Микрофлора желудочно-кишечного тракта животных. Микрофлора организма животных

В открытых полостях организма, органах, системах: коже, системе органов дыхания, пищеварения, размножения, выде­ления образуются различные постоянные или временные мик­робные ассоциации, которые играют большую роль в биосин­тезе биологически активных веществ, метаболизме, иммуни­тете и других процессах и явлениях, значение которых дока­зывает наука о безмикробных животных - гнотобиология.

Уместно вспомнить, что жизнедеятельность микробов опре­деляет наличие необходимых питательных веществ, влажно­сти, концентрации водородных ионов, солей. Названные ус­ловия обеспечивают численность микробов, предрасположен­ность к восприимчивости патогенной микрофлоры.

Проанализируйте роль облигатной микрофлоры в обмене веществ, какие изменения могут произойти с возрастом, при смене кормов, в каких органах и какая микрофлора осущест­вляют биосинтез физиологически активных веществ: амино­кислот, белков, витаминов, жиров, углеводов, ферментов; важно помнить, что различные микробы образовали с макро­организмами определенные биоценозы, нарушение которых приводит к дисбактериозам, и, как следствие, к нарушению физиологии, то есть к болезни и даже гибели животных. Что может быть причиной дисбактериоза?

31.Микрофлора воды. Санитарные показатели доброка­чественной воды разных водоемов (общее микробное число, коли-титр, коли-индекс). Самоочищение воды от микрофло­ры.

32.Микрофлора системы органов пищеварения жвачных животных, ее значение для организма.

33.Биосинтез физиологически активных веществ микро­флорой (аминокислот, ферментов, антибиотиков и др.) в ор­ганизме животных.

34.Микробиология почвы. Микробные ценозы разных почв. Сроки сохранения жизнеспособности возбудителей ин­фекционных болезней в почве (примеры).

35.Микрофлора ризосферы (корневая, прикорневая). Ко­личественный и качественный состав. Методы регулирования микробиологических процессов при хранении корне- и клубне­плодов.

36.Микрофлора воды. Микробиологические процессы в разных зонах воды. Санитарные показатели доброкачествен­ной воды (общее микробное число, коли-титр, коли-индекс).

37.Микрофлора воды. Количественный и качественный состав микрофлоры воды разных водоемов. Сроки сохранения жизнеспособности возбудителей инфекционных болезней в воде. Самоочищение водоемов от микрофлоры.

38.Микрофлора атмосферы. Распространение микробов в ней. Воздух -фактор передачи возбудителей заразных болез­ней. Методы санитарной оценки и очистки воздуха.

39. Нормальная микрофлора кожи, системы, органов дыха­ния и ее влияние на физиологическое состояние хозяина.



40.Нормальная микрофлора системы органов пищеваре­ния и ее роль у плотоядных, всеядных, травоядных живот­ных.

41.Роль микробов - продуцентов ферментов антибиотиков, молочной кислоты, витаминов и других веществ в организме животных.

Глава VI. Превращение микроорганизмами соединений углерода

Литература: 1, с. 125-140.

Микроорганизмы играют существенную роль в природе, принимая участие в биогенном круговороте элементов на Земле. Углерод является одним из важнейших элементов ор­ганической жизни. Необходимо вспомнить, что зеленые рас­тения с помощью солнечной энергии синтезируют из диокси­да углерода (СО 2) органические вещества, которые после от­мирания растительных организмов подвергаются разложению микроорганизмами и СО 2 снова выделяется в атмосферу. Под влиянием ферментов микробов сложные органические вещест­ва в аэробных условиях в результате процессов дыхания пре­вращаются в диоксид углерода и воду, а в анаэробных усло­виях при процессах брожения они преобразуются в различ­ные органические кислоты и спирты, затем в СО 2 и Н 2 О.

Необходимо знать, какому ученому принадлежит заслуга открытия физиологической сущности процессов брожения. Зная процессы брожения, возбудителей, их физиологические особенности, химизм, можно правильно организовать техно­логию получения и хранения продуктов питания, разнообраз­ных органических соединений для промышленности, правильно организовать утилизацию отходов различных отраслей хо­зяйства.

Изучите гомоферментативное и гетероферментативное молочно-кислое брожения, химизм этих процессов, морфологи­ческую и физиологическую характеристику возбудителей, ис­пользование их для приготовления кисло-молочных продук­тов, консервирования кормов, овощей и плодов.

Ознакомьтесь с возбудителями, химизмом и значением спиртового брожения и процессом окисления этилового спир­та в уксусную кислоту.

Необходимо усвоить значение в природе и сельском хозяй­стве масляно-кислого брожения, основные свойства его возбу­дителей, химизм процесса. Специалист сельского хозяйства должен хорошо знать аэробное и анаэробное разложения клетчатки и методы, регулирующие эти процессы в почве и при хранении навоза.

Изучите микроорганизмы, способные к окислению углево­дородов и практическое их применение для производства мик­робного белка и защиты окружающей среды от загрязнения.

Вопросы для самопроверки и выполнения контрольной работы

42.Превращение углеродсодержащих веществ в природе. Синтез органических веществ. Превращение углеводов в ана­эробных условиях. Брожения. Роль в природе и практическое использование.

43.Превращение углеродсодержащих веществ в природе. Синтез органических веществ. Превращение углеводов в аэ­робных условиях. Роль в природе и практическое использо­вание.

44.Разложение клетчатки. Химизм процесса. Анаэробные, аэробные микробы. Значение в организме животных, роль в природе.

45.Молочнокислое брожение. Химизм. Гомоферментативное, гетероферментативное брожения, их возбудители, морфо­логические особенности. Значение.

46.Молочнокислое, пропионово-кислое брожения. Возбу­дители, их морфологические, физиологические особенности. Приготовление и использование АБК (ацидофильной бульон­ной культуры), ПАБК (пропионово-ацидофильной бульонной культуры). Роль микрофлоры в биосинтезе витаминов.

47.Маслянокислое и ацетонобутиловое брожения. Химизм. Морфологические, физиологические особенности возбудите­лей. Роль в природе, кормопроизводстве. Значение работ Л. Пастера.

48.Спиртовое брожение. Химизм. Морфологические, фи­зиологические особенности возбудителей. Значение в народ­ном хозяйстве Творческий вклад ученых в раскрытие химиз­ма процесса.

49.Получение микробиологическим путем уксусной, лимон­ной, щавелевой и других кислот. Морфологические, физиоло­гические особенности возбудителей. Использование процессов в народном хозяйстве.

50.Получение кисломолочных продуктов. Характеристика возбудителей Условия, активизирующие молочнокислое бро­жение. Использование в быту и производстве.

Глава VII. Превращение микроорганизмами соединений азота,

Нормальная микрофлора организма животных. Тело представляет для микроорганизмов целый мир с множеством экологических ниш. В естественных условиях организм любого животного населен множеством микроорганизмов. Среди них могут быть случайные формы, но для многих видов тело животного является основным или единственным местом обитания. Характер и механизмы взаимодействий макроорганизма с микроорганизмами многообразны и играют решающую роль в жизни и эволюции многих видов последних. Для животного микроорганизмы также представляют важный экологический фактор, определяющий многие стороны его эволюционных изменений.

С современных позиций нормальную микрофлору рассматривают как совокупность микробиоценозов, занимающих многочисленные экологические ниши на коже и слизистых оболочках всех сообщающихся с внешней средой полостей организма. В значительной части микрофлора одинакова у всех животных в сравниваемых биотопах, но в составе микробиоценоза имеются индивидуальные различия. Аутомикрофлора здорового животного остается постоянной и поддерживается гомеостазом; ткани и органы, не сообщающиеся с внешней средой, стерильны. Организм и его нормальная микрофлора составляют единую экологическую систему: микрофлора служит своеобразным «экстракорпоральным органом», играющим важную роль в жизнедеятельности животного. Будучи биологическим фактором защиты, нормальная микрофлора является тем барьером, после прорыва которого индуцируется включение неспецифических механизмов защиты. Если факторы, действующие прямо и косвенно на колонизационную резистентность и функционирование нормальной микрофлоры, по своей интенсивности и длительности будут превышать компенсаторные возможности микроорганизма как экосистемы, то неизбежно возникнут микроэкологические нарушения. Степень выраженности и длительность этих нарушений будут зависеть от дозы и продолжительности воздействия.

Микрофлора кожи. Кожный покров имеет свои особенности, свой рельеф, свою «географию». Клетки эпидермиса постоянно отмирают, и пластинки рогового слоя слущиваются. Поверхность кожи постоянно «удобряется» продуктами выделения сальных и потовых желез. Потовые железы обеспечивают микроорганизмы солями и органическими соединениями, в том числе азотсодержащими. Выделения сальных желез богаты жирами.

Микроорганизмы заселяют главным образом участки кожи, покрытые волосами и увлажненные потом. На таких участках насчитывается около 1,5 10 6 клеток/см 2 . Некоторые виды микроорганизмов приурочены к строго определенным зонам.

Как правило, на коже преобладают грамположительные бактерии. Типичными обитателями являются различные виды Staphylococcus, в частности S. epidermidis, Micrococcus, Propionibacterium, Corynebacterium, Brevibacterium, Acinetobacter.

Появление S. aureus свидетельствует о неблагоприятных изменениях микрофлоры организма. Представители рода Corynebacterium иногда составляют до 70 % всей кожной микрофлоры. Некоторые виды являются липофильными, т. е. образуют липазы, разрушающие выделения сальных желез.

Большинство микроорганизмов, населяющих кожу, не представляют какой-либо опасности для хозяина, но некоторые, и прежде всего S. aureus, условно-патогенные.

Нарушение нормального сообщества бактерий кожи может иметь неблагоприятные последствия для макроорганизма.

На кожных покровах микроорганизмы подвержены действию бактерицидных факторов сального секрета, повышающих кислотность (соответственно значение pH снижается). В подобных условиях живут преимущественно S. epidermidis, микрококки, сарцины, аэробные и анаэробные дифтероиды. Другие виды -

S. aureus, а-гемолитические и негемолитические стрептококки - правильнее рассматривать как транзиторные. Основные зоны колонизации - эпидермис (особенно роговой слой), кожные железы (сальные и потовые) и верхние отделы волосяных фолликулов. Микрофлора волосяного покрова идентична микрофлоре кожи.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта. Наиболее активно микроорганизмы заселяют желудочно-кишечный тракт ввиду обилия и разнообразия в нем питательных веществ.

Кислая среда желудка является начальным фактором, контролирующим размножение микроорганизмов, поступающих в него с пищей. После прохождения желудочного барьера микробы попадают в более благоприятные условия и размножаются в кишечнике при достаточном количестве питательных веществ и соответствующей температуре. Подавляющее большинство микроорганизмов обитает в виде фиксированных микроколоний и ведет преимущественно иммобилизованный образ жизни, располагаясь на слизистой оболочке послойно. Первый слой - непосредственно на клетках эпителия (микрофлора слизистой оболочки), последующие слои (один над другим) - просветная микрофлора, погруженная в особое слизистое вещество, являющееся отчасти продуктом слизистой оболочки кишки, отчасти - продуктом самих бактерий.

Прикрепившись, микроорганизмы продуцируют экзаполиса-харидный гликокаликс, обволакивающий микробную клетку и образующий биопленку, внутри которой происходит деление бактерий и осуществляется межклеточное взаимодействие. Микрофлора толстой кишки подразделяется на М-флору (мукозную) и П-флору (полостную), обитающую в просвете кишечника. М-фло-ра - пристеночная флора, представители которой или фиксированы на рецепторах слизистой оболочки кишечника (бифидум-флора) или опосредованно через взаимодействие с другими микроорганизмами прикрепляются к бифидобактериям.

