Микробиота человека. 
Санитарно-показательные микроорганизмы

Макроорганизмы, как и все в природе, являются местом обитания многих микроорганизмов. Нормальная микробиота человека, в среднем составляющая порядка 2 кг (10¹⁴ особей), состоит из представителей более 1000 видов микробов. Эти микроорганизмы составляют своеобразный консорциум, находящийся в равновесии и в норме не приносящий людям вреда, а, напртив, являющийся необходимой составляющей жизнедеятельности. Многие представители микробиоты постоянно находятся на поверхности тела и слизистых оболочках и отсутствует (в норме) во внутренних органах, например в легких. Интересно, что плод во время беременности стерилен, но в процессе рождения контаминируется и к трехмесячному возрасту приобретает микробиоту взрослого человека.

На поверхности кожи находится порядка 10³—10⁴ КОЕ/см², многие расположены поверхностно, часть находится в волосяных фолликулах (которые служат резервуаром для поверхностной микробиоты, например после мытья рук). Основным непатогенным контаминантом кожи человека является Staphylococcus epidetmidis, в значительно меньших количествах там встречаются Staphylococcus aureus.

Внутренняя среда глазного яблока стерильна, гак как лизоцим, присутствующий в слезах, обладает бактерицидным действием. В конъюнктиве глаза могут в небольших количествах присутствовать непатогенные сарцины, стафилококки и др. Нос колонизирован различными видами стрептококков и стафилококков, наиболее часто встречающимся является.

S. aureus. Во рту обитает почти 400 видов микроорганизмов, почти половин}' бактерий составляют зеленящие стрептококки, встречаются грибы, вирусы, простейшие. Streptococcus mutans присутствует в зубном налете кариозных зубов (до 10¹⁰ КОЕ/г).

В носоглотке обитают стрептококки, стафилококки и некоторые другие микроорганизмы. Альвеолы легких и бронхи микроорганизмов в норме не содержат. Крайне мало микроорганизмов в пищеводе, а вот желудок населен (в небольшом количестве — порядка 10³) лактобациллами, стрептококками, дрожжами, отдельными кокками. В желудке неблагоприятные условия для микробов: желудочный сок имеет низкое значение pH, в нем присутствует соляная кислота — все это приводит к гибели патогенных микроорганизмов при их попадании туда.

В тонкой кишке уже содержится порядка 10⁴—10⁷ клеток микроорганизмов в 1 мм содержимого, это бифидобактерии, лактобактерии, клостридии, эубактерии, энтерококки и др. В толстой кишке содержание бактерий достигает 10¹⁰—10¹² KOE/r (фекалий), причем большинство микроорганизмов здесь анаэробные, достаточно разнообразные про составу: бифидобактерии, лактобактерии, клостридии, эубактерии, энтерококки, бактероиды, кишечные палочки, в том числе энтеробактер, клебсиеллы, протей, археи и др. Каловые массы на 20% состоят из бактерий, причем более 90% составляют анаэробы, наиболее значимым из которых является Bacteroides fragilis (патогенный микроорганизм, возбудитель перитонита).

Все это множество микроорганизмов представляет собой достаточно надежное «войско», задачей которого является защита своего дома (макроорганизма) от внешних врагов, которыми и являются патогенные микроорганизмы. Роль эпифитной (от греч. epi — на + phiton — лист, растение) родной микробиоты несоизмеримо высока в поддержании жизнедеятельности макроорганизма, однако если микроорганизмы покидают места своего обычного обитания, они могут стать причиной заболеваний, особенно у людей с ослабленной иммунной системой и, естественно, у других макроорганизмов. Многие внутренние органы (такие как желчный пузырь, почки, мочеточник, мочевой пузырь) в норме микроорганизмов не содержат.

Роль микроорганизмов в поддержании нормальной жизнедеятельности макроорганизмов многократно доказана, и в настоящее время усилия медиков направлены на поддержание микробиоты человека в нормальном состоянии. Использование пробиотиков направлено на ликвидацию нарушений количественного и качественного состава микроорганизмов, вызванное применением антибиотиков, нарушением деятельности желудочно-кишечного тракта и др.

