Articles wiki

Słów kilka tytułem wstępu

Nasze ciało jest zbudowane z około dziesięciu tysięcy miliardów komórek eukariotycznych. Liczbę zamieszkujących je komórek bakteryjnych szacuje się na około sto tysięcy miliardów. Około tysiąc gatunków bakterii traktuje nasz organizm jako naturalne siedlisko. Powierzchnia ludzkiej skóry oraz błon śluzowych dróg oddechowych, przewodu pokarmowego, moczowo-płciowego jest także zasiedlona, choć mniejszym stopniu, przez grzyby. Mikroflorę naturalną stałą stanowią drobnoustroje stale obecne w organizmie, których nie można usunąć np. przez mycie rąk. Natomiast mikroflora naturalna przejściowa pojawia się okresowo w zależności od różnych czynników, np. od środowiska i właściwości organizmu gospodarza. Są rejony naszego ciała, które powinny pozostać sterylne - niezasiedlone przez mikroorganizmy. Są to płuca, krew, płyn mózgowo-rdzeniowy. Natomiast w innych obecność bakterii bywa nawet pożądana. W stanach niepatologicznych mamy do czynienia z harmonijnym współżyciem drobnoustrojów - lokatorów, z gospodarzem - człowiekiem.

• Do czynników wpływających na skład mikroflory ludzkiego organizmu należą:

  1. środowisko

  2. wiek

  3. sprawność układu immunologicznego

  4. zażywane leki

  5. nałogi

  6. choroby przewlekłe itd.

Taki zbiór mikroorganizmów w ciele człowieka, utrzymujący się ilościowo i jakościowo w stanie korzystnej równowagi biologicznej nazywamy biocenozą. Organizm człowieka jest ewolucyjnie przystosowany do współżycia z wieloma drobnoustrojami.

Naturalna mikroflora układu pokarmowego i oddechowego

Pańskie oko konia tuczy czyli układ pokarmowy i ci którzy się w nim stołują

Układ pokarmowy zdrowego człowieka posiada ustalony skład gatunkowy bakterii. Różnice w składzie mikroflory zasiedlającej układ pokarmowy między poszczególnymi przedstawicielami rodzaju ludzkiego mogą być jednak bardzo znaczące, sięgając nawet 8-10 rzędów wielkości jeśli chodzi o liczbę drobnoustrojów. Szczególnie wyraźna zmienność występuje w liczebności bakterii z rodzajów Eubacterium, Lactobacillus, Bifidobacterium, Clostridium, paciorkowców beztlenowych czy Escherichia. Dosyć małym wahaniom osobniczym podlegają bakterie z rodzaju Bacteroides.

Poniższy rysunek ukazuje w sposób schematyczny budowę układu pokarmowego człowieka z szczególnym uwzględnieniem narządów zamieszkałych przez różne gatunki bakterii podane na rysunku.

• .
  • 

  Rysunek 1.Naturalna mikroflora układu pokarmowego.

W jelitach żyją także pierwotniaki takie jak Entamoeba coli, Endolimax nana, Trichomonas hominis. Z kału prawie zawsze można wyodrębnić enterowirusy, retrowirusy i grzyby, szczególnie Candida albicans, co wskazuje na ich bytowanie w końcowych odcinkach przewodu pokarmowego.

W stanach chorobowych niedokwasoty żołądka może w nim pojawić się bardziej lub mniej zróżnicowana flora jelitowa.

Na rysunku nie została przedstawiona mikroflora jamy ustnej, warto natomiast wiedzieć, że jej skład ściśle zależy od wieku osobnika. U niemowląt dominują bakterie Gramdodatnie, Lactobacillus, Streptococcus salivaris. Na zębach osoby dorosłej bytują głównie paciorkowce takie jak Streptococcus sangius , Streptococcus sobrinus , Streptococcus mutans , Streptococcus mitis oraz beztlenowce Actinomytes czy Treponema. Także tworząca się na nich płytka nazębna stanowi skomplikowany ekosystem - tak zwany biofilm bakteryjny czyli trójwymiarową konstrukcję o określonym składzie gatunkowym, spojoną polisacharydami, z której po mineralizacji tworzy się kamień nazębny.

