Микробиота человека

1. Микробиота человека

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ, ВИРУСОЛОГИИ И ИММУНОЛОГИИ
Микробиота человека

2. Экология микробов

Естественными средами обитания большинства
микроорганизмов являются почва, вода и воздух.
Применительно к человеку средами обитания
микробов является организм человека в целом или
его отдельные системы (зоны обитания) –
пищеварительная, дыхательная, мочеполовая
системы.
В этих зонах обитания микроорганизмы образуют
микробные сообщества или микробиоценозы.

3. Экология микробов

Тесное сожительство различных организмов, в
том числе микроорганизма с макроорганизмом,
называют симбиозом.
Участники симбиоза называются симбионтами.
Симбиоз характеризуется различными типами
взаимоотношений по отношению к организму
хозяина и друг к другу.
Выделяют такие формы симбиоза как мутуализм,
комменсализм, паразитизм, антагонизм.

4. Экология микробов

Мутуализм (англ. mutual - взаимный) - это такая форма
сожительства, когда оба симбионта (хозяин и микроб)
получают взаимную выгоду.
При мутуализме создаются благоприятные условия для
обоих партнеров, то есть мутуализм является
взаимовыгодным симбиозом.
Примером мутуализма служит сожительство растений с
клубеньковыми бактериями, которые питаются
веществами из соков растения (например, бобовых - гороха,
вики), а растения, в свою очередь, используют в качестве
питательных веществ азотистые соединения,
синтезированные клубеньковыми бактериями.

5. Экология микробов

Комменсализм (лат. com - с, mensa - стол; сотрапезничество, за одним
столом) - это такая форма сожительства, когда один из симбионтов (в
данном случае микроб) живет за счет хозяина, пользуется его защитой,
но не причиняет хозяину никакого вреда.
При комменсализме партнерство может быть выгодно одному из
организмов без оказания вредного воздействия на другого.
Микробы-комменсалы (стафилококки, стрептококки) населяют в
качестве нормальной микробиоты кожные покровы и слизистые
оболочки человека и животных.
Однако при комменсализме представители условно-патогенной
микробиоты при определенных условиях могут вызывать тяжелые
заболевания.
Мутуализм и комменсализм характерны для нормальной микробиоты
организма здорового человека и животных.

6. Экология микробов

Паразитизм (греч. parasitos – нахлебник) - это такая форма
сожительства, когда микроорганизмы-паразиты питаются за счет
тканей хозяина, при этом причиняют ему вред, вызывая инфекционную
болезнь.
Микробы – паразиты не могут существовать без организма хозяина.
Такие микроорганизмы называются патогенными.
Следовательно, средой обитания паразита является организм хозяина, к
которому паразит адаптируется в процессе эволюции. В процессе
эволюции патогенные микробы приобрели способность паразитировать
в определенных тканях, например, сальмонеллы паразитируют в
тонком кишечнике. В таких случаях говорят о тропизме паразитов, то
есть способности избирательно поражать преимущественно те или иные
органы и ткани (например, пневмотропные бактерии).

7. Экология микробов

Многие микроорганизмы, попадая в организм человека, никак не
влияют на макроорганизм, то есть между макроорганизмом и
микроорганизмом нет взаимодействия, такая ситуация называется
нейтрализмом. При нейтрализме партнеры (микроорганизм и
макроорганизм) могут не оказывать друг на друга никакого влияния.
Антагонизм - это взаимное противодействие организмов. Антагонизм
микробов - это такие взаимоотношения, когда при совместном развитии
бактерии одного вида угнетают развитие других видов, а иногда
полностью их уничтожают.
Синергизм - это одинаковые физиологические процессы различных
микробных ассоциаций, в результате которых происходит увеличение
конечных продуктов.
Сателлизм - это стимуляция роста одного микроорганизма продуктами
жизнедеятельности другого, который затем становится его спутником.

8.

Методы изучения
нормальной
микрофлоры

9.

Для изучения нормальной микрофлоры
применяют два метода: бактериоскопический и
бактериологический.
Бактериоскопический метод позволяет получить
общее представление о составе микрофлоры
(преобладание грам/+ или грам/- бактерий той
или иной формы - кокки, диплококки,
стрептококки, палочки, бациллы,
стрептобациллы, наличие грибов и т.д.).
Бактериологический метод исследования совокупность способов, направленных на
выделение и идентификацию чистых культур
бактерий с помощью культивирования на
питательных средах.

