патологические состояния кишечника или хирургия способствуют бактериальному росту в верхнем тонком отделе органа. Таким образом болезнь прогрессирует.

Влагалище

Влагалищная флора меняется с возрастом человека, регулируется вагинальным рН и уровнем гормонов. Преходящие микроорганизмы (например, кандида) часто вызывают вагинит. Лактобактерии преобладают у девочек в течение первого месяца жизни (вагинальный рН составляет приблизительно 5). Секреция гликогена, по-видимому, прекращается примерно с первого месяца до полового созревания. За это время активнее развиваются дифтероиды, эпидермальные стафилококки, стрептококки и кишечные палочки (pH около 7). В период полового созревания возобновляется секреция гликогена, понижается рН, а женщины приобретают "взрослую" флору, в которой больше лактобацилл, коринебактерий, пептострептококков, стафилококков, стрептококков и бактероидов. После менопаузы pH снова поднимается, и состав микрофлоры возвращается к тому, который есть в подростковом возрасте.

Глаза

Микрофлора организма человека почти отсутствует в области глаз, хотя есть и исключения. Лизоцим, выделяющийся со слезами, может мешать образованию некоторых бактерий. Исследования выявляют редкие стафилококки и стрептококки, а также гемофилюсы в 25% образцов.

Какова роль нормальной микрофлоры в организме человека?

Микроскопический мир напрямую влияет на состояние здоровья хозяина. Для изучения его влияния необходимы более фундаментальные исследования, чем проводятся сейчас. Но основные функции микрофлоры организма человека уже выявлены: поддержка иммунитета и помощь в жизненно необходимых процессах, например переработке пищи.

Микроорганизмы - источник витаминов и микроэлементов, более того, они нейтрализуют действие слабых патогенов и ядов. К примеру, кишечная флора принимает участие в биосинтезе витамина К и других продуктов, расщепляющих желчные кислоты и производящие аммиак. Еще одна роль нормальной микрофлоры в организме человека - управление аппетитом хозяина. Она подсказывает, в чем нуждается организм и что употребить для поддержания баланса. Бифидобактерии нуждаются в белковой пище, кишечная палочка - в овощах и фруктах. Если человек и сам не знает, чего хочет - это явный признак общей недостаточности в микрофлоре. Ей может повредить частая смена диет и образа питания, хоть она и обладает способностью перестраиваться. Окружающая среда и нормальная микрофлора организма человека тоже тесно связаны.

Распространенные патологии

Нарушение поверхности слизистой оболочки часто приводит к заражению человека и поражению нормальной микрофлоры организма человека. Кариозные, периодонтальные заболевания, абсцессы, неприятные запахи и эндокардит являются признаками инфицирования. Ухудшение состояния носителя (например, из-за сердечной недостаточности или лейкемии) может привести к тому, что нормальная флора не будет подавлять переходные патогены. Микрофлора организма человека в норме и патологии существенно различается, это решающий фактор в определении здоровья хозяина.

Бактерии могут вызывать множество различных инфекций разной степени тяжести. Например, хеликобактер пилори - потенциальный патоген желудка, так как играет роль в формировании язвы. По принципу инфицирования бактерии могут быть разделены на три основные группы:

1. Первичные патогены. Они являются возбудителями расстройств, будучи изолированными от пациента (например, когда причина диарейного заболевания лежит в лабораторной изоляциии сальмонелл от фекалий).
2. Оппортунистические патогены. Они наносят вред пациентам, подверженных риску из-за предрасположенности к болезням.
3. Непатогенные агенты (Lactobacillus acidophilus). Однако их категория может измениться из-за высокой адаптируемости и пагубного влияния современной лучевой терапии, химиотерапии и иммунотерапии. Некоторые бактерии, которые ранее не считались патогенами, теперь вызывают заболевания. Например, Serratia marcescens - почвенная бактерия, вызывающая пневмонию, инфекции мочевых путей и бактериемию у зараженных хозяев.

Человек вынужден жить в среде, наполненной разнообразными микроорганизмами. Из-за масштабов проблемы инфекционных заболеваний, стремление медиков понять естественные иммунные механизмы носителя вполне оправдано. Огромные исследовательские усилия расходуются для выявления и характеристики факторов вирулентности патогенных бактерий. Наличие антибиотиков и вакцин предоставляет врачам мощные инструменты для контроля или лечения многих инфекций. Но, к сожалению, эти препараты и вакцины еще полностью не искоренили бактериальные заболевания у людей или животных.

Основа здоровья человека - это нормальная микрофлора организма человека, ее функция - защита от патогенов и поддержка иммунитета хозяина. Но, она и сама нуждается в уходе. Есть несколько советов по поводу того, как обеспечить внутреннее равновесие в микрофлоре и избежать неприятностей.

Профилактика и лечение дисбактериоза

Для поддержания микрофлоры организма человека микробиология и медицина советуют придерживаться элементарных правил:

• Соблюдать гигиену.
• Вести активный образ жизни и укреплять организм.
• Делать прививки от инфекционных заболеваний и остерегаться антибиотиков. Могут возникнуть осложнения (дрожжевые инфекции, кожная сыпь и аллергические реакции)
• Правильно питаться и добавлять в рацион пробиотики.

Пробиотики - хорошие бактерии в ферментированных пищевых продуктах и​​ добавках. Они укрепляют дружественные бактерии в кишечнике. Для относительно здоровых людей всегда полезно употреблять в первую очередь натуральную пищу, а уже потом добавки.

Пребиотики - еще одна необходимая составляющая еды. Они содержатся в цельных зернах, луке, чесноке, спарже и корнях цикория. Регулярное употребление уменьшает раздражение кишечника и успокаивает аллергические реакции.

Кроме того, диетологи советуют избегать жирных продуктов. Согласно исследованиям, проведенным на мышах, жиры могут повредить оболочку кишечника. В результате этого нежелательные химические вещества, выделяемые бактериями, попадают в кровоток и воспаляют близлежащие ткани. Более того, некоторые жиры увеличивают популяции недружественных микроорганизмов.

Еще один полезный навык - контроль личных переживаний и стресса. Стресс влияет функционирование иммунной системы - либо подавляя, либо усиливая реакции на патогены. Да и в целом психическое неблагополучие в итоге переходит в физические недомогания. Важно научиться выявлять истоки проблем прежде, чем они нанесут непоправимый вред здоровью организма.

Внутренний баланс, нормальная микрофлора организма человека и окружающей среды - лучшее, что можно обеспечить для здоровья.