Какие места заселены бактериями в наибольшей степени?

Четыре среды жизни на Земле — Науколандия

Какие места заселены бактериями в наибольшей степени?

Среды (места обитания), в которых живут организмы, разные. Выделяют четыре среды обитания — наземно-воздушную, водную, почвенную и организменную (тела других организмов).

Водная среда связана с водоемами: океанами, морями, реками, озерами и др. Воды в них разные, где-то стоячие, где-то с достаточно сильными течениями, соленые и пресные. Во многих водах мало кислорода и солнечного света.

С глубиной наступает полумрак, а после 200 м глубины свет вообще отсутствует.

Поэтому растения в воде могут расти лишь на небольшой глубине, там куда еще проникает свет. Температура в водной среде не так резко меняется в течение года и суток.

Отрицательной температуры воды не бывает, поэтому даже в самых холодных местах она составляет +4 °C.

Большинство водных растений — это водоросли. Однако среди водных встречаются и высшие растения.

В наземно-воздушной среде обитания растет подавляющее большинство растений и почти все высшие растения.

Растения суши формируют леса и луга, степи и тундры и другие растительные сообщества.

Обратите внимание

Особенностями наземно-воздушной среды являются большое количество воздуха и света, наличие ветра, во многих местах сильное колебание температуры и влажности в зависимости от времени года и суток.

Наземно-воздушная среда весьма разнообразна. Растения приспособлены к определенным условиям среды. Одни растут на хорошо освещенных участках, другие — в затененных. Одни растения не переносят холода и живут только в теплых широтах, другие — приспособлены к сезонным колебаниям температуры. Из-за такого разнообразия сред растения наземно-воздушной среды отличаются множеством различных форм.

Почвенная среда обитания находится в почве — верхнем плодородном слое земной коры. Почва образуется как смешение частиц распавшихся горных пород и остатков живых организмов (перегноя).

Света здесь почти нет, поэтому в почве могут обитать только мелкие водоросли. Однако здесь находятся семена и споры растений, а также корни.

Почвенная среда обитания населена в основном бактериями, животными и грибами.

Организменная среда — это тело какого-либо живого организма, которое используется для жизни другим организмом (паразитом). Обычно организм-хозяин дает питательные вещества паразитирующему организму. Например, растение повилика паразитирует на стеблях других растений, поглощая из них питательные вещества.

Растения могут жить только в средах, к которым приспособлены. Если переместить растение в другую среду, то оно может погибнуть.

Поэтому когда человек выращивает культурные растения, он создает необходимые условия для их нормального роста и развития — поливает их, удобряет почву, избавляет от вредителей. Дикие же растения приспособлены к конкретным условиям окружающей среды.

Источник: https://scienceland.info/biology6/environment

Новое исследование показывает, каким образом бактерии попадают в легкие

Легкие человека содержат много бактерий, которые составляют уникальный микробиом, и новое исследование, которое провели американские ученые, точно указывает на то, каким образом эти бактерии попадают туда. Эта научная работа показывает, как использовать эту информацию в дальнейших исследованиях, в которых будет изучаться, что происходит с бактериями и нашими телами в результате попадания в наши легкие микробов.

Бактерии попадают в легкие путем «микроаспирации»

Бактерии преодолевают огромное расстояние, проникают сквозь защитный барьер и оказываются в странном и неприветливом месте.

Их подозревают в возможных связях с опасными заболеваниями, поэтому они находятся под постоянной угрозой изгнания из принявшего их дома.

И только сейчас люди начинают понимать, каков вклад этих бактерий в большое сообщество, составляющее микробиом человеческого организма.

Важно

Исследователи из Медицинской школы Университета штата Мичиган (University of Michigan Medical School) и Системы здравоохранение В. А.

Энн Арбор (VA Ann Arbor Healthcare System) в своей статье, написанной для рецензируемого журнала с открытым доступом «mBio», который издается Американским обществом по микробиологии (American Society for Microbiology), высказывают предположение, основанное на доказательствах, что большинство живущих в легких здоровых людей бактерий попадают туда путем «микроаспирации».

Другими словами, бактерии, заселяющие ротовую полость, въезжают в легкие на крошечных капельках слюны, которые попадают вместе с дыханием в легкие.

Это означает, что им удается беспрепятственно проникнуть за барьер, так называемый надгортанник (состоит из эластичной хрящевой ткани, покрытой слизистой оболочкой), предназначение которого состоит в недопущении попадания пищи и других посторонних веществ в дыхательные пути и который удерживает большую часть слюны, препятствуя ее попаданию в нижние дыхательные пути.

Изучая ДНК этих бактерий, заселяющих легкие здоровых добровольцев, исследователи подтвердили, что популяция микробов в легких весьма напоминает популяцию микробов, выявленной в ротовой полости. А изучив распределение этих микробов в дыхательных путях, исследователи смогли определить наиболее вероятный маршрут их проникновения в легкие.

Ученые обнаружили, что многие переселившиеся в органы дыхания микробы остаются недалеко от точки бифуркации (место в конце трахеи, где дыхательные пути разветвляются на две главных бронхи, ведущих к левой и правой части легких).

