Экология микроорганизмов План Микрофлора воздуха

Экология микроорганизмов

План • • Микрофлора воздуха Микрофлора водоемов Микрофлора почвы Микрофлора организма человека, ее роль в физиологических процессах Стерильные и нестерильные локусы Микрофлора нестерильных локусов Определение понятия дисбиоз (дисбактериоз), факторы, влияющие на его формирование

Микрофлора воздуха Обнаружено до 100 различных видов сапрофитных микроорганизмов: • споры гнилостных бактерий; • споры плесневых грибов, дрожжей, актиномицет; • пигментные и беспигментные кокки и др. Наиболее часто в воздухе встречаются следующие виды: • Вас. subtilis, • Вас. mesentericus, • Вас. mycoides, • P. glaucum, • Mucor mucedo, • Act. griseus, • Micr. roseus, • Micr. candicans, • Staph. citreus, • Staph. albus и др.

Микрофлора атмосферного воздуха Количественный и качественный состав зависит от: • характера почвенного и водного покрова, • общесанитарного состояния местности, • сезонных, климатических и метеорологических факторов (интенсивность солнечной радиации, температура, атмосферные осадки и пр. ). Количественный и качественный состав микрофлоры атмосферного воздуха может существенно изменяться в зависимости от климатических условий, времени года и других факторов. • • • Наиболее чистый воздух в районе полюса, над лесными массивами, морями, горами. Воздух над тайгой, морем содержит лишь единицы микробных клеток в 1 м 3. Особенно загрязнен воздух в городах в период интенсивного уличного движения: содержание микроорганизмов достигает 4000 -9800 особей в 1 м 3; в парке, расположенном в окрестностях города, всего 175 -345 особей в 1 м 3. Например, над Москвой на высоте 500 м содержится до 2700 клеток микроорганизмов в 1 м 3 воздуха, 1000 м - 500 -700 клеток. При удалении от города на 5 -7 км на тех же высотах содержание бактерий уменьшается в 3 -4 раза

Микрофлора атмосферного воздуха • Жизнеспособные микроорганизмы обнаружены даже в стратосфере, хотя их там очень мало. • Зимой в воздухе микробов значительно меньше, чем летом. • Ветры способствуют обогащению воздуха микробами, а выпадающие осадки значительно очищают от них воздух. • Атмосферные осадки прохождении через воздушную среду растворяют и осаждают находящиеся в ней взвешенные частицы. Поэтому после дождя или снегопада атмосфера в значительной степени очищается от бактерий. • Зимой благодаря наличию снежного покрова воздух содержит меньше микроорганизмов, чем летом. • Человек в среднем за сутки вдыхает 12000 л воздуха. • При этом в дыхательных путях задерживаются 99, 8% микроорганизмов, содержащихся в воздухе

Микрофлора воздуха В закрытых помещениях накапливается микрофлора, выделяемая человеком и животными: • стрептококки, • пневмококки, • дифтероиды, • стафилококки, т. е. обитатели ВДП. • Кроме представителей носоглоточной микрофлоры в воздухе помещений иногда можно обнаружить микобактерии туберкулеза, вирусы. • При разговоре начальная скорость распространения капель бактериального аэрозоля равна 16 м/с, при чихании-46, при кашле-100 м/с. • Капли больших размеров крупноядерной фазы аэрозоля могут рассеиваться на расстояние до 10 -11 м, капли мелкоядерной фазы - на 130 м

• Вода - естественная среда обитания многих видов микроорганизмов, составляющих постоянную водную микрофлору, способную жить и размножаться в воде, участвовать в превращении азотистых веществ, серы, железа, самоочищении водоемов. • Непостоянная или случайная микрофлора попадает в водоемы из почвы во время дождей, из воздуха с оседающей пылью, а также с отбросами промышленных предприятий и сточными водами. • Сточные воды - основной источник загрязнения открытых водоемов органическими веществами и микроорганизмами, среди которых могут быть и патогенные. Микрофлора водоемов

Количественный и качественный состав микроорганизмов природных вод Зависит: • от содержания в воде органических веществ, • заселенности прибрежных районов, • времени года, • метеорологических и прочих условий. В морях, реках, озерах и других водоемах содержатся различные микроорганизмы. Постоянно в воде встречаются Ps. fluorescens, Bact. aquatilis communis, Micr. candicans, Micr. roseus, Sarcina lutea, Torula rosea; peже - спорообразующие бактерии Вас. cereus, Вас. mycoides и др. В чистой воде до 80% всех аэробных сапрофитных микробов приходится на кокковые формы, 20% - на палочковидные.