Wdech i wydech, bakteriom dziękujemy - mikroflora dróg oddechowych

Przedstawicieli mikroflory układu oddechowego napotyka się w nozdrzach, które stanowią obszar przejściowy między składnikiem skóry - łuszczącym się naskórkiem - a śluzówką układu oddechowego. Są to szczepy gronkowców, często potencjalnie chorobotwórcze. Do nozdrzy przylegają zatoki oraz ucho środkowe, które normalnie są sterylne czyli pozbawione własnej flory bakteryjnej. Oprócz nosa bakterie bytują także w gardle. Spotyka się tu zwłaszcza Streptococcus pneumoniae. W dalszych etapach dróg oddechowych czyli np. w tchawicy i oskrzelach znajdują się tylko bakterie, które dostały się tam przypadkowo z powietrzem. Oskrzeliki i pęcherzyki płucne także nie mają własnej mikroflory. Warto tu wspomnieć o ważnej roli nabłonka migawkowego, który ma za zadanie utrzymać sterylność dolnych dróg oddechowych. Część tworzących go komórek wydziela śluz, dodatkowo większość zaopatrzona jest w rzęski (cilia). Dzięki oddolnemu (od strony płuc) ruchowi tych rzęsek drobnoustroje dostające się do organizmu człowieka podczas oddychania są usuwane.

Poniższa tabela przedstawia prawidłową mikroflorę dróg oddechowych.

Tabela 1. Mikroflora górnych i dolnych dróg oddechowych.

Znajdująca się poniżej fotografia przedstawia kolonie bakterii Staphylococcus aureus (czyli gronkowca złocistego). Występuje on w przedsionku nosowym u około 60 procent ludzkiej populacji.

Na powierzchni trochę gorzej - o dzielnych bakteriach zasiedlających skórę i błony śluzowe

Obszary ludzkiej skóry stanowią gorsze środowisko bytowania - suche, narażone na promieniowanie słoneczne, zmiany temperatury, często zgrubiałe oraz cechujące się niskim pH i brakiem substancji odżywczych - są siedliskiem dla nielicznych gatunków bakterii. Jedynie pod pachami, w okolicach krocza, między palcami stóp czyli w miejscach o stałej temperaturze i wilgotności można stwierdzić obecność flory bakteryjnej zarówno licznej jak i zróżnicowanej gatunkowo. Także w sąsiedztwie narządów i błon śluzowych takich jak usta, nozdrza nosa, odbyt lub genitalia można znaleźć gatunki zwykle bytujące w obrębie tych narządów. Najczęściej występujące na skórze bakterie są z grupy gramdodatnich, przykładowe rodzaje podaje poniższa lista:

1. gronkowce (głównie Staphylococcus epidermidis - gronkowiec skórny)

2. maczugowce (Corynebacterium)

3. paciorkowce (Streptococcus)

4. laseczki tlenowe (Bacillus)

5. saprofityczne prątki

6. bakterie beztlenowe (Propionibacterium acnes)

7. Acinetobacter

8. drożdżaki oraz grzyby

Na skład biocenozy skóry wpływa na pewno higiena osobista choć warto zdawać sobie sprawę, że mycie a nawet powierzchniowe stosowanie aseptyków / Aseptyka / tylko przejściowo obniża liczbę bytujących na skórze drobnoustrojów. Ich stała ilość jest utrzymywana w wyniku namnażania się w kanalikach mieszków włosowych i gruczołów skórnych, gdzie znajduje się stacjonarna, wyjściowa liczba mnożących się komórek bakteryjnych. Korzystne oddziaływanie mikroflory skóry uwidacznia się na przykład podczas kuracji antybiotykowej, która powoduje hamowanie jej wzrostu. Wówczas może dojść do namnożenia się patogennych drożdży z gatunku Candidia albicans lub innych grzybów powodujących zmiany chorobowe na skórze.