Это место в легких представляет собой «посадочную площадку», где слюна, которая попадает в дыхательные пути, что, скорее всего, происходит из-за гравитации и нашего прямохождения, сталкивается с воздушным потоком.

Но некоторые бактерии успевают проделать весь путь до самых глубоких уголков легочной системы и даже поселиться в крошечных воздушных мешочках, которые называются альвеолами.

Совет

Исследователи обнаружили, что везде, где оседали бактерии, они присоединяются к сообществу, состоящему в основном из других бактерий, которые тоже прибыли в дыхательные пути недавно.

Как полагают ученые, в здоровых легких подолгу живут лишь немногие микробы.

В отличие от кишечника, здоровые легкие — некомфортная среда для бактерий, так как в этом органе совсем  небольшое количество пригодной для микробов пищи, к тому же, легкие находятся под постоянным наблюдением легочной иммунной системы.

Роберт П. Диксон (Robert P. Dickson), доктор медицинских наук, первый автор нового научного изыскания, говорит, что на сегодняшний день эта работа была наиболее полным топографическим исследованием здорового микробиома легких.

Оно добавляет новые сведения, доказывающие, что здоровые легкие подобны острову, население которого определяется балансом между иммиграцией и устранением видов: кто-то прибывает, а кто-то выбывает.

Микробиом легких играет по другим экологическим правилам, которые отличаются от правил кишечного микробиома, а это исследование помогает уточнить, что это за правила.

Доктор Диксон и его коллеги, вдохновленные классическими моделями из области экологии, предложили перенести на микробиом легких «адаптированную островную модель», в которой экосистема легких определяется конкурирующим давлением микробной иммиграции и ликвидации.

Тщательные разведочные работы

Новый документ не только описывает экосистему микробиома легких, он также показывает, что ученые, которые хотят изучать его в будущем, могут чувствовать себя уверенно при использовании стандартных методов, которые врачи уже используют во время поиска признаков болезней легких.

Доктор Диксон и его коллеги провели свое исследование при участии восьми здоровых добровольцев, которые подверглись бронхоскопии, находясь под влиянием седации. Ученые получили образцы бактерий, содержащихся в легких, применив две различные методики, позволившие взять у каждого добровольца эти образцы из девяти отдельных участков легких.

Применение двух разных методов позволило избежать ошибок, поскольку всегда существует опасность загрязнения образцов, искажающего результаты анализов.

Обратите внимание

Проанализировав ДНК бактерий, ученые не обнаружили никаких доказательств, указывающих на загрязнение образцов бактерий, взятых из верхних дыхательных путей.

Доктор Диксон говорит, что этот анализ подтвердил, что остальная часть образцов отражает истинный набор бактерий в легких.

Ученые считают, что результаты двух отдельных методов бронхоскопии могут быть использованы для изучения микробиома легких и у больных людей, и у здоровых.

Исследователи подчеркивают, что все добровольцы, принявшие участие в экспериментах, были здоровыми и у них не было никаких признаков пневмонии или других респираторных заболеваний. Доктор Диксон отмечает, что, вероятно, у всех людей постоянно происходит аспирация небольшого количества бактерий в легкие, но до тех пор, пока иммунная система не повреждена, они редко делают нас больными.

Доктор Диксон говорит, что уже почти столетие, с тех пор, как ученые начали использовать медицинские методы визуализации, у здоровых людей наблюдается микроаспирация, и уже в течение многих десятилетий ученым известно о ее существовании. Но в этом исследовании, изучая явление микроаспирации, впервые смогли обнаружить в нем признаки экологического развития.

Планирование новых исследований

Теперь, когда понимание вопроса об иммиграции бактерий стало более глубоким, Диксон и его коллеги намерены сосредоточить свои дальнейшие исследования на изучении того, что происходит у людей, у которых есть проблемы в той части «адаптированной островной модели», которая касается ликвидации бактерий.

Невозможность откашлять из легких раздражающие вещества или выдворить их через радикальные действия волосоподобных ресничек, расположенных на поверхности клеток легких, может привести к появлению в легких большего количества микробов, которые будут проживать в них дольше, чем обычно. А это может привести к более высокому риску развития инфекции легких.

Такое исследование может привести к более глубокому пониманию значения микробиома легких при таких заболеваниях, как хроническая обструктивная болезнь легких, кистозный фиброз или легочная недостаточность. Доктор Диксон сталкивался со всеми этими заболеваниями, работая в одной из крупнейших больниц штата Мичиган («Michigan Medicine»), отрытой при Мичиганском Университете.

Важно

Как говорит доктор Диксон, если сравнить здоровые легкие с Антарктидой, где условия не подходят для размножения микробов, то больные легкие больше похожи на тропический остров, где в условиях измененной окружающей среды темпы ликвидации бактерий понижены, что позволяет определенным бактериям дольше сохраняться и размножаться.

Читайте также:  Разновидности, механизм воздействия и принципы лечения вирусных инфекций

Как отец двух маленьких детей, доктор Диксон также считает, что было бы интересно изучить, как меняется микробиомом легких, когда у человека есть вирусная инфекция, которая заставляет верхние дыхательные пути производить гораздо больше выделений из носа. Наблюдая за своими детьми с их постоянными насморками, ученому становится интересно, может ли в этот момент микробиом легких быть более «назальным», чем «оральным».