Микрофлора морской воды Представлена: • микроорганизмами почвы, смываемыми с берегов, приносимыми реками; • собственно морскими видами, обнаруживаемыми в открытом море. Это споровые и бесспоровые палочки, кокки, актиномицеты, дрожжеподобные грибы, люминесцентные бактерии. Больше половины морских бактерий хромогенны, т. е. способны продуцировать тот или иной пигмент. Встречаются галофильные микроорганизмы, которые хорошо переносят довольно высокие концентрации соли (до 20%). Многие морские микроорганизмы психрофильны, они могут размножаться и проявлять ферментативную активность при температуре, близкой к 0°С. Количество микроорганизмов в 1 мл воды Восточно-Сибирского и Чукотского морей на разных глубинах составляет от нескольких десятков до сотен тысяч. В 1 мл вод антарктического происхождения (от Антарктики до 50° ю. ш. ) микробов не обнаружено.

Микрофлора речной воды Состав: • гнилостные, • нитрифицирующие, • азотфиксирующие, • серо- и железобактерии, • микроорганизмы, окисляющие нефть и разлагающие жиры. Наиболее интенсивно микробиологические процессы протекают в донных отложениях (донный ил). В прибрежной зоне вода и донный ил содержат большое количество микроорганизмов (от 100 млн. до 3 млрд. микробов в 1 г ила пресных водоемов)

• В открытых водоемах количество бактерий резко возрастает во время весеннего половодья или обильных дождей. • Зимой наибольшее количество микробов содержится в водоемах, загрязненных хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами. • Зимой резко замедляются процессы самоочищения воды и увеличивается продолжительность выживания бактерий, приостанавливается развитие зоопланктона - пожирателя бактерий. • Благодаря ледяному и снежному покровам, а также слабой инсоляции микробы не подвергаются действию ультрафиолетовых лучей.

От больных людей и животных, а также бактерионосителей в воду могут попадать патогенные микробы: • возбудители кишечных инфекций (холерный вибрион, дизентерийная палочка, возбудители брюшного тифа и сальмонеллезов, патогенные эшерихии); • возбудители зооантропонозных заболеваний (бацилла сибирской язвы, бактерии туберкулеза, бруцеллеза, туляремии, сапа, листерии, лептоспиры, патогенные анаэробы, вирусы полиомиелита, гепатита и др. Во многих странах и по настоящее время наблюдаются водные эпидемии холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, колиэнтеритов.

Вода не является благоприятной средой для размножения болезнетворных микробов, но тем не менее они сохраняются и выживают в ней определенное время. На продолжительность выживания патогенных микроорганизмов в воде влияют: • биологические свойства возбудителей инфекционных болезней, • доза обсеменения, • степень загрязненности воды, • наличие бактериофагов, • химический состав и ее р. Н, • солнечная радиация, • температура.

Продолжительность выживания санитарно-показательных и патогенных микробов в воде

Сохранение патогенных микроорганизмов в водоемах • Роль играют холоднокровные животные: рыбы, лягушки, раки, устрицы. Возбудители туляремии, рожи свиней, листерии в течение нескольких дней выживают в организме водяных крыс, лягушек, моллюсков. Вибрионы холерные и парагемолитические (возбудители гастроэнтеритов) способны длительное время выживать в организме креветок, крабов, омаров.

