бактерий. Вместе с E. coli эти бактерии выделяются с фекалиями больных, реконвалесцентов (выздоравливающих) и бактерионосителей и могут попадать в почву и питьевую воду. На основании этого для оценки фекального загрязнения почвы и воды в качестве санитарно-показательного микроорганизма используют кишечную палочку.
Количество кишечной палочки в 1 грамме почвы или в 1 литре воды называется коли-индекс.
Минимальное количество мг почвы или мл воды, содержащее 1 кишечную палочку, называется коли-титр.
Эти санитарно-бактериологические показатели для воды в нашей стране также нормируютcя ГОСТом. Коли-индекс питьевой воды в системе центрального водоснабжения не должен превышать 3 (3 кишечных палочки в 1 л воды), а коли-титр для питьевой воды должен быть не менее 300 мл.
Для почвы коли-титр и коли-индекс определяются, но не нормируются. Среди условно-патогенных и патогенных микроорганизмов в воздухе чаще всего выявляются представители нормальной микрофлоры кожи и верхних дыхательных путей. Контроль за бактериальным загрязнением воздуха является одним из важных путей профилактики внутрибольничных инфекций, основные возбудители которых - золотистый стафилококк и грамотрицательные условнопатогенные бактерии (последние не передаются
воздушно-капельным путем).
Поэтому санитарно-показательными микроорганизмами воздуха принято считать золотистый стафилококк и гемолитические стрептококки - возбудители достаточно широкого спектра инфекций. Их содержание в воздухе медицинских учреждений нормируется приказами Минздрава России и различного рода методическими рекомендациями.
Методы санитарно-бактериологических исследований.
Забор воды открытых водоемов на бактериологическое исследование производят с определенной глубины с помощью специальных приборов - батометров. Забор водопроводной воды осуществляют следующим образом: водопроводный кран обжигают с помощью спиртовки, сливают первые порции воды, а затем наполняют стерильный флакон объемом 500 мл, плотно закрывают и доставляют в баклабораторию.
ОМЧ воды подсчитывают по результатам прямого высева 1 мл водопроводной воды на МПА, или по 1 мл из серийных десятикратных разведений при анализе воды открытых водоемов.
Для определения количества санитарно-показательных микроорганизмов в воде используют метод мембранных фильтров и бродильный метод.
Метод мембранных фильтров. Определенные объемы воды фильтруют через мембранные фильтры, которые помещают на среду Эндо. После культивирования в течение 18-24 часов при 370 С подсчитывают
количество выросших на фильтре красных (ферментирующих лактозу) колоний и рассчитывают коли-титр и коли-индекс.
Бродильный метод. Определенные объемы воды засевают в полужидкую среду Эйкмана с глюкозой и индикатором. Это позволяет определить так называемый “бродильный титр” - наименьший объем воды, содержащий газообразующие бактерии. После этого их идентифицируют и определяют среди них количество кишечных палочек, т.е. коли-титр.
Коли-титр почвы определяют бродильным методом, но для посева используют среду Кесслера, на которой подавляется рост грамположительных бактерий.
Для определения перфрингенс-титра готовят серийные десятикратные разведения из навески почвы в 1 г и засевают в пробирки с высоким столбиком обезжиренного молока (или средой Вильсона-Блера). Посевы заливают слоем масла для ограничения доступа кислорода и помещают в термостат при 37о С на 24-48 час. Результаты учитывают по створаживанию молока или образованию черных колоний в среде Вильсона-Блера (железосульфитной среде). Максимальное разведение почвы, дающее эти изменения при посеве, и будет перфрингенс-титр.
Для оценки ОМЧ воздуха и содержания санитарно-показательных микробов в нем проводят санитарно-бактериологическое исследование воздуха. Посев воздуха можно произвести 2 методами:
1.седиментационный (Коха), основанный на оседании под действием силы тяжести определенного количества бактерий на определенную площадь питательной среды при определенной температуре и за определенное время.
2.аспирационный метод, основанный на использовании специальных аппаратов, в частности аппарата Кротова, для принудительной аспирации определенного объема воздуха над поверхностью чашки Петри с питательной средой (МПА), куда и оседают бактерии из воздуха при аспирации. При учете роста подсчитывают число колоний на чашке, считая что 1 колония - потомство 1 клетки.
При выявлении в воздухе санитарно-показательных микроорганизмов - стрептококков и стафилококков, определяют их гемолитическую (по зонам гемолиза на кровяном агаре) и плазмокоагулирующую (по свертыванию цитратной кроличьей плазмы) активности.
Микробиологический режим лечебно- профилактических учреждений.
В силу своей значимости санитарно-бактериологические исследования проводятся, а, соответственно, и регламентируются для хирургических и акушерско-гинекологических отделений и стационаров, а также их подразделений, связанных с приготовлением лекарственных препаратов.
В соответствии с приказом Министерства Здравоохранения №215 “О мерах по улучшению организации и повышению качества
специализированной медицинской помощи больным гнойными
хирургическими заболеваниями” санитарно-гигиенический режим (обсемененность различных объектов и воздуха) контролируется 1 раз в месяц.
Ниже приведены основные положения приказа №215. 2.1.Исследование микробной обсемененности воздушной среды 2.1.1.Бактериологические исследования воздушной среды
предусматривают:
- определение общего содержания микробов в 1 кубометре воздуха;
- определение содержания золотистого стафилококка в 1 кубометре воздуха;
2.1.2.Отбор проб воздуха проводят в следующих помещениях:
Оперблоках;
Перевязочных;
- послеоперационных палатах;
- отделениях и палатах реанимации и интенсивной терапии и других помещений, требующих асептических условий.