По словам доктора Диксона, как исследователь он понимает, что общие препараты, такие как антибиотики и ингибиторы протонного насоса, могут оказывать влияние на микробиом в пищеварительной системе, но неразумно думать, что эти препараты также могут повлиять на микробиом легких.

По материалам ScienceDaily

Источник: https://nebolet.com/mednews/novoe-issledovanie-pokazyivaet-kakim-obrazom-bakterii-popadayut-v-legkie.html

Бактерии, обитающие на глубине 3км, не нуждаются в солнечном свете // Александр Марков ≪ Scisne?

Рабочие золотого прииска Мпоненг в Южной Африке, где на глубине около 3 км обнаружен бактериальный «затерянный мир» (фото с сайта web.uct.ac.za)

Глубокая скважина, пробуренная южноафриканскими старателями, позволила ученым обнаружить подземное микробное сообщество, которое просуществовало в полной изоляции от остальной биосферы как минимум
три миллиона лет.

В сообществе преобладают бактерии, получающие энергию за счет восстановления сульфатов. Все необходимые вещества эти микробы получают из земных недр, и их жизнь совершенно не зависит от процессов, происходящих на поверхности.

История этого открытия началась с того, что южноафриканские старатели, работающие на прииске Мпоненг, стали бурить очередную глубокую скважину и на глубине 2,8 км наткнулись на водоносный слой.

Глубинные воды, затерянные среди базальтов возрастом 2,7 млрд
лет, находятся под большим давлением, имеют щелочную реакцию и насыщены
всевозможной химией: различными солями, среди которых преобладают сульфаты, растворенными газами, такими как водород, метан, углекислый газ и другие, и простыми органическими соединениями (углеводородами, формиатом, ацетатом).

Большая часть органики, судя по изотопному составу, имеет абиогенное происхождение, то есть порождена не живыми организмами, а геологическими процессами. Температура подземной воды — чуть выше 60 градусов.

Находка привлекла внимание микробиологов, изучающих биоту земных недр. На сегодняшний день хорошо известно, что толща земной коры заселена микроорганизмами вплоть до глубины в 6-7 км или даже более
(см. Оборин А. А. и др. О концепции организованности современной подземной биосферы).

Подземные микробы, по-видимому, играют большую роль во многих геохимических процессах, в том числе в образовании и деструкции нефти и газа.

Неясным остается вопрос о том, в какой степени эта инфернальная микробиота является автономной, независимой от «внешней», большой биосферы, которая живет в основном за счет энергии солнечного света.

Совет

Многие подземные микробы окисляют углеводороды или, к примеру, сульфиды при помощи кислорода, произведенного фотосинтезирующими организмами (растениями и цианобактериями). Таких микробов, очевидно, нельзя назвать полностью автономными: исчезни жизнь на поверхности, и они тоже со временем погибнут.

Другие — такие как археи-метаногены,
восстанавливающие углекислый газ до метана при помощи водорода, — по-видимому, могли бы существовать в земных недрах неопределенно долго и
после гибели всего живого на поверхности.

Но до сих пор ни для одного подземного микробного сообщества не удавалось точно доказать, что оно в течение долгого времени действительно не использовало никаких веществ, произведенных «большой биосферой», и получало всё необходимое исключительно из недр Земли.

Микробиота, обнаруженная в воде из южноафриканской скважины, стала первым доказанным случаем долгого автономного существования живых организмов в недрах Земли без всякой связи с «большой биосферой».

Об этом сообщила группа исследователей из США, Канады, Германии, Тайваня и Южной Африки в последнем номере журнала Science.

Ученые обнаружили в подземных водах довольно большое количество микроорганизмов (40 млн клеток на литр).

По нуклеотидным последовательностям генов 16S рРНК, выделенных из проб, было установлено, что подавляющее большинство (более 88%) этих микробов относится к одной разновидности сульфат-редуцирующих грам-положительных бактерий, близких к роду Desulfotomaculum.

Эти бактерии получают энергию, восстанавливая сульфат (SO42–)
при помощи молекулярного водорода. Кроме сульфат-редукторов в пробах обнаружены в небольших количествах и другие микробы — всего около 25 разновидностей, в том числе 4 разновидности архей-метаногенов.

Обратите внимание

Расчеты показали, что в условиях, в которых живут эти микробы, сульфатредукция является наиболее выгодным из всех возможных типов энергетического метаболизма.

Но микробиологический анализ был вовсе не главной частью исследования. Основное внимание авторы уделили изучению самой подземной воды, на которую была обрушена вся мощь современных методов аналитической химии.

Воду разобрали чуть не по молекулам, изучили каждую
примесь, измерили изотопный состав всех элементов, и всё это для того, чтобы как можно точнее определить ее возраст и происхождение.

Впрочем, однозначно решить вопрос все равно не удалось.

Ученые пришли к выводу, что существует два возможных сценария образования этой воды.

Согласно первому сценарию, вся вода имеет поверхностное (атмосферное) происхождение и просочилась в недра в период между 15,8 ± 7,8 и 25 ± 3,8 млн лет назад.

