Лактобактерии, значение в микрофлоре детей

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Лактобактерии - многочисленная группа факультативных анаэробных грамположительных микроорганизмов, являющихся представителями нормальной микрофлоры здоровых людей. Заселяя различные эпитопы они обеспечивают сбалансированное функционирование организма. В двадцать первом веке сложно недооценить функции лактобацилл, так как загрязненный воздух, неправильное питание пагубно влияют на колонии бактерий, что сопровождается снижением резистентности организма и распространению бактериальных и вирусных заболеваний.

1. Биологическая характеристика рода Lactobacillus

1. Таксономия:

Домен Bacteria.

Фила Firmicutes.

Class Bacilli.

Порядок Lactobacillales.

Семейство Lactobacillaceae.

Род I Lactobacillus.

Род II Paralactobacillus.

Род III Pediococcus.

2. Морфология:

· Бактерии в виде палочек с закругленными концами, полиморфны (цепочки различной длины, расположены попарноили одиночно).

· 0.7-1.1 до 3.0-8.0 мкм.

· Большинство бактерий неподвижны,кроме некоторых представителей (L. agilis, L. aquaticus, L. capillatus, L. ghanensis, L. mali, L. nagelii, L. oeni, L. ruminis, L. satsumensis, L. sucicola, L. uvarum, L. Vini).

· Спор не образует.

· Образуют экзополисахариды,которые бывают двух видов:

Табл. 1

	Внеклеточные гомополисахариды	Внеклеточные гетерополисахариды
Строение	Декстран, леван, глюкан	Молекулярная масса: 4 Ч 104 - 6 Ч 106 содержат регулярно повторяющиеся единицы
Биосинтез	Синтез индуцируется добавлением сахарозы в среду	Синтезируются в небольших количествах (0.1-1.5 г/л) из нуклеотид-активируемых предшественников
Представ.	L. pontis, L. frumenti, L. sanfranciscensis, L. reuteri	L. kefiranofaciens, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. paracasei, L. rhamnosus, L. helveticus

3. Тинкториальные и культуральные свойства.

По граму окрашиваются положительно, грамотрицательными становятся с возрастом и при повышении кислотности.

При окраске по Граму или метиленовым синим у некоторых штаммов выявляются биполярные тельца, зернистость или линейная исчерченность цитоплазмы.

Для некоторых видов, например, L. delbrueckii subsp. bulgaricus и L. delbrueckii subsp. lactis, характерно наличие включений зерен волютина (метахроматина, полифосфатных гранул).

На плотных питательных средах лактобациллы формируют колонии сферические, часто чечевицеобразные, гладкие, непрозрачные, иногда блестящие, выпуклые, с ровными четкими контурами. Обычно колонии мелкие, но у некоторых видов их размер может превышать 4 мм в диаметре. Колонии как правило не пигментированные, белые или слегка кремового цвета, иногда - желтоватые или красноватые. Некоторые виды образуют шероховатые (rough) колонии.

При глубинном посеве на твердую питательную среду образуются плотные колонии в виде правильных линз (чечевицеобразные), треугольной и неправильной формы или нежные, напоминающие снежинку или комочек ваты. Если в среду был добавлен мел, то вокруг колоний вследствие накопления молочной кислоты образуется зона растворения мела.

Хороший рост наблюдается в полужидкой питательной среде, содержащей 0.15-0.75% агара. Небольшие концентрации агара обеспечивают низкий окислительно-восстановительный потенциал среды и создают благоприятные микроаэрофильные условия.

По характеру роста в полужидкой среде выделяют пять вариантов: (1) рост шариками, (2) в виде продольной полосатости, (3) придонный, (4) поверхностный, (5) равномерное помутнение среды.

При росте на жидких питательных средах лактобациллы чаще всего вызывают равномерное помутнение, вскоре после прекращения роста осаждаясь в виде ровного гомогенного, реже хлопьевидного осадка, никогда не образуя пленок на поверхности среды.

4. Биохимические свойства.

Лактобациллы чрезвычайно разнообразны по своим биохимическим и физиологическим свойствам. Однако они все имеют метаболизм бродильного типа, при этом по меньшей мере половина углерода конечных продуктов брожений приходится на лактат. В зависимости от того, какие продукты образуются в результате брожения, молочнокислые бактерии принято подразделять на 2 группы: гомоферментативные и гетероферментативные.

