Лекция. Экология микроорганизмов.
Экология микроорганизмов – это наука, которая занимается изучением взаимоотношений микроорганизмов между собой и с окружающей средой. Экология микроорганизмов исследует лишь отдельные части целостных экологических систем.
Основной единицей в экологии является экосистема. В нее входят как биотические, так и абиотические компоненты. Биотические компоненты составляют сообщество организмов, или биоценоз. Под абиотическими компонентами следует понимать физические и химические условия экосистемы, в которой живут организмы.
Можно исходить из того, что каждый вид (или популяция) выполняет определенную функцию, которая обусловлена его (ее) потребностями в пище, подвижностью, способом размножения, биохимическими возможностями, структурными особенностями и пределами толерантности (терпимости) к условиям среды.
В настоящее время эти взаимоотношения можно представить в виде следующих форм:
1. Сожительство создает благоприятные моменты для обоих партнеров (взаимовыгодный симбиоз-мутуализм).
2. Один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздействие другого (в этом случае говорят о паразитизме, об антагонизме).
3. Во многих случаях партнеры могут не оказывать друг на друга никакого влияния (нейтрализм).
4. Партнерство может быть выгодно одному из организмов без оказания вредного воздействия на другого ('комменсализм).
Микрофлора организма человека
Микрофлору человека составляет совокупность микробных биоценозов, встречающихся в организме здоровых людей и сформировавшихся в процессе эволюции. Данные биоценозы характеризуются относительным постоянством, однако, качественный и количественный состав микрофлоры организма человека меняется в течение жизни и зависит от пола, возраста, питания, климата и др. Кроме того, изменения микробных биоценозов могут быть обусловлены возникновением заболеваний, применением химиотерапевтических и иммунологических средств. Микроорганизмы заселены в кожные покровы и слизистые оболочки многих органов и полостей, сообщающихся с внешней средой. Кровь, лимфа, внутренние органы, головной и спинной мозг, спинномозговая жидкость стерильны. Микрофлору организма человека можно условно разделить на две группы: облигатную (или резидентную, аутохтонную) и факультативную (или транзиторную). К облигатной микрофлоре относятся микроорганизмы максимально приспособленные к существованию в организме человека и закономерно встречающиеся в его органах и полостях. Факультативная микрофлора является временной, необязательной и определяется микробной обсемененностью окружающей среды и состоянием резистентности организма человека. В состав резидентной и транзиторной микрофлоры входят сапрофитные и условно-патогенные микроорганизмы. В последнее время все большее значение в патологии человека приобретают внутрибольничные или госпитальные инфекции, возбудителями которых являются условно-патогенные микроорганизмы, относящиеся к резидентной микрофлоре человека. Их патогенность реализуется при ослаблении резистентности макроорганизма. Микрофлору отдельных биотопов тела человека различна и требует раздельного рассмотрения.
На наружных покровах тела — коже и слизистых оболочках, в сообщающихся с внешней средой полостях— ротовой и носовой и в желудочно-кишечном тракте имеется обильная и постоянная микрофлора, которая приспособилась к обитанию в них в процессе длительной эволюции. Внутренние органы человека, не сообщающиеся с внешней средой, например мозг, сердце, печень, селезёнка и др., обычно свободны от микроорганизмов. Микрофлора полости рта. Разнообразна и представлена бактериями, грибами, спирохетами, простейшими и вирусами. Значительную часть микробной флоры составляют строго анаэробные виды.
Микробная флора полости рта новорожденного представлена в основном молочнокислыми бактериями, негемолитическим стрептококком ц иепатогенным стафилококком. Ее довольно быстро сменяет микрофлора, характерная для полости рта взрослого человека.
Главными обитателями полости рта взрослого человека являются различные виды кокков: анаэробные стрептококки, тетракокки, маловирулентные пневмококки, сапрофитные нейссерии. Постоянно присутствуют мелкие грамотрицательные кокки, располагающиеся кучками,— вейлонеллы. Стафилококки встречаются у здоровых людей в 30% случаев. Грамположительные бактерии представлены молочнокислыми бациллами (лактобациллы), лептотрихиями и небольшим количеством дифтероидов; грамотрицательные — полиморфными анаэробами: бактероидами, веретенообразными палочками и гемофильными бактериями Афанасьева — Пфейффера. Анаэробные вибрионы и спириллы обнаруживаются у всех людей в небольшом количестве. Постоянными обитателя¬ми полости рта являются спирохеты: боррелии, трепонемы и лептоспиры. Почти всегда в полости рта присутствуют актиномицеты, в 40—60% случаев — дрожжеподобные грибы рода Candida. Обитателями полости рта могут быть также простейшие: мелкая десневая амеба и ротовые трихомонады. Микроорганизмам полости рта принадлежит большая роль в возникновении различных заболеваний: кариеса зубов, гнойных воспалений тканей челюсти — абсцессов, флегмон мягких тканей, периоститов, стоматитов.