Вторая возможность заключается в том, что эта вода является смесью очень древней геотермальной воды возрастом 0,8–2,5 млрд лет и более «молодой» поверхностной воды, просочившейся на глубину 3-4 млн лет назад.

В любом случае получается, что подземное микробное сообщество существует в абсолютной изоляции, без всякого притока вещества и энергии
с поверхности, как минимум три миллиона лет, а возможно, и все 25 миллионов. И, несомненно, может существовать так и дальше —
даже если всё живое на поверхности погибнет, из атмосферы исчезнет весь
кислород, а Солнце погаснет.

Источник: Li-Hung Lin et al. Long-Term Sustainability of a High-Energy, Low-Diversity Crustal Biome // Science. 2006. V. 314. P. 479–482.

Александр Марков
23.10.06

«Элементы»

Источник: https://scisne.net/a-1096

Самый главный орган человека – это сообщество микробов внутри нас

Всемирно известный ученый рассказал, как бактерии влияют на наше здоровье и характер, откуда берутся новые инфекции и когда появятся революционные антибиотики

Константин Северинов – доктор биологических наук, заведует лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН, а также лабораторией в Институте молекулярной генетики РАН, является профессором Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), профессором Университета Ратгерса (США).

БАКТЕРИИ НА ДРЕВЕ ЖИЗНИ

– Представьте себе огромное дерево, на котором каждая веточка – это генетический текст, определенный набор генов, соответствующий какому-нибудь организму, – рисует «пейзаж» Константин Северинов. – На этом очень разлапистом, ветвистом дереве люди, животные и растения займут совсем крохотное место в кроне, а все остальное разнообразие – бактерии, то есть микробы.

Для нас они могут казаться однообразными, потому что очень мелкие и мы не видим различий. Но на самом деле бактерии составляют более 95% разнообразия жизни на планете.

Многих микробов называют «экстремофилами», потому что они живут в очень неподходящих с нашей точки зрения условиях: в вечной мерзлоте, в горячих источниках, на дне океана под гигантским давлением и в безумной концентрации соли в Мертвом море.

– Но мы-то привыкли, что микробы – это вредители, возбудители болезней. Если они настолько вездесущи и ко всему могут приспособиться, то, выходит, человечество никогда не выиграет борьбу с ними, не избавится от опасных инфекций?

– Этот стереотип гуляет еще со времен Пастера (знаменитый французский микробиолог, основоположник теории инфекционных заболеваний. – Авт.): мы, мол, находимся в состоянии войны с коварным противником – микробами, которые планируют какие-то шаги, блокпосты строят и хотят нас покорить.

Реальная ситуация совершенно другая. Во-первых, подавляющее большинство микроорганизмов о нас знать не знают, ведать не ведают, занимаются своими делами, и мы им глубоко безразличны.

А с другой стороны, мы сами в значительной степени зависим от населяющих нас микробов, причем, гораздо больше, чем они от нас.

ВИТАМИНЫ ЗАКАЗЫВАЛИ?

– Тогда расскажите: почему и как мы зависим от бактерий?

– Тело человека состоит примерно из триллиона клеток. И при этом внутри нашего организма живет в десятки раз большее количество клеток бактерий! В основном они обитают в кишечнике и фактически образуют единый огромный орган – микробиом. Это самый большой по весу орган человека, гораздо больше чем печень или мозг.

Наши бактерии выполняют массу незаменимых функций. Например, люди потеряли способность, которая есть у ближайших родственников – приматов: вырабатывать ряд витаминов и аминокислот, необходимых для жизни. Мы можем это себе позволить, потому что в нас живут бактерии, которые производят такие вещества для нас.

Кишечные бактерии вносят большой вклад в работу иммунной системы: они вырабатывают важные противовоспалительные соединения, синтез которых наш организм обеспечить не может.

Кстати, современные исследования показывают, что некоторые болезни, которые до недавних пор считались генетическими, связывались со стрессами и другими факторами, на самом деле имеют бактериальную природу.

Важно

Диабет, аутоимунные болезни (когда иммунитет атакует собственные здоровые клетки организма и разрушает органы. – Авт.), даже некоторые психические заболевания – такие, как шизофрения, могут быть вызваны изменениями в составе микробиома.

В ТЕМУ

– Канадские ученые провели серию опытов, которые показали: бактериальная кишечная инфекция может ухудшить… память. Лабораторных мышей заражали бактерией Citrobacter rodentium, нарушающей работу кишечника.

Грызуны с таким расстройством стали намного хуже узнавать знакомые предметы – начинали исследовать их так, будто видят впервые.

Эксперты предполагают, что кишечная палочка Escherichia coli может аналогично ослаблять память людей.

– Австралийский врач Барри Маршалл в 1984 году заразил себя бактерией Helicobacter pylori и заработал гастрит, а затем язву желудка. И успешно вылечился антибиотиками. Самоотверженного исследователя, открывшего бактериальную природу гастрита и язвы желудка, наградили Нобелевской премией.

– Датские ученые установили, что у стройных людей в кишечнике значительно больше бактерий семейства Christensenelaceae, чем у тех, кто страдает избыточным весом. Поскольку микроорганизмы принимают активное участие в нашем обмене веществ, исследователи предположили, что данный тип бактерий является одним из факторов, отвечающих за хорошую фигуру.

