Раскройте взаимосвязь между формированием L форм бактерий и развитием хронических и рецидивирующих инфекций

Опишите и охарактеризуйте состав нормальной микрофлоры тела человека

Аутофлора играет важную роль в нормальном функционировании организма человека. Нормальная микрофлора - это открытая экологическая система, которая начинает формироваться с момента рождения ребенка.

Организм и среда представляют единую экологическую систему, в которой важная физиологическая роль принадлежит микробам-симбионтам человека. Симбиотические взаимоотношения между микроорганизмом и аутофлорой сложились в процессе длительного эволюционного развития Поэтому для нормальной микрофлоры каждой области тела характерно относительное постоянство. Симбиоз - экологическая основа дня формирования нормальной микрофлоры. Многие виды микробов не приживаются в организме надолго, не находя нужных для них условий питания, или встречаясь с защитными системами макроорганизма и антагонистическим действием микробов других видов. При наличии динамического равновесия в экологической системе "макроорганизм - микроорганизмы" формируется аутофлора.

Нормальная микрофлора - это совокупность микроорганизмов населяющих различные участки тела здорового человека.

Виды нормальной микрофлоры:

1) резидентная – постоянная, характерна для данного вида.

2) транзиторная – временно попавшая, не характерная для данного биотопа; она активно не размножается, поэтому, хотя видовой состав транзиторных микроорганизмов и разнообразен, но они не являются многочисленными. Характерной особенностью этого вида микрофлоры является то, что, как правило, попадая на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывает заболеваний и не обитает постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена сапрофитными условно-патогенными микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение нескольких часов, дней или недель. Присутствие транзиторной микрофлоры определяется не только поступлением микроорганизмов из окружающей среды, но и состоянием иммунной системы организма хозяина, составом постоянной нормальной микрофлоры. Состав транзиторной микрофлоры не является постоянным и зависит от возраста, внешней среды, условий труда, рациона питания, перенесенных заболеваний, травм и стрессовых ситуаций.

В норме многие ткани и органы здорового человека свободны от микроорганизмов, т. е. стерильны.

К ним относятся: внутренние органы;головной и спинной мозг;альвеолы легких; внутреннее и среднее ухо; кровь, лимфа, спинномозговая жидкость;матка, почки, мочеточники и моча в мочевом пузыре.

На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется достаточно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа или его участка.

Наиболее богаты микроорганизмами: ротовая полость;толстый кишечник; верхние отделы дыхательной системы;наружные отделы мочеполовой системы;кожа, особенно ее волосистая часть.

В составе резидентной микрофлоры кожи и слизистых оболочек

присутствуют:Staphylococcus epidermidis;Staphylococcus aureus; коринеформные бактерии.

В составе транзиторной: Streptococcus spp.; Bacillus subtilis;Escherichia coli; и многие другие.

Представителей нормальной микрофлоры полости рта может разделить на 3 категории:

количество бактерий, измеряемое в 10⁵—10⁸ КОЕ/мл — стрептококки, нейссерии, вейлонеллы;

10³—10⁴ КОЕ/мл — стафилококки, лактобактерии, нитевидны бактерии;

10—10² КОЕ/мл — дрожжеподобные грибы. Постоянство качественного состава микрофлоры поддержива­ется физиологическими процессами, обеспечивающими нормальное функциональное состояние слизистой оболочки и слюнных желез, а также взаимодействием микробных видов.

У здоровых людей микрофлора пищевода достаточно скудная, состоит из микроорганизмов, поступающих со слюной и пищей.

В проксимальной его части можно обнаружить бактерии, ти­пичные для микрофлоры полости рта и глотки, в дистальных отделах — стафилококки, дифтероиды, молочнокислые бактерии.

В желудке кислая реакция среды (действие соляной кислоты) и наличие лизоцима, различных ферментов желудочного сока способствуют резкому снижению содержания микроорганиз­мов до 10³—10⁴ КОЕ/мл содержимого. Видовой состав пред­ставлен: лактобактериями;бифидобактериями;бактероидами; стрептококками;дрожжеподобными грибами.

По мере того как реакция содержимого кишечника становится более щелочной, в начальных отделах кишечника — двенадца­типерстной кишке и тонкой кишке — постепенно увеличивает­ся количество постоянной микрофлоры, но все микроорганизмы присутствуют сравнительно в небольших количествах — 10⁴— 10⁵ КОЕ/мл содержимого.

Микрофлора представлена в основном: молочнокислыми бактериями (лактобактериями); бифидобактериями; бактероидами; энтерококками;

в дистальных отделах тонкого кишечника появляются фекаль­ные микроорганизмы, характерные для толстой кишки. По мере продвижения к Остальному отделу толстого кишеч­ника действие бактерицидных и бактериостатических факторов ослабевает, и у входа в толстый кишечник для бактерий благо­приятные условия, что способствует интенсивному раз­множению бактерий.

постоянная нормальная микрофлора толстого кишечни­ка у взрослых занимает первое место по численности (10^й— 10¹² КОЕ/г фекалий) и многообразию (более 100 различных ви­дов микроорганизмов постоянно).