Микрофлора почвы • Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве обусловлен содержанием в ней органических веществ, влаги, р. Н, температурой, климатическими условиями, способом обработки и т. д. • С увеличением количества органических веществ в почве, как правило, возрастает и количество микроорганизмов. • Главная составная часть органических веществ почвы - остатки животных и растительных тканей. • Живая масса микроорганизмов в 1 га почвы (удобренной) превышает 5 -6 т.

Микрофлора почвы • Наиболее богаты микроорганизмами черноземные, каштановые почвы, сероземы и специально обработанные почвы. • Количество бактерий в 1 г таких почв иногда достигает нескольких десятков миллиардов. • Бедны микрофлорой песчаные, горные и лишенные растительности почвы. • В песках пустыни количество бактерий 10 -100 тыс. в 1 г. • Максимальное количество микробов в почве содержится на глубине 10 -20 см. • Начиная с глубины в 1 -2 м количество их резко сокращается (по мере углубления в почву уменьшается содержание органических веществ, кислорода, необходимых для жизнедеятельности бактерий). • Численность микроорганизмов в почве увеличивается по направлению с севера на юг, причем весной количество их значительно возрастает, достигая максимума к началу лета, осени; зимой - резко уменьшается.

Микрофлора почвы В почве постоянно обнаруживают: • гнилостные спорообразующие аэробы: Вас. mycoides, Вас. subtilis, Вас. теsentericus, Вас. megatherium; Микробы, выделяющие • гнилостные неспорообразующие аэробы и метан факультативные анаэробы: Ps. fluorescens, Pr. vulgaris, Bact. aquatilis, Bact. flavum; • гнилостные анаэробы: Cl. sporogenes, Cl. putrificum, Cl. perfringens; • азотфиксирующие, нитрифицирующие, серо- и железобактерии; • из сапрофитных кокков: Micr. albus, Micr. candicans, Micr. cereus flavus, Sarcina ureae, • актиномицеты, плесневые грибы, дрожжи, микроскопические водоросли, простейшие.

Санитарная микробиология Для оценки санитарно-гигиенического состояния различных объектов окружающей среды, воды, пищевых продуктов и напитков проводятся санитарно-бактериологические исследования, целевое назначение которых состоит в определении эпидемической безопасности указанных объектов. Выявление в них патогенных микроорганизмов служит показателем эпидемической опасности. О микробной обсемененности судят по: • микробному числу - общему количеству микроорганизмов, содержащихся в единице объёма или массы исследуемого объекта ( 1 см 3 воды, 1 г. почвы, 1 м 3 воздуха). • содержанию санитарно-показательных бактерий (титр и индекс). Титром называется тот минимальный объём или масса, в которой обнаруживаются данные бактерии; Индексом - количество санитарно-показательных бактерий, содержащихся в 1 л жидкости, 1 г. плотных веществ, 1 м 3 воздуха.

К санитарно-показательным бактериям относятся: • бактерии группы кишечной палочки - БГКП (в эту группу, кроме кишечной палочки, входят сходные по свойствам бактерии рода Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella ), • энтерококки, • клостридии перфрингенс; • гемолитические стрептококки; • золотистые стафилококки и др.

МИКРОФЛОРА ТЕЛА ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА • Организм человека в норме содержит сотни видов микроорганизмов. Среди них доминируют бактерии, вирусы и простейшие представлены значительно меньшим числом видов. Термин «нормальная микрофлора» объединяет микроорганизмы, более или менее часто выделяемые из организма здорового человека. Провести четкую границу между сапрофитами и патогенными микробами, входящими в состав нормальной микрофлоры, часто невозможно

Стерильные и нестерильные локусы Стерильны: • кровь, • ликвор, • мочевой пузырь, • матка, • мозг, • глазное яблоко, • внутреннее ухо, • трахея, бронхи, легкие, • печень, • почки, • селезенка, • желчный пузырь, • железы, • лимфатические узлы и др. Всегда содержат микроорганизмы (имеется постоянная нормальная микрофлора): • кожа, • ротовая полость, • полость носа, • желудок, • кишечник, • наружное ухо, • конъюнктива, • наружные половые органы, • влагалище

• В течение внутриутробного периода организм развивается в стерильных условиях полости матки, и его первичное обсеменение происходит при прохождении через родовые пути и в первые сутки при контакте с окружающей средой. • Среди нормальной микрофлоры выделяют резидентную (постоянную) облигатную микрофлору и транзиторную (непостоянную) микрофлору, не способную к длительному существованию в организме.