ЗАМАНИТЬ МИКРОБОВ, ЧТОБЫ ПОХУДЕТЬ И ВЫЗДОРОВЕТЬ

– Есть версия, что лишний вес у людей – это тоже плоды работы (или недоработки?) бактерий. Если так, то можно ли похудеть, воздействуя на бактерий?

– Да, такие примеры есть. В США уже прошел клинические испытания и применяется на практике не очень эстетичный, но весьма действенный метод. Людям с излишним весом пересаживают содержимое кишечника от стройных доноров. Часть бактерий приживается, часть гибнет, процедуры нужно повторять. Но эффект заметный.

Кроме того, эта технология позволяет лечить тяжелые и опасные заболевания: колиты и болезнь Крона.

Вообще, я думаю, что чем больше мы будем узнавать о взаимосвязи бактерий с теми или иными болезнями, тем активнее будет развиваться новое перспективное направление в медицине: лечение путем восстановления нормального состава микробиома.

– А кроме пересадки полезных бактерий из кишечника никак нельзя их в организм поселить? Пить пробиотики, например?

– Пробиотики, как правило, представляют собой высушенные препараты одного или нескольких видов «нормальных» кишечных бактерий, нарощенных в лаборатории.

Для создания пробиотиков, которые смогут по-настоящему лечить людей, необходимо выделить огромное количество бактерий, охарактеризовать и изучить их совместное действие друг на друга и на людей, а также обеспечить эффективный способ их доставки в нужное место кишечника и дать им возможность выселить «конкурентов». Хотя, после приема антибиотиков, которые подобны атомной бомбе и убивают большинство микроорганизмов у нас в кишечнике, могут быть полезны и уже существующие простые пробиотики, Они могут помочь частично восстановить и нормализовать микрофлору. Только помните, что не имеет смысла принимать такие препараты, пока вы не закончили лечение антибиотиками: они уничтожат все вновь заселенные бактерии.

АНТИБИОТИКИ ИЗОБРЕТЕНЫ БАКТЕРИЯМИ ДЛЯ ОБЩЕНИЯ МЕЖДУ СОБОЙ

– Всемирная организация здравоохранения считает, что одна из главных угроз для человечества сейчас – устойчивость вредных бактерий к большинству известных антибиотиков. Из-за этого люди могут лишиться защиты от опасных инфекций. А новые антибиотики на прилавках аптек уже давно не появлялись. Почему?

– Вообще, антибиотики это вовсе не изобретение людей, а химические вещества, с помощью которых бактерии «общаются» друг с другом. В природе микроорганизмы образуют сложные сообщества.

Члены сообщества зависят друг от друга, некоторые помогают друг другу, а иные пытаются расправиться с конкурентами – всё как у людей, непростые отношения, – улыбается профессор. – Конечная цель каждого вида бактерий в сообщества – победить, занять собой как можно больше места.

А другие этого не дают, поскольку у них самих такая же цель. В итоге создается и поддерживается определенный баланс.

При этом самая важная информация для бактерий – есть ли в каком-то месте пища и сколько там других представителей как твоего вида, так и другого вида, которые могут тебя не пустить.

И определяют они это с помощью механизма, который по-английски называется quorum sensing, а по-русски – «чувство локтя».

Фактически все выглядит так: в определенном объеме среды есть некоторое количество бактерий, и каждая бактерия выпускает наружу определенное вещество, присутствие которого она и её собратья могут почувствовать.

Совет

Если бактерий много, то концентрация этого вещества будет высокой и микробы «поймут», что здесь тесно, пищи на всех не хватит и прекратят расти. Вот эти вещества, дающие сигнал, что расти дальше нельзя, и есть антибиотики. Так что исторически антибиотики были «изобретены» бактериями для общения между собой.

– Поскольку бактерий в природе несметное количество, у нас есть шансы открыть еще много новых антибиотиков?

– На определенном этапе с этим возникла проблема. Изначально ученые культивировали (выращивали. – Авт.) разные бактерии в лаборатории, на чашках Петри, и изучали вещества, выделяемые выросшими микроорганизмами.

Преимущественно использовали почвенных бактерий, потому что в земле их много, они активно «общаются» между собой с помощью химических сигналов и некоторые из них прекрасно растут в лаборатории.

Однако набор таких «культивируемых» микроорганизмов все же ограничен, поэтому в последнее время не было слышно об открытии новых антибиотиков. А к большинству старых бактерии приспособились за счет мутаций и стали резистентны.

МЕТАГЕНОМ И ПЯТЫЙ АЙФОН

– Что же нас ждет дальше?

– Относительно недавно произошел прорыв – появилась новая наука геномика. Для ученых открылась возможность определять и изучать геномы бактерий, отказывающихся расти в лаборатории. А таких бактерий большинство, просто они не видимы для классических микробиологов.

Если сейчас прямо здесь, около нас с вами пылесосом засосать воздух через бактериальный фильтр, то с помощью современных приборов мы сможем определить метагеном – набор генов всех организмов, которые присутствовали в образце воздуха. Можно взять образец микрофлоры кишечника, смыва с кожи, чего угодно.