10.

Современные методы исследования
микробиома

11. Современные методы исследования микробиома

Большинство исследований микробиома основано на
определении последовательности вариабельных областей
высококонсервативного гена, кодирующего 16s субъединицу
рибосомальной РНК (16s рРНК) микроорганизмов.
Этот ген повсеместно присутствует в бактериях, при этом
отсутствует у млекопитающих.
Что позволяет идентифицировать различные бактерии
посредством таксономического сопоставления полученных
последовательностей с эталонными геномами из
международных баз данных .
В зависимости от последовательностей и выбора баз данных
идентификация может быть выполнена до видового уровня,
но обычно она приводит к сочетанию видов, родов, типов
организма.

12. Современные методы исследования микробиома

У метода имеется два ограничения:
Во-первых, вирусы и грибы не имеют гена 16s
рРНК и, соответственно, не идентифицируются,
хотя и являются неотъемлемой частью
микробиоты.
Во-вторых, этот процесс не позволяет
предоставить информацию о функции
микробиоты, что может быть исследовано уже
только с помощью методов метагеномики.

13. Современные методы исследования микробиома

Только 24% полученных
последовательностей 16S РНК
принадлежали известным ранее
микроорганизмам.
Три четверти представителей
микрофлоры не культивируются.

14. Микробиота тела человека: физиологическое значение и роль в патологии

15.

Микробиота — это
совокупность всех бактерий
человека

16.

В организме человека обитают
примерно 10 000 видов
микроорганизмов, составляющих его
нормальную микрофлору.
Макроорганизм и его микрофлора в
нормальных условиях находятся в
состоянии динамического равновесия
(эубиоза), которое сложилось в процессе
эволюции.

17.

Нормальная микрофлора человека – это
совокупность множества
микробиоценозов.
Микробиоценоз – это микроорганизмы
конкретного места обитания
(микробиоценоз полости рта).
Жизненное пространство каждого
микробиоценоза – это биотоп.
Полость рта, толстый кишечник или
дыхательные пути – это биотопы.

18. Открытые биологические системы

С внешней средой сообщаются:
кожа
расположенные до голосовой щели отделы
респираторного тракта
ротовая полость
желудочно-кишечный тракт
слизистые оболочки глаза
слизистые оболочки передней уретры
вагина

19.

В норме от микроорганизмов
свободны:
кровь,
ликвор,
синовиальная жидкость,
костный мозг,
брюшная полость,
плевральная полость,
матка

20.

Естественную микрофлору любых
разделов подразделяют на:
резидентную (постоянную)
транзиторную (случайную)
Постоянная микрофлора содержит
представителей, специфичных для
данного биотопа.
Случайная микрофлора состоит из
особей, занесенных извне.

21. Постоянная микрофлора

Постоянная микрофлора конкретного
биотопа относительно стабильна по
составу.
В зависимости от физиологической роли
составляющих ее микроорганизмов
постоянную микрофлору подразделяют
на две фракции: облигатную и
факультативную

22. Облигатная микрофлора

является главной составляющей любого
биотопа,
выполняет защитную функцию,
участвует в процессах ферментации,
участвует в процессах иммуностимуляции,
проявляет себя преимущественно бродильной
активностью т.е. расщеплением углеводов с
образованием кислых продуктов.

23. Факультативная микрофлора

составляет меньшую часть
постоянных обитателей биотопа,
участвует в гнилостных процессах
(распаде белковых веществ с
образованием щелочных
продуктов).

24. Состав нормальной микрофлоры тела человека

25. Микрофлора кожи

Основные зоны колонизации кожи:
поверхность ороговевших клеток
эпидермиса,
устья волосяных фолликулов,
протоки сальных желез.

26. Микрофлора кожи

На одном см2 кожи может
находиться от 10 тыс. до 1 млн.
бактериальных клеток.
По типу дыхания
микроорганизмы, заселяющие
кожу, относятся к
факультативным анаэробам.

27. Резидентная микрофлора кожи

В состав резидентной микрофлоры кожи
входят, в основном, грамположительные
сапрофитные бактерии:
непатогенные коринебактерии
( род Corynebacterium),
Staphylococcus epidermidis,
р. Micrococcus.