При разном отношении врачей к самому понятию дисбактериоза положительное влияние пробиотиков на организм человека трудно переоценить: предотвращение развития патогенных микроорганизмов, восстановление кишечной микробиоты после различных видов лечения, улучшение пищеварения; уменьшение аллергических реакций и др. Важно, что пробиотики не вызывают побочных эффектов. Пробиотики относят к иммунобиологическим препаратам (колибактерин, бифидумбактерин, бификол, лактобактерин и др.)" которые содержат живые непатогенные бактерии, являющиеся представителями нормальной микробиоты человека. Одна доза обычно содержит от 10⁶ до 10⁸ КОЕ, назначают их длительными курсами (от одного месяца до полугола по два-три раза в день). Кисломолочные продукты являются источником природных пробиотиков, почему и являются крайне полезными почти для всех групп населения.

Сапитарпо-показательные микроорганизмы — это микроорганизмы, постоянно находящиеся в естественных полостях человека (и животных) и не обитающие в окружающей среде. Их присутствие на или в объектах (в том числе и потребительских товарах) свидетельствует о загрязнении выделениями человека (и (или) животных). Обнаружение санитарно-показательных микроорганизмов свидетельствует о вероятности присутствия патогенных микроорганизмов.

В санитарной микробиологии используются различные методы оценки санитарного благополучия объектов внешней среды. Источником возбудителей болезней являются люди и теплокровные животные, которые выделяют патогенные микроорганизмы в окружающую среду, в основном фекальным и воздушно-капельным путем. Непосредственное обнаружение патогенных микроорганизмов достаточно затруднительно. Существует более простой, непрямой способ, основанный на взаимосвязи присутствия патогенных и санитарно-показательных микроорганизмов. Дело в том, что чем обильнее загрязнены объекты внешней среды выделениями макроорганизмов, тем вероятнее зараженность этих объектов патогенными микроорганизмами.

В кишечнике обитают различные виды микроорганизмов, для которых это естественная среда обитания. В толстом отделе кишечника в больших количествах находятся кишечные палочки, энтерококки, клостридии, обнаружение которых служит показателем их загрязнения кишечными выделениями. Эти микроорганизмы могут длительное время сохраняться в окружающей среде в жизнеспособном состоянии. Поскольку вместе с санитарно-показательными в окружающую среду будут выделяться и патогенные, то обнаружение санитарно-показательных микроорганизмов, специфических для данного выделения, косвенно указывает на возможное присутствие соответствующих патогенных микробов.

Таким образом, обнаружение в исследуемом материале (в или на товаре) представителей микробиоты кишечника указывает на фекальное загрязнение и возможность присутствия возбудителей различных кишечных инфекций. Эти выделяемые микроорганизмами микробы являются показателями санитарного неблагополучия и потенциальной эпидемиологической опасности, поэтому их и называют санитарно-показательными.

В качестве санитарно-показательных микроорганизмов могут использоваться такие, которые:

• • постоянно обитают в естественных полостях человека и животных, содержатся в выделениях и таким образом попадают в окружающую среду в больших количествах;
• • сохраняют жизнеспособность в окружающей среде, но активно там не размножаются;
• • более устойчивы к воздействию внешних факторов, чем патогенные микроорганизмы, и выживают дольше, чем патогенные, но при этом не изменяют в окружающей среде свои биологические свойства;
• • легко выделяются из внешней среды, являются типичными и легко дифференцируемыми.

К показателям фекального загрязнения относят БГКП, энтерококки, клостридии и бактерии рода Proteus. Наиболее важными показателями фекального загрязнения традиционно считаются БГКП. К ним относят бактерии семейства Enterbacteriaceae родов Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella и др., выделяемые в окружающую среду только человеком и теплокровными животными.

Особо выделяют колиформные бактерии — это лактозоположительные палочковидные бактерии, к которым относят фекальные кишечные палочки (ФКП), являющиеся показателями свежего фекального загрязнения. Самые распространенные — бактерии рода Escherichia. Это бактерии, типичные для кишечной микробиоты человека и теплокровных животных. Бактерии родов Citrobacter и Enterobacter — микроорганизмы, встречающиеся и в кишечнике теплокровных, и в почве, и на растениях.