А дальше с помощью другой новой науки – биоинформатики можно читать генетические тексты, сравнивать гены друг с другом, новые гены – с теми, что нам уже знакомы.

Окажется, что в любом образце будет огромное количество разнообразных неизвестных нам генов из некультивируемых бактерий. Мы их не можем вырастить, не можем подержать в руках, но опознаем по их генам.

Именно такой подход позволяет, например, установить взаимосвязь между изменением метагенома бактерий внутри человека и развитием определенных болезней, состояний, даже свойств характера. Если смотреть в будущее, то при достаточном развитии соцсетей и технологий геномного секвенирования (расшифровки геномов. – Авт.

) можно будет на свою персональную страницу выставлять и собственный геном, и микробиом. Эксперты-маркетологи смогут проводить масштабные ассоциативные исследования: при наличии такой-то бактерии у людей чаще всего возникает желание купить пятый айфон…

А если серьезно, то благодаря таким технологиям удастся с высочайшей точностью диагностировать заболевания, отклонения, природа которых сейчас является загадкой. И успешно подбирать лечение, в том числе с помощью бактерий.

В то же время геномика открывает широкие горизонты для поиска новых антибиотиков.

Обратите внимание

Мы читаем генетическую информацию неизвестных прежде бактерий, с помощью биоинформатики предсказываем группы генов, которые отвечают за выработку веществ-антибиотиков.

А потом генные инженеры создают новые штаммы на основе бактерий, хорошо растущих в лаборатории, содержащих такие гены и поэтому производящих новые антибиотики.

ЗНАКОМЬТЕСЬ: НОВАЯ ИНФЕКЦИЯ

– С тех пор, как в Африке разбушевалась Эбола, многих тревожит вопрос: как и откуда берутся новые инфекции?

– Микробы очень хорошо адаптируются к изменениям окружающей среды. Микроорганизмы постоянно обмениваются друг с другом своими генами и вирусами, которых у них очень много.

Некоторые вирусы случайно встраиваются в геном бактерий, и получается микроб с несколько изменёнными свойствами.

Скорее всего, он умрет, но иногда не умирает, и некоторые такие редкие микробы могут вызвать вспышку заболевания за счет вредных генов, привнесенных вирусом.

Среда очень сильно изменилась с тех пор, как люди стали широко применять антибиотики, особенно в сельском хозяйстве.

Гены устойчивости к антибиотикам распространились, а на самом деле оказались отобранными людьми и теперь обнаруживаются с высокой частотой у большинства патогенных бактерий.

Это создает огромные трудности при лечении вызванных ими «новых» старых инфекций, которые особенно часто встречаются внутри больниц.

Что касается лихорадки Эбола, то ее вызывает не бактерия, а вирус. От человека к человеку он по воздуху не передается. Если вы не едите на завтрак мясо гориллы или африканских летучих мышей, то вам не о чем беспокоиться.

ЭТО ПРИГОДИТСЯ

Чем подкормить полезных бактерий

– Говорят, полезные бактерии у нас в организме гибнут не только от антибиотиков, но и когда мы едим продукты с консервантами. Это правда?

– Научные исследования, подтверждающие это, мне не известны.

Важно

Все продукты, которые широко используются в пищу, проходят очень серьезные испытания: на токсичность, канцерогенность и другие показатели безопасности.

Большинство этих тестов связаны как раз с проверкой действия компонентов пищи на бактерий. Так что качественные продукты, прошедшие полноценную проверку, безопасны. По крайней мере, при умеренном потреблении.

– А что поможет нашим полезным бактериям чувствовать себя лучше?

– Кефир, кисломолочные продукты полезная вещь, это еще Мечников пропагандировал больше ста лет назад.

Вообще, хотя таких исследований не проводилось, но почти наверняка окажется, что наши полезные микробы хорошо реагируют на рецепты из книги «О вкусной и здоровой пище».

Диетологи и домашние хозяйки ничего не знали о микробах, но в конце концов прижились именно те блюда, которые не вызывают отторжения обитателей нашего самого большого органа.

источник

Источник: https://matveychev-oleg.livejournal.com/1922171.html

Микрофлора организма человека(Аутомикрофлора)

Микрофлора организма человека(Аутомикрофлора)

– это эволюционно сложившаяся качественно и количественно относительно постоянная совокупность микроорганизмов, всех биоценозов, отдельных биотопов организма.

Ребенок рождается стерильным, но еще проходя через родовые пути, захватывает сопутствующую микрофлору. Формирование микрофлоры осуществляется в результате контакта новорожденного, с микроорганизмами окружающей среды и микрофлорой организма матери. К возрасту 1-3 месяцев микрофлора ребенка становится сходной с микрофлорой взрослого.

Количество микроорганизмов взрослого человека составляет 10 в 14й особей.

1. На 1 см2 кожи может присутствовать несколько сотен тысяч бактерий

2. С каждым вдохом поглощается 1500-14000 и более микробных клеток

3. В 1 мл слюны – до 100 млн. бактерий

4. Общая биомасса микроорганизмов в толстом кишечнике около 1,5 кг.