Адгезия осуществляется через поверхностные структуры бактерий, содержащие гликолипиды (лектины), которые комплементарны рецепторам (гликопротеидам) мембран эпителиальных клеток. Лектины могут быть локализованы в мембранах бактерий, на их поверхности, а также на специфических фимбриях, которые, проходя сквозь толщу экзополисахаридного гликокаликса, фиксируют бактерии к соответствующим рецепторам эпителия слизистой оболочки.

Таким образом, на поверхности слизистой оболочки кишечника образуется биопленка, состоящая из экзополисахаридного муцина микробного происхождения и миллиардов микроколоний. Толщина биопленки колеблется от долей до десятков микрометров, при этом число микроколоний может достигать нескольких сотен и даже тысяч по высоте слоя. В составе биопленки микроорганизмы в десятки, а то и сотни раз более устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов по сравнению с тем, когда они находятся в свободно плавающем состоянии, т. е. М-флора более стабильна. Главным образом, это бифидо- и лактобактерии, образующие слой так называемого бактериального дерна, препятствующего пенетрации слизистой оболочки патогенными и условно-патогенными микроорганизмами. Конкурируя за взаимодействие с рецепторами эпителиальных клеток, М-флора обусловливает колонизационную резистентность толстой кишки. П-флора, наряду с бифидо- к лактобактериями, включает и других постоянных обитателей кишечника.

Облигатная микрофлора (резидентная, индигенная, аутохтон-ная) в норме обнаруживается у всех здоровых животных. Это микроорганизмы, максимально приспособленные к существованию в кишечнике. До 95 % приходится на анаэробную флору (бактероиды, бифидобактерии, лактобактерии) - это основная микрофлора (10 9 ... 10 ю микробных тел в 1 г).

Факультативная микрофлора выявляется у части обследуемых. От 1 до 4 % общего количества микроорганизмов приходится на факультативные анаэробы (энтерококки, кишечные палочки) - это сопутствующая флора (10 5 ...10 7 микробных тел в 1 г).

Транзиторная микрофлора (временная, необязательная) встречается у части животных (в определенные промежутки времени). Ее присутствие определяется поступлением микробов из окружающей среды и состоянием иммунной системы. В состав ее входят сапрофиты и условно-патогенные микроорганизмы (протей, клебсиеллы, синегнойная палочка, грибы рода Candida) - это остаточная флора (до 10 4 микробных тел в 1 г).

В кишечник травоядных попадает большое количество клетчатки. Известно, что только некоторые беспозвоночные могут переваривать клетчатку самостоятельно. В большинстве случаев переваривание целлюлозы происходит за счет разрушения ее бактериями, а животное потребляет в качестве пищи продукты ее деградации и сами клетки микроорганизмов. Таким образом, здесь наблюдается кооперация, или симбиоз. Наибольшего совершенства этот тип взаимодействий достиг у жвачных животных. В их рубце корм задерживается достаточно долго, чтобы могли быть разрушены доступные микроорганизмам компоненты растительных волокон. В этом случае, однако, бактерии используют значительную часть растительного белка, который в принципе мог бы быть разрушен и использован самим животным. У многих животных взаимодействие с кишечной микрофлорой носит промежуточный характер. Например, в кишечнике у лошадей, кроликов, мышей корм в значительной степени используется до того, как начнется бурное развитие бактерий. Но следует отметить, что в отличие от хищников, у таких животных корм дольше задерживается в кишечнике, что способствует ее сбраживанию бактериями.

Наиболее активная жизнедеятельность микроорганизмов отмечается в толстой кишке. Анаэробы развиваются, осуществляя брожение, в процессе которого образуются органические кислоты - преимущественно уксусная, пропионовая и масляная. При ограниченном поступлении углеводов образование этих кислот энергетически выгоднее, чем продукция этанола и молочной кислоты. Происходящее здесь же разрушение белков приводит к снижению кислотности среды. Накапливающиеся кислоты могут быть использованы животным.

В состав кишечной микрофлоры различных животных входит ряд видов бактерий, способных разрушать целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины. У многих млекопитающих в кишечнике обитают представители родов Bacteroides и Ruminococcus; В. succinogenes был обнаружен в кишечнике лошадей, коров, баранов, антилоп, крыс, обезьян; R. album и R. flavefaciens, активно разрушающие клетчатку, обитают в кишечнике лошадей, коров, кроликов. К сбраживающим клетчатку кишечным бактериям относятся также Butyrivibrio fibrisolvens и Eubacterium cellulosolvens. Роды Bacteroides и Eubacterium представлены в кишечнике млекопитающих рядом видов, причем представители некоторых разрушают также белковые субстраты.

Рубец жвачных обильно заселен большим числом видов бактерий и простейших. Анатомическое строение и условия в рубце почти идеальны для жизнедеятельности микроорганизмов. В среднем, по данным различных авторов, число бактерий составляет 10 9 ...Ю 10 клеток в 1 г рубцового содержимого.

Помимо бактерий расщепление питательных веществ кормов и синтез важных для организма животного органических соединений в рубце осуществляют также различные виды дрожжей, акти-номицетов и простейших. Количество инфузорий в 1 мл содержимого может достигать 3...4 млн.

Со временем видовой состав рубцовых микроорганизмов претерпевает изменения.

В молочный период в рубце у телят преобладают лактобактерии и определенные виды протеолитических бактерий. Полное становление рубцовой микрофлоры завершается при переходе животных на кормление грубыми кормами. По мнению некоторых авторов, у взрослых жвачных видовой состав рубцовой микрофлоры постоянен и существенным образом не изменяется в зависимости от кормления, времени года и ряда других факторов. В функциональном отношении наиболее важное значение представляют следующие виды бактерий: Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio

fibrisolvens, Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus album, Eubacterium cellulosolvens, Clostridium cellobioparum, Clostridium locheadi и др.

Основными продуктами сбраживания клетчатки и других углеводов являются масляная кислота, диоксид углерода и водород. В превращении крахмала принимают участие рубцовые бактерии многих видов (Bacteroides amylophilus, Bacteroides ruminicola и др.), в том числе и целлюлозолитические, а также определенные виды инфузорий.

Основными продуктами брожения являются уксусная, янтарная, муравьиная кислоты, диоксид углерода и в некоторых случаях сероводород.

В содержимом рубца широко представлены виды бактерий, утилизирующих различные моносахара (глюкоза, фруктоза, ксилоза и др.), поступающие с кормом, а главным образом образующиеся при гидролизе полисахаридов. Кроме описанных выше, обладающих ферментами, разрушающими полисахариды и дисахариды, в рубце жвачных находится немало видов бактерий, предпочтительно использующих моносахара, главным образом глюкозу. К ним относятся: Lachnospira multiparus, Selenomonas ruminantium, Lactobacillus acidophilus. Bifidobacterium bifidum, Bacteroides coa-gulans, Lactobacillus fermentum и др.

В настоящее время известно, что белок в рубце расщепляется под действием протеолитических ферментов микроорганизмов с образованием пептидов и аминокислот, которые, в свою очередь, подвергаются воздействию дезаминаз, в результате чего образуется аммиак. Дезаминирующими свойствами обладают культуры, относящиеся к видам: Selenomonas ruminantium, Megasphaera elsdenii, Bacteroides ruminicola и др.

Большая часть потребляемого с кормом растительного белка превращается в рубце в белок микробиальный. Как правило, процессы расщепления и синтеза белка идут одновременно. Значительная часть рубцовых бактерий, являясь гетеротрофами, для синтеза белка использует неорганические соединения азота. Наиболее важные в функциональном отношении рубцовые микроорганизмы (Bacteroides ruminicola, Bacteroides succinogenes, Bacteroides amylophilus и др.) для синтеза азотистых веществ своих клеток используют аммиак.

Ряд видов рубцовых микроорганизмов (Streptococcus bovis, Bacteroides succinogenes, Ruminococcus flavefaciens и др.) для построения серосодержащих аминокислот используют сульфиды при наличии в среде цистина, метионина или гомоцистеина.

В тонком отделе кишечника содержится сравнительно небольшое количество микроорганизмов. Чаще всего там обитают устойчивые к действию желчи энтерококки, кишечная палочка, ацидофильные и споровые бактерии, актиномицеты, дрожжи и др.

Наиболее богат микроорганизмами толстый отдел кишечника. Основные обитатели его - энтеробактерии, энтерококки, термофилы, ацидофилы, споровые бактерии, актиномицеты, дрожжи, плесени, большое количество гнилостных и некоторых патогенных анаэробов (Clostridium sporogenes, С. putrificus, С. рег-fringens, С. tetani, Fusobacterium necrophorum). В 1 г экскрементов травоядных может содержаться до 3,5 млрд различных микроорганизмов. Микробная масса составляет около 40 % сухого вещества фекалий.

В толстом отделе кишечника протекают сложные микробиологические процессы, связанные с расщеплением клетчатки, пектиновых веществ, крахмала. Микрофлору желудочно-кишечного тракта принято делить на облигатную (молочнокислые бактерии,

E. coli, энтерококки, С. perfringens, С. sporogenes и др.), которая адаптировалась к условиям этой среды и стала постоянным ее обитателем, и факультативную, изменяющуюся в зависимости от вида корма и воды.

Микрофлора органов дыхания. Верхние отделы дыхательных путей несут высокую микробную нагрузку - они анатомически приспособлены для осаждения бактерий из вдыхаемого воздуха. Помимо обычных негемолитических и зеленящих стрептококков, непатогенных нейссерий, стафилококков и энтеробактерий, в носоглотке можно обнаружить менингококки, пиогенные стрептококки и пневмококки. Верхние отделы дыхательных путей у новорожденных обычно стерильны и колонизируются в течение 2...3 сут.

Исследования последних лет показали, что наиболее часто из дыхательных путей клинически здоровых животных выделяется сапрофитная микрофлора: S. saprophiticus, бактерии родов Micrococcus, Bacillus, коринеформные бактерии, негемолитические стрептококки, грамотрицательные кокки.

Кроме того, выделены патогенные и условно-патогенные микроорганизмы: а- и Р-гемолитические стрептококки, стафилококки (S. aureus, S. hycus), энтеробактерии (эшерихии, сальмонеллы, протей и др.), пастереллы, Р. aeruginosa и в единичных случаях грибы рода Candida.

Сапрофитные микроорганизмы чаще обнаруживались в дыхательных путях нормально развитых животных, чем слабо развитых.

В носовой полости обнаруживается наибольшее число сапрофитов и условно-патогенных микроорганизмов. Они представлены стрептококками, стафилококками, сардинами, пастереллами, энтеробактериями, коринеформными бактериями, грибами рода Candida, Pseudomonos aeruginosa и бацилами. Трахея и бронхи заселены микроорганизмами аналогичных групп. В легких обнаружены отдельные группы кокков ф-гемолитические, S. aureus), микрококки, пастереллы, Е. сой.

При снижении иммунитета у животных (особенно молодняка) микрофлора органов дыхания может вызвать заболевание.

Микрофлора мочеполовых путей. Микробный биоценоз органов мочеполовой системы более скудный. Верхние отделы мочевыводящих путей обычно стерильны; в нижних отделах доминируют Staphylococcus epidermidis, негемолитические стрептококки, диф-тероиды; часто выделяют грибы родов Candida, Toluropsis и Geotrichum. В наружных отделах доминирует Mycobacterium smegmatis.

Основной обитатель влагалища - Bacterium vaginale vulgare, обладающая выраженным антагонизмом к другим микробам. В норме в мочеполовых путях микрофлора обнаруживается только в наружных отделах (стрептококки, молочнокислые бактерии).

Матка, яичники, семенники, мочевой пузырь в норме стерильны. У здоровой самки плод в матке стерилен до момента начала родов.

