Тема 10. Экология микроорганизмов. Микр0флора организма человека. Микробиологические основы химиотерапии инфекционных болезней. Перечень конкретных учебно-целевых вопросов

1. Микрофлора организма человека и методы ее изучения. Понятие о резидентной и транзиторной микрофлоре. Функции нормальной микрофлоры

2. Микрофлора кожи, полости рта, дыхательных путей, пищеварительной и урогенитальной систем.

3. Методы изучения качественного и количественного состава микрофлоры организма человека.

4. Дисбиоз. Дисбактериоз. Методы изучения, условия возникновения, клинические проявления, лабораторная диагнос­тика, практическая значимость исследования на дисбактериоз.

5. Препараты для восстановления нормальной микрофлоры организма человека (эубиотики). Понятие о пробиотиках.

6. Основные группы химиотерапевтических препаратов.

7. Понятие о микробном антагонизме. Антибиотики и их продуценты. Классификация и механизм действия антибиотиков.

8. Единицы антимикробной активности антибиотиков. Количес­твенные и качественные методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

9. Осложнения, возникающие при лечении антибиотиками. Механизмы лекарственной устойчивости бактерий и способы ее преодоления.

Информация к занятию

Микрофлора тела человека. На поверхности тела человека (коже и слизистых оболочках), а также в открытых системах (дыхательной, пищеварительной, мочеполовой) находится большое количество различных микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору. Заселение организма ребенка микроорганизмами внешней среды начинает происходить сразу же после рождения, приобретая в конечном итоге черты некоторой специфичности по качественному составу и количеству различных видов микроорганизмов в определенных биотопах организма.

Так, на поверхности кожи и слизистых оболочек человека находят кокки (стафилококки, микрококки, стрептококки), грибы (дрожжи, плесневые грибы), некоторые грамположительные и грамотрицательные палочки. Часть перечисленных микробов принадлежит к группе условно-патогенных микроорганизмов и при нарушениях функций иммунной системы способна вызвать различные заболевании, например, пиодермии.

Микрофлора полости рта многочисленна и богата по видовому составу. Это связано с благоприятными условиями для развития микроорганизмов (оптимальные температура, влажность, рН, обилие питательных веществ). В полости рта и зубном налете найдены различные стрептококки, грамположительные и грамотрицательные бактерии, непатогенные вибрионы, спириллы, спирохеты, актиномицеты, дрожжеподобные грибы, псевдодифтерийные палочки (дифтероиды), простейшие (Entamoeba buccalis) и т. д. В ткани миндалин обнаружены микоплазмы и аденовирусы. Микроорганизмы полости рта способны вызывать заболевания десен и зубов (кариес, стоматиты и т. д.).

Микрофлора слизистых оболочек глаза скудна (постоянные обитатели конъюнктивы сапрофитические стафилококки и Corynebacterium xerosis), поскольку слезная жидкость содержит лизоцим, губительно действующий на микроорганизмы.

На слизистых оболочках носа обитают стрептококки, стафилококки, дифтероиды. В верхних дыхательных путях обнаружено много микроорганизмов, попадающих туда при дыхании, в то время как бронхиолы и альвеолы практически лишены микроорганизмов.

В желудке содержание микроорганизмов минимально вследствие кислой реакции среды и высокой активности протеолитических ферментов. Снижение кислотности желудочного сока приводит к развитию в желудке обильной микрофлоры, в которой преобладают сарцины, дрожжи, некоторые спорообразующие - палочки. В тонком кишечнике более благоприятные условия для микроорганизмов в связи со щелочной реакции среды, однако качественный состав микрофлоры беден, а количество микроорганизмов невелико вследствие бактерицидности секрета тонкого кишечника. Наибольшее количество микробов различных видов (кишечная палочка, молочнокислые бактерии, анаэробы – бактериоиды, бифидобактерии и пр.) содержит толстый кишечник, в котором обнаружено до 260 видов микроорганизмов. Подавляющее большинство микрофлоры кишечника представлено анаэробами (бактероиды, бифидобактерии, клостридии - Cl. perfringens, Cl. sporogenes). Типичными постоянным обитателями толстого кишечника являются кишечная палочка, стафилококки, стрептококки (S. faecalis), бактерии рода Citrobacter, дрожжи, кишечные вирусы, простейшие (кишечная амеба) и другие микроорганизмы. На слизистой оболочке женских половых органов обитают молочнокислые бактерии (палочки Додерлейна), кокки, немногочисленные анаэробы, микоплазмы, часто встречаются грибы рода Candida.