Виды микрофлоры организма

  1. Резидентная микрофлора – постоянная, индигенная, аутохтонная
  2. Транзиторная – непостоянная, аллохтонная

Функция микрофлоры

  1. Колонизационная резистентность – нормальная микрофлора, предотвращает колонизацию биотопов организма посторонними в т.ч. патогенными микроорганизмами.
  2. Переваривание и детоксикация экзогенных субстратов и метаболитов
  3. Иммунизация организма
  4. Синтез витаминов, аминокислот, белков
  5. Участие в обмене желчных кислот, мочевой кислоты, липидов, углеводов, стероидов
  6. Антиканцерогенное действие

Отрицательная роль микрофлоры

  1. Условно-патогенные представители нормальной микрофлоры могут стать источником эндогенной инфекции. В норме эти микроорганизмы неприятностей не вызывают, а при ослабление иммунной системы, например стафилакок – может вызвать гнойную инфекцию. Кишечная палочка – в кишечнике, а если окажется в мочевом пузыре – цистит, а если попадет в рану – гнойная инфекция.
  1. Под влиянием микрофлоры может увеличиваться выделение гистамина – аллергические состояния
  1. Нормофлора – хранилище и источник плазмид антибиотикорезистентности.

Основные биотопы организма –

  1. Заселяемые биотопы – в этих биотопах бактерии живут, размножаются и выполняют определенные функции.
  2. Стерильные биотопы – в этих биотопах в норме бактерии отсутствуют, выделение бактерий из них имеет диагностическое значение.

 Заселяемые биотопы –

  1. Кожа
  2. Воздухоносные пути
  3. ЖКТ
  4. Наружные половые органы, уретра
  5. Наружный слуховой проход
  6. Конъюктива

 Стерильные биотопы – кровь, ликвор, лимфа, перитонеальная жидкость, плевральная жидкость, моча в почках, мочеточниках и мочевом пузыре, синовиальная жидкость.

Микрофлора кожи – эпидермальный и сапрофитический стафилакокки., дрожже подобные грибы, дифтероиды, микрококки.

Микрофлора верхних дыхательных путей – стрептококки, дифтероиды, нейссерии, стафилакокки.

Полость рта – стафилакокки, стрептококки, дрожже подобные грибы, лакто бактерии, бактероиды, нейссерии, спирохеты и др.

Пищевод – в норме не содержит микроорганизмов.

В желудке – среда обитаняи – крайне неприятная – лактобактерии, дрожжи, единично стафилакокки и стрептококки

Кишечника – концентрация микроорганизмов, их видовой состав и соотношение меняется в зависимости от отдела кишечника.

У здоровых людей в 12перстной кишке количество бактерий не более 10 в 4 – 10 в 5й колониобразующих единиц(ко.е) на мл.

Видовой состав – лактобактерии, бифидобактерии, бактероиды, энетрококки, дрожжеподобные грибы и др. С приемом пищи количество бактерий может значительно увеличиваться, но в короткий срок, возвращается к исходному уровню.

В верхних отделах тонкой кишки – количество микроорганизмов – 10 в 4 -10 в 5 колониообразующих единиц на мл, в подвздошной кишке до 10 в 8й степени.

Механизмы, препятствующие микробному росту в тонкой кишке.

  1. Антибактериальное действие желчи
  2. Кишечная перельстальтика
  3. Выделение иммуноглобулинов
  4. Ферментативная активность
  5. Слизь, содержащая ингибиторы роста микроорганизмов

 При нарушении указанных механизмов нарастает микробное обсеменение тонкой кишки, т.е. избыточный рост бактерий в тонкой кишке.

 В толстой кишке у здорового человека количество микроорганизмов – 10 в 11 – 10 в 12й ко.е на г. Преобладают анаэробные виды бактерий – 90-95% всего состава. Это бифидобактерии, бактероиды, лакто бактерии, вейлонеллы, пептострептококки, клостридии.

Около 5-10% – факультативные анаэробы – и аэробы – кишечная палочка, лактоза негативная энтеробактерия, энтерококки, стафилакокки, дрожже подобные грибы.

Виды кишечной микрофлоры

  1. Пристеночная – постоянная по составу, выполняет функцию колонизационной резистентности
  2. Просветная – менее постоянная по составу, выполняет ферментативные и иммунизирующие функции.   

 Бифидобактреии – наиболее значимые представители облигатных(обязательных) бактерий в кишечнике.

Это анаэробы, не образуют спор, представляют собой грамм положительные палочки, концы раздвоены, могут иметь шаровидные вздутия.

Большая часть бифидобактерий располагается в толстой кишке, являясь ее основной пристеночной и просветной микрофлорой. Содержание бифидобактерий у взрослых – 10 в 9й – 10 в 10й ко.е. на г.

 Лактобактерии – другим представителем облигатной микрофлоры ЖКТ и является лактобактерия. Это грамм положительные палочки, с выраженным полиморфизмом, располагающимися цепочками или по одиночке, не образуют спор. Лактофлору удается обнаружить в молоке человека и животных. Лактобактерии(лактобациллы). Содержание в толстой кишке – 10 в 6й – 10 в 8й ко.е. на г.

