Лекция 4. Роль нормальной микрофлоры организма

1. Роль нормальной микрофлоры для жизнедеятельности и здоровья человека

2.

Микрофлора кишечника

3.

Проект Геном Человека (англ. The Human Genome Project, HGP, 1986 г. ) —
международный научно-исследовательский проект, главной целью которого
было
определить
последовательность
нуклеотидов,
которые
составляют ДНК, и идентифицировать 20—25 тыс. генов в человеческом
геноме.
Этот проект называют крупнейшим международным сотрудничеством,
когда-либо проводившимся в биологии

4.

В 2008 г. началось выполнение проекта «Микробиом человека», когда
Национальные институты здравоохранения США (National Institutes of
Health, NIH) поставили цель — описать бактериальную жизнь, связанную
с организмом человека, используя технологии проекта «Геном человека».
В 2013 завершены Крупные международные многопрофильные проекты
Human Microbiome Project (HMP) и metaHIT initiative,13 институтов из 8
стран.

5.

• В РФ «Метагеномный анализ биоценоза ЖКТ», выполняется в рамках консорциума
«Русский метагеном».
• Международный проект «Исследование состава биоты желудочно-кишечного тракта
человека» (Metagenomics of the Human Intestinal Tract Consortium, MetaHIT) постоянно
добавляет и анализирует новые данные.
За сравнительно короткое
время (2007–2014 гг.)
ученые смогли составить
новое представление о
многообразии
микрофлоры
тела
человека

6.

Терминология
Термины «микрофлора», «микробиота» и «микробиом» часто
используются как синонимы.
Однако существуют некоторые различия между ними.
И хотя вопрос об их значении еще обсуждается, следует
разграничивать понятия.

7.

Микрофлора — собирательное название микроорганизмов, находящихся
в симбиозе с человеком, включает в себя популяцию видов
микроорганизмов, которые живут на коже или внутри человеческого тела
— синантропные бактерии, вирусы и грибы, а также другие
одноклеточные микроорганизмы, такие как археи и простейшие, для
которых организм человека является естественной средой обитания.

8.

⚫ Нормальная
микрофлора тела человека это совокупность
микроорганизмов,
обитающих на различных участках тела у
здоровых людей
⚫ Биотоп
- это определенный участок биосферы с однородными
условиями жизни.

9.

Т.к. «флора» в переводе звучит как «растительный мир», то как
синоним для обозначения микрофлоры человека предлагается
использовать более корректный термин «микробиота».
• Микробиота
–
совокупность
всех
микроорганизмов,
населяющих тело человека
• Микробиом - совокупность всех генов этих микроорганизмов

10. Роль микробиоты

• Поддержание здоровья на оптимальном уровне
• В настоящее время микробиота
метаболически активный орган.
рассматривается
как
• Микробиота и слизистые находятся в тесном взаимодействии,
оказывая взаимное влияние

11. Роль микробиоты

12.

Микрофлора пищеварительного тракта
представляет собой гетерогенную смесь
микроорганизмов

13.

АУТОФЛОРА
ГЛАВНАЯ
(основная, постоянная,
автохтонная, облигатная,
индигенная)
90% анаэробы
ОСТАТОЧНАЯ
(добавочная, транзиторная,
факультативная, аллохтонная)
не более 1%
сапрофиты
эпидермальный
бифидобактери кишечная
стафилококк,
и, бактероиды, палочка,
грибы
фузобактерии лактобактерии,
энтерококки
9% аэробы
микрофлору кишечника в настоящее время
рассматривают как важный метаболический
орган организма, от состояния которого
зависит здоровье не только кишечника, но и
всего организма.
условнопатогенная
гемолитический
стрептококк,
золотистый
стафилококк,
грамотрицательные
палочки.

14.

Суммарная масса бактерий, ассоциированных с желудочнокишечным трактом (ЖКТ) здорового человека, достигает 2,5—3 кг
и сравнима с массой головного мозга у взрослого человека
(около 1,5 кг).

