Микрофлора¶

Микрофлора — совокупность микроорганизмов (бактерий, грибов, вирусов, простейших), обитающих в определённой среде: организме человека и животных, почве, воде, пищевых продуктах. Термин является историческим: изначально он описывал лишь бактерии и грибы, обнаруживаемые под микроскопом, поэтому вирусы и некоторые простейшие формально к «флоре» не относятся, хотя в современном употреблении границы понятия размыты.

¶Микрофлора человека

Наиболее изученной областью является микрофлора человека. Микроорганизмы населяют кожу, дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, мочеполовые пути. Общая масса симбионтных бактерий взрослого человека оценивается в 1,5–2 кг, а суммарное число клеток сопоставимо с числом собственных клеток организма.

¶Классификация по отношению к организму

¶Микробиом кишечника

Наиболее плотно заселён кишечник: в толстой кишке концентрация бактерий достигает 10¹¹–10¹² клеток на мл содержимого. Основные роды — Bacteroides, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria. Функции кишечной микрофлоры:

• участие в переваривании клетчатки и синтезе короткоцепочечных жирных кислот;
• синтез витаминов группы B, витамина K;
• формирование иммунитета (стимуляция развития лимфоидной ткани);
• колонизационная резистентность — подавление роста чужеродных и патогенных бактерий.

Дисбиоз (нарушение состава микрофлоры) связывают с кишечными инфекциями, антибиотикотерапией, а также с рядом хронических заболеваний, хотя причинно-следственные связи во многих случаях остаются предметом исследований.

¶Микрофлора кожи

Кожа заселена преимущественно кокковыми бактериями (Staphylococcus, Micrococcus), коринеформными (Corynebacterium), пропионовокислыми бактериями и грибами рода Malassezia. Состав различается по зонам: влажные области (подмышки, пах) богаты Corynebacterium и Staphylococcus, сухие — Staphylococcus epidermidis.

¶Микрофлора почвы и воды

Почвенная микрофлора — одна из наиболее разнообразных экосистем планеты. В одном грамме почвы обитает 10⁶–10⁹ бактериальных клеток, представленных сотнями видов. Основные функции: разложение органических остатков, азотфиксация (Rhizobium, Azotobacter), участие в круговороте серы и фосфора. Водная микрофлора (бактериопланктон) включает гетеротрофные и автотрофные формы; её состав зависит от солёности, температуры и загрязнённости водоёма.

¶Микрофлора пищевых продуктов

Микроорганизмы участвуют в производстве кисломолочных продуктов (молочнокислые бактерии), хлеба (дрожжи и молочнокислые бактерии), сыров, квашеных овощей. Одновременно часть пищевой микрофлоры — возбудители пищевых отравлений (Salmonella, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum). В консервированных продуктах опасность представляют споровые анаэробы, способные развиваться без доступа кислорода.

¶Микрофлора и медицина

¶Антибиотики и микрофлора

Открытие пенициллина Флемингом (1928) и его промышленное производство с 1940-х годов изменили отношение к микрофлоре: антибиотики не только подавляют патогены, но и уничтожают симбионтов, что приводит к дисбиозу, кандидозу и антибиотикоассоциированной диарее. Современная медицина стремится к рациональному назначению антибактериальных препаратов.

¶Пробиотики и пребиотики

Пробиотики — препараты, содержащие живые микроорганизмы (чаще Lactobacillus, Bifidobacterium), предназначенные для восстановления микрофлоры. Пребиотики — субстраты (инулин, олигофруктоза), стимулирующие рост собственных симбионтов. Фекальная микробиота-трансплантация (ФМТ) применяется при рецидивирующих инфекциях Clostridioides difficile.

¶Микрофлора и иммунитет

Симбионтные бактерии стимулируют развитие врождённого и адаптивного иммунитета, конкурируют за питательные вещества и рецепторы адгезии, выделяют бактерицидные вещества (бактериоцины). Стерильные (гнотобиотные) животные имеют недоразвитую иммунную систему, что подтверждает роль микрофлоры в её созревании.

¶Методы изучения

Классический метод — посев на питательные среды с последующей микроскопией и идентификацией. С 2000-х годов широкое распространение получил метагеномный анализ (секвенирование 16S рРНК для бактерий и ITS-регионов для грибов), позволяющий описывать состав сообществ без культивирования. Этот подход резко расширил представления о разнообразии микрофлоры: значительная часть видов не выращивается в лабораторных условиях.

¶Историческая справка

Понятие «микрофлора» сформировалось в конце XIX — начале XX века в связи с развитием микробиологии (Пастер, Кох, Мечников). И. И. Мечников в трудах «Изучение природы человека» (1903) и «Этюды о природе человека» (1908) обосновал идею о пользе молочнокислых бактерий и конкуренции между симбионтной и гнилостной флорой кишечника, что стало одним из теоретических основ применения пробиотиков.

¶Источники

• Мечников И. И. Изучение природы человека. — М.: Наука, 1990.
• Дубынина Т. Ю., Пахомова И. Ю. Микробиология. — М.: Академия, 2012.
• Гарков В. Н. Микробиология. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Статья «Микрофлора» // Большая медицинская энциклопедия.
• Доклады и обзоры по микробиому человека (Human Microbiome Project, NIH).