Нормальная микробиота человека

Многочисленная и разнообразная нормальная микробиота человека населяет все внешние (кожные покровы, волосы, ногти) и внутренние (слизистые оболочки пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем) поверхности тела. По современным представлениям у здорового человека не содержат микроорганизмов только кровь и лимфа. Осуществлять нормальную жизнедеятельность человек может только в мутуалистическом симбиозе с своей нормальной микробиотой, поэтому совокупность постоянно присутствующих микроорганизмов (резидентов) человеческого существа можно считать его сложным «сборным органом».

Микробное население кожи состоит из представителей родов Staphylococcus, Streptococcus и Sarcina, пропионовокислых бактерий и других актинобактерий, а также низших грибов. Открытые части человеческого тела наиболее подвержены воздействию микроорганизмов окружающей среды. Из воздуха при соприкосновении с почвой, различными предметами и другими людьми на кожу могут попадать споры различных микроорганизмов (клостридий, бацилл, грибов), представители семейства Enterobacteriaceae и грамположительные кокки, в том числе, болезнетворные и условно патогенные. В определенных условиях они способны вызывать развитие заболеваний. Микробиота кожных покровов питается выделениями жировых, сальных и потовых желез и продуктами распада отмерших клеток эпителия.

Верхние дыхательные пути человека содержат несколько групп резидентных микроорганизмов. В основном, это виды родов Staphylococcus, Streptococcus, Micrococcus, некоторые грамотрицательные диплококки и палочки (например, из рода Proteus), актинобактерии и дрожжи. Многие вирусы также длительно присутствуют в дыхательных путях. Большинство микробных клеток и спор, вдыхаемых человеком вместе с воздухом и частицами ныли, задерживается слизистыми оболочками верхних дыхательных путей, особенно полости носа, и в норме не проникают в мелкие ветви бронхов и альвеолы легких. Нормальные обитатели дыхательных путей и привнесенные извне микроорганизмы при ослаблении защитных сил человека могут вызывать различные заболевания (ангины, пневмонии, катары, бронхиты и т. д.). При кашле, чихании, разговоре человек с выдыхаемым воздухом и каплями слизи выделяет во внешнюю среду большое количество микробных клеток. Поэтому при оценке качества воздуха закрытых помещений всегда определяют содержание в нем характерных обитателей верхних дыхательных путей (Staphylococcus aureus, Streptococcus hemolyticus и S. pyogenes).

Слизистые оболочки глаз заселены некоторыми видами родов Staphylococcus, Corynebacterium и микоплазмами. Многие из них способны вызывать заболевания при ослабленных состояниях организма.

Качественный и количественный состав микробиоты ротовой полости конкретного человека зависит от особенностей макроорганизма и используемой пищи. В норме ротовая полость содержит множество микроорганизмов, поддерживаемых постоянным наличием питательных веществ, высокой влажностью, околонейтральными значениями pH и благоприятной температурой 37 °C. Основная масса микроорганизмов образует микробную пленку, покрывающую слизистую оболочку, язык и зубы. Прикрепление клеток происходит с помощью образуемых микроорганизмами полисахаридов и белковых соединений слюны. При микробном разложении пищи кислые и щелочные продукты распада могут растворять твердые вещества зубов и способствовать формированию зубного камня, взаимодействуя с ионами кальция и фосфатами. Повреждение зубов и слизистых оболочек усугубляется чрезмерным развитием микробного зубного налета в труднодоступных для чистки местах, что приводит к затруднению оттока агрессивных микробных метаболитов. Резидентными обитателями полости рта считаются факультативно анаэробные стрептококки и облигатно анаэробные представители родов Peptostreptococcus, Bacteroides, Fusobacterium, Lactobacillus. Ротовая полость населена также сапротрофными нейссериями, спирохетами, микоплазмами. Лктинобактерии представлены некоторыми видами родов Actinomyces, Nocardia, Corynebacterium. Из простейших обычно присутствуют амебы и трихомонады. Случайно занесенные в полость рта из внешней среды с воздухом, водой и пищей микроорганизмы могут быстро приспособиться к этому местообитанию. Такая способность присуща стафилококкам, стрептококкам, коринебактериям, некоторым вирусам, дрожжам рода Candida. Некоторые обитатели ротовой полости относятся к условно патогенным микроорганизмам. В норме ведущие сапротрофиый образ жизни, они при изменении условий способны вызывать различные заболевания.