При кариесе зубов существует определенная последовательность проникновения различных видов микроорганизмов в ткани кариозного зуба. В начале кариозного поражения зуба преобладают стрептококки, преимущественно пептострептококки, энтерококки, бактероиды, лактобациллы и актиномицеты. По мере развития процесса микробная флора зуба меняется. Помимо обычной нормальной флоры, появляются гнилостные сапрофиты кишечника: протей, клостридии, бациллы. В составе микрофлоры полости рта также наблюдаются изменения: нарастает количество строгих анаэробов, энтерококков, лактобацилл. При поражении пульпы в остром периоде главная роль принадлежит стрептококкам, затем присоединяются патогенные стафилококки. В хронических случаях их полностью сменяют вейлонеллы, фузиформные бактерии, лептотрихии, актиномицеты. Гнойные воспаления тканей челюсти чаще всего вызываются патогенными стафилококками. Особенно распространен стоматит — воспаление слизистой оболочки десен. Возникновение заболевания часто зависит от различных механических, термических и химических воз-действий на слизистую оболочку рта. Инфекция в этих случаях при-соединяется вторично. Специфические стоматиты могут быть вызваны коринебактериями дифтерии, микобактериями туберкулеза, возбудителям туляремии, бледной спирохетой, вирусом герпеса, кори и ящуpa. Грибковые стоматиты — кандидоз, или «молочница», вызываются дрожжеподобным грибом Candida и чаще всего являются последствиями неправильного использования антибиотиков.
Обилию и разнообразию микрофлоры полости рта способствуют постоянная оптимальная температура, влажность, реакция среды, близкая к нейтральной, и анатомические особенности: наличие межзубных промежутков, в которых задерживаются остатки пищи, служащие для микробов питательной средой.
Микрофлора желудочно-кишечного тракта. Микрофлора желудка обычно бедна из-за кислой среды желудочного сока, губительной для многих микроорганизмов. Здесь могут встречаться сардины, спороносные палочки, дрожжи. В тонком кишечнике количество микробов также невелико вследствие бактерицидных свойств его секрета. В толстом кишечнике обитает обильная микрофлора, представленная микробами кишечной группы, энтерококками и клостридиями. Здесь также обнаруживаются анаэробные неспорообразующие палочки, бактероиды, аэробные бациллы, спириллы, грибы и стафилококки, молочнокислые бактерии. Треть каловых масс, которые формируются в толстом кишечнике, составляют микробы. У новорожденного в первые часы жизни кишечный тракт не содержит микробов. Затем его заселяют микроорганизмы, поступающие с молоком матери. У здорового ребенка обнаруживаются преимущественно молочнокислые бактерии, которые после прекращения грудного вскармливания замещаются кишечной палочкой и энтерококками.
Микрофлора дыхательных путей. К постоянной микрофлоре носа относят стрептококков, диплококков, стафилококков, пневмококков и дифтероидов. В бронхи проникают лишь некоторые микробы, вдыхаемые с воздухом. Основная масса их задерживается в полости носа или выводится движениями ресничек мерцательного эпителия, выстилающего бронхи и носоглотку.
Микрофлора влагалища. До периода полового созревания у девочек преобладает кокковая флора, которая затем замещается молочнокислыми бактериями: палочками Додерлайна (влагалищная палочка). Обычно в результате жизнедеятельности этих бактерий содержимое влагалища имеет кислую реакцию среды, что препятствует развитию других микроорганизмов. Поэтому следует очень осторожно использовать антибиотики, сульфаниламидные препараты и антисептики, которые губительно действуют на молочнокислые бактерии.
Различают четыре степени чистоты влагалищного секрета:
I степень — обнаруживаются только палочки Додерлайна и небольшое количество клеток плоского эпителия;
II степень — помимо палочек Додерлайна и плоского эпителия, встречается небольшое количество кокков и других микробов;
III степень — значительное преобладание кокков, много лейкоцитов и мало палочек Додерлайна;
IV степень — палочка Додерлайна отсутствует, много кокков, разных палочек, лейкоцитов.
Установлена связь между степенью чистоты влагалищного секрета и различными заболеваниями половых путей у женщин. Микрофлора слизистых оболочек глаз. Очень скудна и представлена в основном белым стафилококком и палочкой ксерозы, напоминающей по морфологии дифтерийную палочку. Скудность микрофлоры слизистых оболочек обусловлена бактерицидным действием лизодима, который в значительном количестве содержится в слезах. В связи с этим заболевание глаз, вызванные бактериями, встречаются сравнительно редко.
Микрофлора кожи. У человека она достаточно постоянна. На поверхности кожи чаще всего обнаруживаются непатогенные стафилококки и стрептококки, дифтероиды, различные спорообразующие и неспорообразующие палочки, дрожжеподобные грибы. В глубоких слоях кожи находятся в основном непатогенные стафилококки. Патогенные микробы, попадающие на кожу, вскоре погибают вследствие антагонистического действия на них нормальной микрофлоры кожи и губительного влияния выделений разных желез. Состав микрофлоры кожи человека зависит от гигиенического ухода за ней. При загрязнении кожи и микротравмах могут возникать различные гнойничковые заболевания, вызываемые патогенными стафилококками и стрептококками.