При гинекологических заболеваниях характер микрофлоры меняется.

Роль нормальной микрофлоры. Нормальная микрофлора играет важную роль в защите организма от патогенных микробов, например стимулируя иммунную систему, принимая участие в реакциях метаболизма. В то же время эта флора способна привести к развитию инфекционных заболеваний.

Нормальная микрофлора составляет конкуренцию патогенной; механизмы подавления роста последней достаточно разнообразны. Основной механизм - избирательное связывание нормальной микрофлорой поверхностных рецепторов клеток, особенно эпителиальных. Большинство представителей резидентной микрофлоры проявляет выраженный антагонизм в отношении патогенных видов. Эти свойства особенно ярко выражены у бифидобактерий и лактобактерий; антибактериальный потенциал формируется секрецией кислот, спиртов, лизоцима, бактериоцинов и других веществ. Кроме того, при высокой концентрации указанных продуктов ингибируется метаболизм и выделение токсинов патогенными видами (например, термолабильного токсина энтеропато-генными эшерихиями).

Нормальная микрофлора - неспецифический стимулятор («раздражитель») иммунной системы; отсутствие нормального микробного биоценоза вызывает многочисленные нарушения в иммунной системе. Другая роль микрофлоры была установлена после того, как были получены гнотобиоты (безмикробные животные). Антигены представителей нормальной микрофлоры вызывают образование антител в низких титрах. Они преимущественно представлены иммуноглобулинами класса A (IgA), секретируемыми на поверхность слизистых оболочек. IgA обеспечивает местную невосприимчивость к проникающим возбудителям и не дают возможности комменсалам проникать в глубокие ткани.

Нормальная кишечная микрофлора играет огромную роль в метаболических процессах организма и поддержании их баланса.

Обеспечение всасывания. Метаболизм некоторых веществ включает печеночную экскрецию (в составе желчи) в просвет кишечника с последующим возвратом в печень; подобный кишечно-печеночный круговорот характерен для некоторых половых гормонов и солей желчных кислот. Эти продукты экскретируют-ся, как правило, в форме глюкуронидов и сульфатов, не доступных в этом виде к обратному всасыванию. Всасывание обеспечивают кишечные бактерии, вырабатывающие глюкуранидазы и сульфатазы.

Обмен витаминов и минеральных веществ. Общеизвестна ведущая роль нормальной микрофлоры в обеспечении организма ионами Ее 2+ , Са 2+ , витаминами К, Э, группы В (особенно В ь рибофлавин), никотиновой, фолиевой и пантотеновой кислотами. Кишечные бактерии принимают участие в инактивации токсичных продуктов эндо- и экзогенного происхождения. Кислоты и газы, выделяющиеся в ходе жизнедеятельности кишечных микробов, оказывают благоприятное действие на перистальтику кишечника и своевременное его опорожнение.

Таким образом, действие микрофлоры тела на организм складывается из следующих факторов.

Во-первых, нормальной микрофлоре принадлежит важнейшая роль в формировании иммунологической реактивности организма. Во-вторых, представители нормальной микрофлоры благодаря продуцированию разнообразных антибиотических соединений и выраженной антагонистической активности предохраняют органы, сообщающиеся с внешней средой, от внедрения и безграничного размножения в них патогенных микроорганизмов. В-треть-их, микрофлора обладает выраженным морфокинетическим действием, особенно по отношению к слизистой оболочке тонкой кишки, что существенно отражается на физиологических функциях пищеварительного канала. В-четвертых, микробные ассоциации являются существенным звеном в печеночно-кишечной циркуляции таких важнейших компонентов желчи, как соли желчных кислот, холестерин и желчные пигменты. В-пятых, микрофлора в процессе жизнедеятельности синтезирует витамин К и ряд витаминов группы В, некоторые ферменты и, возможно, другие, пока не известные, биологически активные соединения. В-шестых, микрофлора исполняет роль дополнительного ферментного аппарата, расщепляя клетчатку и другие трудно переваримые составные части корма.

Нарушение видового состава нормальной микрофлоры под влиянием инфекционных и соматических заболеваний, а также в результате длительного и нерационального использования антибиотиков приводит к состоянию дисбактериоза, который характеризуется изменением соотношения различных видов бактерий, нарушением усвояемости продуктов пищеварения, изменением ферментативных процессов, расщеплением физиологических секретов. Для коррекции дисбактериоза следует устранить факторы, вызвавшие этот процесс.

Гнотобиоты и СПФ-животные. Роль нормальной микрофлоры в жизни животных, как показано выше, так велика, что возникает вопрос: возможно ли сохранение физиологического состояния животного без микробов. Еще Л. Пастер пытался получить таких животных, но низкое техническое обеспечение подобных экспериментов в то время не позволило решить поставленную задачу.

В настоящее время не только получены безмикробные животные (мыши, крысы, морские свинки, цыплята, поросята и другие виды), но и успешно развивается новая отрасль биологии - гно-тобиология (от греч. gnotos - познание, bios - жизнь). У гнотоби-отов отсутствуют антигенное «раздражение» иммунной системы, что обусловливает недоразвитие иммунокомпетентных органов (тимуса, лимфоидной ткани кишечника), дефицит IgA, ряда витаминов. Как следствие, у гнотобиотов нарушаются физиологические функции: уменьшается масса внутренних органов, объем крови, понижено содержание воды в тканях. Исследования с использованием гнотобиотов позволяют изучать роль нормальной микрофлоры в механизмах инфекционной патологии и иммунитета, в процессе синтеза витаминов, аминокислот. Заселяя организм гнотобиотов теми или иными видами (сообществами) микроорганизмов, удается выявлять физиологические функции этих видов (сообществ).

Большую ценность для развития животноводства представляют СПФ-животные - свободные только от патогенных микроорганизмов и имеющие всю необходимую микрофлору для осуществления физиологических функций. СПФ-животные растут быстрее обычных, реже болеют и могут служить ядром для племенных ферм, свободных от инфекционных заболеваний. Однако для организации такой фермы необходим очень высокий уровень ветеринарно-санитарного состояния.

Дисбактериоз. На состав микробных сообществ полостей организма влияют различные факторы: качество и количество корма, его состав, двигательная активность животного, стрессы и многое другое. Наибольшее воздействие оказывают заболевания, связанные с изменением физико-химических свойств эпителиальных поверхностей, и применение антимикробных препаратов широкого спектра, действующих на любые, в том числе непатогенные микроорганизмы. В результате выживают более устойчивые виды - стафилококки, кандиды и грамотрицательные палочки (энтеробактерии, псевдомонады). Следствие этого - качественные и количественные изменения микробиоценоза, выходящие за рамки физиологической нормы, т. е. дисбактериоз, или дисбиоз. Наиболее тяжелые формы дисбактериозов - стафилококковый сепсис, системный кандидоз и псевдомембранозный колит; при всех формах доминирует поражения микрофлоры кишечника.

Термин «дисбактериоз» (гнилостная, или бродильная, диспепсия) введен А. Ниссле (A. Nissle) в 1916 г. Это динамическое нарушение микроэкологии кишечника в результате срыва адаптации, изменения защитных и компенсаторных механизмов, обеспечивающих барьерную функцию кишечника. В поддержании экологического гомеостаза участвуют четыре основных группы факторов:

  • 1) иммунологические специфические (иммуноглобулины, прежде всего класса IgA, предохраняющие слизистую оболочку кишечника от проникновения аллергенов различной природы) и неспецифические (комплемент, интерферон, лизоцим, трансферрин, лактоферрин) гуморальные факторы защиты;
  • 2) механические факторы защиты (перистальтические движения, эпителий, обновляющийся каждые 6...8 дней, макро- и микроворсинки с покрывающей их густой сетью гликокаликса, илеоцекальный клапан);
  • 3) химические факторы защиты (слюна, желудочный, панкрео-тический и кишечный соки, желчь, жирные кислоты);
  • 4) биологические факторы защиты (нормальная кишечная микрофлора).

Проблема дисбактериоза актуальна и выступает на первый план при патологии желудочно-кишечного тракта, аллергических заболеваниях, длительной антибактериальной терапии.

Но дисбактериоз - это не нозологическая единица, не самостоятельное заболевание, а изменение биоценоза кишечника, приводящее к нарушению основных функций микрофлоры и возникновению клинической симптоматики дисбактериоза, не отличающейся специфичностью. Истоки этого патологического состояния подчас следует искать в раннем возрасте, а приобретенная аутофлора так существенно влияет на морфологический и физиологический статус, что многие характеристики взрослого организма в действительности определяются состоянием микрофлоры.

В настоящее время дисбактериоз является управляемой патологией не только в плане лечения, но и с точки зрения проведения первичной профилактики.

Коррекция дисбактериозов. Для коррекции дисбактериозов следует применять эубиотики - взвеси бактерий, способных восполнить численность недостающих или дефицитных видов. В отечественной практике широко применяют бактерийные препараты в виде высушенных живых культур различных бактерий, например коли-, лакто- и бифидобактерины (содержащие соответственно Е. coli, виды Lactobacillus и Bifidobacterium), бификол (содержащий виды Bifidobacterium и Е. coli), бактисубтил (культура Bacillus subtilis) и др.

Интизаров Михаил Михайлович, академик РАСХН, проф .

ПРЕДИСЛОВИЕ

При рассмотрении способов борьбы с многими инфекционными болезнями бактериальной и вирусной этиологии чаще сосредоточивают основное внимание на патогенных микроорганизмах - возбудителях этих заболеваний, реже обращают внимание и на сопутствующую обычную микрофлору тела животных. Но в ряде случаев именно обычная микрофлора приобретает большое значение в возникновении или развитии болезни, способствуя либо препятствуя ее проявлению. Иногда обычная микрофлора становится источником тех патогенных или условнопатогенных инфекционных агентов, которые обуславливают эндогенное инфицирование, проявление секундарных инфекций и т. д. При других обстоятельствах комплекс обычной микрофлоры тела животного блокирует пути и возможности развития инфекционного процесса, вызываемого некоторыми патогенными микроорганизмами. Поэтому знать состав, свойства, количественные ха­рактеристики, биологическую значимость разных групп и представителей обычной микрофлоры организма (млекопи- тающих, в том числе домашних, сельскохозяйственных животных и человека) должны врачи, биологи, работники животноводства, преподаватели вузов и научные работники.

Введение

Микрофлору организма млекопитающих, включая сельскохозяйственных, домашних животных и человека, стали изучать вместе с развитием микробиологии как науки, с появлением великих открытий Л. Пастера, Р. Коха, И. И. Мечникова, их учеников и сотрудников. Так, в 1885 г. Т. Эшерих выделил из фекалий детей обязательного представителя микрофлоры кишечника - кишечную палочку, встречающуюся практически у всех млекопитающих, птиц, рыб, рептилий, амфибий, насекомых и т. д. Через 7 лет появились первые данные о значении кишечной палочки для жизнедеятельности, здоровья макроорганизма. С. О. Иенсен (1893) установил, что разные типы и штаммы кишечной палочки могут быть как патогенными для животных (вызывают у телят септическое заболевание и диарею), так и непатогенными, т. е. совершенно безвредными и даже полезными обитателями кишечни ка животных и человека. В 1900 г. Г. Тиссье открыл в фекалиях новорожденных бифижбактер«и - известй: и обязательных представителей нормальной кишечной микро­флоры организма во все периоды его жизни. Молочнокислые палочки (L . acidophilus) были выделены Моро в 1900 г.

Определения, терминология

Нормальная микрофлора - это открытый биоценоз микроорганизмов, встречающихся у здоровых людей и животных (В. Г. Петровская, О. П. Марко, 1976). Этот биоценоз должен быть свойствен совершенно здоровому организму; он физиологичен, то есть способствует поддержанию здорового статуса макроорганизма, правильному отправлению его нормальных физиологических функций. Вся же микрофлора тела животного может быть названа еще аутомикрофлорой (согласно значению слова «ауто»), то есть микрофлора любого состава (О. В. Чахава, 1982) данного организма в норме и при патологии.