2.1.3.Пробы воздуха отбирают аспирационным методом с помощью аппарата Кротова.
Скорость протягивания воздуха составляет 25 л/мин, количество пропущенного воздуха должно составлять 100 л для определения общего содержания бактерий и 250 л для определения наличия золотистого стафилококка. Исследование воздуха седиментационным методом допускается в исключительных случаях.
2.1.4. В протоколе количество плесневых грибов указывают отдельно. Примечание: при переносе аппарата Кротова из одного помещения в
другое его поверхность обрабатывают дезинфицирующим раствором. Столик,
внутренние стыки и крышку прибора с внутренней внешней стороны протирают спиртом 70о .
с.53 Критерии оценки микробной обсемененности воздуха в
хирургических клиниках - операционные до начала работы - не выше 500 колоний/м3 , во время работы - не выше 1000 колоний/м3 ; и в том, и в другом случае в 250 л воздуха патогенного стафилококка не должно быть.
Контроль стерильности инструментов (шприцы, иглы, системы переливания крови многократного использования, зонды, бужи, и другие изделия из резины), перевязочного материала, операционного белья, рук хирургов и кожи операционного поля (выборочно) - 1 раз в неделю.
3.1.Забор проб на стерильность проводит операционная сестра.... в стерильные емкости, с соблюдением строжайших правил асептики непосредственно перед проведением операции.
3.2.Для контроля стерильности используют следующие питательные среды: - сахарный бульон Хоттингера (0,5 и 1% глюкозы);
- тиогликолевую среду;
Бульон Сабуро.
Одновременный посев изделий на 3 вышеуказанные среды обязателен. с.62. 6.Учет результатов
Материал стерилен при отсутствии роста во всех посевах. Материал не стерилен при росте микрофлоры.
с.62. 7.Бактериологический контроль эффективности обработки кожи операционного поля и рук хирургов.
Марлевой салфеткой, смоченной в физиологическом растворе, протирают ладони, околоногтевые и межпальцевые пространства обеих рук. Отмывную жидкость засевают на 2 чашки Петри с МПА, а марлевую салфетку - в 0,5% сахарный бульон.
8.Кожа и руки стерильны при отсутствии роста микроорганизмов как на твердой, так и на жидкой питательной среде.
Приказ №691 от 28.12.89 МЗ СССР “О профилактике внутрибольничных инфекций в акушерских стационарах”
Ниже приведены основные положения приказа №691.
с.30. 1.2.В акушерских стационарах бактериологический контроль проводят... в порядке текущего надзора не менее 1 раза в квартал.
1.3.Бактериологический контроль при текущем саннадзоре осуществляется в родильных залах, операционном блоке, процедурных, детских палатах и палатах интенсивной терапии, в комнатах сбора, пастеризации и хранения грудного молока, в палатах послеродового отделения.
1.4. Объектами исследования являются:
- воздушная среда;
- медицинский инструментарий;
- руки и одежда медперсонала;
- грудное молоко и питьевые растворы;
- лекарственные средства.
с.32. 2.1.1.Бактериологические исследования воздуха предусматривают определение общего содержания микроорганизмов в 1 м3 воздуха и определение содержания золотистого стафилококков в 1 м3 воздуха.
2.1.2.Пробы воздуха отбирают аспирационным методом с помощью аппарата Кротова. Скорость протягивания воздуха - 25 л/мин. Количество пропущенного воздуха - 100 л для определения общего содержания микроорганизмов и 250 л для определения наличия золотистого стафилококка.
2.1.3. ..... отбор проводят на 2% питательный агар..., 2.1.4. ... на ЖСА...
2.1.5.Критерии оценки микробной обсемененности воздуха в роддомах: В операционных и родильных комнатах до начала работы и в детских палатах, подготовленных к приему детей, общее количество КОЕ (колониеобразующих единиц) в 1 м3 допустимо не выше 500, а колоний золотистого стафилококка не должно быть вообще. Во время работы эти показатели равны 1000 -750 и не более 4, соответственно. В палатах
недоношенных и травмированных детей колоний золотистого стафилококка не должно быть ни до, ни во время работы, в то же время общее количество КОЕ допустимо не выше 500/750 в 1 м3 воздуха.
В соответствии с “Методическими указаниями по микробиологическому контролю в аптеках “ (1985) отбор проб для бактериологического исследования различных объектов в аптеках производится не менее 2 раз в квартал, при этом
2.12.Пробы воздуха отбирают в следующих помещениях:
- в асептическом блоке; стерилизационной;
- в ассистентской, фасовочной, комнате дефектара и материальной;
В моечной;
- в зале обслуживания.
Отбор проб воздуха производят при соблюдении следующих условий:
- чистое подготовленное к работе помещение;
- закрытые форточки и двери;
- определение в помещении % относительной влажности воздуха;
- уровень высоты отбора проб воздуха - соответствует высоте рабочего
- не ранее чем за 30 мин. после влажной уборки помещения.
Пробы воздуха отбирают аспирационным методом с помощью приборов для бактериологического анализа воздуха - прибор Кротова в том числе. Скорость протягивания воздуха должна составлять 25 л/мин, количество пропущенного воздуха - 100 л для определения общего количества бактерий, 250 л для определения золотистого стафилококка и 250 л для определения плесневых и дрожжевых грибов.