15. Биологическая роль представителей нормальной микрофлоры организма

1)
предотвращают воздействие онкогенных факторов на организм человека;
2)
являются стимулятором неспецифического иммунитета
(антигенным стимулятором);
3) участвуют в процессе переваривания пищи;
3)
обеспечивают питательными веществами, например
витаминами (К, гр. В, каротиноидами);
5) продуцируют органические кислоты (молочную, уксусную, янтарную, муравьиную);
незаменимые аминокислоты (лизин, триптофан, треонин);
5)
обеспечивают утилизацию микроэлементов, образуя
эффективно всасываются стенками кишечника;
6) препятствуют заселению патогенных микроорганизмов.
комплексы, которые более

16. Основные группы микроорганизмов, присутствующих в ЖКТ

САПРОФИТНЫЕ
БИФИДОБАКТЕРИИ
(Bifidobacterium bifidum,
longum, infantis, breve) и
ЛАКТОБАКТЕРИИ
(молочнокислые)
(Lactobacillus acidophilus,
plantarum)
УСЛОВНО ПАТОГЕННЫЕ И
ГНИЛОСТНЫЕ
БАКТЕРИИ
энтеробактерии и
бактероиды
ЭНТЕРОБАКТЕРИИ —
кишечная группа бактерий
(кишечная
палочка, протеи, стафилококки
и др.) и явные патогены
(сальмонеллы)
ГРИБЫ
рода Candida
Бактероиды
Клостридии

17.

Эубиоз – состояние микроэкологической системы
кишечника, когда бифидум- и молочнокислые бактерии
преобладают в
численности над условно-патогенными и
гнилостными бактериями
бифидуми молочнокислые
бактерии
условнопатогенные и
гнилостные
бактерии

18. Механизмы антагонизма бифидо- и молочнокислых бактерий по отношению к условно-патогенным бактериям

• образование молочной и муравьиной кислоты, токсичных для условно-патогенных и
гнилостных бактерий.
• эти кислоты
снижают рН кишечного содержимого (закисляя его), что также
неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности условнопатогенных
микроорганизмов;
• образование
пероксидных соединений, при расщеплении которых выделяется
атомарный кислород, подавляющий клетки условно-патогенных микроорганизмов;
• образование антибиотикоподобных веществ (бактериоцинов: ацидофилина, колицинов и
др.), подавляющих метаболизм
условно-патогенных и гнилостных бактерий,
взаимодействуя с клеточной мембраной и вызывая лизис клеток;
• способность прикрепляться к эпителию кишечника, образуя на его поверхности плотную
биопленку (за счет интенсивного размножения), что является препятствием для
фиксации патогенных бактерий;

19. Кишечная микрофлора играет важную роль и в защите организма хозяина от инфекций

ФУНКЦИИ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА
ЗАЩИТНАЯ
Кишечная микрофлора играет важную роль и в защите
организма хозяина от инфекций
• Обеспечивает колонизационную резистентность - механизм, предотвращающий
заселение экзогенных микроорганизмов и их избыточный рост; конкурирует с
патогенами за место прикрепления к эпителию и питательные субстраты
Сдерживает рост патогенных
бактерий,
в
том
числе
возбудителей
инфекционных
заболеваний

20.

• Осуществляет неспецифическую противовоспалительную защиту
• (продуцирует бактериоцины и органические кислоты с бактериостатическими
свойствами, стимулирует выработку эукариотическими клетками муцинов и
веществ с антимикробной активностью)

21.

Иммуномодулирующая
Бактерии поддерживают иммунную систему в «боевой
готовности», стимулируют местный и общий иммунитет
Микробиота влияет на развитие и функционирование различных популяций
иммунных клеток, включая IgA-секретирующие плазматические клетки, регуляторные
клетки T, естественные киллеры, макрофаги, дендритные клетки и врожденные
лимфоидные клетки
Микроорганизмы кишечника способны направленно
подавлять развитие воспалительных реакций в
клетках эпителия и местной иммунной системы

22.

Bacteorides fragilis
усиливает функцию
регуляторных клеток
T-клеток.
Влияет на
дифференцировку
Т-клеток в
пейеровых бляшках

23.

