Форма симбиоза кишечной палочки и человека
Оглавление темы “Экология микроорганизмов. Взаимоотношения бактерий. Миклофлора почвы, воды, воздуха. Роль микроорганизмов в круговороте веществ.”: Взаимоотношения бактерий. Типы взаимоотношений микробов в биоценозах. Симбиоз. Мутуализм. Комменсализм.Микроорганизмы жёстко конкурируют между собой. Это связано с тем, что обитающие в конкретном биоценозе микробы обладают принципиально сходными потребностями в источниках энергии и питания. Каждый микроорганизм приспосабливается не только к неживым субстратам, но и к другим окружающим его организмам. Подобная адаптация иногда приводит к приобретению особых метаболических свойств, наделяющих обладателя способностью занимать специфические ниши. Например, нитрифицирующие бактерии могут расти без органических источников энергии, окисляя аммиак или нитриты в качестве источника энергии в отсутствие света; другие организмы в подобных условиях не развиваются. Поэтому нитрифицирующие бактерии не испытывают биологической конкуренции. Значительная часть бактерий участвует в конкурентной борьбе, адаптируясь к сосуществованию с другими формами жизни либо вступая с ними в противодействие.
СимбиозСимбиоз [от греч. symbiosis, совместное проживание] — совместное длительное существование микроорганизмов в долгоживущих сообществах. Взаимоотношения, при которых микроорганизм располагается вне клеток хозяина (более крупного организма), известны как эктосимбиоз; при локализации внутри клеток — как эндосимбиоз. Типичные эктосимбиотические микробы — Escherichia coli, бактерии родов Bacteroides и Bifidobacterium, Proteus vulgaris, a также другие представители кишечной микрофлоры. Как пример эндосимбиоза можно рассматривать плазмиды, обеспечивающие, например, резистентность бактерий к ЛС. Симбиотические отношения также разделяют по выгоде, получаемой каждым из партнёров. Мутуализм [от лат. mutuus, взаимный] — взаимовыгодные симбиотические отношения. Так, микроорганизмы вырабатывают БАБ, необходимые организму хозяина (например, витамины группы В). При этом обитающие в макроорганизмах эндо- и эктосимбионты защищены от неблагоприятных условий среды (высыхания и экстремальных температур) и имеют постоянный доступ к питательным веществам. Из всех видов мутуализма наиболее удивительно культивирование некоторых грибов насекомыми (жуками и термитами). С одной стороны, это способствует более широкому распространению грибов, с другой — обеспечивает постоянный источник питательных веществ для личинок. Это напоминает выращивание человеком полезных растений и микроорганизмов. Комменсализм — разновидность симбиоза, при которой выгоду извлекает только один партнёр (не принося видимого вреда другому); микроорганизмы, участвующие в таких взаимоотношениях. — комменсалы [от лат. сот-, с, + mensa, стол; буквально — сотрапезники]. Микроорганизмы-комменсалы колонизируют кожные покровы и полости организма человека (например, ЖКТ), не причиняя «видимого» вреда; их совокупность — нормальная микробная флора (естественная микрофлора). Типичные эктосимбиотические организмы-комменсалы — кишечная палочка, бифидобактерии, стафилококки, лактобациллы. Многие бактерии-комменсалы принадлежат к условно-патогенной микрофлоре и способны при определённых обстоятельствах вызывать заболевания макроорганизма (например, при внесении их в кровоток во время медицинских манипуляций). – Также рекомендуем “Паразитизм. Антагонистический симбиоз. Факультативные паразиты. Облигатные паразиты. Метабиоз. Сателлизм. Антагонизм.” |
Источник
Микрофлора организма человека. Дисбактериоз.
ФОРМЫ СИМБИОЗА В отличии от свободноживущих микробов, микробы- симбионты в процессе эволюции приспособились к условиям существования с организмом хозяина. Различают следующие формы симбиоза: Мутуализм (лат. mutuus взаимный) Комменсализм (фр. commensal- сотрапезник) Паразитизм (гр. parasitos -нахлебник) Мутуализм и комменсализм характерны для нормальной микрофлоры организма здорового человека.