28. Транзиторная микрофлора кожи

К транзиторной микрофлоре кожи
относятся:
сарцины (род Sarcina),
Staphylococcus aureus,
р. Streptococcus,
дрожжеподобные грибы рода Candida.

29. род Propionibacterium

Грам-положительные палочки. Располагаются
одиночно, короткими цепочками или небольшими
скоплениями. Неподвижны. Спор не образуют.
Факультативные анаэробы.
Условно-патогенны. Являются нормальными
обитателями кожи, конъюнктивы, наружного уха,
ротоглотки, а также гениталий у женщин.
P. acnes – является возбудителем акне (угревой
сыпи) .

30. Микрофлора кожи

31. Резидентная микрофлора верхних дыхательных путей

Из грамотрицательных
микроорганизмов здесь обитают:
непатогенные нейссерии
( род Neisseria),
бактероиды (род Bacteroides).

32. Резидентная микрофлора верхних дыхательных путей

Из грамоположительных микроорганизмов:
зеленящие и негемолитические стрептококки
( р.Streptococcus),
пептострептококки ( род Peptostreptococcus),
микрококки,
стафилококки,
лактобациллы (род Lactobacillus ).

33. Транзиторная микрофлора верхних дыхательных путей

В качестве транзиторных видов могут
присутствовать:
Staphylococcus aureus,
Escherihia coli,
бета-гемолитические стрептококки.

34.

Микрофлора
желудочно-кишечного
тракта

35. Полость рта

Обнаруживается более 500 видов
микроорганизмов.
В полости рта обитают представители всех
морфологических форм бактерий:
кокки,
палочки,
извитые формы,
простейшие,
грибы,
вирусы

36. Полость рта

Высокой обсемененности полости рта
способствуют ее анатомические
особенности – наличие:
десневых карманов,
складок слизистой,
межзубных промежутков,
обилие питательных веществ,
щелочная реакция среды,
достаточное снабжение кислородом.

37. Полость рта

Streptococcus salivarius
Str. мitis
Str. mutans

38. Полость рта

Пептострептококки —
условно-патогенные
бактерии рода
Peptostreptococcus,
Гр+ кокки,
облигатные анаэробы

39. Полость рта

Вейлонеллы — условнопатогенные бактерии рода
Veillonella
Гр- кокки,
облигатные анаэробы

40. Полость рта

Вacteroides fragilis
Гр-, облигатные анаэробы,

41. Полость рта

Лактобаци́ллы
Lactobacillus salivarius
Гр + факультативные
анаэробы

42. Резидентная микрофлора

Фузобактерии
Fusobacterium
nucleatum
Гр-, облигатные анаэробы

43. Полость рта

Превотеллы - род
Prevotella,
Гр- палочки,
облигатные анаэробы

44. Полость рта

Бранхамеллы
р. Branchamella
Гр-, диплококки,
аэробы

45. Полость рта

Staphylococcus
epidermidis
Гр+, факультативные
анаэробы

46. Полость рта

Лептотрихии —
Leptotrichia buccalis.
Гр-, облигатные
анаэробы

47. Полость рта

дрожжеподобные
грибы рода
Candida
Гр+, аэробы

48. Полость рта

49. Транзиторная микрофлора желудка

р. Lactobacillus,
р. Sarcina,
дрожжеподобные грибы р.Candida

50.

В тонкой кишке находится 105-108
микроорганизмов на 1 мл
содержимого.
В тонкой кишке обнаруживаются
бифидобактерии (р. Bifidobacterium),
р. Lactobacillus, энтерококки
(Enterococcus faecalis).

51.

В толстой кишке наблюдается наибольшее
количество микроорганизмов.
В 1 г фекалий содержится до 1012 микробных
клеток.
Около 95% всех видов микроорганизмов
составляют анаэробные неспорообразующие
бактерии.

52. Облигатная микрофлора толстой кишки

В состав облигатной микрофлоры
толстой кишки входят:
анаэробные грамположительные
неспорообразующие палочки
(Bifidobacterium, Lactobacillus);
анаэробные грамположительные
спорообразуюшие палочки (Clostridium);

53. Облигатная микрофлора толстой кишки

анаэробные грамотрицательные
палочки (рода Bacteroides);
факультативно-анаэробные
грамотрицательные палочки
(Escherichia coli);
анаэробные грамположительные
кокки (пептострептококки).