Аллергенная.
Продукты
жизнедеятельности
бифидои
лактобактерий препятствуют микробному декарбоксилированию
пищевого гистидина и повышению количества гистамина.
Детоксикационная. Часть токсинов бактерии «перерабатывают» на
нетоксичные вещества, а другая часть выводится из организма с
фекалиями.
Синтезирующая. Бактерии участвуют в пищеварительном
процессе и всасывании, а также вырабатывают множество
незаменимых для нашего организма микронутриентов.
Другие. Регуляторная,
функции.
морфокинетическая
и
энергетическая

24.

КЦЖК
Уксусная,
пропионовая
масляная
кислоты
Регулируют уровень
РН, моторную и
секреторную
активность кишечника
Бактерии расщепляют
сложные растительные
полисахариды, в результате
образуются
короткоцепочечные
жирные кислоты
(КЦЖК) –ацетат, пропионат и
бутират
Служит энергетическим
субстратом для клеток
тканей и органов:
мышечной ткани,
сердца, почек.

25.

КЦЖК
Обладают
способностью
подавлять
пролиферацию
опухолевых клеток
Являются основным
источником энергии
для эпителия
кишечника,
поддерживают его
барьерные свойства
и способствуют
регенерации
повреждений
Регулируют способность
лейкоцитов вырабатывать
цитокины и мигрировать в
очаг воспаления
Стимулирует
выработку
эукариотическими
клетками муцинов и
веществ с
антимикробной
активностью

26.

27. Микрофлора желудочно-кишечного тракта

<103 КОЕ/мл
102-109
КОЕ/мл
104-1012
КОЕ/мл

28.

БИФИДОБАКТЕРИИ (БФ)
Бифидобактерии
(Bifidobacterium)
впервые были выделены в кале грудного
младенца в 1900 году.
Первооткрыватель
этих
микроорганизмов
—
французский
ученый Генри Тисcье (Tissier), который
доказал
их
важное
значение
в
формировании иммунитета ребенка. Он
дал им название Васillus bifidus
communis.

29.

Тогда же русский микробиолог
Илья Мечников занимался
исследованием диспепсии и
подтвердил важность этих бактерий в
создании симбиотической
нормофлоры человека

30.

В 1924 году Орла-Йенсен
(S.
Orla-Jensen),
исследовавший
свойства микроорганизмов, предложил
переименовать бактерии в Bacterium
bifidum.
Это название стало основой для
названия Рода Bifidobacterium, а также,
впоследствии
—
для
названий
Семейства и Порядка.

31.

БИФИДОБАКТЕРИИ (БФ)
Грамположительные, слегка изогнутые палочки (длиной 2—
5 мкм), иногда ветвящиеся или удвоенные на концах в виде
латинских буквY или Х. Спор не образуют. Строгие анаэробы.
Y-образная форма с
булавовидными утолщениями
преимущественно встречается
на жидких средах, бедных
питательными веществами, а
также в старых культурах.
Свежевыделенные
микроорганизмы, как и
колонии бактерий, выращенные
на богатых средах, состоят в
основном из палочковидных
форм, иногда в виде цепочек.

32.

В толстой кишке детей бифидобактерии являются основной
группой сахаролитических бактерий и составляют до 95% от
общей популяции микробов.
Доминирующее положение бифидобактерий в кишечнике
обеспечивает защиту организма от патогенной микрофлоры,
особенно у детей на протяжении первого года жизни.
В норме количество БФ у
детей составляет от 1010 до
1011 КОЕ/мл, у взрослых от
109 до 1010 КОЕ/мл

33.

Конечными продуктами метаболизма БФ являются сильные кислоты молочная и
уксусная, которые снижают pH кишечного содержимого и обладают в связи с этим
антибактериальными свойствами.
БФ способны выделять в качестве конечных продуктов метаболизма вещества,
обладающие способностью ингибировать целый ряд грамположительных и
грамотрицательных патогенных бактерий.

34.