КЛАССИФИКАЦИЯ Все многообразие микробов, встречающихся в организме человека, можно разделить на две группы. Резидентная микрофлора Транзиторная микрофлора
ОСНОВНЫЕ ОТДЕЛЫ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА, ЗАСЕЛЁННЫЕ БАКТЕРИЯМИ, ВКЛЮЧАЮТ: • кожные покровы; • воздухоносные пути; • желудочно-кишечный тракт; • мочеполовую систему.
СВОБОДНЫ ОТ МИКРООРГАНИЗМОВ: • • • КРОВЬ; ЛИМФА; СИНОВИАЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ; СПИНОМОЗГОВАЯ ЖИДКОСТЬ; ВНУТРЕННИЕ ОРГАНЫ; ПЛЕВРАЛЬНАЯ ПОЛОСТЬ. Выделение бактерий из обычно стерильных компартментов, а также глубоких тканей имеет диагностическое значение.
КОЖНЫЕ ПОКРОВЫ На кожных покровах на микроорганизмы воздействуют бактерицидные факторы сального секрета и пота, закисляющие р. Н. В подобных условиях обитают преимущественно: • Staphylococcus epidermidis; • пропионибактерии; • бактероиды; • микрококки; • пептострептококки; • дрожжеподобные грибы; • сарцины; • коринеформные микроорганизмы; • Staphylococcus saprophyticus.
ЗОНЫ КОЛОНИЗАЦИИ КОЖНЫХ ПОКРОВОВ Основными зонами колонизации кожных покровов являются: Ø Ø эпидермис, роговой слой кожи, кожные железы, верхние отделы волосяных фолликулов. Обычно на 1 см 2 выявляют до 80000 микроорганизмов, а на участках с повышенной влажностью их число может достигать миллиона; соблюдение элементарных правил гигиены может снижать число бактерий на 90%.
МИКРОФЛОРА РОТОВОЙ ПОЛОСТИ В ротовой полости на бактерии действует слюна, смывающая их и содержащая большой набор антимикробных веществ. Среди бактерий доминируют -гемолитические стрептококки, составляющие до 60% всей микрофлоры ротоглотки. Встречаются также: q бактероиды, фузобактерии, вейлонеллы, актиномицеты и др. ; q нейссерии, непатогенные коринебактерии, молочнокислые бактерии, стафилококки, спирохеты; q простейшие (Entamoeba buccalis, Entamoeba dentalis, Trichomonas buccalis). Fusobacterium nucleatum, окр. по Граму Постоянные обитатели способны к адгезии поверхности зубов и слизистой оболочки. Состав микрофлоры зависит от состояния организма, состава пищи, гигиены полости рта.
МИКРОФЛОРА ПИЩЕВОДА И ЖЕЛУДКА Микробиоценоз пищевода непостоянен, зависит от характера пищи. Бактерии пищевода соответствуют микрофлоре ротовой полости. Микробиоценоз желудка беден, что обусловлено действием желудочного сока. Число выделяемых организмов не превышает 103/мл. Встречаются: üлактобациллы; Helicobacter pylori, окр. по üстрептококки; Романовскому-Гимза üхеликобактеры; üдрожжеподобные грибы.
МИКРОФЛОРА ТОНКОГО КИШЕЧНИКА Микрофлора здоровых детей и взрослых немногочисленна. В двенадцатиперстной кишке и в тонкой кишке преобладают бифидобактерии, клостридии, энтерококки, эубактерии, порфиромонады, лактобактерии, вейлонеллы; тогда как в подвздошной – кишечная палочка и анаэробные бактерии. E. coli, рост колоний на агаре Мас. Conkey
МИКРОФЛОРА ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА В толстом кишечнике отмечается максимальная концентрация бактерий – 109 -1012/г содержимого. Анаэробы составляют до 97 % всех микроорганизмов. Здесь обитают преимущественно: Факультативные аэробы (3 -5 %) Анаэробы (95 -97 %) Энтеробактерии Энтерококки Стафилококки Бактероиды Бифидобактерии Грибы рода Candida Лактобациллы Грамположительные кокки Клостридии Эубактерии Bacteroides fragilis, окр. по Граму
МИКРОФЛОРА ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ Микроорганизмы, содержащиеся во вдыхаемом воздухе, большей частью задерживаются в полости носа. Постоянными обитателями являются: непатогенные нейссерии; стафилококки; коринеформные бактерии; микрококки; лактобактерии; бактероиды; пептококки, пептострептококки; стрептококки. Стафилококки и дифтероиды со слизистой носовой полости, рост на кровяном агаре. Трахея, бронхи и альвеолы обычно свободны от микробов.