В связи с анаэробными условиями у здорового человека в составенормальной микрофлоры в толстом кишечнике преобладают(96—98%) анаэробные бактерии. И только 14% микрофлоры составляют аэробные и факульта­тивно-анаэробные микроорганизмы.

 

Раскройте взаимосвязь между формированием L форм бактерий и развитием хронических и рецидивирующих инфекций

Многие из бактерий при неблагоприятных условиях способны переходить в состояние, характеризующееся утратой пептидогликанового слоя и отсутствием (дефицитом) клеточной стенки (КС), называемое L-формой, которое признано крайней формой жизни и одним из инструментов выживания. В качестве трансформирующих факторов могут выступать антибиотики (чаще всего пенициллин), антимикробные агенты организма (в первую очередь лизоцим), другие биологически активные вещества организма (например, ферменты, иммуноглобулины, факторы иммунной системы), а также некоторые физико-химические стрессоры (кислоты, щелочи, ультрафиолетовое излучение). Для Л-форм бактерий характерны разнообразные способы репродукции: бинарное равновеликое деление, бинарное неравновеликое деление, множественное деление, почкование, образование дочерних клеток в цитоплазме материнской клетки, образование нескольких дочерних клеток, окруженных общей мембраной, комбинация нескольких дочерних клеток, окруженных общей мембраной, комбинация нескольких типов деления.

Отсутствие КС позволяет L-формам бактерий эффективно уклоняться от действия недавно открытых эндогенных белков распознавания пептидогликана (peptidoglycan recognition proteins, PGRP), представляющих собой семейство из четырех эволюционно-консервативных антибактериальных эффекторов врожденной иммунной системы

Было обнаружено, что временная потеря КС является распространенной адаптационной стратегией к неблагоприятным условиям обитания у большинства грамположительных и грамотрицательных бактерий. Такая стратегия также способствует сохранению вида, а облигатное обитание внутри организма-хозяина обеспечивает бактериям контролируемые осмотические условия существования

Образовавшиеся в результате пролиферации колонии L-форм представляют собой гетероморфную популяцию, состоящую из больших тел, нитевидных и трубчатых структур, элементарных телец и шаровидных клеток разного размера с неровной и прерывающейся цитоплазматической мембраной и вакуолизированной цитоплазмой. В процессе последующего развития происходит морфологическая трансформация бактериальных элементов, снижение их вирулентности, замедление метаболического и энергетического обмена, позволяющие им выживать внутри организма и в дальнейшем восстанавливать исходную вирулентность при реверсии in vivo

В последние годы повышенное внимание уделяется исследованию взаимодействия стабильных L-форм бактерий с фагоцитами крови — иммунокомпетентными клетками, захватывающими чужеродные частицы, в том числе бактерии и вирусы. Так, болгарские ученые с применением современных методов молекулярно-генетических исследований выделили CWD-формы Mycobacterium bovis в 141 пробе периферической крови людей после проведенного вакцинирования для профилактики туберкулеза. Полиморфность популяций и этапность трансформации обнаруженных элементов оказались типичными для L-форм, что дало основание авторам сделать вывод о способности CWD-клеток не только выживать, но и размножаться в клетках крови, будучи неопознанными вследствие геномных и морфологических трансформаций

Однако даже при уменьшении вирулентности CWD могут создать резервуар патогенов, скрытых от иммунной системы и резистентных к антибиотикам. Клетки с дефектом КС, в отличие от клеток-персистеров, не теряют способности размножаться и восстанавливать популяцию вирулентных бактерий внутри макрофагов.

Несмотря на потенциальную клиническую важность CWD-клеток и многолетние исследования, в настоящее время мало известно о молекулярных механизмах образования и выживания этих морфологически аберрантных форм. Результаты недавних исследований показали, что L-формы L. monocytogenes не только морфологически отличаются от материнских клеток, но и имеют обратимые функциональные изменения на генетическом и молекулярном уровнях.

Kawai с соавт. обнаружили, что для L-трансформации Bacillus subtilis достаточно двух типов генетических мутаций, одна из функций которых препятствует увеличению активных форм кислорода, образующихся при производстве бактериальной энергии. Авторы сделали вывод, что формирование бактериальных клеток с CWD ограничивается присутствием свободных радикалов и, следовательно, прием антиоксидантов может стимулировать фенотипическое образование L-форм как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий и стать фактором риска развития и рецидивирования инфекций. Мутация гена ispA (2-го типа) стабилизирует структурные элементы пролиферации L-форм, предотвращая их лизинг.

В отличие от других устойчивых бактериальных форм, CWD остаются жизнеспособными и могут продолжать размножаться в присутствии антимикробных средств. После окончания лечения эти клетки могут вернуться к исходному морфологическому состоянию и восстановить популяцию вирулентных бактерий, вызвав рецидив.

Благодаря плеоморфности и высокой пластичности клеток CWD-бактерии проникают в физиологические ниши организма, недоступные для материнских бактерий, и сохраняются в них. Резистентность L-форм возбудителей инфекций к традиционной антибиотикотерапии, а также их способность к реверсии в исходную бактериальную форму становятся проблемой не только в плане развития персистирующих и затяжных инфекций, но и лечения пациентов пожилого возраста или лиц с ослабленным иммунитетом.