Нормальную микрофлору, связанную только со здоровым статусом организма, ряд авторов подразделяет на две части:

1) облигатную, постоянную часть, сложившуюся в филогенезе и онтогенезе в процессе эволюции, которую еще называют индигенной (т. е. местной), аутохтонной (коренной), резидентной и т. д.;

2) факультативную, или транзиторную.

В состав аутомикрофлоры периодически могут включаться и случайно проникающие в макроорганизм патогенные микроорганизмы.

Видовой состав и количественная характеристика микрофлоры важнейших областей тела животного

С организмом животного ассоциированы, как правило, десятки и сотни видов различных микроорганизмов. Они , как пишут В. Г. Петровская и О. П. Марко (1976), являются облигатными для организма в целом. Многие виды микроорганизмов встречаются во многих областях тела, изменя­ясь лишь количественно. Количественные вариации возможны у той же микрофлоры в зависимости от вида млекопитающих. Большинству же животных свойственны общие усредненные показатели для ряда областей их тела. Например, для дистальных, нижних отделов желудочно-кишечного тракта характерны следующие микробные группы, выявляемые в содержимом кишечника или фекалиях (табл. 1).

В верхней части табл. 1. приведены лишь облигатноана­эробные микроорганизмы - представители кишечной флоры. В настоящее время установлено, что на долю строго анаэробных видов в кишечнике приходится 95-99%, а всеаэробные и факультативно анаэробные виды составляют оставшиеся 1-5%.

Несмотря на то, что в кишечнике обитают десятки и сотни (до 400) известных видов микроорганизмов, там могут существовать еще и совершенно неизвестные микроорганизмы Так, в слепой и ободочной кишках некоторых грызунов в последние десятилетия было установлено наличие так называемых нитчатых сегментированных бактерий, которые очень интимно связаны с поверхностью (гликокаликсом, щеточной каймой) эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника. Утонченный конец этих длинных, нитевидных бактерий углублен между микроворсинками щеточной каймы эпителиальных клеток и, по-видимому, фиксирован там так, что вдавливает мембраны клеток. Этих бактерий может быть так много, что они, подобно траве, покрывают поверхность слизистой оболочки. Это тоже строгие анаэробы (облигатные представители кишечной микрофлоры грызунов), полезные для организма виды, во многом нормализующие функции кишечника. Однако эти бактерии были обнаружены только бактериоскопическими методами (с помощью электронной сканирующей микроскопии срезов кишечной стенки). Нитчатые бактерии не растут на известных нам питательных средах, лишь могут переживать на плотных агаризованных средах не более одной недели) J . P . Koopman et . al ., 1984).

Распределение микроорганизмов по отделам желудочно-кишечного тракта

Из-за высокой кислотности желудочного сока в желудке содержится небольшое количество микроорганизмов; з основном это кислотоустойчивая микрофлора - лактобактерии, стрептококки, дрожжи, сардины и т. д. Количество микробов там - 10 3 /г содержимого.

Микрофлора 12-перстной и тощей кишок

В кишечнике йезде есть микроорганизмы. Если бы их не было в каком-либо отделе, то не возникало бы перитонита микробной этиологии при травмировании кишечника. Только в проксимальных участках тонкого кишечника видов микрофлоры меньше, чем в толстом. Это лактобактерии, энтерококки, сардины, Грибы, в более нижних отделах нарастает количество бифидобактерий, кишечных палочек. Количественно эта микрофлора может отличаться у разных особей. Возможна минимальная степень обсемененности (10 1 - 10 3 /гсодержимого), и значительная - 10 3 - 10 4 /г Количество и состав микрофлоры толстого кишечника представлены в табл 1.

Микрофлора кожи

Основные представители микрофлоры кожи - дифтерои- ш (коринебактерии, пропионовые бактерии), плесневые грибы, дрожжи, споровые аэробные палочки (бациллы), стафилококки (в первую очередь преобладает S . epidermidis , но на здоровой коже з небольшом количестве присутствует и S . aureus).

Микрофлора респираторного тракта

На слизистых оболочках респираторного тракта больше всего микроорганизмов в области носоглотки, за гортанью количество их значительно меньше, еще меньше в крупных бронхах, а в глубине легких здорового организма микрофлоры вообще нет.

В носовых ходах есть дифтероиды, в первую очередь ко- рннебактерии, постоянны стафилококки (резидентен S . epi dermidis), нейссерии, гемофильные бактерии, стрептококки (альфа-гемолитические); в носоглотке - коринебактерии, стрептококки (S. mitts , S . salivarius и др.), стафилококки, нейссеоии, вайлоНеллы, гемофильные бактерии, более транзиторно встречаются энтеробактерии, бактероиды, грибы, энтерококки, лактобактерии, синегнойная палочка, аэробные палочки типа В. subtil is и др.

Микрофлору глубжележащих отделов дыхательных путей изучали меньше (A — Halperin — Scott et al ., 1982). У людей это связано с трудностями получения материала. У животных материал более доступен для исследования (можно использовать убитых животных). Мы изучали микрофлору средних дыхательных путей у здоровых свиней, включая их миниатюрную (лабораторную) разновидность; результаты пред ставлены в табл. 2.

Первых четырех представителей выявляли постоянно (100%), менее резидентно (1/2-1/3 случаев) устанавливали: лактобактерии (10 2 -10 3), кишечную палочку (10 2 -Ш 3), плесневые грибы (10 2 -10 4), дрожжи. Другие авторы отмечали транзиторное носительство протея, синегнойной палочки, клостридий, представителей аэробных бацилл. Нами в этом же плане однажды был выявлен Bacteroides melaninoge — nicus .

Микрофлора родовых путей млекопитающих

Исследования последних лет, в основном зарубежных авторов (Boyd , 1987; А. В. Onderdonk et al ., 1986; J . M . Miller et al ., 1986; A . N. Masfari et al ., 1986; H . Knothe u . a . 1987), показали, что микрофлора, колонизующая (т. е. заселяющая) слизистые оболочки родовых путей, весьма разнообразна и богата в видовом отношении. Широко представлены компоненты нормальной микрофлоры, в ее составе много строго анаэробных микроорганизмов (табл. 3).

Если сравнить микробные виды родовых путей с микрофлорой других областей тела, то обнаруживают, что микрофлора родовых путей матери по этому признаку аналогична основным группам микробных обитателей тела. будущего молодого организма, то есть облигатных представителей своей нормальной микрофлоры животное получает при прохождении через родовые пути матери. Дальнейшее заселение тела молодого животного происходит от этой расплодки эволюционно обоснованной микрофлоры, полученной от матери. Следует учесть, что у здоровой самки плод в матке стерилен до момента начавшихся родов.

Однако правильно сложившаяся (отобранная в процессе эволюции) нормальная микрофлора организма животного в полном объеме населяет его тело не сразу, а за несколько дней, успевая размножиться в определенных соотношениях. В. Браун приводит следующую последовательность ее становления в первые 3 дня жизни новорожденного: бактерии обнаруживают в первых же пробах, взятых с тела новорожденного сразу после рождения. Так, на слизистой оболочке носа вначале преобладающими оказывались коагулазоотрицательные стафилококки (S . epidermidis); на слизистой глот­ки - те же стафилококки и стрептококки, а также небольшое количество эптеробактерий. В прямой кишке в 1-й день уже были обнаружены кишечные палочки, энтерококки, те же стафилококки, а к третьему дню после рождения устанавливался микробный биоценоз, в основном обычный для нормальной микрофлоры толстого кишечника (W . Braun , F . Spenckcr u . a ., 1987).

Отличия микрофлоры тела разных видов животных

Вышеприведенные облигатные представители микрофлоры свойственны большинству домашних, сельскохозяйственных млекопитающих животных и организму человека. В зависимости от вида животного скорее может меняться количество микробных групп, но не видовой их состав. У собак количество кишечных палочек и лактобактерий в толстом кишечнике такое же, как приведено в табл. 1. Однако бифидобактерии были на порядок ниже (10 8 в 1 г), на порядок вышебыло стрептококков (S . lactis , S . mitis, энтерококки) и клостридий. У крыс и мышей (лабораторных) на столько же было увеличено количество молочнокислых палочек (лактобактерий), больше стрептококков и клостридий. У этих животных в кишечной микрофлоре оказалось мало кишечных палочек и было уменьшено число бифидобактерий. Снижено количество кишечных палочек и у морских свинок (по данным В. И. Орловского). В фекалиях морских свинок, согласно нашим исследованиям, кишечные палочки содержались в пределах 10 3 -10 4 в 1 г. У кроликов преобладали бактероиды (до 10 9 -10 10 в 1 г), было значительно уменьшено количество кишечных палочек (часто даже до 10 2 в 1 г) и лак­тобактерий.

У здоровых свиней (по нашим данным) микрофлора трахеи и крупных бронхов ни количественно, ни качественно заметно не отличалась от усредненных показателей и весьма сходна с микрофлорой человека. Их кишечную микрофлору тоже характеризовало определенное сходство.

Для микрофлоры рубца жвачных животных характерны специфические особенности. Во многом это связывают с наличием бактерий - расщепителей клетчатки. Однако целлюлолитические бактерии (и вообще фибролитические), характерные для пищеварительного тракта жвачных, отнюдь не являются симбионтами одних лишь этих животных. Так, в слепой кишке свиней и многих травоядных животных важную роль играют такие общие со жвачными расщепители волокон целлюлозы и гемицеллюлозы, как Bacteroides succi — nogenes , Ruminococcus flavefaciens , Bacteroides ruminicola и другие (V . H . Varel , 1987).

Нормальная микрофлора организма и патогенные микроорганизмы

Облигатные макроорганизмы, которые приведены выше,- это в основном представители пепатогенной микрофлоры. Многие входящие в указанные группы виды являются даже призванными симбионтами макроорганизма (лактобактерии, бифлдобактерии), полезны для него. Определенные полезные функции выявлены у многих непатогенных видов клостридии, бактероидов, эубактернй, энтерококков, непатогенных кишечных палочек и т. д. Этих и других представителей микрофлоры тела называют «нормальной» микрофлорой. Но в физиологичный для макроорганизма микробиоценоз время от времени включаются и менее безвредные, условно-патогенные и весьма патогенные микроорганизмы. В дальнейшем эти патогены могут:

а) более или менее длительно существовать в организме
в составе всего комплекса его аутомикрофлоры; в таких случаях формируется носительство патогенных микробов, но количественно, все же, превалирует нормальная микрофлора;

б) быть вытеснены (быстро или несколько позже) из макроорганизма полезными симбиотическими представителя ми нормальной микрофлоры и элиминировать;

в) размножиться, так потеснив нормальную микрофлору, что при определенной степени колонизации макроорганизма способны вызвать соответствующее заболевание.

В кишечнике животных и человека, например, помимо определенных видов непатогенных клостридии в небольшом количестве обитает С. perfringens . В составе всей микрофлоры здорового животного количество С. perfringens не превышает 10-15 млд в 1 г. Однако при наличии некоторых условий, связанных, возможно, с нарушениями в нормальной микрофлоре, патогенный С. perfrtngens размножается на слизистой кишечника в огромном количестве (10 7 -10 9 и более), вызывая анаэробную инфекцию. В этом случае он даже вытесняет нормальную микрофлору и может быть выявлен в скарификате кате слизистой оболочки подвздошной кишки почти в чистой культуре. Подобным образом происходит развитие кишечной колиинфекции в тонком кишечнике у молодых животных, только там столь же бурно размножаются патогенные типы кишечной палочки; при холере поверхность слизистой кишечника колонизует холерный вибрион и т. д.