МИКРОФЛОРА КОНЪЮКТИВЫ ГЛАЗА Микрофлора конъюктивы глаза бедна. Лизоцим слёзной жидкости обладает бактерицидным свойством и уничтожает большинство микроорганизмов слизистой оболочки глаза. Обитателями этого биотопа являются: v коринебактерии; v стафилококки. Количество их не бывает большим, но при снижении естественной защиты могут возникать воспалительные процессы и эндогенные инфекции. Corynebacterium xerosis, мазок с конъюктивы глаза окр. синькой Лёффлера
МИКРОФЛОРА МОЧЕПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ Микробиоценоз органов мочеполовой системы скуден. Почки, мочеточники, моча в мочевом пузыре стерильны, тогда как в нижней части уретры встречаются: v пептококки, пептострептококки; v бактероиды, дифтероиды; v микобактерии; v стрептококки, стафилококки, фузобактерии. На наружных мужских половых органах часто обнаруживают: v стрептококки; v стафилококки; v микобактерии смегмы, морфологически сходные с микобактериями туберкулеза; v непатогенные трепонемы, которые следует отличать от возбудителя сифилиса.
МИКРОФЛОРА ПОЛОВОГО ТРАКТА Микрофлора влагалища формируется у девочек спустя 12 -24 ч после рождения и состоит из молочнокислых бактерий, полученных от матери при родах. Затем в микробиоценоз влагалища включаются: 1. бифидобактерии; 2. бактероиды; 3. энтерококки; 4. стрептококки; 5. стафилококки; 6. коринебактерии и др. С наступлением половой Lactobacillus acidophilus, мазок со зрелости в составе микрофлоры слизистой влагалища, окр. по превалируют палочки Додер. Граму. ляйна (Lactobacillus acidophilus).
МИКРОФЛОРА ПОЛОВОГО ТРАКТА Различают несколько категорий чистоты влагалища здоровых женщин: 1 -я категория 1. Реакция среды кислая. 2. Много п. Додерляйна. 3. Случайные микроорганизмы. 3 -я категория 1. Реакция среды слабокислая, слабощелочная. 2. Мало п. Додерляйна. 3. Стрептококки, стафилококки, лейкоциты 2 -я категория 1. Реакция среды кислая. 2. Много п. Додерляйна. 3. Присутствуют другие микроорганизмы. 4 -я -категория 1. Реакция среды щелочная. 2. Единичные п. Додерляйна. 3. Стрептококки, стафилококки, энтеробактерии, бактероиды, много лейкоцитов.
ФУНКЦИИ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ Полезные функции микрофлоры в организме человека неоценимы. К ним относятся: v ферментопродуцирующая; v синтетическая; v защитная; v иммунногенная.
ФЕРМЕНТОПРОДУЦИРУЮЩАЯ ФУНКЦИЯ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ 1. Лактобактерии нейтрализуют действие фенольных ферментов, поддерживающих разрастание раковых клеток в кишечнике, препятствуют развитию рака молочной железы. 2. Бактериальные протеазы гидролизуют белки и пептиды, последние расщепляются бактероидами до аминокислот и пептидных остатков. 3. Микрофлора участвует в метаболизме азот- и углеродсодержащих соединений, липидов. Метаболизм мочевины в кишечнике происходит за счёт микробных уреаз. 4. Микрофлора участвует в рециркуляции желчных кислот, влияет на холестериновый и билирубиновый метаболизм. 5. Микроорганизмы усиливают перистальтику кишечника.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ 1. Бифидобактерии синтезируют витамины группы В: никотиновую, фолиевую кислоты, тиамин, биотин, цианкобаламин, а также аминокислоты и белки, обеспечивающие их всасывание. 2. Лактобактерии образуют молочную кислоту, продуцируют лизоцим, леколин, низин, ацидофилин и др. 3. Кишечная палочка способствует синтезу иммуноглобулинов. 4. Микроорганизмы предотвращают канцерогенез. 5. Микрофлора кишечника поддерживает водный, электролитный и кислотно-щелочной балансы в организ-ме.