В зависимости от целей исследования индикаторным микроорганизмом в одних исследованиях может приниматься только типичная фекальная кишечная палочка — Escherichia coli, в других — все представители этой группы (БГКП). Экспериментальные исследования и наблюдения в естественных условиях показывают, что под влиянием некоторых условий внешней среды Escherichia coli способна значительно изменять биологические и ферментативные свойства и приобретать признаки цитробактера и энтеробактера. Поэтому при санитарных исследованиях чаще учитывают все бактерии группы кишечных палочек.

При необходимости можно не только установить присутствие кишечных палочек, но и учесть их количество. Для этого определяют титр кишечных палочек (коли-титр) и индекс (коли-индекс):

• • коли-титр — наименьшее количество (объем, масса) материала, в котором присутствует хотя бы одна кишечная палочка;
• • коли-индекс — количество кишечных палочек в единице объема (массы) исследуемого материала.

Могут быть определены эти значения и для других микроорганизмов. Индексом считается количество конкретных санитарно-показательных бактерий в 1 л воды, титр — количество воды, в котором обнаруживаются данные микроорганизмы.

Санитарно-показательное значение имеет и общая контаминация (обсемененность) — ОМЧ или КМАФАнМ. ОМЧ — это общее микробное число, которое в целом отражает общее содержание микроорганизмов на исследуемом объекте. КМАФАнМ — это количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов. Чем больше это количество, тем опаснее объект употребления для человека. Существуют нормы общей контаминации и присутствия кишечных палочек в питьевой воде, продовольственных и непродовольственных товарах.

БГКП. Кишечные палочки — постоянные обитатели толстого кишечника человека, типичные представители нормальной микробиоты, играющие положительную роль в макроорганизме: они синтезируют необходимые витамины групп В, К и колхицины — вещества, антибиотические по отношению к некоторым патогенам.

Но при ослаблении защитных функций организма даже свои Е. coli способны приобретать патогенные свойства, проникать из кишечника в другие органы и вызывать воспалительные процессы (перитонит, цистит и др.). Об энтеротоксигенных формах кишечных палочек, вызывающих у людей острые кишечные заболевания (гастроэнтериты, энтероколиты) и пищевые токсикоинфекции, было сказано в соответствующих разделах. Источником контаминации пищевых продуктов кишечными палочками продуктов являются больные люди или теплокровные животные и бактерионосители. Кишечные палочки могут быть занесены на товары грязными руками: после туалета, после работы с сырыми продуктами.

Стрептококки. Стрептококки — это факультативные анаэробные бактерии, кокки размером 0,6—1,0 мкм, соединенные в цепочки; неподвижные, бескаисульные, неспорообразующие, температура развития — 10—45°С при оптимальном значении 37 °C.

Патогенные формы образуют капсулу, на обычных средах почти нс растут, но хорошо растут на кровяном агаре. Хорошо переносят низкие температуры, устойчивы к высыханию, сохраняют жизнеспособность в течение нескольких месяцев на предметах и в пыли, выдерживают нагревание до 60 °C в течение 30 мин. Капсула является фактором патогенности, она защищает клетки стрептококков от узнавания иммунокомпетентными клетками организма.

Род стрептококков включает около 50 видов, из них 30 условно-патогенных и патогенных. Стрептококки встречаются в почве, воде, на растениях; входят в состав нормальной микробиоты кишечника человека и теплокровных животных. Анаэробные стрептококки обнаруживаются у здоровых людей в составе микрофлоры дыхательных путей, рта, носоглотки, кишечника и др.

Источниками инфекции (ангина, скарлатина, пневмония) служат больные и бациллоносители. Заболевание могут вызвать собственные стрептококки. Стрептококки вызывают различные воспалительные процессы, пневмонии, гнойные осложнения, ангины, кариес зубов, рожистое воспаление, ревматизм, менингит, скарлатину, сепсисы и другие заболевания.