ЛАКТОБАКТЕРИИ (ЛБ)
Пальма первенства в открытии делится между двумя учеными — Луи Пастером и Стаменом
Григоровым. Утверждают, что знаменитый французский микробиолог обнаружил этих
бактерий еще в 1857 году. Болгарский же исследователь обнародовал свое открытие в 1905
году. Немцы оспаривают звание первооткрывателей, поскольку так называемая палочка
Додерляйна известна им, как и всему медицинскому ученому сообществу, с 1895 года.

35.

Lactobacillus bulgaricus была
обнаружена Боголюбовой О.М.
в 1907 году,
в Санкт-Петербургском
институте экспериментальной
медицины

36.

ЛАКТОБАКТЕРИИ (ЛБ)
Грамположительные
палочковидные
бактерии,
микроаэрофилы, относятся к облигатной флоре кишечника.
Жгутиков не имеют. Род ЛБ включает 56 видов.

37.

Способны размножаться в широком диапазоне температур — от +10°С до +50°С,
температурный оптимум лежит в пределах 30-40°С.
В процессе жизнедеятельности выделяют во внешнюю среду лактоцины,
молочную кислоту, лизоцим, ацидолин, лактоцидин.
Ферментативная активность у разных видов варьирует, однако все они способны
сбраживать сахара, такие как мальтоза, галактоза, сахароза и другие.
Могут образовывать биопленки, защищающие колонии от неблагоприятных
факторов окружающей среды.
Исследователи полагают, что именно это свойство позволило отдельным видам
выживать даже в такой агрессивной среде, как желудочный сок.

38.

ЛБ синтезируют молочную кислоту, что подавляет рост грибов
рода Кандида и патогенных микроорганизмов.
ЛБ обладают резистентностью к пенициллину и ванкомицину,
обеспечивают противоаллергический эффект

39.

В организме человека и животных лактобактерии играют роль иммуномодуляторов,
повышая активность нейтрофилов и макрофагов. Обладают способностью усиливать
синтез иммуноглобулинов и принимают участие в продукции интерферонов.
Помогают в переваривании белков и жиров, трансформируя их в легкоусваиваемую
форму.
В то же время, некоторые ученые полагают также, что отдельные виды, в частности
Lactobacillus iners, способны вызывать вагинозы.

40.

ЛБ выделяют из кишечника новорожденных в первые дни жизни. У детей,
находящихся на грудном вскармливании, их количество 106-107 КОЕ/мл.
У детей на искусственном вскармливании уровень ЛБ более высок и составляет 108
КОЕ/мл.
У 73% взрослых людей ЛБ составляют от 109 КОЕ/мл, а у вегетарианцев -1011
КОЕ/мл

41.

Фузобактерии - грамотрицательные неспорообразующие полиморфные
палочковидные бактерии. Строгие анаэробы. Они характерны для микрофлоры
кишечника взрослых людей, их концентрация 108- 109 КОЕ/мл.
Фузобактерии нередко выделяются из патологического материала при гнойных
осложнениях различной локализации.

42.

Вейлонеллы - грамотрицательные облигатно-анаэробные кокки. Их уровень у
детей первого года не превышает 105 КОЕ/мл, причем примерно у 50% детей. У
детей, получающих искусственное питание, их концентрация выше и нередко
превышает 108 КОЕ/мл. Их отличительной чертой является способность к
продукции газа, что может вызывать диспепсические расстройства.

43.

Количественное и качественное состояние нормофлоры зависит от
многих факторов экзогенной и эндогенной природы.
К экзогенным факторам относятся климатогеографические и
экологические условия, такие как химические загрязнения, радиационные
воздействия, характер и качество питания.
Жировая диета угнетает бифидобактерии и энтерококки, но способствует
размножению бактероидов.
Белковая пища практически не влияет на спектр и количество кишечных
бактерий.

44.

К эндогенным факторам,
нормофлоры, относятся:
способствующим
заболевания органов пищеварения с
моторных нарушений и очагов воспаления;
-
-
наличием
изменению
секреторно-
перенесенные острые кишечные инфекции;
длительный прием лекарственных препаратов, в первую очередь
антибиотиков, влияющих на секрецию пищеварительного тракта;
-
-
декомпенсированные заболевания других органов и систем;
- аллергические заболевания

45.