ЗАЩИТНАЯ ФУНКЦИЯ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ 1. Нормальная микрофлора участвует в защите от колонизации кожных покровов и слизистых человека патогенными бактериями. Представители нормофлоры продуцируют бактериоцины, лизоцим, обуславливающие антагонистическую активность этих бактерий. 2. Представители нормофлоры в кишечнике конкурируют с патогенной флорой за аргинин, треонин, аспарагиновую кислоту, серин, за область обитания.
ИММУНОГЕННАЯ ФУНКЦИЯ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ 1. Нормальная микрофлора способствует пролиферации плазматических клеток. 2. Бифидобактерии стимулируют синтез антител к овальбумину. 3. Лактобактерии повышают активность фагоцитов и лимфоцитов. 4. Повышение численности бифидо- и лактобактерий при их недостатке приводит к уменьшению воспалительных процессов слизистой кишечника, увеличению числа В-лимфоцитов в периферической крови. 5. Усиление фагоцитарной активности макрофагов, моноцитов, синтеза цитокинов и иммуноглобулинов, стимуляция клеточных иммунных механизмов защиты.
ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ МИКРОФЛОРЫ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА v Способна вызывать развитие инфекционных заболеваний (формирование абсцессов при проникновении микроорганизмов через стенку кишечника после травм или хирургического вмешательства. ) v Продуцируют вредные для организма продукты гниения. v Являются источником эндогенной инфекции. v Способны отщеплять патогенные варианты.
ДИСБАКТЕРИОЗ Состав микробиоценоза организма зависит от состава и качества пищи, курения, употребления алкоголя, нормальной перистальтики и своевременного опорожнения кишечника и мочевого пузыря, качества пережёвывания пищи и даже характера трудовой деятельности. Наибольшее воздействие оказывают заболевания, сопровождающиеся изменением физико-химических свойств эпителиальных поверхностей, а также приём антибиотиков. Нарушение нормального качественного и количественного состава микрофлоры, возникающее под влиянием различных причин, называется ДИСБАКТЕРИОЗОМ (ДИСБИОЗОМ).
ПРИЧИНЫ ДИСБАКТЕРИОЗА Хронические заболевания. Длительное применение антибиотиков и гормональных препаратов.
КОРРЕКЦИЯ ДИСБАКТЕРИОЗА Сформировавшиеся дисбактериозы трудно поддаются коррекции и требуют длительного времени. Наиболее важные условия для восстановления нарушенного микробиоценоза заключаются в следующем: 1. нейтрализация и выведение токсинов и условно-патогенных микроорганизмов, что достигается путём назначения сорбентов; 2. подавление развития патогенной и восстановление баланса собственной микрофлоры с использованием различных видов бактериальной терапии; 3. усиление желчеобразовательной, желчевыделительной и детоксицирующей функции печени; 4. улучшение метаболических процессов в клетках и тканях человека.
ЛЕЧЕНИЕ ДИСБАКТЕРИОЗА В лечении дисбактериоза применяется следующие подходы: • отмена антибактериальных препаратов (по возможности); • десенсибилизирующая терапия; • витаминная терапия; • при необходимости – антибактериальные препараты и бактериофаги направленного действия (селективная деконтаминация); • иммунокоррекция; • пробиотики (дифференцированное применение), пребиотики и синбиотики.
ВИДЫ МИКРОБНЫХ БИОПРЕПАРАТОВ • • Пробиотики Пребиотики Синбиотики Функциональное питание (ранее – эубиотики)
Пробиотики – живые микроорганизмы и вещества микробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения позитивные эффекты на физиологические, биохимические и иммунные реакции организма хозяина через стабилизацию и оптимизацию функции его нормальной микрофлоры.