Табл. 2

	ГМ	ФГТ	ОГТ
Рост при 45С	+	-	+/-
Рост при 15C	-	+	+
Сбраживание рибозы	-	+	+
Обр. газа из глюконата	-	+	+
Альдолаза	+	+	-
Фосфокетолаза	-	Индуцибельная	Конститутивная
Примеры	L. acidophilus, L. delbrueckii subsp. delbrueckii, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. delbrueckii subsp. lactis L. helveticus	L. paracasei subsp. paracasei, L. plantrum, L. rhamnosus, L. curvatus, L. sakei	L. brevis, L. fermentum, L. reuteri, L. buchneri, L. pontis

ГМ - облигатно гомоферментативные.

ФГТ - факультативно гетероферментативные.

ОГТ - облигатно гетероферментативные

Лактобациллы - хемоорганогетеротрофы. Очень требовательны к источникам питания, нуждаются в богатых сложных средах. Из углеводов они преимущественно сбраживают гексозы (глюкозу, фруктозу, маннозу, галактозу) и дисахариды (лактозу, мальтозу, сахарозу), и только гетероферментативные виды, например, некоторые штаммы L. plantarum, сбраживают пентозы (рибозу, ксилозу, арабинозу). Лактоза - дисахарид, поэтому прежде чем вступить на путь катаболизма, она должна быть расщеплена ферментом галактозидазой до глюкозы и галактозы. Галактоза затем фосфорилируется с образованием глюкозо-6-фосфата.

Помимо углеводов, лактобактерии нуждаются для своего развития в различных факторах роста: аминокислотах, витаминах, нуклеотидах. Рибофлавин, пантотеновая и никотиновая кислоты являются наиболее необходимыми для жизнедеятельности большинства видов, тиамин необходим преимущественно гетероферментативным лактобациллам, биотин и витамин B12 - только некоторым штаммам. Потребность в фолиевой кислоте, рибофлавине, пиридоксальфосфате и пара-аминобензойной кислоте различаются у разных видов.

5. Экология лактобактерий.

Лактобациллы широко распространены в природе. Как правило, они встречаются в условиях избытка углеводов, например, в пищевых продуктах (молочных продуктах, ферментированном мясе, хлебобулочных изделиях) и субстратах растительного происхождения. Кроме того, они занимают многие ниши внутри и на поверхности тела человека: в респираторном, желудочно-кишечном и урогенитальном тракте. Эти бактерии почти никогда не обнаруживаются в почве или водоемах.

Желудочно-кишечный и урогенитальный тракт человека. Лактобациллы являются важным компонентом микрофлоры организма человека: они выделяются из урогенитального тракта женщин, их удается обнаружить в грудном молоке человека. Но основной средой обитания лактобацилл в организме являются различные отделы желудочно-кишечного тракта, начиная с ротовой полости и завершая прямой кишкой, при этом максимальное их содержание наблюдается в толстом кишечнике. В ротовой полости содержание лактобацилл составляет менее 103-104 КОЕ/г, желудке - 102-103 КОЕ/мл желудочного сока, в тонкой кишке - до 103-104 КОЕ/мл кишечного сока, в толстой (в зависимости от возраста) - до 109 КОЕ/г фекалий. В двенадцатиперстной и тощей кишке лактобациллы вместе с энтерококками относятся к доминирующей микрофлоре. В подвздошной кишке и толстом кишечнике лактобактерии в количественном отношении уступают другим обитателям кишечника (бифидобактериям, энтеробактериям и др.), но их метаболические функции делают особенно значимой эту популяцию. Лактобациллы обладают антагонистической активностью в отношении патогенных микроорганизмов и выполняют иммуномодулирующую функцию. В целом, большинство видов лактобацилл в кишечнике человека относится к транзиторной микрофлоре, следовательно, их состав и численность в значительной мере зависят от питания. Во влагалище лактобациллы поддерживают низкий рН 3.5-4.5 и препятствуют колонизации его патогенными и условно-патогенными микроорганизмами. Количественный и качественный (видовой и даже штаммовый) состав лактобацилл часто индивидуален.

Табл. 3

Ротовая полость	Желудок	Тонкий кишечник	Фекалии	Толстый кишечник	Фекалии
L. paracasei L. rhamnosus L. fermentum L. plantarum L. gasseri	L. gasseri L. reuteri L. ruminis	L. gasseri L. reuteri L.rhamnosus	L. gasseri L. paracasei L. ruminis L. reuteri L. plantarum L. salivarius L. sakei	L. plantarum L.rhamnosus L. paracasei	L. jensenii L. gasseri L. crispatus L. iners

6. Микробиологическая диагностика.