Для определения общего содержания бактерий в 1 м3 отбор производят на 2% питательный агар, разлитый в чашки по 12-15 мл. Для определения золотистого стафилококка используют желточно-солевой агар, для определения плесневых и дрожжевых грибов - среду Сабуро.
Критерии оценки микробной обсемененности воздуха помещений аптек: общее количество колоний микроорганизмов в 1 м3 воздуха в асептическом блоке, стерилизационной, ассистентской, фасовочной, дефектарной, материальной после работы должно быть не выше 1000 (до работы 500-750, соответственно), а золотистого стафилококка, плесневых и дрожжевых грибов не должно быть в 250 л воздуха ни до, ни после работы. В моечной ОМЧ во время работы должно быть не выше 1000, золотистого стафилококка не должно быть в 250 л воздуха, количество плесневых и дрожжевых грибов до 12/м3 воздуха. В зале обслуживания аптек во время работы ОМЧ должно быть не выше 1 500, количество золотистого стафилококка допускается до 100 в 1 м3 , а плесневых и дрожжевых грибов - до 20 в 1 м3 воздуха.
Известно, что причиной пирогенности дистиллированной воды, предназначенной для изготовления инъекционных растворов, а также самих инъекционных растворов в подавляющем большинстве случаев являются грамотрицательные (пирогенобразующие) микроорганизмы. Их предельнодопустимое содержание в 1 мл дистиллированной воды, используемой для приготовления инъекционных растворов нормируется на уровне 5, при общем количестве 15-20, а растворы глюкозы (5-10-25-40%), натрия хлорида (0,9%) до стерилизации, но не позднее 1- 1,5 часов после изготовления должны содержать не более 50 особей в 1 мл, из них пирогенных - не более 10.
Глава 3. Нормальная микрофлора тела человека и ее роль. Дисбиоз, методы его выявления и коррекции.
В настоящее время твердо установленным является положение о том, что организм человека и населяющие его микроорганизмы представляют собой единую экосистему. Жизнь лишенных микрофлоры животных (гнотобионтов) существенно отличается от таковой нормальных особей, а порою просто невозможна.
В этой связи учение о нормальной микрофлоре человека и ее нарушениях представляет важный, весьма существенный раздел медицинской микробиологии.
Совокупность микробных биоценозов, встречающихся в организме здоровых людей, составляет нормальную микрофлору человека.
Заселение бактериями различных областей тела, органов и систем организма начинается в момент рождения человека и продолжается на протяжении всей его жизни. Формирование качественного и количественного состава нормальной микрофлоры регулируется сложными антагонистическими и синергическими отношениями между отдельными ее представителями в составе биоценозов. Состав микрофлоры может меняться в зависимости от возраста, условий внешней среды, условий труда, рациона питания, перенесенных заболеваний, травм и стрессовых ситуаций.
Любой человеческий организм содержит 2 группы микроорганизмов. 1.Постоянная, или резидентная, или естественная микрофлора. Она
представлена относительно стабильным составом микроорганизмов, обычно обнаруживаемых в определенных местах тела человека, у людей определенного возраста. После нарушений состав этой флоры быстро спонтанно восстанавливается.
2.Транзиторная, или временная микрофлора, которая попадает на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывая заболеваний и не обитая постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена непатогенными, т.е. сапрофитными, или потенциально патогенными, т.е. условнопатогенными, микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение нескольких часов, дней или недель.
Присутствие транзиторной микрофлоры определяется не только поступлением микробов из окружающей среды, но и состоянием иммунной системы организма хозяина, составом постоянной нормальной микрофлоры. Однако, если в составе нормальной микрофлоры и/или в состоянии иммунной системы макроорганизма происходят изменения, транзиторные микроорганизмы могут вызывать заболевания - эндогенные инфекции.
В норме многие ткани и органы здорового человека свободны от микроорганизмов, т.е. являются стерильными. К ним относятся 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 и кожа, особенно её волосистая часть.
3.1.Нормальная микрофлора кожи.
Вследствие постоянного контакта с внешней средой кожа чаще всего становится местом обитания транзиторных микроорганизмов. Тем не менее имеется стабильная и хорошо изученная постоянная микрофлора, состав которой изменяется в различных анатомических зонах в зависимости от близости к слизистым оболочкам (рот, нос, перианальная область), особенностей секреции, одежды.
В составе постоянной микрофлоры кожи и слизистых оболочек превалируют аэробные и анаэробные дифтероиды (например, коринебактерии, пропионибактерии); негемолитические аэробные и анаэробные стафилококки (Staphylococcus epidermidis, Peptococcus); грамположительные аэробные спорообразующие палочки, которые повсеместно распространены в воздухе, воде и почве; альфа-гемолитические стрептококки (Streptococcus viridans) и энтерококки (Streptococcus faecalis), а также грамотрицательные колиформные бактерии и бактерии рода Acinetobacter. В области кожных складок часто обитают грибы и дрожжи. В зонах, где имеются скопления сальных желез (гениталии, наружное ухо), встречаются кислотоустойчивые непатогенные микобактерии.
Значительное большинство микроорганизмов, в том числе и 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, т.к. 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.
Обнаружение кишечной палочки на руках или других участках тела при санитарно-бактериологическом исследовании смывов с поверхности кожи свидетельствует об их фекальном загрязнении.
3.2. Нормальная микрофлора глаза (конъюнктивы).