54. Облигатная микрофлора толстой кишки

По количественному составу:
бактероиды – 1011 КОЕ/г,
лактобактерии – 108 КОЕ/г,
кишечная палочка - 107 КОЕ/г,
КОЕ/г - колониеобразующих единиц в
одном грамме

55. Факультативная микрофлора толстой кишки

В состав факультативной флоры
входят:
фузобактерии, протей, вейлонеллы,
стафилококки, синегнойная
палочка, клебсиеллы, а также
дрожжеподобные грибы.

56. микрофлора толстой кишки

57. Характеристика основных типов фекальной микробиоты

Энтеротипы – это устойчивые группы на
основе микробного состава в образцах из
кишечника человека, которые определяются
преобладанием тех или иных ключевых
родов бактерий.
В энтеротипе-1 доминируют представители
рода Bacteroides,
в энтеротипе-2 – Prevotella,
в энтеротипе-3 – Ruminococcus.

58. Характеристика основных типов фекальной микробиоты

Бактероиды (род
Bacteroides)—
палочковидные
грамотрицательные
плеоморфные бактерии,
значительно
варьирующие по
размерам.
Большинство бактерий
неподвижны.
Облигатные анаэробы,
неспорообразующие.
Бактероиды вовлечены в процесс ферментации углеводов,
белков и биотрансформации желчных кислот.

59. Характеристика основных типов фекальной микробиоты

Prevotella — род грамотрицательных анаэробных
неспороносных палочкообразных бактерий.
Представленность Prevotella связана с растительной диетой.
Ruminococcus— род грамположительных неподвижных
анаэробных аспорогенных бактерий. Неправильной формы
кокки располагаются парами или короткими или
длинными цепочками.
Ruminococcus играют ключевую роль в высвобождении
энергии из пищевых крахмалов, отвечают за усвоение
растительных полисахаридов.

60. Микрофлора мочеполового тракта

Почки, мочеточники, мочевой пузырь,
матка, простата стерильны.
Микрофлора наружных гениталий
представлена:
эпидермальными стафилококками,
зеленящими стрептококками,
непатогенными микобактериями,
дрожжеподобными грибами рода
Сandida.

61. Микрофлора мочеполового тракта

Основными представителями облигатной
микрофлоры влагалища женщин репродуктивного
возраста являются лактобациллы.
Они играют большую роль в поддержании
нормального биоценоза влагалища за счет высокой
конкуренции и антагонизма по отношению к
большинству патогенных и условно-патогенных
бактерий.
Лактобациллы разлагают гликоген до глюкозы и в
конечном счете до молочной кислоты, которая
поддерживает кислую реакцию влагалищного
содержимого (pH 3,8–4,4), необходимую для роста
самих лактобацилл.

62. Микрофлора мочеполового тракта

Бактерии рода Lactobacillus – это
крупные грамположительные
неспорооброзующие палочки.
Во влагалище выявляются
несколько видов лактобацилл:
L. iners, L. crispatus, L. gasseri, L.
jensenii

63.

Значение нормальной микрофлоры
организма человека

64.

Нормальная микрофлора участвует:
в обменных процессах – регуляции
газового состава кишечника, в
расщеплении белков, липидов,
нуклеиновых, жирных и желчных
кислот;
в регуляции моторной функции
кишечника;
в синтезе витаминов группы В, К,
никотиновой, фолиевой кислот;

65.

в детоксикации
эндогенных и
экзогенных токсических продуктов;
в процессах стимуляции формирования
иммунной системы у новорожденных и
поддержания иммунного статуса у
взрослых;
в предотвращении колонизации
слизистых оболочек транзиторными, в
том числе патогенными или условнопатогенными микроорганизмами

66.

Антагонистическая активность
нормальной микрофлоры реализуется с
помощью:
Образования кислых продуктов,
подавляющих рост микроорганизмовконкурентов (молочная кислота, уксусная
кислоты).
Биосинтеза веществ, обладающих
активностью антибиотиков
(бактериоцинов);
Конкуренции бактерий за пищевые
субстраты;
Конкуренции за площадь адгезии на
клетках эпителия.