Пребиотики – препараты немикробного происхождения, способные оказывать позитивный эффект на организм хозяина путём селективной стимуляции роста или усиления метаболической активности нормальной микрофлоры кишечника.
Синбиотики – препараты, полученные в результате рациональной комбинации пробиотиков и пребиотиков.
Функциональное питание – систематическое использование продуктов естественного происхождения (пищевые волокна, эйкозапентаноиковая кислота, бифидобактерии, олигосахариды), которые оказывают регулирующее влияние на функции определённых органов, систем или организма в целом.
ПРОБИОТИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ДИСБАКТЕРИОЗА • Бифидосодержащие (монокомпонентные – бифидумбактерин, поликомпонентные – бифифор, линекс, бификол, комбинированные – бифилиз, бифидумбактерин форте, пробифор). • Лактосодержащие (монокомпонентные – лактобактерин, биобактон, гастрофарм, поликомпонентные – ацилакт, комбинированные – кипацид, аципол). • Колисодержашие (монокомпонентные – колибактерин, поликомпонентные – бификол, комбинированные – биофлор). • Из других видов бактерий (монокомпонентные – споробактерин, бактисубтил, поликомпонентные – биоспорин, комбинированные – хилак форте).
ПРЕБИОТИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ДИСБАКТЕРИОЗА • • Лактулоза (дюфалак, лактусан) ПАМБА (парааминометилбензойная кислота) Лизоцим Пантотенат кальция
СИНБИОТИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ДИСБАКТЕРИОЗА • • • Биовестин-лакто Мальтодофилюс Бифидобак Бифидумбактерин мульти-1, 2, 3 Ламинолакт
Источник
Введение. Взаимодействие кишечной микрофлоры, иммунной системы хозяина и патогенных микроорганизмов позволяет рассматривать кишечник человека как сложную экосистему, где все компоненты играют определённую роль в модуляции друг друга и в поддержании гомеостаза, что имеет решающее значение для поддержания здоровья организма хозяина. Кишечные паразиты, как простейшие, так и гельминты, взаимодействуют с микрофлорой, изменяя баланс в сторону условно-патогенных микроорганизмов. Условно-патогенная микрофлора участвует в необходимых для выживания многих паразитарных инфекций процессах, например, в производстве питательных макромолекул. С этой позиции, пробиотики могут играть важную роль в снижении патогенности многих паразитов.
Всё это сыграло на возрастании интереса к изучению взаимодействия микрофлоры кишечника, кишечных паразитов, иммунного ответа и воспалительных процессов человеческого организма.
Кишечная микрофлора человека.
Кишечник человека представляет собой сложную экосистему находящегося во взаимосвязи с человеческим организмом большого микробного сообщества. У каждого человека уникальная, меняющаяся на протяжении жизни, видовая коллекция бактерий, обуславливающая вариабельность индивидуального видового состава. В развитии микрофлоры кишечника важную роль играют факторы окружающей среды и генетические особенности. Кишечная микрофлора человека способствует регуляции усвоения жира, стимулирует обновление кишечного эпителия и влияет на созревание иммунной системы. Кроме того, условно-патогенная микрофлора способствует «барьерному эффекту» кишечного эпителия, играющего первостепенную роль в защите организма хозяина от инвазии патогенных микроорганизмов.
В рамках этого сложного сценария кишечные паразиты взаимодействуют с микрофлорой кишечника, нарушая сбалансированную жизнедеятельность организма и кишечной микрофлоры. Продукты кишечных бактерий могут влиять на физиологические процессы и выживаемость многих паразитов и, следовательно, на исход паразитарных инфекций. С другой стороны, кишечные паразиты, как простейшие, так и гельминты, постоянно секретируют молекулы, которые приводят к изменению среды, соответственно, состава кишечной микрофлоры. Часть энергии, которая извлекается бактериям из питательных веществ, используется не только хозяином, но и паразитическими организмами.