Значение микрофлоры тела для человека • Барьер. Пристеночная микрофлора кишечника колонизирует слизистую оболочку в виде микроколоний, образуя своеобразную биологическую пленку. При этом бактерии препятствуют проникновению внутрь организма и вредных микробов, и продуктов их жизнедеятельности. • Защита. Нормальная микрофлора является одним из важнейших факторов естественной резистентности (устойчивости) организма, так как проявляет высоко антагонистическое действие по отношению к другим, в том числе патогенным бактериям, препятствуя их размножению в организме. • Стимуляция иммунной системы. Микрофлора своими антигенными факторами стимулирует развитие лимфоидной ткани организма, образование антител и таким образом способствует поддержанию гомеостаза слизистых оболочек.

Значение микрофлоры тела для человека • Метаболизм. Микрофлора, особенно толстого кишечника, участвует в процессах пищеварения, в том числе в обмене холестерина и желчных кислот. Важная роль микрофлоры заключается также в том, что она обеспечивает организм человека различными витаминами, которые синтезируются ее представителями (витамин В 1, В 2, В 6, В 12, К, никотиновая, пантотеновая, фолиевая кислоты и др. , эти витамины обеспечивают большую часть потребностей в них организма). Микрофлора регулирует водно-солевой обмен и газовый состав кишечника. • Детоксикация. Микроорганизмы ингибируют выделение токсина некоторыми микроорганизмами, принимают участие в детоксикации попадающих из внешней среды в организм ксенобиотиков (чужеродные вещества) и образующихся токсичных продуктов метаболизма путем их преобразования в нетоксичные продукты, разрушают концерогенные вещества.

Кожа • • • На кожных покровах микроорганизмы подвержены действию бактерицидных факторов сального секрета, повышающих кислотность. В подобных условиях живут преимущественно Staphylococcus epidermidis, микрококки, сарцины, аэробные и анаэробные дифтероиды, Propionobacterium acnes, др. Соблюдение элементарных правил гигиены может уменьшить число бактерий на 90%.

Дыхательная система • В верхние дыхательные пути попадают пылевые частицы, нагруженные микроорганизмами, большая часть которых задерживается в носо- и ротоглотке. • Обитают: бактероиды, коринеформные бактерии, гемофильные палочки, пептококки, лактобактерии, стафилококки, стрептококки, непатогенные нейссерии и др. • Трахеи и бронхи обычно стерильны.

Полость рта • • Влажность, обилие питательных веществ, оптимальная температура, слабо щелочная реакция среды являются благоприятными факторами для развития микроорганизмов. Микрофлора полости рта чрезвычайно обильна и разнообразна. Среди бактерий доминируют стрептококки, составляющие 3060% всей микрофлоры ротоглотки. В полости рта также обитают спирохеты, микоплазмы, грибы рода Candida и разнообразные простейшие. Менее аэрируемые участки колонизируют анаэробы - актиномицеты, бактероиды, фузобактерии и вейлонеллы. Нормальная микрофлора ротовой полости может быть причиной воспалительных процессов и кариеса зубов, однако, при огромном количестве микробов в полости рта воспалительные процессы возникают сравнительно редко. Трехдневный зубной налет Защитное значение имеют барьерная функция слизистой оболочки и эмали зубов, фагоцитоз. • Состав кариесогенной и резидентной микробной флоры зубной бляшки Veillonella parvula Actinomyces spp. Peptostreptococcus anaerobius Enterococcus spp. S. salivarius Streptococcus sanguis Streptococcus mutans • Состав вирулентной микробной флоры зубной бляшки Candida albicans Klebsiella pneumoniae Staphylococcus aureus Fusobacterium nucleatum. Prevotella melaninogenica Porphyromonas gingivalis