67. Функции нормальной микрофлоры

Антагонистическая активность
Выведение
токсинов
Стимуляция
иммунной
системы
Обмен жиров
Обмен жирных
кислот
Нормальная
микрофлора
Стимуляция
перистальтики
Синтез витаминов
В1, В3, В5, В9, В12, К
Участие в
синтезе
незаменимых
аминокислот
Обмен
желчных
кислот
Водносолевой
обмен

68.

Нарушение состава нормальной
микрофлоры

69.

Дисбиоз – это количественное и
качественное изменение состава
нормальной микрофлоры
(бактерий, вирусов и других
видов микроорганизмов),
приводящее к развитию или
усугублению патологического
процесса

70.

Дисбактериоз - нарушение в
микрофлоре организма
исключительно только в группе
бактерий
Известны дисбактериозы:
кишечника,
полости рта,
слизистых половых органов,
кожи,
носа, конъюнктивы глаз и т.д.

71. Причины развития дисбактериоза

заболевания желудочно-кишечного тракта
инфекционной или неинфекционной
природы;
нерациональное применение антибиотиков и
химиопрепаратов;
неполноценное (несбалансированное) питание
злокачественные новообразования;
хирургические вмешательства;
гормональные нарушения;
иммунодефицитные состояния.

72.

Дисбактериоз кишечника – это
состояние, при котором резко
уменьшается количество облигатных
анаэробов и увеличивается популяция
факультативных анаэробов, в
результате чего в толстой кишке
начинают преобладать гнилостные
процессы, увеличивается
газообразование, усиливается
перистальтика кишечника.

73.

Пробиотики (эубиотики) — препараты микробного
происхождения, проявляющие свои позитивные
свойства на макроорганизм через регуляцию
кишечной микрофлоры.
Пребиотики — препараты немикробного
происхождения, способные оказывать позитивный
эффект на организм хозяина через селективную
стимуляцию роста или активности нормальной
микрофлоры кишечника. (например
олигосахариды, пектины).
Синбиотики — препараты, полученные в
результате комбинации пробиотиков и
пребиотиков.

74.

Постбиотики — это биоактивные соединения,
которые производят бактерии, когда они
потребляют пребиотики (клетчатку).

75.

В то же время представители
нормальной микрофлоры при
определенных условиях также
способны вызывать воспалительные
процессы, микробной этиологии.
Например: После перенесенного
гриппа микроорганизмы, обитающие в
носоглотке могут вызвать воспаление
легких.

76. Возникновение заболеваний, вызванных представителями нормальной микрофлоры

Может быть обусловлено следующими причинами:
проникновение микроорганизмов в необычные для
них места обитания (кровь, брюшная полость,
легкие, мочевыводящие пути);
снижение реактивности организма
(генерализованный кандидоз у больных в
терминальной стадии СПИД, а);
в результате действия липополисахарида
грамотрицательных микроорганизмов
высвобождается дополнительное количество
гистамина, что может вызвать аллергические
состояния.

77.

Нормальная микрофлора является
хранилищем и источником
хромосомных и плазмидных генов, а
частности генов лекарственной
устойчивости к антибиотикам.

78.

Возрастные изменения в составе
микрофлоры

79.

К 3 месяцам жизни нормальная
микрофлора ребенка становится
сходной с микрофлорой
взрослого.
Полость рта новорожденного
заселяют аэробы, которые после
прорезывания зубов замещаются
анаэробами.

80.

При грудном вскармливании
основой микрофлоры кишечника
ребенка являются бифидобактерии и
лактобактерии.
При искусственном вскармливании
- кишечная палочка.

81. Дома

Патогенность и вирулентность
микроорганизмов.

82.

Постулаты Коха
Истинные патогены и условно-патогенные
микроорганизмы
Основные входные ворота и пути диссеминации
микроорганизмов
Бактериемия, вирусемия, септицемия, септикопиемия
Факторы патогенности бактерий
Адгезивность и инвазивность, токсигенность бактерий
Механизм развития гнойных бактериальных инфекций
Локализованные и генерализованные бактериальные
инфекции
Цитокиновый шторм и инфекционно-токсический шок
Основные проявления инфекционного заболевания
Периоды и исходы инфекционного заболевания