" Świat wokół Ciebie się zmienia..." dedykowane bakteriom układu moczowo-płciowego

U osób zdrowych drogi moczopłciowe nie powinny zawierać swoistej flory. Wyjątek stanowi końcowy odcinek cewki moczowej, który opcjonalnie może ulegać zasiedleniu przez bakterie pochodzące z sąsiednich okolic ciała np. Mycoplasma oraz Acholeplasma laidlawii. Nerki, pęcherz moczowy oraz moczowody powinny być sterylne podobnie jak zawarty nich mocz. Natomiast taki element układu płciowego jak pochwa kobiety zawiera swoistą, ściśle zdefiniowaną mikroflorę. Jej skład ulega zmianom ze względu na zróżnicowaną aktywność hormonalną zależnie od okresu życia kobiety. W okresie niemowlęcym dominują w niej beztlenowe laseczki Lactobacillus oraz lacidofilne (czyli kwasolubne) pałeczki, ziarniaki i drożdżaki. Postępujące zakwaszenie środowiska jest powodowane rozkładem glikogenu do kwasu mlekowego przez Lactobacillus acidophilus oraz Bifidobacterium bifidum. Glikogen znajduje się w łuszczących się komórkach nabłonkowych, wyścielających pochwę. W wyniku wytworzonych kwasowych warunków (pH 4,0 - 4,5) następuje zahamowanie rozwoju wielu gatunków bakterii. Zapewnia to ochronę układu moczowo - płciowego przed zakażeniami przez inne bakterie. Przewaga flory kwasolubnej stanowi cechę charakterystyczną zdrowego stanu tego narządu, także u kobiet dorosłych. Zmiany odczynu środowiska pochwy są powodowane aktywnością hormonów estrogenowych, które wpływają na szybkość procesu odkładania glikogenu w komórkach nabłonkowych. Przed okresem dojrzewania oraz po menopauzie może nastąpić neutralizacja środowiska, co z kolei doprowadza często do rozwoju niespecyficznej, mieszanej flory bakteryjnej, na którą składają się gatunki pochodzące głównie ze skóry oraz z jelit.

Na skórze pokrywającej narządy płciowo-moczowe u kobiet i mężczyzn występują Staphylococcus epidermidis, Aerococcus viridans, Streptococcus, Escherichia coli oraz wiele saprobiontycznych (bytujących zwykle w środowisku gnijącym), niepatogennych pałeczek gramujemnych.

Skład ilościowy i jakościowy drobnoustrojów zamieszkujących ten układ zależy w największym stopniu od stanu zdrowia gospodarza oraz jego higieny osobistej.

Na początku wspólnych początków

Płód ludzki przy zachowaniu ciągłości błon płodowych jest wolny od wszelakich bakterii. Sytuacja ta zmienia się już w trakcie porodu - przy pierwszym kontakcie z florą bakteryjną. Pochodzi ona z najbliższego otoczenia - a zatem głównie od matki, ale także przykładowo od personelu medycznego oddziału położniczego... W pierwszych chwilach swojego życia organizm młodego człowieka ulega przejściowym zakażeniom powodowanym przez przypadkowo zasiedlające go drobnoustroje. Dzieje się tak głównie z powodu braku konkurencji, warunkowanego nieobecnością mikroflory własnej.

Jeśli weźmiemy pod uwagę sam przewód pokarmowy, który u zdrowego płodu jest jałowy, można zauważyć jak wiele różnych czynników wpływa na jego zasiedlenie. Rozwój mikroflory pionierskiej (czyli pojawiającej się w danym rejonie jako pierwszej i nierzadko przygotowującej środowisko bytowania dla kolejnych gatunków) jest bardzo ważny dla dalszego kształtowania się biocenozy, liczby tworzących ją bakterii i gatunków. Noworodki urodzone w sposób naturalny mają przewód pokarmowy pierwotnie zasiedlany przez bakterie względnie beztlenowe, najczęściej przez Escherichia coli oraz enterokoki w przeciwieństwie do dzieci rodzonych za pomocą cesarskiego cięcia, których drogi pokarmowe są zasiedlane z opóźnieniem i często florą pochodzenia szpitalnego np. paciorkowcami. Szczególnie drastyczna sytuacja występuje u wcześniaków, spędzających swe pierwsze chwile życia w inkubatorach, których zasiedlanie jest bardzo późne. Jelita noworodków pozostają jałowe aż do chwili spożycia pierwszego pokarmu w którym znajdują się drobnoustroje. Istotnym czynnikiem wpływającym na mikroflorę jest zatem sam sposób karmienia - mlekiem matki lub mieszankami.