Ведущая роль в формировании микроэкологических нарушений
принадлежит преимущественно нарушению уровня бифидо- и
лактобактерий.
Микрофлора при дисбиозе не способна выполнять в полном объеме
физиологические функции, присущие нормальной микрофлоре,
прежде всего - противостоять колонизации кишечника экзогенными
патогенными микроорганизмами.

46. Микроэкологические изменения

Возникают при целом ряде заболеваний и клинических
ситуаций.
И характеризуются
изменением качественного и/или количественного состава
нормофлоры, а также
метаболическими и иммунными нарушениями,
сопровождающимися у части пациентов поражением
кишечника, транслокацией бактерий в несвойственные
биотопы и их избыточным ростом

47.

48. Микробиота

В настоящее время микробиота
(нормальная микрофлора) кишечника
рассматривается как дополнительный
многоклеточный метаболически активный
«орган»,
самовосстанавливающийся при изменениях,
вызванных внешними факторами

49. Методы изучения микробиоты

Культуральные
Выделение и идентификация
микроорганизмов
Некультуральные
молекулярно-генетические

50. Методы изучения микробиоты

Культуральные методы в
микробиологии остаются
важными для изучения
микробного разнообразия,
для селективного
выделения представителей
основных групп, в том
числе патогенных
микроорганизмов.

51. Методы изучения микробиоты

Культивирование
облигатных анаэрбов
Активные формы
к ислорода обладают
высокой р е а к ц и о н н о й
способностью, вызывают
инактивацию ферментов,
повреждают молекул ДНК,
перекисное окисление
липидов.
К у л ьт и в и р о в а н и е в
анаэробных условиях, в
микроанаэростатах.
Среды Шедлера ,
Колумбийский агар с
кровью

52.

• Насосом удаляется
воздух и накачивается
бескислородная газовая
смесь, содержащая 80%
N2, 10% CO2 и 10% H2.
палладиевые
катализаторы
катализируют
связывание O2 с H2.
• Возможен посев
облигатных анаэробов на
чашки Петри

53.

Для культивирования облигатных
(особо строгих) анаэробов
Пробирки Хангейта, которые закрываются
завинчивающимися пластиковыми
крышками со вставкой из резины.
Пр и по стоян н о м потоке бескислородного
газа агаризованная питательная среда
разливается
по пробиркам Хангейта, проводится
автоклавирование.
Посев в незастывшую среду осуществляется
уколом стерильным шприцом сквозь
резиновую вставку, с помощью вращения
пробирки добиваются равномерного
распределения среды по её стенкам.
М е т од ы т р уд о е м к и ,
длительные, дорогостоящие.

54.

МЕТОД МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ МИКРОБНЫХ МАРКЕРОВ
(МСММ)
• Качественно количественный тест
определяющий метаболиты в
крови.
• Пятнадцать лет исследований.
• 2010 году разрешен ФС 2010/038
от 24.02.2010 года новая
медицинская технология.
• Определяет: род и вид состава
ассоциации микроорганизмов.

55. АВТОР МЕТОДА

На сегодня лучшим методом для контроля
микробиоты является метод российского
ученого
ГЕОРГИЯ АЛЕКСЕЕВИЧА ОСИПОВА, доктора
биологических наук, профессора
микробиологии, ведущего научного
сотрудника Академической группы
Академика РАМН Ю.Ф. Исакова, ведущего
научного сотрудника отдела исследований
и разработок Международного
аналитического центра INTERLAB.

56. ПЕРЕЧЕНЬ ИССЛЕДУЕМЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РЕЗИДЕНТНОЙ МИКРОБИОТЫ

57. ПЕРЕЧЕНЬ ИССЛЕДУЕМЫХ ТРАНЗИТОРНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, ГРИБОВ, ВИРУСОВ

58.