Доминирующими микроорганизмами на слизистых оболочках глаза являются дифтероиды, нейссерии и грамотрицательные бактерии, преимущественно рода Moraxella. Нередко обнаруживаются стафилококки и негемолитические стрептококки, микоплазмы, хламидии, адено- и герпесвирусы. На количество и состав конъюнктивальной микрофлоры значительное влияние оказывает слезная жидкость, в которой содержится лизоцим, обладающий антибактериальной активностью.
3.3. Нормальная микрофлора уха.
В среднем ухе в норме микробов не содержится, так как сера обладает бактерицидными свойствами, но они все же могут проникать в среднее ухо через евстахиеву трубу. В наружном слуховом проходе могут находиться обитатели кожи - стафилококки, коринебактерии, реже встречаются бактерии рода Pseudomonas, дрожжевые грибы рода Candida.
3.4. Нормальная микрофлора верхних дыхательных путей.
Большая часть микроорганизмов вдыхаемого воздуха задерживается в полости носа, где погибает через некоторое время. Собственная же микрофлора носа представлена коринебактериями, стафилококками, стрептококками и нейссериями.
В верхних дыхательных путях, в частности в гортани, преобладают негемолитические и альфа-гемолитические стрептококки, а также нейссерии. Кроме того, встречаются стафилококки, дифтероиды, гемофильные бактерии, пневмококки, микоплазмы, бактероиды.
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.
3.5.Нормальная микрофлора полости рта и пищеварительного тракта.
В настоящее время описано несколько сотен видов микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору полости рта.
Слизистые оболочки ротовой полости и глотки при рождении ребенка нередко стерильны, однако уже при прохождении через родовой канал может происходить их контаминация. Через 4-12 часов после родов в составе микрофлоры полости рта обнаруживают зеленящие 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 аэробные и анаэробные стафилококки, грамотрицательные диплококки (нейссерии, бранхамеллы), коринебактерии (дифтероиды) и иногда молочнокислые бактерии (лактобациллы). Во время прорезывания зубов на слизистых оболочках поселяются анаэробные спирохеты, бактероиды (в частности, B. melaninogenicus), фузобактерии и некоторые анаэробные вибрионы и лактобациллы.
Наибольшие микробные скопления у взрослых образуются в межзубных промежутках, физиологических десневых карманах (гингивальной борозде), зубных бляшках и на спинке языка, особенно в задних ее отделах.
При нормальном состоянии зубов и слизистой оболочки и отсутствия нарушений секреции слюны, жевания, глотания количество микроорганизмов в ротовой полости взрослых зависит от состояния межзубных промежутков, продолжительности интервалов между приемами пищи, её консистенции и гигиенического ухода за зубами. Например, при отсутствии гигиенического ухода за полостью рта относительно возрастает количество аспорогенных анаэробов: лептотрихий, фузобактерий, бактероидов, спирохет и др.
Качественный состав резидентной микрофлоры ротовой полости каждого здорового человека варьирует в довольно ограниченных пределах. Различия зависят преимущественно от пола, возраста и особенностей питания людей. Например, даже у мужа и жены микрофлора полости рта различна, а избыток содержания в пище сахарозы способствует размножению дрожжеподобных грибов (Candida albicans), при замене же ее глюкозой они убывают или исчезают.
Микрофлора тела человека представлена постоянными (нормальная микрофлора) и временными обитателями, попадаюими с одежды, пищевых продуктов, водой и пр.
Постоянные обитатели кожи - сарцины, стафилококки, стрептококки, отдельные виды дрожжей и грибов. Они питаются выделениями сальных и потовых желез и слущенными клетками эпителия. Временная микрофлора разнообразна и находится в инертном состоянии, но проявляет себя при повреждении кожи.
Микрофлора полости рта зависит от возраста, особенностей питания, состояния зубов, десен, миндалин. Обитают микро-, дипло-, стрептококки, стафилококки, кислотообразующие палочки, вибрионы, спириллы, спирохеты. Могут встречаться актиномицеты, дрожжи, иногда вирусы.
Микрофлора дыхательных путей меняется в зависимости от состава вдыхаемого воздуха. Большая часть микроорганизмов задерживаются в полости носа и небольшое количество кокковых форм проникает в верхние отделы дыхательных путей. Бронхиолы и альвеолы на содержат м/о. Слизистая носа продуцирует муцин, лизоцим, но в полости носа всегда присутствуют стрепто-, микро-, стафило-, диплококки, капсульные грам- бактерии
Микрофлора желудочно-кишечного тракта самая богатая по наличию микроорганизмов. Его части различны по численному и видовому составу микроорганизмов. Этот состав меняется в зависимости от возраста и состояния здоровья.
Микрофлора желудка бедна из-за высокой кислотности и высоких бактерицидных свойств желудочного сока.
В тонком кишечнике - щелочная среда (бактерицидные свойства), там присутствуют кислотообразующие бактерии и энтерококки, в количестве, большем, чем в желудке.
Толстый отдел кишечника самый богатый по микрофлоре, так же как и прямая кишка. Один грамм экскрементов содержит миллиарды клеток, и микроорганизмы составляют 30% от сухих веществ (биомасса микроорганизмов). Это Грамм-положительные анаэробные бактерии (бифидиобактерии и молочно-кислые бактерии), кишечная палочка E.Coli и родственные ей формы, такие как энтерококки, лактобациллы, протеи, споровые анаэробные бактерии рода Сlostridium . Перечисленные микроорганизмы участвуют в разложении пектиновых веществ, клетчатки, синтезируют витамины E, K, H и др., образуют антибиотические вещества, направленные против гнилостных и патогенных бактерий.
| | | следующая лекция ==> | |
Человеческое тело, оказывается, почти целиком состоит из микроорганизмов. Однако пугаться прежде времени не стоит, пишет Daily Mail: эти существа – не чужеродные формы жизни. Для триллионов микроскопических жизненных форм человеческий организм является родным домом.