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) • Наиболее активно бактерии заселяют ЖКТ, при этом колонизация осуществляется «по этажам» . • В желудке здорового человека микробов практически нет, что вызвано действием желудочного сока. • Отдельные виды (например, Helicobacter pylori) адаптировались к обитанию на слизистой оболочке желудка. Хеликобактер

Верхние отделы тонкой кишки • также относительно свободны от бактерий, что связано с неблагоприятным действием щелочного р. Н и пищеварительных ферментов. Тем не менее в этих отделах можно обнаружить кандиды, стрептококки и лактобациллы.

Нижние отделы тонкой кишки, толстая кишка Нижние отделы тонкой и, особенно, толстая кишка - огромный резервуар бактерий; их содержание может достигать 1012 в 1 г фекалий (30% сухой массы кала). Микрофлора кишечника представлена тремя основными группами. К 1 -й группе относятся грамположительные бесспоровые анаэробы - бифидобактерии и грамотрицательные бактероиды, составляющие 95% микробиоценоза. 2 -я группа (сопутствующая микрофлора) представлена в основном аэробами (лактобактерии, кокковая флора, Еscherichia coli) удельный вес ее невелик и не превышает 5%. Лактобактерии и нормальная E. coli являются синергистами бифидобактерий. В 3 -ю группу включают редко встречающуюся микрофлору условнопатогенную или факультативную). Ее удельный вес не превышает 0, 01 -0, 001% от общего количества микробов. Представителями факультативной микрофлоры являются протей, синегнойная палочка, стафилококк, кандида, серрации, цитро-, энтеробактеры и др.

Половая система • В наружных отделах - Mycobacterium smegmatis, Staphylococcus epidermidis, негемолитические стрептококки, дифтероиды; грибы рода Candida. • В микробиоценоз влагалища включены молочнокислые бактерии, энтерококки, стрептококки, стафилококки, коринебактерии и др. Нормофлора влагалища

Конъюнктива Нормальная микрофлора слизистой оболочки глаза: • дифтероиды (коринеформные бактерии), • нейссерии и грамотрицательные бактерии, преимущественно рода Moraxella. • стафилококки и стрептококки, На количество и состав конъюнктивальной микрофлоры значительное влияние оказывает слезная жидкость, в которой содержится лизоцим, обладающий антибактериальной активностью.

Инфекция При воздействии факторов, снижающих естественную резистентность, практически все представители нормальной микрофлоры, за исключением бифидобактерий, могут стать виновниками различных эндогенных инфекций, чаще всего гнойно-воспалительных заболеваний с различной локализацией: ангины, менингиты, циститы, отиты, нефриты, аппендициты, абсцессы, флегмоны и т. п.

Определение понятия дисбиоз (дисбактериоз), факторы, влияющие на его формирование Эубиоз - динамическое равновесие микрофлоры и организма человека. Факторы окружающей среды, влияющие на эубиоз: • состав и качество пищи; • курение и употребление алкоголя; • нормальная перистальтика и своевременное опорожнение кишечника и мочевого пузыря; • качество пережевывания пищи; • характер трудовой деятельности (сидячий или иной), • стрессовые воздействия; • широкое и бесконтрольное применение антимикробных препаратов, • лучевая и химиотерапия, др.

Дисбиоз Состояние, развивающееся в результате утраты нормальных функций микрофлоры, называется дисбактериозом или дисбиозом (дисбиоценоз). При дисбактериозе происходят изменения количественного соотношения и состава нормальной микрофлоры организма, происходит уменьшение количества или исчезновение обычно составляющих ее микроорганизмов и появление в большом количестве редко встречающихся или несвойственных ей микробов, а также изменение сферы их обитания.

Лечение дисбиоза Препараты, содержащие представителей нормальной микрофлоры: • бифидобактерии (бифидумбактерин), • лактобактерии (лактобактерин), • бифидобактерии и кишечную палочку (бификол) и др. Необходимо соблюдать диету с преобладанием в рационе молочно-растительной пищи