Среды: Питательная среда MRS (DeMan-Rogosa-Sharpe), среда Рогоза, питательная среда для культивирования лактобацилл с этанолом, молочная питательная среда для культивирования лактобацилл, капустный агар, Среда для выделения молочнокислых бактерий (по Нетрусову А.И), обрат (обезжиренное молоко), глюкозо-пептонная среда (ГПС), Среда Лоурия-Бертони (LB).

Исследуемый материал: испражнения, продукты питания, мазки.

1. Измельчение, взвешивание.

2. Посев на жидкую элективную среду (1:10).

3. Инкубирование 20-24, 37C.

4. Серия предельных разведений.

5. Глубинный посев на плотную питательную среду для молочнокислых бактерий с мелом, инкубирование 20-24, 37C.

6. Отбор отдельных колоний с зонами растворения мелом.

7. Посев истощающим штрихом на твердые питательные среды.

Получить отдельные колонии можно несколькими способами:

а) разделить чашку на 4 сектора и провести штрихи в каждом из секторов, как показано на рис. 1.

б) провести посев штрихом по всей поверхности чашки так, чтобы штрих был более частым в начале посева и более редким - в конце.

Рис. 1

8. Определение принадлежности выделенных бактерий к роду Lactobacillus.

К лактобациллам, согласно ГОСТ 10444.11-89, относятся бактерии:

- грамположительные;

- неспорообразующие;

- палочковидные (от коротких, кокковидных до длинных);

- каталаза-отрицательные.

Отдельно отмечают форму, размер и цвет колоний на плотной питательной среде.

2. Нормальная микрофлора детей

До рождения организм человека стерилен - во время внутриутробного периода плод окружен плацентой и прочно ей защищен. Только при травах или инфицировании матери происходит патологическое заражение плода.

Микрофлора ЖКТ наиболее значимая для детского здоровья, и самая многочисленная по наличию лактобактерий, особенно в детском организме.

Критическими периодами в формировании кишечной микрофлоры ребенка являются: первый, когда в первые сутки жизни кишечник начинает колонизироваться микрофлорой; второй, после прекращения грудного вскармливания. лактобактерия микрофлора кишечный

Во время родов кожа и слизистые оболочки ребенка первый раз контактируют с микрофлорой родовых путей матери, воздуха, рук медицинского персонала. В результате кишечная микрофлора первых дней жизни представлена ассоциацией аэробов -- микрококками, энтерококками, клостридиями, стафилококками. С 4-5-го дня кишечная микрофлора становится разнообразнее, появляются колонии неспорообразующих анаэробов (бифидобактерии, пропионобактерии, пептококки, бактероиды и фузобактерии), но доминируют аэробные -- лактобациллы, коки, дрожжевые грибы.

Дальнейшее формирование микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) зависит от типа кормления. При грудном кормлении у здоровых, доношенных, детей уже в конце первой -- начале второй недели в микробиоценозе преобладает анаэробная составляющая (95% -- бифидобактерии), другая часть представлена факультативными аэробами -- лактобациллами, эшерихиями, энтерококками, эпидермальными стафилококками, дрожжевыми грибами. Подобная динамика обусловлена наличием комплекса стимуляторов роста бактерий в грудном молоке, в том числе бифидогенных факторов (маннозы, галактозы).

При искусственном кормлении становление полноценной микрофлоры кишечника тормозится. Фактически вместо эубиоза формируется дисбиоз. Неблагоприятные последствия для здоровья имеет недоразвитость бифидофлоры из-за отсутствия бифидогенных факторов. Положение осложняется отсутствием факторов местной противоинфекционной защиты кишечника ребенка -- секреторного иммуноглобулина класса IgA (SIgA), лактоферрина, лизоцима, лактопероксидазы, интерферона, лимфоцитов, макрофагов. Поэтому частота инфекционных заболеваний у таких детей значительно выше.

Функции лактобактерий в организме ребенка:

v Улучшение пищеварения - многие представители бактерий участвуют в процессе пищеварения пищи растительного происхождения.

v Иммунная - продукт жизнедеятельности лактобактерий: молочная кислота, взаимодействуя с бактериями - агонистами предотвращают колонизацию патогенной микрофлоры.

v Предотвращение развития онкологических заболеваний - лактобактерии инактивируют действие ферментов содержащие в себе фенольные радикалы,которые обладают онкопротективными свойствами.

v Улучшение обмена веществ - лактобактерии, улучшают усвоению в организме железа, кальция, витамина D.

3. Дисбактериоз

Дисбактериоз - то любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормальной микрофлоры человека, возникающие в результате воздействия на макро- или микроорганизм различных неблагоприятных факторов.