Bakteria naszym przyjacielem jest... czyli a może by tak jakieś korzyści?

Bakterie zamieszkujące nasz układ pokarmowy prowadzą syntezę wielu potrzebnych a nawet niezbędnych dla ludzkiego organizmu substancji. Wystarczy wspomnieć tylko o witaminie B12 i K, tiaminie, ryboflawinie. Tymi symbiontami są Escherichia coli oraz Lactobacterium - pałeczka kwasu mlekowego. Ich obecność jest niezbędna dla zdrowia organizmu, w którym bytują.

Mikroflora naturalna jest niezbędna do prawidłowej stymulacji i funkcjonowania układu immunologicznego. Dowodem na to są eksperymenty gnotobiotyczne ze zwierzętami nie mającymi własnej flory bakteryjnej czyli hodowanymi "germ free". Istota takiej hodowli polega na operacji ciężarnych samic świnek morskich lub chomików syryjskich w celu wydobycia noworodków. Umieszcza się je następnie w jałowych klatkach, gdzie przez całe życie otrzymują odkażoną żywność i powietrze. Zwierzęta takie po przeniesieniu do naturalnych warunków chorują i giną w wyniku zakażeń gatunkami bakterii nieszkodliwymi dla normalnie hodowanych osobników. Zatem uzyskany naturalnie lub sztucznie stan abakteriozy jest niekorzystny dla organizmu, powoduje bowiem między innymi niski poziom przeciwciał w surowicy oraz brak przeciwciał skierowanych przeciwko antygenom normalnej flory bakteryjnej, które dzięki zdolności do reakcji krzyżowych chronią organizm przed kolonizacją przez bakterie chorobotwórcze.

Oprócz tego obecność fizjologicznej flory narządowej powoduje rozwój warunków, które albo uniemożliwiają albo utrudniają osiedlenie się bakterii chorobotwórczych mikroflory przejściowej. Głównym czynnikiem są tutaj antagonistyczne i synergistyczne oddziaływania. Antagonizm polega albo na konkurencji o składniki żywnościowe i tlen albo na wytwarzaniu i wydalaniu szkodliwych produktów metabolizmu, np. antybiotyków lub na obu tych działaniach jednocześnie. Antagonizm występując między organizmami mikroflory naturalnej sprzyja utrzymywaniu jej ilości na stałym, pożądanym przez organizm gospodarza poziomie. Ważną rolę w oddziaływaniach antagonistycznych pełnią bakteriocyny np. kolicyna. Są to białka powstające w wyniku ekspresji genów zlokalizowanych na plazmidach, składające się z przeważnie z 3 części:

1. odpowiedzialnej za wiązanie się bakteriocyny z receptorem docelowej komórki;
2. umożliwiającej przenikanie bakteriocyny przez błonę komórkową bakterii;
3. wykazującej aktywność cytobójczą;

Kolicyny mają zdolność do degradacji enzymatycznej kwasów nukleinowych bakterii lub do uszkadzania struktury ich ściany komórkowej, co może doprowadzić do szybkiej śmierci atakowanej bakterii.

O korzystnym znaczeniu bakteryjnej biocenozy dla organizmu człowieka przekonać się można także podczas leczenia antybiotykami o szerokim zakresie działania, które niszczą symbiotyczne bakterie i grzyby co powodować może awitaminozy lub choroby stanowiące poważne zagrożenie nawet dla życia człowieka jak grzybowe zapalenia płuc i jelit. W przypadku zaniku prawidłowej flory bakteryjnej do organizmu, a szczególnie do jelit, wprowadza się bakterie zastępcze. Służą temu preparaty dostępne w aptekach np. Lakcid zawierający żywe liofilizowane pałeczki Bifidobacterium bifium oporne na działanie podstawowych antybiotyków. Dostają się one do jelit, gdzie czasowo zastępują bakterie występujące tam naturalnie.