"Мы, по сути, лишь на 10% люди, а все остальное – микробы", – уверяет доктор Рой Д. Слитор из ирландского Института Корка. За четыре года основательного изучения предмета он пришел к выводу о том, что истинная роль бактериальных популяций, проживающих в человеческом организме, незаслуженно умаляется.
Наши взаимосвязи с одноклеточными существами оказались настолько тесными, что прогрессивные ученые теперь рассматривают человека и населяющих его бактерий в качестве единого сверхорганизма. "На сегодняшний день бактерии рассматриваются в качестве виртуального органа, продукты жизнедеятельности которого значительно выше, чем у печени", – объясняет доктор Слитор.
По его данным, в человеческом теле содержится порядка 500 различных видов бактерий. Благодаря их непрестанному размножению в организме взрослого человека проживает около 100 трлн одноклеточных существ – почти в десять раз больше, чем те несколько триллионов клеток, из которых состоит собственно организм человека. К примеру, только в кишечнике содержится почти 2 кг бактерий.
По словам доктора Слитора, бактерии не только наши спутники, но и незаменимые помощники. "Это бактериально-человеческое взаимодействие по большей части носит характер симбиоза, – рассказывает ученый. – Это означает, что в обмен на продовольствие бактерии участвуют в процессах пищеварения, производства витаминов и укрепления нашей иммунной системы". Кроме того, дружественные микроорганизмы защищают хозяина от возбудителей инфекционных заболеваний, сражаясь с "враждебными" бактериями.
Для любителей йогуртов и других "живых" кисломолочных продуктов эта новость, безусловно, хорошая. Однако доктор Слитор предупреждает, что укрепляющие способности "пробиотических" продуктов весьма недолговечны. "Большая часть этих бактерий не задерживаются в нашем организме. Они проходят сквозь тело, не сумев организовать колонию", – с грустью констатирует он. С другой стороны, постоянное употребление такого рода продуктов может способствовать укреплению колоний полезных бактерий. Особенно это касается случаев, когда организм ослаблен приемом антибиотиков.
Однако симбиоз живых организмов, напомним, возможен не только с полезными бактериями, но и с патогенными микробами. Не так давно исследовательская группа из медицинской школы Файнберга при Северо-Западном университете установила, что в геноме возбудителя гонореи, бактерии Neisseria gonorrhoeae найден фрагмент ДНК человека.
А еще раньше ученые выяснили, что бактерии могут стать отличным источником водорода, который можно использовать для экологически чистых и при этом мощных двигателей. Обнаруженный в 1993 г. на побережье Тихого океана в Техасе микроб грозит превратиться в топливо будущего.
Между прочим, некоторые ученые полагают, что самой жизнью мы обязаны микроорганизмам, занесенным из космоса. Ведь даже самая примитивная бактерия несет в своей ДНК около 6 млн бит информации, которые могут быть скопированы в новые организмы. Не исключено, что этот довод учитывали исследователи NASA, год назад решившие снарядить космическую экспедицию, экипажем которой были бы не люди, а, опять же, бактерии.
Компьютерная реконструкция передвижения бактерий в жидкой среде. E.coli использует свои "хвостики" чтобы плавать вверх и вниз.
Увеличенная концептуальная визуализация нескольких бактерии кокки.
Компьютерная реконструкция бактерий (синии и зеленыи) на кожу человека. Многие виды бактерий находятся на коже человека, особенно у потовых желез и волосяных фолликул. Иногда они могут вызвать акне.
На изображении показана палочковидная бактерия. Типичные палочковидные бактерии включают кишечую палочку и бактерии сальмонеллы.
Компьютерная реконструкция цепей бактерий стрептококковой пневмонии. Это овальной формы бактерия является одной из причин пневмонии.
Типичные палочковидные бактерии: кишечная палочка и бактерии сальмонеллы, но есть много других. Эти бактерии имеют жгутики (волосоподобные структуры) на одном конце, которые позволяют им двигаться
Микрофлора ризосферы. Растения являются хорошей средой для обитания микроорганизмов. Корневая система и наземные органы растений обильно населены микроорганизмами. Микрофлору зоны корня принято подразделять на микрофлору ризопланы – микроорганизмы, непосредственно поселяющиеся на поверхности корня, и микрофлору ризосферы – микроорганизмы, населяющие область почвы, прилегающей к корню. Численность микроорганизмов в ризоплане и ризосфере в сотни и даже тысячи раз превышает содержание их в обычной почве.
На численность и групповой состав микрофлоры ризопланы и ризосферы оказывает влияние тип почвы, климатические условия, характер растительного покрова и стадия развития растений. Как правило, в динамике численности микроорганизмов ризопланы и ризосферы наблюдаются два максимума: первый приходится на фазу кущения растений, второй – на фазу цветения и начало плодоношения. Доминируют неспорообразующие бактерии рода Pseudomonas и некоторые микроскопические грибы, бациллы, актиномицеты, клетчаткоразрушающие бактерии, микобактерии. Процессы трансформации веществ в ризосфере обусловливают накопление в ней элементов минерального питания растений. Выделяемые бактериями кислоты способствуют растворению и усвоению растениями труднодоступных соединений, таких, как фосфаты кальция, силикаты калия и магния. Синтезируемые микроорганизмами витамины (тиамин, витамин B12, пиридоксин, рибофлавин, пантотеновая кислота и др.) и ростовые вещества (гиббереллин, гетероауксин) оказывают стимулирующее действие на ростовые процессы растений. Многие сапрофитные бактерии ризосферы являются антагонистами фитопатогенных микробов и выполняют роль санитаров в почве.