 Представителем облигатной микрофлоры кишечника является эшерихии(эшерихия колли).- кишечная палочка. Содержание кишечных палочек – 10 в 7й – 10 в 8й степени ко.е. на г.

Совет

 Эобиоз – микрофлора – нормофлора. Биологическое равновесие нормофлоры легко нарушается факторами экзогенной и эндогеннйо природы.

 Дисбактериоз – изменение качественного и количественного состава микрофлоры а также мест ее нормального обитания.

Дисбактериоз кишечника – клинико – лабораторный синдром, связанный с изменением качественного и/или количественного состава микрофлоры кишечника, с последующим формированием метаболических и иммунологических нарушений, с возможным развитием желудочно-кишечных расстройств.

Факторы, способствующие развитию дисбактериозу кишечника

  1. Заболевание ЖКТ
  2. Голодание
  3. Антимикробная химиотерапия
  4. Стресс
  5. Аллергические и аутоиммунные заболевания
  6. Лучевая терапия
  7. Воздействие ионизирующей радиации

 Наиболее типичные клинические проявления

  1. Нарушение стула – диарея, запор
  2. Боли в животе, метиоризм, вздутие живота
  3. Тошнота и рвота
  4. Общие симптомы – утомляемость, слабость, головные боли, нарушение сна, возможно проявление гиповитаминоза.

По степени компенсации выделяют –

  1. Компенсированный дисбактериоз – клинические проявления отсутствуют, но при бактериологическом исследовании находятся нарушения.
  2. Субкомпенсированный дисбактериоз – незначительные, умеренные графические применнеия.
  3. Декомпенсированный – когда клинические проявления наиболее выражены.

 Классификация по виду или группе организмов

  1. Избыток стафилакоков – стаффилакоковый дисбактериоз
  2. Дисбактериоз, обустолвенный условно патогенными энтеробактериями, дрожжеподобными грибми, ассоциацией условно патогенных микроорганизмов и тд.

 Дисбактериоз – понятие бактериологическое, клинико – лабораторный синдром, это не заболевание. У Дисбактериоза имеется первичная причина.

Диагностика нарушений состава микрофлоры

  1. Клинико-лабораторная диагностика и выявление причин нарушения
  2. Микробиологический диагноз с определением типа и степени качественных и количественных нарушений состава микрофлоры.
  3. Исследование иммунного статуса.

Микробиологическая диагностика. Нарушение состава микрофлоры организма.

Предварительный этап – микроскопическое исследование кала – мазок и окрашен по грамму

Бактериологическое или культуральное исследование. Этот метод применяется на протяжении многих лет. Навеску кала суспендируют в буферном растворе. Готовят разведение от 10 в -1 до 10 в -10 степени.

Осуществляют посев на питательную среду. Выполняют идентификацию выросших микроорганизмов по культуральным, морфологическим, тинкториальным, биохимическим и др.

свойствам, вычисляют показатели микрофлоры – КОЕ/г фекалий.

Питательные среды –

Среда Блаурокка – для выделения бифидобактерий

МРС агар для выделения лакто бактерий

Среда Эндо, Плоскирева, Левина – для выделения кишечных палочек и условно-патогенных энтеробактерий.

ЖСА – стафилакокки

Среда Вильсон – Блера – спорообразующие анаэробы – клостридии

Среда Сабуро – дрожжеподобные грибы – рода Candida

Кровяной МПА – гемолитические микроорганизмы

 Принципы коррекции нарушения состава микрофлоры – неспецифические – режим, диета, деконтаминация биотопов организма, от патогенных и условно патогенных микроорганизмов.

 Пробиотики и пребиотики

– коррекция нарушений системы иммунитета.

Пробиотики, эубиотики – это препараты, в состав которых входят живые микроорганизмы, оказывающие нормализующее воздействие на состав и биологическую активность микрофлоры пищеварительного тракта.

  Требования к пробиотикам.

  1. Соответствие нормальной микрофлоре человека
  2. Высокая жизнеспособность и биологическая активность
  3. Антогонизм по отношению к патогенной и условно патогенной микрофлоре
  4. Устойчивость к физико-химическим факторам
  5. Антибиотико устойчивость
  6. Наличие в перпарате симбиотичных штаммов

Классификация пробиотиков

  1. Классические монокомпонентные – бифидумбактерин, колибактерин, лактобактерин
  2. Поликомпонентные – бификол, ацилакт, линекс
  3. Самоэлиминирующиеся антагонисты-  бактисубтил, споробактерин, эубикор, энтерол
  4. Комбинированные – бифиформ
  5. Пробиотики, содержащие рекомбинантные штаммы
  6. Пребиотики – хилак форте, лактулоза, галакто и фруктоолигосахариды
  7. Синбиотики – аципол, нормофлорин

Пребиотики – препараты, создающие благоприятные условия, для существования нормальной микрофлоры.

Синбиотики – препараты, содержащие рациональную комбинацию пробиотиков и пребиотиков.

Препараты бактериофаги – специфичность действия на тех или иных микроорганизмов.

Источник: https://dendrit.ru/page/show/mnemonick/mikroflora-organizma-cheloveka-automikro/

Ссылка на основную публикацию