ЛЕКЦИЯ 6 -Нормальная микрофлора организма

Нормальная микрофлора сопутствует своему хозяину на протяжении всей жизни. С современных позиций ее рассматривают как совокупность множества микроорганизмов, характеризующихся определенным видовым составом и занимающих тот или иной биотоп в организме.

В любом микробиоценозе различают постоянно встречающиеся виды микроорганизмов автохтонная микрофлора (резидентная) и аллохтонные, добавочные (транзиторные). Количество автохтонных видов относительно невелико, но численно они всегда представлены наиболее обильно. Видовой состав транзиторных видов микроорганизмов разнообразен, но они немногочисленны. Количественные колебания микроорганизмов в биоценозе, могут достигать для некоторых видов несколько порядков и тем не менее, укладываться в принятые нормативы.

                      1.Строение нормальной микрофлоры

Нормальная микрофлора рассматривается как самостоятельный экстракорпоральный орган. Это подтверждается следующими позициями:

Нормальная микрофлора имеет характерное анатомическое строение, как и любой орган организма.

Нормальная микрофлора выполняет присущие только ей функции

Нормальная микрофлора имеет свои собственные болезни.

1.Нормальная микрофлора характеризуется анатомическими особенностями - каждая экологическая ниша имеет свой видовой состав. Некоторые биотопы стабильны по видовому составу, в других – транзиторных микрофлора постоянно меняется в зависимости от внешних факторов.

Микроорганизмы находятся в составе биопленки. Процессы образования биопленки связаны с коллективным поведением бактерий – «quorum sensing», или социальное поведение бактерий.

 Доказано, что колонии микроорганизмов способны к клеточной дифференцировке. При этом разные клетки в колонии выполняют различные физиологические функции. То есть выделяют физиологическую специализацию.

Было установлено, что структура колоний имеет особенности:

Имеются вертикальные слои клеток и горизонтально расположенные зоны.

В колониях образуются микроскопические воздухоносные каналы, через которые поступают питательные вещества и выводятся продукты метаболизма.

Микроорганизмы, входящие в состав биопленки, существуют в двух состояниях:

- фиксированной к поверхности;

- и планктонной, свободноплавающей, являющейся субстратом распространения инфекции из её первичного локуса.

Формирование биопленки – динамический пошаговый процесс

Я Стадия адгезии

Я Стадия необратимого связывания с поверхностью.

Я Стадии размножения и созревания.

4-я Стадия распространения.

Что же представляет собой биопленка?

     Микроорганизмы, составляющие нормальную микрофлору, образуют четкую морфологическую структуру – биопленку, толщина которой колеблется от 0,1 до 0,5 мкм. Биопленка представлена полисахаридным каркасом, состоящим из микробных полисахаридов и муцина, который продуцируется клетками макроорганизма. В структуре каркаса иммобилизованы микроколонии бактерий, которые могут располагаться в несколько слоев. Например, в биопленке покрывающей кожу, микроколонии располагаются в 1-2 слоя, а в биопленке толстого кишечника – в 500-1000 слоев. Устойчивость бактерий к воздействию неблагоприятных факторов внутри биопленки в десятки и сотни раз выше по сравнения с ним мобилизованными колониями.  

Образование биопленки лежит в основе выживания бактерий в окружающей среде, так как в составе биопленки они защищены от антибактериального воздействия. Многие хронические инфекции, которые возникают артифициальным путем-это катетер-ассоциированные инфекции, возникшие при протезировании или имплатировании искусственных клапанов сердца, обусловлены способностью бактерий расти в виде биопленок, возникающих на поверхности этих устройств.

Существование бактерий внутри изолированных биопленок обеспечивает им много преимуществ по сравнению с изолированными клетками. Для практической медицины особенно важно, что бактерии в биопленках имеют повышенную выживаемость в присутствии агрессивных веществ, факторов иммунной защиты и антибиотиков.  

В настоящее время идет интенсивное изучение причин такой удивительной устойчивости к антибиотикам у бактерий в биопленках. Установлено, что повышенная устойчивость обусловленна свойствами клеток составляющих биопленку, в основе лежит уменьшение их свободной поверхности за счет контактов друг с другом и формированием бактерий, получивших название «персистеры». Персистеры находятся в состоянии полной устойчивости практически ко всем препаратам.

Системы, регулирующие процессы межклеточного взаимодействия состоят из двух компонентов: сигнальной диффундирующей молекулы и транскрипционного активаторного белка. Образование биопленки связано с действием пили 4 типа.

 Бактерии в биопленке находятся в тесной клеточно-клеточной коммуникации. Колонии грамположительных и грамотрицательных бактерий биопленки, взаимодействуя с раздражителем, продуцируют сигнальные «сенсинговые» молекулы, которые регулируют деятельность колонии. Бактерии продуцируют химические субстанции, получившие название аутоиндукторы. С увеличением плотности колонии увеличивается и концентрация аутоиндукторов. Достигнув определенной концентрации, аутоиндукторы связываются с их рецепторами на поверхности мембран соседних бактерий (достижение кворума), активируют внутрибактериальные сигнальные пути, под действием которых меняется экспрессия определенных генов. В последнее время установлено, что более чем в 80% случаев инфекционные поражения организма проходят в форме биопленочной инфекции. Экспериментально показано, что начальные элементы биопленки могут сформироваться в течение двух часов инкубации, достигая максимальной интенсивности уже через 24 часа.

На данный момент с образованием биоленки связывают особенности течения инфекционного процесса при вентилятор-ассоциированных пневмониях, ангиогенном сепсисе, уроинфекциях, инфекционном эндокардите, муковисцидозе, хроническом бактериальном простатите, периодонтите, остром среднем отите. Среди возбудителей, образующих биопленки, наибольшее клиническое значениеимеют P.aeruginosa, S.aureus, K. pneumoniae, Coagulasae – negativestaphylococcus(CNS), Enterococcus spp., Candida spp.  

Тропность биопленок к инертным поверхностям приводит к колонизации венозных, уретральных и внутриполостных катетеров, эндотрахеальных трубок, протезов и различных имплантантов. Существует определённая взаимосвязь между микроорганизмом и его привержённостью к образованию биоплёнок на различных медицинских устройствах имплантированных в ходе операций и манипуляций пациентам.

По мнению А. Гинцбург (2006), очаги биопленок появляются при всех рецидивирующих инфекционно-воспалительных заболеваниях. Когда биопленки достигают определенного размера, от них начинают отрываться части, которые разносятся с кровотоком по организму. Происходит образование новых очагов биопленки, что можно рассматривать как аналог метастазирования злокачественных клеток.