Эпифитная микрофлора растений. Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности стеблей и листьев растений, получили название эпифитной микрофлоры. Состав эпифитной микрофлоры весьма специфичен. Большинство составляют бактерии Erwinia herbicola. Второе место по численности занимают различные грибы (Penicillium, Mucor, Fusarium и др.). На поверхности многих тропических растений обнаружены азотфиксирующие бактерии рода Beijerinckia, поставляющие азот непосредственно в лист.
Разнообразная и обильная микрофлора находится на поверхности семян. В состав микрофлоры семян обязательно входят неспорообразующие бактерии Pseudomonas, Arthrobacter и Flavobacterium, дрожжи Candida, Rhodotorula, Criptococcus, а также грибы Penicilium, Aspergillus, Alternaria, Cladosporium, Mucor и др. Развитие микроорганизмов на поверхности зерна в значительной мере зависит от влажности и температуры.
Считают, что эпифитная микрофлора образует определенный биологический барьер, препятствующий заражению растительных тканей фитопатогенными микробами.
Фитопатогенные микроорганизмы. Первое место среди фитопатогенных микробов принадлежит грибам, второе место занимают вирусы и бактерии и лишь небольшой процент болезней растений вызывают актикомицеты. Фитопатогенные микроорганизмы активно синтезируют гидролитические ферменты (пектиназы, целлюлазы, протеазы и др.), вызывающие мацерацию растительных тканей и разрушение клеточных оболочек, что приводит к проникновению возбудителя болезни внутрь клетки, нарушают обмен, отравляют токсинами, что приводит ее к гибели.
Источниками заражения растений фитопатогенными микроорганизмами служат почва, вода и многие насекомые. Наибольшую опасность представляют инфицированный семенной материал и остатки больных растений в почве.
Нормальная микрофлора человека и животных. Совокупность микроорганизмов, приспособившихся к жизни в организме человека и животных и не вызывающих каких-либо нарушений физиологических функций макроорганизма, носит название нормальной микрофлоры.
Нормальную микрофлору человека и животных подразделяют на облигатную и факультативную. К облигатной микрофлоре относятся относительно постоянные сапрофитные и условно-патогенные микроорганизмы, максимально приспособленные к существованию в организме хозяина. Факультативная микрофлора является случайной и временной. Она определяется поступлением микроорганизмов из окружающей среды, а также состоянием иммунной системы макроорганизма.
Постоянными обитателями ротовой полости являются стрептококки, лактобациллы, коринебактерии, бактероиды, а также дрожжевые грибы, актиномицеты, микоплазмы и простейшие. К факультативным обитателям относятся энтеробактерии, спорообразующие бактерии и синегнойная палочка. Наличие Escherichia coli является показателем неблагополучного состояния ротовой полости.
Главную роль в поддержании качественного и количественного состава микроорганизмов в ротовой полости играет слюна, содержащая различные ферменты, обладающие антибактериальной активностью.
В желудке человека микроорганизмы почти отсутствуют. Иногда в желудке в незначительном количестве встречаются Sarcina ventriculi, Bacillus subtilis и некоторые дрожжи.
В тонком кишечнике обитает сравнительно мало бактерий (10 2 –10 3), преимущественно аэробные формы. Зато в толстом кишечнике имеется колоссальное количество микробов, включающих более 260 разных видов факультативных и облигатных анаэробов. Основными обитателями толстого кишечника являются бактероиды, бифидобактерии, фекальный стрептококк, кишечная палочка, молочнокислые бактерии. Последние в кишечнике выступают в роли антагонистов гнилостной микрофлоры и некоторых патогенных микробов.
Из окружающего воздуха поступает масса микробов. Большая часть микроорганизмов задерживается в верхних дыхательных путях. Бронхи и альвеолы легких практически стерильны. В составе микрофлоры верхних дыхательных путей содержатся относительно постоянные микробы, представленные стафилококками, коринебактериями, стрептококками, бактероидами, капсульными грамотрицательными бактериями и др. Кроме бактерий в верхних дыхательных путях в течение длительного времени в латентном состоянии могут пребывать некоторые вирусы, в частности, аденовирусы.
Субстратом для питания бактерий на поверхности кожи служат выделения потовых и сальных желез, а также отмирающие клетки эпителия. Наиболее богата микроорганизмами кожа открытых частей тела – рук, лица, шеи. Подавляющая масса микроорганизмов кожи представлена сапрофитными бактериями – стафилококками, бациллами, микобактериями, коринебактериями и дрожжевыми грибами, и только в 5% анализов выделяется условно-патогенный микроб – золотистый стафилококк. При санитарно-бактериологических анализах обнаружение на поверхности кожи Escherichia coli свидетельствует о загрязнении ее фекалиями.