Стрептококки образуют экзотоксины и эндотоксины. Среди экзотоксинов выделяют гемолизин, вызывающий гемолиз эритроцитов, лейкоцидин, разрушающий лейкоциты, некротоксин, вызывающий некроз тканей, и др. Токсины стрептококков угнетают фагоцитоз, разрушают тромбоциты и эритроциты, вызывают нарушение деятельности кровеносной, иммунной, лимфатической, сердечно-сосудистой систем и вызывают аллергию.

Основной способ заражения — воздушно-капельный, возможен и воздушно-пылевой, а также через пищевые продукты (молоко и др.).

Постинфекционный иммунитет — прочный и длительный, но только против отдельных видов (например, после скарлатины).

К стрептококкам относятся менингококки (рис. 7.3), вызывающие менингит (воспаление мозговых оболочек спинного и головного мозга), и пневмококки (рис. 7.4), вызывающие пневмонию (воспаление легких). Пневмококки имеют своеобразную форму, напоминающую пламя свечи, а менингококки выглядят часто в виде кофейных зерен, расположенных парами или тетрадами.

Рис. 73. Менингококки (электронная микрофотография).

Рис. 7.4. Пневмококки (электронная микрофотография).

Источником инфекции является только человек. Эти микроорганизмы обладают некротическим и летальным действием, но крайне чувствительны к действию факторов внешней среды.

Энтерококки (Enterococcus) — бактерии семейства Enterococcaceae — типичные обитатели кишечника человека, долгое время носившие название фекальных стрептококков (ранее их относили к роду Streptococcus семейства Streptococcaceae). Это бактерии, не образующие спор и капсул, от шарообразной до овальной формы, достаточно мелкие — 0,6×2,5 мкм. Растут в большом температурном интервале (10—45°С), с оптимум роста 37 °C. Это факультативные анаэробы, достаточно устойчивые к воздействию факторов внешней среды, в том числе действию дезинфектантов, и могут длительно выживать на различных объектах, выдерживают пастеризацию.

Энтерококки входят в состав нормальной микробиоты желудочнокишечного тракта многих макроорганизмов, они колонизируют преимущественно тонкую кишку, но их много и в толстой кишке, в половых органах. До 90% выделенных у человека энтерококков составляют Enterococcus faecalis, значительно меньше Enterococcus faecium (5—10%), остальные энтерококки относятся к Enterococcus gilvus и Enterococcus pallens.

Энтерококки являются возбудителями инфекций мочевыводящих путей, органов малого таза, раневых инфекций, эндокардита, различных внутрибольничных инфекций. Наиболее патогенны Enterococcus faecalis (рис. 7.5), Enterococcus faecium и Enterococcus durans. Наиболее чувствительны к действию этих микроорганизмов пожилые люди, перенесшие лечение антибиотиками, и тяжелобольные. В последние годы получили распространение штаммы, резистентные ко многим антибиотикам. Попадание большого количества этих микроорганизмов в макроорганизм может привести к возникновению токсикоинфекции. Энтерококки считаются показателем свежего фекального загрязнения.

Рис. 75. Enterococcus faecalis (электронная микрофотография) Отсутствие основных санитарно-показательных микроорганизмов, но наличие определенного количества клостридий перфрингенс на или в объекте может свидетельствовать о давнем фекальном загрязнении.

Контрольные вопросы и задания

• 1. В силу каких причин микроорганизмы имеют распространение практически во всей окружающей среде?
• 2. Как меняется содержание микроорганизмов в воздухе в зависимости от удаления от земной поверхности, населенных пунктов, времени года и других факторов?
• 3. Объясните, почему воздух не является благоприятной средой для микроорганизмов.
• 4. Какие существуют способы обеззараживания воздуха?
• 5. Проанализируйте, как различается контаминация природных вод в зависимости от расположения источников на земной поверхности.
• 6. Какие микробиологические показатели существуют для питьевой воды? Объясните, почему.
• 7. Какую обработку проходят сточные воды для предотвращения загрязнения окружающей среды микроорганизмами?
• 8. Как меняется содержание микроорганизмов в почве в зависимости от ее природных особенностей?
• 9. Какие микроорганизмы могут попасть на или в потребительские товары от макроорганизмов?
• 10. Какие микроорганизмы и почему называют санитарно-показательными?