Содержание микрофлоры кишечника в колониеобразующих единицах (КОЕ) у здорового человека представлено в таблице 4.

Таблица 6. Содержание микрофлоры кишечника здорового человека в норме

Наименование представителей	КОЕ/грамм фекалий
Бифидобактерии	108 - 1010
Лактобактерии	106 -109
Бактероиды	107 -109
Пептококки и пептострептококки	105 - 106
Эшерихии	106 -108
Стафилококки (гемолитические, плазмокоагулирующие)	103
Стафилококки (негемолитические, коагула­зоотрицательные)	104 -105
Стрептококки	105 - 107
Клостридии	103 - 105
Эубактерии	109 - 1010
Дрожжеподобные грибы	103
Условно-патогенные энтеробактерии, неферментирующие грамотрицательные палочки	103

Для изучения нормальной микрофлоры человеческого организма используют микроскопический и бактериологический методы.

У здорового человека микрофлора находится в состоянии динамического равновесия – эубиоза. Нарушения количественного и качественного состава нормальной микрофлоры с утратой ее функций под влиянием факторов внешней среды, стрессов, бесконтрольного применения антимикробных препаратов, лучевой и химиотерапии приводит к развитию дисбактериоза или дисбиоза. Для восстановления нормальной микрофлоры при дисбиозе назначаются эубиотики или пробиотики – препараты из живых бактерий, являющихся представителями нормальной микрофлоры (бифидобактерии, кишечная

Таблица 7. Монокомпонентные пробиотики для коррекции дисбиозов кишечника

Наименование препарата	Состав препарата	Дозы, курсы терапии
Бактобактерин	Биомасса живых лактобацилл	3-9 доз в сутки
Бифацид	Бифидобактерии вида адолесцентис	10-20 доз в сутки
Бифидум-бактерин сухой	Лиофильно высушенная взвесь живых бактерий штаммов 1,791 ЛВА-3 B.bifidum	По 5 доз 2-3 раза в день. Курс лечения 4 недели
Бифидин	Биомасса бифидобактерий вида адолесцентис	По 5 доз 2 раза в день, до 2 недель
Бифидум-бактерин форте	Бифидобактерии, иммобилизированные на углеродном сорбенте	С 3-х мес. до 1 года 2,5 дозы в сутки, 1-3 г. -5-15 доз в сутки, старше 3 лет 15-25 доз в сутки, 3-4 раза в день. Курс 2-4 нед.
Бифилиз	Лиофилизированные бифидумбактерии с лизоцимом	По 5 доз 3 раза в сутки, 7-10 дней
Бифина-10	Смесь мелких гранул, содержащих живые бифидобактерии	20 гранул 3 раза в день, до 1 месяца
Колибактерин	Высушенные живые клетки E.coli штамма М 17	По 3 дозы 2 раза в день, 2-3 недели
Лактобактерин сухой	Лиофилизированная микробная масса живых лактобактерий (Lactobacterium fermenti и Lactobacte­rium plantarum)	По 3 дозы (3 табл.) 3 раза в день за 40 мин. до еды. Минимальный курс 2-3 недели
Наринэ	Высушенная в вакууме культура живых молочно­кислых лактобактерий	1-3 флакона в день за 30 мин. до еды. Курс 1-1,5 мес.

Таблица 8. Поликомпонентные пробиотики для коррекции дисбиозов кишечника

Наименование препарата	Состав препарата	Дозы, курсы терапии
Аципол	Смесь ацидофильных лактобацилл и инактивированных кефирных грибков	По 5 доз 2-3 раза в день. Курс от 14 дней до 2 мес.
Ацилакт	Лиофилизированная микробная масса лактобацилл	По 3-5 доз 2 раза в день. Курс 3-4 недели
Бификол	Живые штаммы бифидобактерий и кишечной палочки	По 10 доз в сутки в 2 приема. Курс лечения 2-3 нед.
Бифилонг	Двухкомпонентный бифидосодержащий препарат	2-5 доз 2 раза в день
Бифиформ	Бифидобактерии и энтерококки	По 1 капсуле 2 раза в день. Курс 10 дней
Линекс	Лиофилизированная взвесь живых бифидо-, лактобацилл и энтерококков, устойчивых к антибиотикам и химиопрепаратам	По 1-2 капсулы 3 раза в день. Курс 10 дней

Таблица 9. Самоэлиминирующиеся пробиотики-антагонисты для коррекции дисбиозов кишечника