Для разных отделов пищеварительного тракта человека характерен свой видовой состав и численность микробиоты. Вместе с пищей изо рта в желудок могут попадать молочнокислые бактерии, кокки, бациллы и дрожжи, а также некоторые патогенные микробы. Проникновению посторонней микробиоты в кишечник препятствует желудочный сок, обладающий бактерицидными свойствами. В самом желудке микробная популяция представлена ацидотолерантными видами рода Helicobacter. Нормальная микробиота нижних отделов ЖКТ представлена, в основном, энтеробактериями и строгими анаэробами рода Bacteroides. В отличие от рубца, простейшие в этом сообществе в норме отсутствуют. В тонком кишечнике длиной 12—14 м пищевой комок находится 2—4 ч, а содержание клеток микроорганизмов не превышает 10⁵ на 1 г. В конечных отделах толстого кишечника длиной 1,5 м и объемом 0,9—1,7 л насчитывается уже свыше 10¹² клеток прокариот на 1 г содержимого, и пищевой комок задерживается там от 12 до 24 ч. В прямой кишке поддерживаются температура 36—37°С и ОВП -200 … -300 мВ. В каловых массах содержится 20—30% сухого вещества, обнаружены летучие (ацетат, пропионат, бутират) и нелетучие (лактат, сукцинат) жирные кислоты, газы (С0₂, СН₄, Н₂, H₂S, N₂, NH₃ и пристеночно — 0₂), существенные количества ионов Na⁺ и С1, целлюлозы, гемицеллюлозы и му колол исахаридов, которые слущиваются с эпителия ЖКТ, а также следовые концентрации аминокислот и пептидов. Каловые массы на 90% состоят из клеток микроорганизмов, поэтому их исследования позволяют судить о микробном составе сообщества толстого кишечника. У взрослого человека преобладают представители анаэробного рода Bacteroides (до 70%). В значительных количествах (до 10¹⁰ клеток на 1 г) выявляются виды родов Streptococcus, Bifidobacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Lactobacillus. Еще около 400 видов микроорганизмов присутствуют в значительно меньших количествах. Это виды родов Staphylococcus, Proteus, Clostridium, различные дрожжи и метаногенные археи. Характерным обитателем толстого кишечника является Е. coli, поэтому ее наличие в образцах говорит об их фекальном загрязнении. Основная масса резидентных для кишечника прокариот развивается в прикрепленном состоянии, образуя биоиленки на слизистой оболочке ЖКТ. В большом количестве в кишечнике обитают латентные вирусы, которые могут активизироваться в неблагоприятных условиях. Микробное сообщество кишечника человека существенно изменяется с возрастом. Особая микробиота имеется у грудных детей. В течение первых суток жизни ЖКТ младенцев заселяется преимущественно энтеробактериями (в частности, Е. coli) и стрептококками из окружающей среды и при кормлении грудным молоком. В дальнейшем при грудном вскармливании начинают доминировать микроорганизмы рода Bifidobacterium. При взрослении и переходе на смешанное питание количество бифидобактерий в сообществе значительно снижается. Нормальная микробиота ЖКТ играет основную роль в синтезе витаминов и детоксикации некоторых веществ, подавляет развитие патогенных форм за счет образования кислых метаболитов и антимикробных веществ, а также препятствует прикреплению болезнетворных микробов к стенкам кишечника. Ряд симбиотических микробов-оппортунистов ЖКТ при попадании в несвойственные им органы и системы, а также при снижении иммунного статуса макроорганизма может вызывать серьезные инфекционные заболевания. Например, Fusobacterium neurophomm при прободении кишечника поселяется в клетках печени, вызывая некро гизацию ее тканей.

Нарушение видового состава и количественных соотношений компонетов кишечного микробного сообщества под действием различных факторов (дисбактериоз) приводит к снижению усваиваемости нищи, изменению течения многих реакций, появлению вредных продуктов обмена и развитию возбудителей заболеваний. Так, при длительном или неграмотном использовании антибиотиков возникает состояние, при котором резко уменьшается общее число микробных клеток. При уменьшении количества микроорганизмов, образующих витамины, наблюдаются авитаминозы и нарушения обмена веществ. Изменение соотношения видов микроорганизмов может приводить к доминированию условно патогенных форм и бактерий, образующих вредные соединения (шлаки). Так, при резком падении числа молочнокислых бактерий, являющихся антагонистами болезнетворных микроорганизмов, велика вероятность развития инфекционных заболеваний. Значительное увеличение содержания Е. coliy стафилококков, дрожжей рода Candida и других условно патогенных микроорганизмов может привести к развитию вторичных инфекций. Предотвращению состояния дисбактериоза способствует целенаправленное назначение лекарственных средств и комбинирование их с препаратами, повышающими защитные силы организма, и поливитаминами.

Микробиота мочеиспускательных путей человека в норме представлена небольшим количеством непатогенпых грамположительпых кокков, грамотрицательных палочек, микоплазмами и микобактериями. Для микробного сообщества влагалища здоровых женщин характерно доминирование молочнокислых бактерий, поддерживающих кислотность на уровне pH 4,0—5,5, и наличие небольшого числа грамположительных кокков. Существенное уменьшение популяции молочнокислых бактерий приводит к повышению pH до слабощелочных значений и развитию разнообразных микробных форм, что свидетельствует о протекании воспалительного процесса.