Биологическая роль (функциональное значение) нормальной микрофлоры

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы в те­чение жизни животного периодически контактируют и проникают в его организм, включаясь в состав общего комплекса микрофлоры. Если эти микроорганизмы не могут сразу вы­звать заболевание, то сосуществуют с другой микрофлорой тела какое-то время, но чаще бывают транзиторны. Так, для полости рта из патогенных и условно-патогенных факультативнотранзиторных микроорганизмов могут быть типичны Р, aeruginosa , С. perfringens , С. albicans , представители (ро­дов Esoherichia , Klebsiella , Proteus; для кишечника они же и еще более патогенные энтеробактерии, а также В. fragilis , С. tetani , С. sporogenes , Fusobacterium necrophorum, некото­рые представители рода Campylobacter , кишечные спирохеты (в т. ч. и патогенные, условно-патогенные) и многие другие. Для кожи и слизистых оболочек характерны S . aureus ; для респираторного тракта - он же и пневмококки и т. д.

Однако роль и значение полезной, симбиотической нормальной микрофлоры организма в том, что она нелегко допускает этих патогенных факультативно-транзиторных мик­роорганизмов в свою среду, в занятые уже ею пространст­венные экологические ниши. Вышеприведенные представители аутохтонной части нормальной микрофлоры первыми, еще при прохождении новорожденного через родовые пути мате­ри, заняли свое место на теле животного, то есть колонизовали его кожу, желудочно-кишечный и респираторный тракты, гениталии и другие области тела.

Механизмы, препятствующие колонизации (заселению) патогенной микрофлорой тела животного

Установлено, что самые большие популяции аутохтонной, облигатной части нормальной микрофлоры занимают в ки­шечнике характерные места, своего рода территории в микросреде кишечника (D . Savage , 1970). Мы изучали эту эко­логическую особенность бифидобактерии, бактероидов и установили, что они располагаются не равномерно в химусе по всей полости кишечной трубки, а расстилаются в полосах и слоях слизи (муцинов), следующих за всеми изгибами поверхности слизистой оболочки тонкого кишечника. Отчасти они примыкают к поверхности эпителиальных клеток слизи­стой. Поскольку бифидобактерии, бактероиды и другие коло­низуют эти субрегионы кишечной микросреды первыми, то многим патогенным микроорганизмам, позже проникающим в кишечник, они создают препятствия для приближения и фиксации (адгезии) на слизистой оболочке. И это один из ведущих факторов, поскольку установлено, что для реализа­ции своей патогенности (способности вызывать заболевание) любые патогенные микроорганизмы, в т. ч. и вызывающие кишечные инфекции, должны адгезировать к поверхности эпителиальных клеток кишечника, затем размножиться на ней, или, проникнув глубже, колонизовать эти же самые или близкие субрегионы, в районе которых уже сложились огромные по количеству популяции, например бифидобактерии. Получается, что в этом случае бифидофлора здорового ор­ганизма экранирует от некоторых патогенов слизистую обо­лочку кишечника, лимитируя доступ им к поверхности мем­бранэпителиоцитов и к рецепторам на эпителиальных клетках, на которых патогенным микробам необходимо зафикси­роваться.

Для многих представителей аутохтонной части нормальной микрофлоры известен еще ряд механизмов антагонизма по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре:

Продукция летучих жирных кислот с короткой цепью углеродных атомов (их образует строго анаэробная часть нормальной микрофлоры);

Образование свободных метаболитов желчи (лактобактерии, бифидобактерии, бактероиды, энтерококки и многие другие могут образовывать их, деконъюгируя соли желчных кислот);

Продукция лизоцима (свойственна лактобактериям, бифидобактериям);

Закисление среды, при продуцировании органических кислот;

Продукция колицинов и бактериоцинов (стрептококками, стафилококками, кишечной палочкой, нейссериями, пропяоновыми бактериями и др.);

Синтез различных антибиотикоподобных субстанций многими молочнокислыми микроорганизмами - Streptococcus lactis , L . acidophilus , L . fermentum , L . brevis , L . helveticus , L . pjantarum и т. д.;

Конкурирование непатогенных микроорганизмов, родственных патогенным видам, с патогенными видами за одни и те же рецепторы на клетках макроорганизма, к которым должны фиксироваться и их патогенные родственники;

Поглощение симбиотическими микробами из состава нормальной микрофлоры некоторых важных компонентов и элементов питательных ресурсов (например железо), необходимых для жизнедеятельности патогенных микробов.

Многие из этих механизмов и факторов, имеющихся у представителей микрофлоры тела животного, сочетаясь вместе и взаимодействуя, создают своеобразный барьерный эф­фект - препятствие для размножения условно-патогенных и патогенных микроорганизмов в определенных областях тела животного. Устойчивость макроорганизма к колонизации па­тогенами, создаваемая его обычной микрофлорой, получила название колонизационной резистентности. Эту резистентность к колонизации патогенной микрофлорой создает в основном комплекс полезных видов строго анаэробных микро­организмов, входящих в состав нормальной микрофлоры: разные представители родов - Bifidobacterium , Bacteroides , Eubacterium , Fusobacterium , Clostridium (непатогенные), а также факультативные анаэробы, например, род Lactobacil — lus , непатогенные Е. coli , S . faecalis , S . faecium и другие. Именно эта часть строго анаэробных представителей нормальной микрофлоры организма и доминирует по количеству популяции во всей кишечной микрофлоре в пределах 95- 99%. Нормальную микрофлору организма по этим причинам часто рассматривают как дополнительный фактор неспецифической резистентности организма здорового животного и человека.

Очень важно создать и соблюдать условия, при которых прямо или косвенно формируется заселение новорожденного нормальной микрофлорой. Ветеринарные специалисты, адми­нистративно-хозяйственные работники, животноводы должны правильно подготовить к родам матерей, провести роды, обеспечить молозивное имолочное вскармливание новорожденных. Надо бережно относиться к состоянию нормальной микрофлоры родовых путей.

Ветеринарным специалистам надо иметь в виду, что нормальная микрофлора родовых путей здоровых самок - это та физиологически обоснованная расплодка полезных микроорганизмов, которая обусловит правильное развитие всей микрофлоры тела будущего животного. Если роды неосложненные, то микрофлору не следует нарушать неоправданными лечебными, профилактическими и другими воздействиями; не вводить в родовые пути без достаточно веских показаний антисептические средства, обдуманно применять антибиотики.

Понятие о дисбактериозе

Бывают случаи, когда нарушается эволюционно сложившееся соотношение видов в нормальной микрофлоре или изменяются количественные соотношения между важнейшими группами микроорганизмов аутомикрофлоры организма, или меняется качество самих микробных представителей. В этом случае возникает дисбактериоз. А это открывает пути патогенным и условно-патогенным представителям аутомикрофлоры, которые могут внедриться или размножиться в организме и вызвать заболевания, дисфункции и т. д. Правильная, сложившаяся в процессе эволюции конструкция нормальной микрофлоры, ее эубиотическое состояние сдерживают в определенных рамках условно-патогенную часть аутомикрофлоры организма животного.

Морфофункциональная роль и метаболическая функция аутомикрофлоры организма

Аутомикрофлора воздействует на макроорганизм после его рождения так, что под ее влиянием созревают и формируются структура и функции ряда контактирующих с внешней средой органов. Таким путем приобретают свой морфофункциональный облик у взрослого животного желудочно- кишечный, респираторный, мочеполовой тракты и другие органы. Новая область биологических паук - гнотобиология, успешно развивающаяся со времени Л. Пастера, позволила очень отчетливо уяснить, что многие иммунобиологические особенности взрослого, нормально развитого организма животного формируются под влиянием аутомикрофлоры его тела. Безмикробные животные (гнотобиоты), полученные кеса­ревым сечением и затем содержащиеся длительное время в специальных стерильных гнотобиблогических изоляторах без всякого доступа к ним какой-либо жизнеспособной микрофлоры, имеют черты эмбрионального состояния слизистых оболочек, сообщающихся с внешней средой органов. Иммунобиологический статус их тоже сохраняет эмбриональные черты. Наблюдают гипоплазию лимфоидной ткани в первую очередь этих органов. У безмикробных животных меньше иммунокомпетентных клеточных элементов и иммуноглобулинов. Однако характерно, что потенциально организм такого гнотобиотического животного остается способным к развитию иммунобиологических возможностей, и лишь из-за отсутствия антигенных стимулов, идущих у обычных животных (начиная с рождения) от аутомикрофлоры, он не претерпел естественно происходящего развития, затрагивающего и всю иммунную систему в целом, и местные лимфоидные скопления слизистых оболочек таких органов, как кишечник, дыхательные пути, глаз, нос, ухо и т. д. Таким образом, в процессе индивидуального развития организма животного именно от его аутомикрофлоры следуют воздействия, в т. ч. антигенные сти­мулы, обуславливающие нормальное иммуноморфофункцио- нальное состояние обычного взрослого животного.

Микрофлора тела животного, в частности микрофлора желудочно-кишечного тракта, выполняет для организма важные метаболические функции: влияет на всасывание в тонком кишечнике, ферменты ее участвуют в деградации и обмене желчных кислот в кишечнике, образует необычные жирные кислоты в пищеварительном тракте. Под влиянием мик­рофлоры идет катаболизм некоторых пищеварительных фер­ментов макроорганизма в кишечнике; инактивируются, распадаются энтерокиназа, щелочная фосфатаза, в толстом кишечнике идет распад некоторых иммуноглобулинов пищеварительного тракта, выполнивших свою функцию и т. д. Микрофлора желудочно-кишечного тракта участвует в синтезе многих витаминов, необходимых для макроорганизма. Ее представители (например, ряд видов бактероидов, анаэробные стрептококки и др.) своими ферментами способны расщеплять клетчатку, пектиновые вещества, неусваиваемые животным организмом самостоятельно.

Некоторые методы контроля состояния микрофлоры тела животного

Контроль состояния микрофлоры у конкретных животных или их групп позволит своевременно корректировать нежелательные изменения важной аутохтонной части нормальной микрофлоры, исправить нарушения за счет искусст­венного введения полезных бактериальных представителей, например бифидобактерий или лактобактерий и т. д., и не допустить развития дисбактериоза в очень тяжелых формах. Такой контроль осуществим, если в нужный момент провести микробиологические исследования видового состава и количественных соотношений, в первую очередь в аутохтонной строго анаэробной микрофлоре некоторых областей тела животного. Для бактериологического исследования берут слизь со слизистых оболочек, содержимое органов или даже саму ткань органа.

Взятие материала. Для исследования толстого отдела ки­шечника могут быть использованы фекалии, собранные специально с помощью стерильных трубок - катетеров -- или другими способами в стерильную посуду. Иногда необходимо брать содержимое разных отделов желудочно-кишечного тракта или других органов. Это возможно в основном после убоя животных. Таким способом можно получить материал из тощей, 12-перстной кишок, желудка и др. Взятие отрезков кишечника вместе с их содержимым позволяет определять микрофлору как полости пищеварительного канала, так и стенки кишки путем приготовления соскобов, гомогенатов слизистой оболочки или стенки кишки. Взятие материала у животных после убоя также позволяет более полно и разносторонне определять нормальную микрофлору родовых верхних и средних дыхательных путей (трахеи, бронхов и т. д.).

Количественное исследование. Для определения количеств разных микроорганизмов взятый тем или иным способом материал от животного используют для приготовления 9-10 десятикратных разведений его (от 10 1 до 10 10) в стерильном физиологическом растворе или какой-нибудь (соответствующей виду микроба) стерильной жидкой питательной среде. Затем из каждого разведения, начиная от менее к более кон­центрированному, высевают на соответствующие питательные среды.