Наименование препарата	Состав препарата	Дозы, курсы терапии
Бактисубтил	Споры бактерий IP5832	По одной капсуле 3-6 раз в день, в тяжелых случаях – до 10 капсул
Споробактерин	Лиофилизированная живая культура сенной палочки	По 0,5-1,0 мл, 2 раза в день, 7-10 дней
Эубикор	инактивированная дрожжевая культура Saccharomyces cerevisiae	Для пакетиков 1,5 г: дети от 3 до 12 лет — 1-2 пак.. Для пакетиков 3,0 г: взрослые и дети старше 12 лет — по 1–2 пак.
Энтерол	Лиофилизированные Saccharomyces boulardii 250 мг	Внутрь. Детям с 1 года и до 3 лет — по 1 капс. 2 раза в сутки в течение 5 дней. Детям от 3 лет и взрослым — по 1 капс. или 1 порошку 1–2 раза в сутки в течение 7–10 дней.

Таблица 10. Пребиотики для коррекции дисбиозов кишечника

Наименование препарата	Состав препарата	Дозы, курсы терапии
Хилак форте	Беззародышевый водный субстрат продуктов обмена веществ Escherichia coli, Streptococcus faecalis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, натрий фосфорнокислый; калий фосфорнокислый; фосфорная кислота; лимонной кислоты моногидрат; калия сорбат; молочная кислота	Внутрь, до или во время еды, с небольшим количеством жидкости (исключая молоко), 3 раза в сутки. Взрослым по 40–60 капель на 1 прием, детям по 20–40 капель; детям грудного возраста по 15–30 капель. После улучшения состояния суточную дозу можно уменьшить в 2 раза.
Лактулоза	Лактулоза	Взрослым до 45–90 мл сиропа в 2–3 приема (до 90–190 мл/сут), детям старше 1 года 5–15 мл/сут, младше 1 года 5 мл/сут.

палочка, лактобактерии и т.д., табл.7, 8) и обладающих выраженными антагонистическими свойствами в отношении ряда патогенных кишечных бактерий, что позволяет применять их для лечения кишечных инфекций. Пребиотики (табл 10) - вещества стимулирующие рост и жизнедеятельность нормальной микрофлоры.

Действие биологических факторов на микроорганизмы.

Микроорганизмы, обитающие во внешней среде, в организме человека или животных могут сожительствовать между собой (симбиоз). Формами симбиоза являются мутуализм (взаимовыгодный симбиоз), метабиоз (один микроорганизм использует для своих целей продукты жизнедеятельности другого микроорганизма), комменсализм

(один микроорганизм извлекает для себя выгоду от другого, не причиняя ему вреда), сателлизм (усиление роста одного вида микроорганизма под влиянием другого).

Антагонистические взаимоотношения или антагоностический симбиоз выражается в виде неблагоприятных эффектов одних микроорганизмов на другие. Антагонизм проявляется в виде подавления роста бактерий (бактериостатические эффекты) или растворения, гибели бактерий (бактериолитические, бактерицидные эффекты), что может быть связано с прямым влиянием микробов друг на друга или неспецифическим действием антимикробных продуктов обмена бактерий (кислоты, щелочи, спирты, перекиси, сероводород, аммиак, антибиотики, бактериоцины и др.). Явление антагонизма широко применяется в практических целях для поиска и создания антибиотиков.

Понятие о химиотерапии. Химиотерапия – специфическое антимикробное и антипаразитарное лечение с помощью химических веществ. В группу антибактериальных химиотерапевтических средств входят сульфаниламиды, нитрофурановые препараты, оксихинолины, хинолоны, имидазолы, противотуберкулезные препараты. Созданы также противопаразитарные, противогрибковые и противовирусные (ацикловир, ремантадин, рибавирин и др.) химиотерапевтические препараты. Среди химиопрепаратов особое место занимают антибиотики.

Антибиотики действуют на микроорганизмы избирательно, тогда как антисептики и дезинфицирующие вещества являются цитоплазматическими ядами для всех живых клеток. Каждый антибиотик имеет свой спектр антимикробного действия – узкий или достаточно широкий, действуя как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии.

Антибиотики отличаются по механизмам действия (способны инактивировать ферменты, нарушать процессы обмена веществ, рост и размножение определенных видов микробов), источникам получения, химической структуре.

В зависимости от источника получения различают 5 групп антибиотиков, полученных из:

1. грибов (пенициллины, цефалоспорины);

2. актиномицетов (стрептомицин, эритромицин, левомицетин, нистатин и др.);

3. бактерий (полимиксины);

4. тканей животного происхождения (эктерицид);

5. растений (фитонциды, в чистом виде не выделены, т.к. являются нестойкими соединениями).