Нормальная микрофлора в организме человека и животных играет важную роль в формировании естественного иммунитета. Облигатные микроорганизмы, продуцирующие вещества типа антибиотиков, молочную кислоту, спирты, пероксид водорода и другие соединения, обладают ярко выраженными антагонистическими свойствами в отношении многих патогенных бактерий. Качественные и количественные нарушения в составе микробной флоры в организме человека получили название дисбактериоза. Дисбактериоз возникает чаще всего в результате длительного приема антибиотиков, а также при хронических инфекциях, радиации и действии экстремальных факторов. Развитие дисбактериоза объясняется подавлением облигатной микрофлоры макроорганизма.
Патогенные микроорганизмы. Патогенными (от греч. patos – болезнь) называются микроорганизмы, способные вызывать заболевания человека, животных и растений.
Степень патогенности выражается вирулентностью бактерий, измеряемой условно принятой единицей DLM (Dosis letalis minima – минимальная летальная доза). Одна DLM равна наименьшему количеству бактерий, способных вызвать в течение определенного времени гибель не менее чем 80–95% лабораторных животных.
Вирулентность связана с образованием экзо- и эндотоксинов, способностью к инвазии (проникновению в организм хозяина), формированием капсульной слизи, а также выделением агрессинов (веществ, подавляющих защитные силы организма).
Внедрение патогенных микробов, нарушающих физиологическое равновесие и физиологические функции организма, приводит к развитию инфекции. Общими наиболее типичными признаками инфекции являются воспаление, лихорадка, поражение нервной системы, нарушение сердечно-сосудистой и дыхательной функций, а при некоторых заболеваниях появление накожной сыпи. В ходе инфекционного процесса возбудители из первичного очага могут поступать в кровь и разноситься по всему организму, что приводит к развитию сепсиса. При благоприятном течении инфекционный процесс заканчивается выздоровлением.
Иммунитет. Защита организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов (микробов или их токсинов) получила название иммунитета. По происхождению различают врожденный и приобретенный иммунитет. Врожденный иммунитет является одним из видовых генетических признаков организма, передается по наследству. Так, человек невосприимчив к чуме собак и крупного рогатого скота, куриной холере. Животные не поражаются такими инфекциями человека, как гонорея, сифилис, брюшной тиф, скарлатина, корь и др. Врожденный иммунитет является естественной и наиболее совершенной и прочной формой защиты организма, так как он сформировался в процессе эволюции в ходе естественного отбора.
Приобретенный иммунитет формируется в процессе жизни организма и не передается по наследству. Он вырабатывается в организме после перенесенного заболевания или искусственного введения вакцины либо готовых антител. Приобретенный иммунитет является высокоспецифичным.
Одним из механизмов иммунитета является фагоцитоз . Значение фагоцитоза в иммунитете обосновано И.И. Мечниковым. Процесс фагоцитоза заключается в активном поглощении и переваривании чужеродного агента специализированными клетками организма, получившими название фагоцитов. Фагоцитарной активностью обладают микрофаги и макрофаги. К микрофагам относятся гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы). Среди макрофагов различают подвижные (моноциты крови, полибласты, гистиоциты) и неподвижные (клетки селезенки, лимфатической ткани, клетки Купфера печени) клетки.
Процесс фагоцитоза проходит в несколько стадий: 1) приближение фагоцита к чужеродному объекту; 2) захват объекта; 3) внутриклеточное ферментативное переваривание объекта фагоцитом. Фагоцитарная активность организма в значительной мере определяет его сопротивляемость инфекции.
Специфическим механизмом приобретенного иммунитета служит образование антител в ответ на внедрение в организм того или иного антигена. В роли антигенов выступают чужеродные для организма патогенные микробы, их токсины, а также белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и т.д. Антигены обладают способностью вызывать образование антител и вступать с ними в специфическое взаимодействие.
Антитела представляют собой иммуноглобулины – специфические гетерогенные белки с характерными химическими и биологическими свойствами. Для синтеза иммуноглобулинов необходима кооперация трех типов клеток в организме – Т- и В-лимфоцитов и макрофагов.
Профилактика и терапия инфекционных заболеваний.
В профилактике инфекционных заболеваний исключительно важную роль играют вакцины. Термин «вакцина» происходит от латинского слова vaccina, что означает «корова». Первая вакцина против оспы получена в 1796 г.
Э. Дженнером из гнойников на коже руки доярки, ухаживавшей за коровами, больными коровьей оспой. По характеру вакцинного материала различают живые, убитые и химические вакцины.
Живые вакцины применяются для профилактики таких серьезных инфекционных заболеваний, как оспа, полиомиелит, бешенство, корь, паротит, грипп, сыпной тиф, сибирская язва, чума и др.
Убитые вакцины представляют собой суспензию убитых патогенных микроорганизмов в растворе хлорида натрия. Для инактивации вакцинных штаммов микроорганизмов применяют ультрафиолетовое облучение, ультразвук, химические вещества – формалин, фенол, спирт и др. Введение убитых вакцин, как правило, вызывает менее стойкий иммунитет организма.
К эффективно действующим убитым вакцинам относятся вакцины против брюшного тифа, паратифа, холеры, коклюша, клещевого энцефалита и др.
Химические вакцины получают извлечением из клеток патогенных микроорганизмов антигенов, обладающих наиболее выраженными иммуногенными свойствами. В качестве химических вакцин практическое применение нашли О-антиген сальмонелл брюшного тифа и паратифов, Vi-антиген сальмонелл брюшного тифа, протективный антиген бацилл сибирской язвы.
К наиболее эффективно действующим относятся ассоциированные вакцины, вырабатывающие иммунитет организма сразу к нескольким заболеваниям. Примером такой ассоциированной вакцины является коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина (акдс).