Так как исследуемыми пробами являются биологические субстраты со смешанной микрофлорой, надо так подбирать среды, чтобы каждая удовлетворяла ростовые потребности искомого микробного рода или вида и одновременно ингигбировала рост другой сопутствующей микрофлоры. Поэтому желательно, чтобы среды были селективными. По биологической роли и значимости в нормальной микрофлоре более важна ее аутохтонная строго анаэробная часть. Приемы ее выявления основаны на использовании соответствующих питательных сред и специальных методов анаэробного культивирования; большинство из перечисленных выше строго ана­эробных микроорганизмов можно культивировать на новой, обогащенной и универсальной питательной среде № 105 А. К. Балтрашевича с соавт. (1978). Эта среда сложного состава и поэтому может удовлетворять ростовым потребностям самой разной микрофлоры. Пропись этой среды можно найти в руководстве «Теоретические и практические основы гнотобиологии» (М.: Колос, 1983). Различные варианты этой среды (без добавления стерильной крови, с кровью, плотная, полужидкая и т. д.) позволяют выращивать очень многие облигатно анаэробные виды, в анаэростатах в газовой смеси без кислорода и вне анаэростатов, используя полужидкий вариант среды № 105 в пробирках.

Бифидобактерии тоже вырастают на этой среде, если в нее добавить 1 % лактозы. Однако из-за чрезвычайно большого количества не всегда доступных компонентов и сложного состава среды № 105 могут возникнуть трудности с ее изготовлением. Поэтому целесообразнее воспользоваться не менее эффективной при работе с бифидобактериями, но бо лее простой и доступной в изготовлении средой Блаурокка (Гончарова Г. И., 1968). Ее состав и приготовление: печеноч­ный отвар - 1000 мл, агар-агар - 0,75 г, пептон - 10 г, лактоза - 10 г, цистин - 0.1 г, соль поваренная (х/ч) - 5 г. В начале готовят печеночный отвар: 500 г свежей говяжей печени нарезают мелкими кусочками, заливают 1 л дис­тиллированной воды и кипятят 1 ч; отстаивают и фильтруют через ватно-марлевый фильтр, доливают дистиллированной водой до первоначального объема. В этот отвар добавляют расплавленный агар-агар, пептон и цистин; устанавливают рН = 8,1-8,2 с помощью 20%-кого едкого натра и кипятят 15 мин; дают отстояться 30 мин и фильтруют. Фильтрат до­водят дистиллированной водой до 1 л и добавляют в него лактозу. Затем разливают по пробиркам по 10-15 мл и стерилизуют текучим паром дробно (Блохина И. Н., Воронин Е. С. и др., 1990).’

В эти среды для придания им селективных свойств необходимо вводить соответствующие ингибирующие рост другой микрофлоры агенты. Для выявления бактероидов - это неомицин, канамицин; для спирально изогнутых бактерий (например, кишечных спирохет) - спектиномицин; для ана­эробных кокков рода Veillonella - ванкомицин. Для выделения из смешанных популяций микрофлоры бифидобактерий и других грамположительных анаэробов к средам добавляют азид натрия.

Для определения в материале количественного содержания лактобактерий целесообразно использовать солевой агар Рогоза. Селективные свойства ему придают добавлением уксусной кислоты, создающей в этой среде рН=5,4.

Неселективиой средой для лактобактерий может быть гидролизат молока с мелом: к литру пастеризованного, обезжиренного молока (рН -7,4-7,6), не содержащего примесей антибиотиков, добавляют 1 г порошка панкреатина и 5 мл хлороформа; встряхивают периодически; ставят на 72 ч в термостат при 40° С. Затем фильтруют, устанавливают рН = 7,0-7,2 и стерилизуют при 1 атм. 10 мин. Полученный гид­ролизат разводят водой 1: 2, добавляют 45 г простерилизованного прогреванием порошка мела и 1,5-2% агар-агара, нагревают до расплавления агара и стерилизуют повторно в автоклаве. Перед употреблением среду скашивают. По желанию в среду можно ввести какой-либо селекционирующий агент.

Выявить и определить уровень стафилококков можно на довольно простой питательной среде - глюкозном солевом мясопептонном агаре (МПА с 10% поваренной соли и 1-2% глюкозы); энтеробактерий - на среде Эндо и других средах, прописи которых можно найти в любых руководствах по мик­робиологии; дрожжей и грибов - на среде Сабуро. Актиномицеты целесообразно выявлять на среде СР-1 Красильни- кова, состоящей из 0,5 калия фосфорнокислого двузамещенного. 0,5 г магния сернокислого, 0,5 г натрия хлористого, 1,0 г калия азотнокислого, 0,01 г железа сернокислого, 2 г кальция углекислого, 20 г крахмала, 15-20 г агар-агара и до 1 л дистиллированной воды. Все ингредиенты растворить, смешать, нагреть до расплавления агара, установить рН = 7, профильтровать, разлить по пробиркам, стерилизовать в автоклаве при 0,5 атм. 15 мин, перед посевами скашивать.

Для выявления энтероккоков желательна селективная среда (агар-М) в упрощенном варианте следующего состава: к 1 л расплавленного стерильного МПА добавить 4 г фосфорнокислого двузамещенного, растворенного в мини мальном количестве стерильной дистиллированной воды 400 мг также растворенного аэида натрия; 2 г растворенной глюкозы (или готового стерильного раствора 40%-ной глюкозы - 5 мл). Все перемещать. После остывания смеси примерно До 50° С добавить в нее растворённой в стерильной дистиллированной воде ТТХ (2,3,5-трифенилтетразолий хло рид) - 100 мг. Перемешать, среду не стерилйзовать, тут же разлить в стерильные чашки Петри или пробирки. Энтеро кокки растут на этой среде в виде небольших, серо-белого цвета колоний. Но чаще из-за примеси ТТХ колонии эйтерококков, приобретают темно-вишневый цвет (вся колония или,ее центр).

Споровые аэробные палочки (В. subtilis и др.) легко выявляют после прогревания исследуемого материала при 80° С в течение 30 мин. Затем высевают прогретой материал ни МПА или 1МПБ и после обычной инкубации (37° С при до ступе кислорода) наличие этих бацилл устанавливают по росту их на поверхности среды в виде пленки (на МПБ).

Установить количество коринебактерий в материалах из различных областей тела животного можно с помощью среды Бучина (выпускается в готовом виде Дагестанским институтом сухих питательных сред). Её можно обогатить до бавлением 5% стерильной крови. Нейссерии выявляют на среде Бергеа с ристомицином: к 1 л расплавленного агара Хоттйнгера (менее желателен МПА) добавить 1 % мальтозы, стерильно растворенной в дистиллированной воде (можно 10 г мальтозы растворить в минимальном количестве воды и прокипятить на водяной бане), 15 мл 2%-ного раствора водногр голубого (анилиновый голубой водорастворимый), раствор рйстомицина из; расчета 6,25 ед. на 1 мл среды. Сме шать, не стерилизовать, разлить в стерильные чашки Петри или пробирки. Грамотрицательные кокки рода Neisseria растут в виде мелких и средних колоний голубого или синего цвета. Гемофильные бактерии можно выделять на среде, представляющей собой шоколадный агар (из лошадиной крови) с бацитрацином в качестве селективного агента. .

Методы выявления условно-патогенных микроорганизмов (синегнойной палочки, протея, клебсиелл и др.). Хорошо известны или можно найти в большинстве бактериологических руководств.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной

Балтрашевич А. К. и др. Плотная среда без крови и ее полужидкий и жидкий варианты для культивирования бактероидов / Научно-Исследовательская лаборатория экспериментально-биологических моделей АМН СССР. М. 1978 7 с. Библиогр. 7 назв. Деп. во ВНИИМИ 7.10.78, № Д. 1823.

Гончарова Г. И. К методике культивировния В. bifidum // Лабора­торное дело. 1968. № 2. С. 100-1 D 2.

Методические рекомендации по выделению и идентификации условно-патогеииых энтеробактерий и сальмонелл при острых кишечных забо- v леваниях молодняка сельскохозяйственных животных / И. Н. Блохина Е, С. Воронин и др. хМ: МВА, 1990. 32 с.

Петровская В. Г., Марко О. П. Микрофлора человека в норме и патологии. М.: Медицина, 1976. 221 с.

Чахава О. В. и др. Микробиологические и иммунологические основы гнотобиологии. М.: Медицина, 1982. 159 с.

Knothe Н. u. a. Vaginales Keimspektrum//FAC: Fortschr. antimlkrob, u. antirieoplastischen Chemotherapie. 1987. Bd. 6-2. S. 233-236.

Koopman Y. P. et al. Associtidn of germ-free rats with different rnicrofloras // Zeitschrift fur Versuchstierkunde. 1984. Bd. 26, N 2. S. 49-55.

Varel V. H. Activity of fiber-degrading microorganisms in the pig large intestine//J. Anim. Science. 1987. V. 65, N 2. P. 488-496.

Дополнительный

Boyd M. E. Postoperative gynecologic infections//Can. J. Surg. 1987.

V. 30,’N 1. P. 7-9.

Masfari A. N., Duerden B, L, Kirighorn G. R. Quantitative studies of vaginal bacteria//Genitourin. Med. 1986. V. 62, N 4. P. 256-263.

Methods for quantitative and qualitative evaluation of vaginal micro-fiora during menstruation / A. B. Onderdonk, G. A. Zamarchi, Y. A. Walsh et al. //Appl. and Environ. Microbiology. 1936. V. 51, N 2. P. 333- 339.

Miller J. M., Pastorek J. G. The microbiology of premature rupture of the membrans//Clin. Obstet. and Gyriecol. 1986. V. 29, N 4. P. 739-757.

В организме человека обитают примерно 500 видов микроорганизмов, составляющих его нормальную микрофлору. Макроорганизм и его микрофлора в нормальных условиях находятся в состоянии динамического равновесия (эубиоза ), которое сложилось в процессе эволюции.

Открытыми биологическими системами (биотопами ), которые сообщаются с внешней средой, являются - кожа, расположенные до голосовой щели отделы респираторного тракта, ротовая полость, желудочно-кишечный тракт, слизистые оболочки газа, передней уретры, вагина. Они заселяются микроорганизмами, среди которых доминируют бактерии. Простейшие и вирусы представлены значительно меньшим числом видов.

В норме от микроорганизмов свободны - кровь, ликвор, синовиальная жидкость, костный мозг, брюшная полость, плевральная полость, матка.

Естественную микрофлору любых биотопов подразделяют на резидентную (или постоянную) и транзиторную (или случайную).

Если постоянная мик­рофлора содержит представителей, специфичных для данного биотопа, то случайная состоит из особей, занесенных извне. Так, в желудочно-кишечном тракте могут оказаться посторонние микроорганизмы, попавшие с пищей или напитками. Кожные покровы наиболее часто контаминируются случайной микрофлорой из окружающей среды. В трахее, бронхах, легких, пищеводе также может обнаруживаться транзиторная мик­рофлора.

Постоянная микрофлора конкретного биотопа относительно ста­бильна по составу. Вместе с тем состав и физиологическая роль составляющих ее микроорганизмов далеко не равнозначны. Поэтому в постоянной микрофлоре различают две фракции: облигатную и фа­культативную .

Облигатная микрофлора является главной составляющей лю­бого микробиоценоза, она противодействует заселению биотопа слу­чайными микроорганизмами, участвует в процессах ферментации, иммуностимуляции, т.е. выполняет защитную и ряд других физиологических функций.