В зависимости от химической структуры выделяют 8 групп антибиотиков:

1. β –лактамы (пенициллины, цефалоспорины и др.);

2. макролиды (эритромицин, олеандомицин и др.);

3. аминогликозиды (стрептомицин, канамицин, гентамицин, амикацин и др.);

4. тетрациклины (окситетрациклин, метациклин и др.);

5. полипептиды (полимиксины и др.);

6. полиены (нистатин, амфотерицин В и др.);

7. анзамицины (рифампицин и др.);

8. дополнительный класс (левомицетин, линкомицин и др.).

В настоящее время получены синтетические антибиотики (например, левомицетин), а путем частичного изменения химической структуры природного антибиотика - более эффективные полусинтетические антибиотики (например, пенициллины, устойчивые к кислой среде желудка и к действию пенициллиназы, содержащейся у пенициллиноустойчивых штаммов бактерий).

Антибиотики широко применяются для эффективного лечения многих инфекционных заболеваний. Однако в некоторых случаях антибиотикотерапия может приводить к развитию ряда тяжелых осложнений.

В частности, применение больших доз некоторых антибиотиков способно оказать токсическое действие на организм больного (например, стрептомицин может поражать орган слуха и вестибулярный аппарат, тетрациклины — печень, левомицетин — кроветворные органы). Нередко на фоне антибиотикотерапии возникают различные аллергические осложнения (наиболее часто в виде аллергических сыпей, дерматитов, и т.д.), изменения в нормальной микрофлоре различных биотопов, в результате чего развиваются вторичные инфекции, вызванные антибиотикорезистентными штаммами условнопатогенных микробов аутомикрофлоры (кишечная палочка, стафилококк, кандида и др.). Нарушение состава нормальной микрофлоры вплоть до полного исчезновения некоторых ее представителей, обладающих витаминобразующей способностью, приводит к гипо- и авитаминозам.

При действии на микробы недостаточных доз антибиотика микробы могут приобретать к нему или нескольким препаратам (множественная лекарствен­ная устойчивость) выраженную устойчивость. Лекарственноустойчивые формы микроорганизмов встречаются часто, в связи с чем выбор антибиотика для лечения инфекции должен быть сделан после выделения ее возбудителя и определения антибиотикорезистентности.

Активность большинства антибиотиков определяется микробиологическими методами с использованием тест-культур микроорганизмов. Биологическая активность антибиотиков выражается в единицах действия (ЕД); за 1 ЕД принимают минимальное количество препарата, задерживающее рост стандартного штамма микроорганизма в соответствующих условиях.

Для определения чувствительности микроба к антибиотикам разработан ряд методов, среди которых наиболее простым, быстрым и доступным для микробиологических лабораторий является метод бумажных дисков.

Исследуемую культуру засевают на чашку Петри со специальными плотными питательными средами (среды АГВ, Хинтона-Мюллера), на поверхность которого помещают бумажные диски с различными антибиотиками, диффундирующими из диска в агар. В зависимости от степени чувствитель­ности микроба к антибиотику вокруг диска образуется различная по величине зона задержки роста (рис. 29, см. приложение).

Более точным является метод серийных разведений. Навеску антибиотика разводят до содержания 1 мкг в 1 мл - основной раствор, из которого готовят ряд двойных разведений антибиотика в бульоне, после чего в пробирки вносят исследуемую культуры. Учет результатов производят через 18—24 ч пребывания пробирок в термостате по отсутствию роста.

Для количественного определения чувствительности бактерий к ан­тимикробным препаратам разработан также Е-тест (рис. 309, см. приложение).

Тест является вариантом диффузионного метода, позволяющим оп­ределять МПК антибиотика. Для этого вместо индикаторных дисков с антиобиотиками используют особые полимерные полоски, содержащие иммобилизован­ные антимикробные препараты в виде непрерыв­ного градиента концентраций от 0,016 до 256 мкг/мл. На другой стороне полоски Е-теста нанесена шкала значений МПК. При помещении по­лоски на поверхность агара регулируемый процесс диффузии обеспечивает создание в питательной среде вокруг полоски стабильного градиента концентрации препарата, соответствую­щего шкале. После инкубации посева вокруг полоски образу­ется зона задержки роста, имеющая форму эллипса. Значение МПК соответствует месту пересечения эллипсовидной зоны с полоской Е-теста.