Для лечения инфекционных заболеваний современная медицина располагает арсеналом химических препаратов и антибиотиков.
Различают корпускулярные вакцины, содержащие ослабленные (аттенуированные) или убитые микроорганизмы и вирионы.
Некорпускулярные – содержат продукты химического расщепления микроорганизмов, обезвреженные яды, экзотоксины.
По числу антигенов различают моновакцины и ассоциированные поливакцины.
Синтетические – безбаластные, не обладают побочным токсическим действием, они коньюгируют с Т-зависимыми носителями, введены в адьюванты.
Рекомбинантные – искусственно созданные вакцины на основе рекомбинантных вирусов или микробов-химер, в геномы которых введены гены антигенов (вакцина против оспы и гепатита; вакцина против герпеса, гриппа А и стоматита).
Антиидиотипические вакцины – смесь моноклональных антител (используют гибридомы).
Иммунныесыворотки – жидкая часть плазмы крови без фибриногена: нормальные и иммунные; гомологичные (от человека) и гетерологические (от животных), по целям: диагностические и лечебно-протифилактические (пассивный иммунитет).
Мы уже говорили, что микроорганизмы сопровождают человека от колыбели до могилы. Пока зародыш находится в теле матери, он надежно защищен от микроорганизмов. Но уже при рождении первые живые существа, с которыми он приходит в контакт (за исключением матери),- это клетки микробов, сразу же воздействующие на организм новорожденного. Первым самостоятельным актом младенца обычно бывает крик и связанное с ним начало дыхания. С первым же вдохом в дыхательные пути ребенка вместе с воздухом попадают микробы. С первой же каплей материнского молока они проникают и в его пищеварительные органы, где, освоившись в первую неделю, остаются на всю жизнь. С первой же секунды появления на свет приходит в соприкосновение с микробами и поверхность тела младенца.
Трудно представить себе, чтобы микроорганизмы при таком тесном и постоянном контакте с человеком не оказывали на него никакого влияния; так же трудно исключить и обратное влияние человеческого организма на жизнь проникших в него микробов. Теперь мы уже хорошо знаем, что многие болезни возникают от того, что в наше тело внедряются болезнетворные микробы. Известно нам также и то, что без некоторых микроорганизмов мы просто не можем обойтись; это прежде всего микробы, населяющие наш пищеварительный тракт и к тому же снабжающие организм очень важным витамином К, без которого нарушается образование протромбина, необходимого для свертывания крови.
В непосредственный контакт с нашим организмом микробы приходят через дыхание. В сутки через дыхательные пути человека проходит около 15 000 л воздуха. Мы уже знаем, как много микробов в воздухе. Какова же судьба микробов, проникших через дыхательные пути в наше тело? Подсчитано, что житель Лондона, например, вдыхает в сутки около 300 000 бактерий. При этом любопытно, что в легких здоровых людей микробы практически отсутствуют и выдыхаемые ими газы их почти не содержат. Большая часть микробов и частиц пыли задерживается в носоглотке и на гландах, где организм их обычно обезвреживает. Напротив, при таких заболеваниях дыхательных органов, как туберкулез или дифтерия, больной выдыхает и откашливает множество микробов и заражает ими окружающих.
Еще один путь проникновения микробов в наш организм - с пищей. Мы знаем, что в продуктах питания находятся различные микроорганизмы, среди которых нередки и возбудители инфекционных болезней. Уже в ротовой полости постоянно присутствуют микробы. В желудке, где среда для них слишком кислая, они обычно не встречаются, а те, что проникают сюда с пищей, гибнут. Но при низкой кислотности желудочного сока можно найти микробы и в желудке. Больше всего их в толстой кишке. Там всегда присутствует Streptococcus faecalis . Число клеток этой бактерии в кишечнике одного человека превышает количество всех млекопитающих на земном шаре.
Другой постоянный обитатель кишечника - кишечная палочка Escherichia coli . Свое название она получила по имени открывшего ее крупного немецкого педиатра Теодора Эшериха, нашедшего эту бактерию в человеческом кале. Он назвал ее сначала Bacterium coli commune (бактерия кишечная обыкновенная), желая подчеркнуть ее обычное и постоянное присутствие в кишечном тракте людей. Ее численность - 75% общего числа всех кишечных микроорганизмов. С калом бактерия попадает в почву или воду. Присутствие ее указывает на загрязнение воды фекалиями и непригодность для питья.
Кишечные микроорганизмы участвуют и в химических превращениях принятой человеком пищи. В частности, в толстой кишке они имеют очень благоприятные условия для роста и размножения. Из тела человека они уходят вместе с калом. Незваными и неприятными гостями кишечника являются возбудители некоторых кишечных заболеваний, таких, как брюшной тиф, паратиф или дизентерия.
Немало микробов на коже человека, в волосяном покрове, особенно на открытых частях тела. Это обычно бактерии, дрожжи или микроскопические грибы. И среди них нередки возбудители гнойного воспаления кожи (пиодермии). В борьбе с такими микробами очень действенным средством нужно считать прежде всего личную гигиену. Тщательное мытье в ванне удаляет с поверхности тела до миллиарда микробов.
Что же происходит с микробами после смерти человека? Погибают и они, предварительно сыграв роль гробовщика. Мертвое тело человека, еще недавно питавшее их, начинает кишеть множеством микроорганизмов, постепенно разлагающих его вплоть до минеральных соединений, или, как говорят специалисты, до полной минерализации.