ПЕРЕЧЕНЬ ИССЛЕДУЕМЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ,
НЕ ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ В НОРМЕ

59. Метод МСММ подтверждает, что в зоне воспаления можно обнаружить весь списочный состав микробов организма человека

• Измерения методом масс-спектрометрии микробных маркеров in situ выявляет новую
группу микроорганизмов из числа трудно культивируемых, и поэтому, мало известных в
клинической практике.
• Эти участники септического или раневого инфекционного процесса - клостридии,
эубактерии, лактобациллы, хеликобактеры, стрептомицеты, родококки - обладают
высокой патогенетической активностью.
• Патогенная активность выявляется из специфически связанных с этими организмами
нозологий, каждая из которых воспринимается сама по себе как серьезное
заболевание, трудно поддающееся лечению.
• Клостридии групп C. perfringens и C. ramosum (группа RIC – ramosum, inocuum,
clostridioforme) – это гангрена, Eubacterium – септический артрит, Lactobacillus –
септицемия и эндокардит, H. pylory –язвенная болезнь желудка, языка и атеросклероз;
Streptomyces и другие актинобактерии - туберкулез, нокардиозы и актиномикозы.

60.

АЛГОРИТМ ПРОГРАММЫ:
ДИАГНОСТИКА – ВОССТАНОВЛЕНИЕ – КОНТРОЛЬ – ЗАКРЕПЛЕНИЕ
Программа основана на использовании фундаментальных научных открытий в
области влияния натуральных биологических веществ на состояния микробиоты.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ
КОНТРОЛЬ
ДИАГНОСТИКА
ВОССТАНОВЛЕНИЕ

61.

восстановления микробиоты

62. ПИЩЕВЫЕ КОМПОНЕНТЫ, ВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕ МИКРОБИОТУ

• ОЛИГОСАХАРИДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
• ФРУКТАНЫ (полисахариды) ИНУЛИН, ПЕКТИНЫ
• ФРУКТОЗОЛИГОСАХАРИДЫ FOS (в Японии включен в список стратегически важных
продуктов для здоровья)
• БЕТА ГЛЮКАН
• АЛИФАТИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ (сорбит и ксилит)
• АМИНОКИСЛОТЫ (валин, аргенин, глутаминовая кислота)
• АНТИОКСИДАНТЫ (убихинон, каротин, соли селена, глутатион, СОД)

63.

Пребиотики и пробиотики
Пробиотики и пребиотики — это различные
биологически-активные вещества, каждый из
которых
назначается
при
нарушении
естественной микрофлоры для улучшения
работы желудочно-кишечного тракта. При
этом результат их действия один – происходит
увеличение
количества
полезных
микроорганизмов
и
угнетение
болезнетворных бактерий, обитающих в
кишечнике. Простыми словами, происходит
уравновешивание
идеального
баланса.
Препараты с активными биологическими
добавками назначают при дисбактериозе,
заболеваниях кишечника, для очищения
организма от токсинов.

64. Главные отличия

Микрофлора
пребиотики
готовые препараты с
необходимым
принимая с
содержанием
пищей
полезных
правильные
микроорганизмов.
продукты
питания
пробиотики
• Пребиотик – химическое соединение.
+совместим с антибиотиками, не боится воздействия
желудочного сока, не вызывает побочного эффекта при
передозировке.
• Пробиотик состоит исключительно из живых микрокультур.
Каждый из них эффективен в восстановлении работы ЖКТ.
• – помогают справится с заболевание только на ранней
стадии.

65.

Препараты с
пробиотиками
Бифидумбактерин;
Биофлор;
Аципол;
Бифидин;
Бактисубтил;
Нормобакт;
Трилакт;
Эффидижест;
Ацилак;
Сеньор
Линекс
Препараты с
пребиотиками
Дюфалак;
Инулин;
Экспортал;
Стимбифид;
Прелакс Бэби;
Порталак;
Ливолюк ПБ;
Хилак-форте;
Эубикор;
Гудлак;
Лактофильтрум

66.

67. Спасибо за внимание!

Наши контакты:
117105, г. Москва, Варшавское шоссе, д. 16А
тел.: 8 (499)418-00-02 e-mail: mkramn@inbox.ru
www.mkramn.ru