Факультативная микрофлора составляет меньшую часть по­стоянных обитателей биотопа. Если постоянная микрофлора проявляет себя преимущественно бродильной активно­стью (т.е. расщеплением углеводов с образованием кислых продуктов), то факультативная фракция весьма активно участвует в гнилостных процессах (распаде белковых веществ с образованием щелочных продуктов).

Животные. Тело более или менее крупного животного представляет для микроорганизмов целый мир с множеством экологических ниш. В естественных условиях организм любого животного населен множеством микроорганизмов. Среди них могут быть случайные формы, но для многих видов тело животного является основным или единственным местом их обитания. Характер и механизмы взаимодействий микроорганизмов с макроорганизмом многообразны и играют решающую роль в жизни и эволюции многих видов микроорганизмов. Для животного микроорганизмы важный экологический фактор, определяющией многие стороны его эволюционных изменений. С современных позиций нормальную микрофлору рассматривают как совокупность микробиоценозов, занимающих многочисленные экологические ниши на коже и слизистых всех открытых внешней среде полостей организма. В значительной части микрофлора одинакова у всех животных в сравниваемых биотопах, но в составе микробиоценоза имеются индивидуальные различия. Аутомикрофлора здорового животного остается постоянной и поддерживается гомеостазом. Ткани и органы, не сообщающиеся с внешней средой, стерильны. Организм и его нормальная микрофлора составляют единую экологическую систему: микрофлора служит своеобразным «экстракорпоральным органом», играющим важную роль в жизнедеятельности животного. Будучи биологическим фактором защиты, нормальная микрофлора является тем барьером, после прорыва которого индуцируется включение неспецифических механизмов защиты.

Антагонизм микроорганизмов - тип несимбиотическихвзаимоотношениймикроорганизмов, при котором одинштаммполностью подавляет или замедляет рост другого. Может наблюдаться как в естественных условиях, так и в искусственных (лабораторных). Микроорганизмы-антагонисты могут относиться к любым таксономическим группам. Как правило антагонизм возникает при выделении микроорганизмом химических веществ сантибиотическимисвойствами, подавляющих рост и жизнедеятельность других микроорганизмов. При этом микроорганизм, выделяющий химическое вещество, получаетконкурентное преимущество. Возможны и другие механизмы . Антагонизм микроорганизмов широко распространён в почве, где происходит постоянная конкуренция за место и питательные вещества.Пример: подавлениечумной палочкисинегнойной палочкой.

Комменсализм (от лат.com - «с», «вместе» и mensa - «стол», «трапеза»; буквально «у стола», «за одним столом»; ранее - сотрапезничество ) - способ совместного существования(симбиоза) двух разных видов живых организмов, при котором один из партнёров этой системы (комменсал) возлагает на другого (хозяина) регуляцию своих отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесные взаимоотношения. Пример:Рыба-прилипалана акуле.

Описание презентации 1 Нормальная микрофлора тела животных. Роль микроорганизмов по слайдам

2 ВВЕДЕНИЕ. Видовой состав и количественная характеристика микрофлоры различных областей тела животного. Отличия микрофлоры тела разных видов животных. Нормальная микрофлора организма и патогенные микроорганизмы, вызывающие дисбактериоз. Механизмы, препятствующие колонизации (заселению) патогенной микрофлорой тела животного. Роль микроорганизмов ы круговороте веществ в природе. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

3 1. Ветеринарная микробиология и иммунология: Учебник /Под ред. Н. А. Радука. — М. : Агропромиздат. — 1998. 2. Интизаров М. М. Антибиотики и колонизационная резистентность //Сб. тр. ВНИИА. -1990. — Вып. 19. — С. 14 -16. 3. Интизаров М. М. Введение в гнотобиологию: Лекция. — М. : МВА. — 1991. — 12 с. 4. Кожевин П. А. Микробные популяции в природе. — М. : Изд-во МГУ. — 1989. -175 с. 5. Костенко Т. С. , Родионова В. Б. , Скородумов Д. И. Практикум по ветеринарной микробиологии и иммунологии. — М. : Колос. — 2001. 6. Чахава О. В. и др. Микробиологические и иммунологические основы гнотобиологии. — М. : Медицина. — 1982. — 159 с.

4 1885 — Эшерих выделил из фекалий детей обязательного представителя микрофлоры кишечника - кишечную палочку, встречающуюся у всех млекопитающих, птиц, рыб, рептилий, амфибий, насекомых и т. д. 1893 — Иенсен установил, что разные типы и штаммы кишечной палочки могут быть как патогенными для животных, так и непатогенными и даже полезными обитателями кишечника животных и человека. 1900 — Тиссье открыл в фекалиях новорожденных бифидобактерии -обязательных представителей нормальной кишечной микрофлоры организма во все периоды жизни животных и человека. 1901 — Моро выделил молочнокислые бактерии – ацидофильную палочку. 1976 — Петровская В. Г. и Марко О. П. разработали концепцию о значимости нормальной микрофлоры для человека и животных.

5 Нормальная микрофлора организма - это открытый биоценоз микроорганизмов, встре-чающихся у здоровых людей и животных. 1. Совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенными взаимосвязями и местом обитания. 2. Вместе с макроорганизмом является единой экосистемой. 3. Формируется с рождения.

661. 1. Резидентная (постоянная, эндогенная, индигенная, местная, аутогенная, аутохтонная, коренная) – сложилась в филогенезе и онтогенезе в процессе эволюции и характерная для данного вида животных. 2. 2. Транзиторная (экзогенная, факультативная)– временно попавшая, нехарактерная для данного вида, активно не размножающаяся в организме.

77 Органы и ткани, свободные от микроорганизмов (в норме стерильные) 1. 1. Внутренние органы. 2. 2. Головной и спинной мозг. 3. 3. Альвеолы легких. 4. 4. Внутреннее и среднее ухо. 5. 5. Кровь, лимфа, спинномозговая жидкость. 6. 6. Яичники, матка, семенники. 7. 7. Почки, мочеточники и моча в мочевом пузыре.

88 Органы и ткани, богатые микроорганизмами 1. Кожа. 2. 2. Верхние отделы дыхательной системы. 3. 3. Ротовая полость. 4. 4. Рубец жвачных. 5. 5. Толстый кишечник. 6. 6. Наружные отделы мочеполовой системы.

9 1. Представлена несколькими видами, среди которых выделяют доминантные виды и виды-наполнители. 2. Преобладающими являются анаэробные бактерии. 3. Образует биопленку толщиной от 0, 1 до 0, 5 мм. 4. Достаточно стабильна. 5. Каждая экологическая ниша тела животного имеет свой видовой состав микроорганизмов. Основные закономерности функционирования нормальной микрофлоры организма животных

1111 Около 400 видов микроорганизмов Анаэробные бактерии – 95 — 99%. Аэробные и факультативно-анаэробные – 1 — 5%. Недавно открытые бактерии в слепой и ободочной кишках у грызунов — нитчатые сегментированные бактерии. Неизвестные науке бактерии.

1313 Кишечная палочка и нитчатые сегменти — рр ованные бактерии

1414 Микро-фл ора желудка Кислото-усто йчивая микрофлора – – лактобак-тер ии, стреп-тококк и, дрожжи. Количество бактерий — 1010 33 /г /г содержимого

17171. Целлюлозоразрушающие бактерии: Ruminococcus flavefaciens Ruminococcus albus Bacterium succinogenes Clostridium cellobioparum Clostridium cellolyticum 2. Расщепляющие пектин: Вас illus macerans Вас illus asterosporus Amylobacter Cranulobacter pectinovorum 3. Сбраживают крахмал и глюкозу: Streptococcus bovis Streptococcus faecalis 4. Пропионовокислые бактерии: Propionipecti novorum Veillonella Peptostreptococcus elsdenii Butyribacterium E. coli

1919 защитная (антагонизм к другим, в том числе патогенным микробам); иммуностимулирующая (антигены микроорганизмов стимулируют развитие лимфоидной ткани); пищеварительная (обмен холестерина и желчных кислот); метаболическая (синтез витаминов группы В, никотиновой, пантотеновой, фолиевой кислот).

21 Микрофлора нижних отделов желудочно-кишечного тракта животных Название микробных групп (родов или видов) Количество микроорганизмов в 1 г материала из кишечника Эшерихии 10 7 Бифидобактерии 10 7 -10 9 (до 10 10) Лактобактерии, энтерококки 10 6 -10 7 Бактероиды 10 10 (до 10 11) Эубактерии, клостридии 10 4 — 10 5 Клебсиеллы, протей, цитробактеры, энтеробактеры 0 – 10 5 Псевдомонады 0 – 10 8 Стафилококки 10 3 — 10 4 Стрептококки до 10 7 Дифтероиды 0 – 10 6 Споровые анаэробы, грибы, актиномицеты 10 3 —

22 Название микробных групп (родов или видов) Количество микроорганизмов в 1 г материала из кишечника Эшерихии Бифидобактерии Лактобактерии Энтерококки Бактероиды Клостридии Вайлонеллы 10 7 -10 9 (до 10 10) 10 6 -10 7 10 10 (до 10 11) 10 4 — 10 5 Более транзиторно могут быть представлены: Другие представители энтеробактерий (Klebsiella , Proteus , Citrobacter , Enterobacter) Псевдомонады Стафилококки (S. epidermidis , S. aureus и др) Другие стрептококки (S. mitis , S. salivarius и др) Дифтероиды Аэробные бациллы (B. subtilis , В. licheniformis , B. megatherium) Грибы, актиномицеты 0 — 10 5 0 – 10 8 10 3 — 10 4 до 10 7 0 – 10 6 10 3 — 10 4 10 3 Микрофлора толстого отдела кишечника разных видов животных

23 Микроколонии бактерий в биоптате прямой кишки расположены вокруг эпителиальных клеток или в виде отдельных агрегатов Эпителиальные клетки Живые бактерии Мертвые бактерии

30 Лактобактерии в сквашенном молоке

31 Микрофлора кожи Дифтероиды (коринебактерии, пропионовые бактерии). Плесневые грибы. Дрожжи. Споровые аэробные палочки (бациллы). Стафилококки (S. epidermidis и S. aureus).

34 В носовых ходах: дифтероиды (коринебактерии), стафилококки (S. epidermidis), нейссерии, гемофильные бактерии, стрептококки (альфа-гемолитические). В носоглотке: коринебактерии, стрептококки (S. mitts, S. salivarius), стафилококки, нейссерии, вайлонеллы, гемофильные бактерии, энтеробактерии, бактероиды, грибы, энтерококки, лактобактерии, синегнойная палочка, сенная палочка

35 Микрофлора слизистой оболочки трахеи и крупных бронхов свиней Название микробных групп (родов или видов) Количество микроорганизмов в 1 г соскобов и в слизи Нейссерии 10 3 — 10 5 Стафилококки 10 3 Стрептококки 10 4 Коринебактерии 10 4 — 10 5 Гемофильные бактерии 10 4 —

36 Название микробных групп (родов или видов) Частота встречаемости во влагалище и шейке матки, % Облигатно-анаэробные микроорганизмы Бактероиды Бифидобактерии Пептококки, пептострептококки Клостридии 17 80 20 1 Факультативно анаэробные и аэробные микроорганизмы Лактобактерии Эшерихии и другие энтеробактерии Коринебактерии Стафилококки (S. epidermidis , S. aureus) Стрептококки не гемолитические Энтерококки Кандиды Синегнойная палочка 85 5 -15 80 55 35 41 14 1 Микрофлора родовых путей разных видов животных

38 Факторы, влияющие на состояние нормальной микрофлоры 1. Эндогенные (секреторная функция организма, гормональный фон, кислотно-щелочное состояние). 2. Экзогенные (кормление и содержание животных, экологические, климатические условия).