Et tu Brute... o udziale flory fizjologicznej w procesach chorobowych

Komensalizm cechujący większość drobnoustrojów zamieszkujących nasz organizm polega na takim współżyciu, w którym mikroorganizm wykorzystuje składniki pokarmowe i miejsce w organizmie nie powodując w nim żadnych szkód. Prawdopodobnie jednak wszystkie bakterie stanowiące skład naturalnej mikroflory naszego ciała należą do gatunków oportunistycznych. Mogą zatem wywoływać infekcje i choroby w sytuacji osłabienia lokalnych lub ogólnych mechanizmów obronnych organizmu swego gospodarza. Podatność na zakażenia florą oportunistyczną może zależeć od wielu czynników - przedstawionych poniżej:

1. złe odżywianie

2. stan awitaminozy (schorzenie polegające na niedoborze jakiejś witaminy lub ich zestawu)

3. niski poziom fizjologicznego białka

4. nadmierne przegrzanie lub oziębienie organizmu

5. przewlekła choroba (np. cukrzyca)

6. zakażenie wirusowe

7. wyczerpanie organizmu pod wpływem długotrwałego wysiłku fizycznego

8. zażywanie leków immunodepresyjnych (podawanych np. chorym po przeszczepach) lub przeciwnowotworowych (np. cytotoksyczna chemioterapia)

9. stres psychiczny

Aby nasza własna i prywatna flora bakteryjna - pożyteczna lub przynajmniej obojętna - stała się groźna dla naszego zdrowia musi znaleźć ku temu okazję. Przykładowo gatunki zwykle zamieszkujące ściśle zdefiniowany obszar ludzkiego organizmu mogą ulec przeniesieniu w jakiś inny rejon i tam rozpocząć działalność patogenną. Np. w wyniku perforacji układu pokarmowego może dojść do zapalenia otrzewnej, która jest cienką, gładką błoną surowiczą, wyścielającą ściany jamy brzusznej i miednicy oraz pokrywającą całkowicie lub częściowo położone tam narządy. Jeśli bakterie z gatunku Escherichia coli dostaną się do cewki moczowej mogą rozpocząć namnażanie w pęcherzu moczowym i wywołać zakażenie dróg moczowych. Pałeczka jelitowa może stać się pasożytem po przeniknięciu do miedniczek nerkowych. Podczas zabiegów stomatologicznych w jamie ustnej może dojść do uszkodzenia i przeniknięcia do krwiobiegu paciorkowców. Dochodzi wówczas do bakteriemii - przeniknięcia bakterii do krwi. To znowu w pewnych wypadkach może oznaczać poważne kłopoty dla organizmu gospodarza - przykładowo może dojść do zapalenia wsierdzia u ludzi z uszkodzeniami zastawek serca. Choroby przyzębia oraz próchnica także powstają wskutek wrogich działań bakterii stanowiących fizjologiczny skład mikroflory jamy ustnej.

Na zakończenie wszyscy razem...

Rozważając występowanie mikroflory w zdrowym organizmie ludzkim należy zwrócić uwagę na całkowity jej brak w niektórych jego częściach. Są to tkanki narządowe, moczowody, krew, płyny tkankowe, wydzieliny takie jak łzy czy mocz, pęcherz, nerki, fragmenty układów wewnętrznych jak pęcherzyki płucne czy oskrzeliki. Warto także pamiętać, że bytujące w nas i na nas bakterie muszą dostosowywać się do różnorodnych warunków fizjologicznych. Nasz styl życia, stosowane kuracje, dbałość o zdrowie mają wielki wpływ na to czy drobnoustroje towarzyszące nam w każdym momencie będą naszą mikroflorą prawidłową czyli pomocną i przynoszącą liczne korzyści.

Literatura

Mikrobiologia ogólna Hans G. Schlegel, PWN Warszawa 2005

Podstawy bakteriologii Jan Kołodyński, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego Wrocław 1998

Podstawy mikrobiologii lekarskiej PZWL Warszawa 1989

Osobnicze kształtowanie się mikroflory jelitowej a probiotyki, Zdzisława K. Libudzisz abstract

Źródło ilustracji: tutaj