Простейшие
В желудочно-кишечном тракте встречается довольно широкий спектр простейших. Это, отнюдь, не однородная группа, и их физиология и биохимия в значительной степени ориентирована на паразитизм. Эти микроорганизмы демонстрируют различные механизмы инвазии, некоторые из них внутриклеточные (Cryptosporidium SPP.), некоторые строго специализированы к одному хозяину (Entamoeba histolytica), а многие адаптированы к нескольким хозяевам (Giardia duodenalis). Какие-то виды способны нанести серьёзный ущерб организму, но большинство приводит к не очень специфической симптоматике, обычно, диарее за счёт повреждения стенки кишки.
Для исследования механизмов взаимодействия с кишечной микрофлорой моделью среди простейших стал один из наиболее распространенных патогенных желудочно-кишечных жгутиковых паразитов человека и многих животных – G. Duodenalis. Спектр клинических проявлений варьирует от лёгких саморазрешающихся форм заболевания, до острого или хронического поноса с потерей веса, а синдром мальабсорбции может длиться несколько месяцев. Кроме того, у инфицированных людей могут вообще отсутствовать какие-либо клинические проявления. Причины, определяющие изменчивость клинической картины, всё ещё плохо изучены.
Многочисленные исследования показали, что патогенность простейшего определяется веществами, выделяемыми паразитом, такими как нарушающие эпителиальный барьер протеиназы, а также воспалительными и иммунологическими реакциями организма хозяина. Распознавание простейшего, паразитирующего на поверхности слизистых оболочек, скорее всего, связано с врожденным иммунитетом, например, с Толл-подобными рецепторами (TLR). Кроме того, Т-клетки, в частности CD8+, макрофаги, нейтрофилы и антитела IgM, IgG, IgA, осуществляют приобретённый иммунный ответ, необходимый для разрешения многих протозойных инфекций, например, лямблиоза.
Протозойная инфекция и кишечная микрофлора
На основе мышиной модели было показано, что нормальная кишечная флора уменьшает восприимчивость к инфицированию Cryptosporidium parvum. Также было выявлено, что нормальная кишечная микрофлора улучшает распознавание и элиминацию кишечных простейших, таких как E. histolytica, Blastocystis hominis и различных видов Eimeria.
Были выдвинуты различные гипотезы для объяснения механизмов, реализующих взаимодействие простейших с бактериями.
Некоторые учёные связывают это с изменениями, наблюдаемыми у культивированных в стерильной среде простейших. При добавлении в среду внутриклеточных бактериальных симбионтов на мембране простейшего происходит изменение поверхностных гликопротеидных лигандов, что, вероятно, снижает их адгезивные и инвазивные способности.
Кроме того, при исследовании в мышиной модели лямблий, выявили эндосимбиотических микробов, которые могут влиять на патогенность трофозоита, его обменные процессы, площадь инфицирования, характеристику поверхностных антигенов и видоспецифичность. Совсем недавно было продемонстрировано, что наличие бактериальных эндосимбионтов в трофозоитах лямблий влияет на их восприимчивость к иммунной реакции. В эксперименте было обнаружено, что в непосредственной близости от активированных клеток Панета трофозоиты с эндосимбионтами лизировались. Это подтверждает защитную роль бактериальных эндосимбионтов хозяина и поддерживает идею, что микрофлора кишечника может прямо или косвенно вмешиваться в патогенез лямблиоза.
Не менее интересным фактом стало то, что некоторые представители кишечной микрофлоры могут повышать вирулентность простейших паразитов. Проведенные с E. histolytica эксперименты свидетельствуют, что взаимодействие низкой патогенности амёб с различными грамотрицательными бактериями, в основном энтеропатогенными штаммами кишечной палочки, увеличивает вирулентность амёб. In vitro цитопатический эффект энтамёбы увеличивает фагоцитоз E.coli или Shigella dysenteriae.
(Продолжение следует)
Federica Berrilli,David Di Cave, Serena Cavallero and Stefano D’Amelio. Interactions between parasites and microbial communities in the human gut. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2012 November 16
Материал подготовил Ильич Антон Владимирович
Источник