3939 Отличия микрофлоры тела разных видов животных Вид животного Отличительные особенности Низкое количество Высокое количество Крысы и мыши Кишечная палочка, бифидобактерии Лактобактерии, стрептококки, клостридии Морские свинки Кишечная палочка Лактобактерии Кролики Кишечная палочка, лактобактерии бактероиды Собаки Стрептококки (S. lactis, S. mitis), энтерококки, клостридии Бифидобактерии Свиньи Сходна с микрофлорой человека Жвачные животные Целлюлолитические и фибролитические бактерии – расщепители клетчатки

40 Патогенные микроорганизмы постоянно попадают в организм животного Длительно сосуществуют в организме в составе аутомикрофлоры (формируется носительство патогенных микробов, но количественно преобладает нормальная микрофлора). Вытесняются из организма нормальной микрофлорой и элиминируют (удаляются). Вытесняют нормальную микрофлору, бурно размножаются и способны вызвать соответствующее инфекционное заболевание.

41 — качественное и количественное изменение состава нормальной микрофлоры организма 1. 1. Нерациональная антибиотикотерапия. 2. 2. Интоксикации. 3. 3. Инфекционные заболевания. 4. 4. Соматические заболевания (сахарный диабет, онкологические заболевания). 5. 5. Гормонотерапия. 6. 6. Радиационные поражения. 7. 7. Иммунодефицитные и витаминодефицитные состояния.

43431. 1. Снижение общего количества бактерий – представителей нормальной микрофлоры или ее отдельных видов. 2. 2. Увеличение числа редко встречающихся в норме микроорганизмов или появление не свойственных данному биотопу видов. 3. 3. Появление измененных вариантов микроорганизмов – представителей нормальной микрофлоры (изменение биохимических свойств, приобретение ими некоторых факторов вирулентности). 4. 4. Ослабление антагонистической активности микроорганизмов, входящих в состав нормальной микрофлоры.

47 Продукция летучих жирных кислот. Образование свободных метаболитов желчи. Продукция лизоцима. Закисление среды при продуцировании органических кислот. Продукция колицинов и бактериоцинов. Синтез различных антибиотикоподобных субстанций. Конкурирование непатогенных микроорганизмов с патогенными видами за одни и те же рецепторы на клетках макроорганизма. Поглощение нормальной микрофлорой важных компонентов питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности патогенных бактерий. Механизмы антагонизма по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре

481. Препараты из монокультуры живых микроорганизмов (бактисубтил, бифинорм, лактобактерин, бифидобактерин). 2. Препараты, содержащие несколько видов живых микроорганизмов (бификол, иммунобак, бифилак, Биод-5, КД-5, Танг, ОЛИН, СУБ-ПРО). 3. Препараты из монокультур или комплекса микроорганизмов, включая субстанции, стимулирующие их приживление, рост и размножение (лактобифидол, стрептофид). 4. Препараты из генетически модифицированных штаммов микроорганизмов (ветом -1. 1, субалин). 5. Препараты, содержащие помимо микроорганизмов или средств, стимулирующих их рост и размножение, другие соединения, влияющие на функции клеток органов и тканей животного (целлобактерин). Пробиотики – это биопрепараты, которые содержат живые, антагонистически активные в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов «полезные» бактерии, применяемые для профилактики и лечения желудочно-кишечных болезней человека и животных.

4949 Гнотобиология (от греч. gnosis — знание и biota — флора и фауна) – это наука, изучающая безмикробную жизнь животных. Гнотобиоты (гнотобионты) – это животные, полностью свободные от микрофлоры или носители только определенных видов микроорганизмов. Гнотофоры (от греч. for — носитель) – это гнотобиоты, имеющие известные исследова-телю виды микроорганизмов.

5050 Гнотобиологические животные Обычные животные Безмикробные гнотобиоты Гнотофоры. Безантигенные Голобиоты Конвенциональные Моногнотофоры Дигнотофоры Тригнотофоры Полигнотофоры СПФ-животные (от англ. SPF — specific pathogen free) - носители непатогенной микрофлоры

5252 Круговорот – цикл различных превращений веществ, благодаря которому их запасы в природе не истощаются и являются неисчерпаемыми. Микроорганизмы играют огромную роль в круговороте веществ. Такая колоссальная работа микроорганизмов обусловливается их чрезвычайно широким распространением в природе, чрезвычайной быстротой размножения, широким разнообразием типов их питания и ферментных систем

5353 Деструкторы - бактерии (в том числе актиномицеты) и грибы, разлагающие погибших животных и растения; при этом органические вещества превращаются в неорганические, то есть происходит минерализация. Продукты разложения органических веществ микроорганизмы используют в качестве источника питания и энергии.

5454 Среди различных процессов превращения веществ в природе, в которых микроорганизмы принимают активное участие, важнейшее значение для осуществления жизни растений, животных и человека на Земле имеют круговорот азота, углерода, фосфора, серы, железа.

5555 Круговорот азота В природе имеется огромное количество азота. 44 // 55 объема окружающего нас воздуха составляет азот. Во всем живом мире (растения, животные) содержится 20 -25 млрд. т азота, огромное количество его имеется в пахотном слое почвы — в подзоле примерно 6 г, а в черноземе до 18 г на 1 га. Но весь этот азот, свободный в атмосфере и связанный в органическом веществе, в почвенном гумусе, в торфе, не усваивается растениями, а следовательно, и животными. Таким образом, азот не может непосредственно участвовать в биогенном круговороте веществ.

5656 Центральное место в круговороте азота занимает аммоний. Он является продуктом разложения белков и аминокислот, попадающих вместе с остатками животного и растительного происхождения в почву. В хорошо аэрируемых почвах аммоний подвергается нитрификации; бактерии родов Nitrosomonas ии Nitrobacter окок исляют его до нитрита и нитрата.

5757 Этапы круговорота азота с участием микроорганизмов 1. Азотофиксация (фиксация атмосферного азота, участвуют представители родов Azotobacter , Rhisobium , Clostridium). 2. Аммонификация (гниение, расщепление азотистых органических соединений с образованием аммиака, участвуют представители родов: Bacillus , Pseudomonas , Clostridium). 3. Нитрификация (окисление солей аммония до солей азотистой кислоты — осуществляют представители родов Nitrosomonas , Nitrosovibrio , Nitrosococcus , представители родов Nitrobacter , Nitrococcus , Nitrospira участвуют в окислении нитритов до нитратов). 4. Денитрификация (процесс обратный нитрификации, участвуют представители родов Thi о bacillus , Pseudom о nas , Paracoccus).

58 Группы микроорганизмов, обитающие в почве 1. Бактерии аммонификаторы, вызывающие гниение трупов животных, остатков растений, разложение мочевины с образованием аммиака и других продуктов: аэробные бактерии — B. subtilis, B. mesentericus , Serratia marcescens ; бактерии рода Proteus ; грибы рода Aspergillus , Mucor , Penicillium ; анаэробы — C. sporogenes , C. рutrifi-cum ; уробактерии — Urobacillus pasteuri , Sarcina urea , расщепляющие мочевину; 2. Нитрифицирующие бактерии: Nitrobacter и Nitrosomonas (Nitrosomonas окисляют аммиак до азотистой кислоты, образуя нитриты, Nitrobacter превращают азотистую кислоту в азотную и нитраты);

59 Группы микроорганизмов, обитающие в почве 3. Азотфиксирующие бактерии: усваивают из воздуха свободный азот и в процессе жизнедеятельности из молекулярного азота синтезируют белки и другие органические соединения азота, используемые растениями; 4. Бактерии, участвующие в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов — серобактерии (окисляют сероводород до серной кислоты), фосфорные бактерии (образуют легко растворимые соединения фосфора) , железобактерии (окисляют соединения железа до гидрата окиси железа) и др. ; 5. Бактерии, расщепляющие клетчатку и вызывающие брожение (молочнокислые, спиртовые, маслянокислые, уксусные, протионовые и др.). 6. Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы (возбудители грибковых заболеваний, ботулизма, столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, бруцеллеза, лептоспироза, кишечных инфекций и др.) — с выделениями человека и животных, с фекально-бытовыми сточными водами.

6363 Круговорот углерода Взаимосвязь живых организмов на Земле особенно ярко выражена в круговороте углерода. Атмосферный воздух содержит около 0, 03% С 0 22 , но продуктивность зеленых растений настолько велика, что весь запас углекислоты в атмосфере (2600 -10 99 т С 02) был бы истрачен за 20 лет - срок, ничтожно короткий в масштабах эволюции. Фотосинтез бы прекратился, если бы микроорганизмы, растения и животные не обеспечивали возвращение С 0 22 в в атмосферу в результате непрерывной минерализации органических веществ. Циклические превращения углерода и кислорода реализуются главным образом через два разнонаправленных процесса: кислородный фотосинтез и дыхание (либо горение в небиологических реакциях).

6464 Углерод извлекается из круговоротаразличными путями. Ионы карбоната, содержащиеся в морской воде, соединяются с растворёнными в ней ионами Са. Са 2+2+ и осаждаются в виде Са. С 0 33 (карбонат кальция). Последний также образуется биологическим путём в известковых структурах простейших, кораллов и моллюсков, откладываясь в качестве известняковых горных пород. Отложение неминерализованных органических остатков в условиях высокой влажности и недостатка кислорода приводит к накоплению гумуса, образованию торфа и каменного угля. Ещё один вид изъятия органического углерода из круговорота - отложения нефти, и газа (метана).

6666 Круговорот фосфора В биосфере фосфор представлен почти исключительно в виде фосфатов. В живых организмах фосфорная кислота су ществует в форме эфиров. После отмирания клеток эти эфиры быстро разлагаются, что ведет к освобождению ионов фосфорной кислоты. Доступной для растений формой фосфора в почве служат свободные ионы ортофосфорной кислоты (Н 33 Р 0 Р 0 44). Их концентрация часто очень низка; рост растений, как правило, лимитируется не общим недостатком фосфата, а образованием малорастворимых его соединений, таких как апа тит и комплексы с тяжелыми металлами. Запасы фосфатов в месторождениях, пригодных для разработки, велики, и в обозримом будущем производство сельскохозяйственной продукции не будет ограничиваться недостатком фосфора; однако фосфат должен быть переведен в растворимую форму. Во многих местах фосфат из удобрений попадает в проточные водоемы и озера. Так как концентрация ионов железа, кальция и алюминия в водоемах невысока, фосфат остается в растворенной форме, что приводит к эвтрофизации водоемов, особенно благоприятной для развития азотфиксирующих цианобактерий. . В почвах же из-за образования нерастворимых солей фосфаты чаще всего быстро становятся недоступными для усвоения.

6767 Круговорот серы В живых клетках сера представлена главным образом сульфгидрильными группами в серусодержащих аминокислотах (цистеин, метионин, гомоцистеин). В сухом веществе орга низмов доля серы составляет 1%. При анаэробном разложении органических веществ сульфгидрильные группы отщепляются десульфуразами; образование сероводорода при минерализации в анаэробных условиях называют также десульфурированием. Наибольшие количества встречающегося в природе сероводорода образуются, однако, при диссимиляционном восстановлении сульфатов, осуществляемом сульфатредуцирующими бактериями

6868 Серобактерии обитают в почве, воде, навозе. При разложении в почве органических серосодержащих веществ, а также при восстановлении солей серной, сернистой и серноватистой кислот образуется сероводород, ядовитый для растений и животных. Этот газ превращается в безвредные, доступные для растений соединения серобактериями.

7272 Роль бактерий в круговороте железа и марганца Железобактерии известны очень давно. В 1836 г. Эренберг высказал предположение, что эти организмы принимают участие в образовании болотных и дерновых железных руд. Из-за трудностей культивирования железобактерий в лабораторных условиях физиологические свойства этих микроорганизмов мало изучены.