Микробиологические показатели дисбактериоза:

v Снижение численности видов постоянной микрофлоры.

v Изменения бактериями основных признаков.

v Повышение численности транзиторных видов.

v Появление несвойственных биотопу видов.

v Ослабление антогонистической функции бактерий.

Причины дисбактериоза:

v Антибиотикотерапия.

v Химиотерапия.

v Тяжелые инфекции.

v Тяжелые соматические заболевания.

v Гормонотерапия.

v Лучевые воздействия.

v Интоксикация.

v Дефицит витаминов.

Дисбактериоз различных биотопов имеет различные клинические проявления. Дисбактериоз кишечника может проявляться в виде диареи, неспецифического колита, дуоденита, гастроэнтерита, хронических запоров. Дисбактериоз органов дыхания протекает в форме бронхитов, бронхиолитов, хронических заболеваний легких. Основными проявлениями дисбиоза ротовой полости являются гингивиты, стоматит, кариес. Дисбактериоз половой системы у женщин протекает как вагиноз.

В зависимости от этого выделяют несколько фаз дисбактериоза:

1. Компенсированная,когда отсутствуют клинические проявления.

2. Субкомпенсированная, когда выражены локальные клинические проявления (стоматит).

3. Декоменсированная, генерализация процесса. И появления отдаленных очагов поражения.

Лабораторная диагностика дисбактериоза.

Основной метод - бактериологическое исследование. При этом в оценке его результатов превалируют количественные показатели. Проводится не видовая идентификация, а только до рода.

Дополнительный метод - хроматография спектра жирных кислот в исследуемом материале. Каждому роду соответствует свой спектр жирных кислот.

Коррекция дисбактериоза:

1) устранение причины, вызвавшей дисбаланс нормальной микрофлоры;

2) использование эубиотиков и пробиотиков.

Существующие на сегодняшний день средства, активно влияющие на микробиоценозы животных, условно можно подразделить на 3 групп: пробиотики, пребиотики и синбиотики.

Пробиотики -- препараты микробного происхождения, проявляющие свои позитивные свойства на макроорганизм через регуляцию кишечной микрофлоры.

Пребиотики -- препараты немикробного происхождения, способные оказывать позитивный эффект на организм хозяина через селективную стимуляцию роста или активности нормальной микрофлоры кишечника.

Синбиотики-- препараты, полученные в результате рациональной комбинации пробиотиков и пребиотиков. При этом каждая группа в свою очередь делится на подгруппы.

Пробиотики: монокомпонептные, содержащие живые бактерии, относящиеся к представителям нормальных симбионтов (бифидобактерии, лактобактерии, кишечные палочки, пропоионовокислые бактерии и др.), или самоэлиминирующие антагонисты (Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, B. lichcnifornis, Saccharomyces boulardii). К указанным препаратам относятся бифидумбактерин, лактобактерин, колибактерин, жидкий концентрат бифидобактерий, энтерол, бактисубтил, биоснорин, споробактерин, бактиспорин, ветом;

поликомпонентные - состоящие из нескольких микроорганизмов: бифилонг (Bifidobacterium bifidит и В. Iongum), биоспорин (В. subtilis, В. licheniformis), бифиформ (В. longum, Entemcoccus faecium), ацидофилюс (L. acidophilus, L. bulgaricum, Streptococcus thermophilus);

комбинированные - бифидумбактерин-форте, состоящий из В. bifidum, адсорбированных на активированном угле в виде микроколоний; кипацид, содержащий L acidophilus и комплексный им муноглобулин; бифилиз, включающий В. bifidum и лизоцим; аципол, содержащий L. acidophilus и полисахарид кефирных грибков;

рекомбинантные или генно-инженерные -- ветом, который представляет собой штамм В. subtilis, несущий клонированные гены, контролирующие синтез альфа-интерферона.

Лактобактерин сухой представляет собой микробную массу живых лактобацилл, лиофилизированных в среде культивирования. Эффект лактобактерина основан на антагонистической активности лактобацилл по отношению к условно-патогенным и патогенным микроорганизмам, а также на его иммуномодулирующих свойствах.

Колибактерин сухой. Лиофилизированная микробная масса живых бактерий Е. coli, обладающих высокой адгезивной способностью к эпителию толстой кишки, муцину, фибронектину и конкавалину А. Препарат показан при нарушении микробиоценоза, вызванного аэробной и факультативно- анаэробной микрофлорой.

Бификол сухой. Комплексный препарат, состоящий из совместно выращенных живых антагонистически активных штаммов бифидобактерий и кишечной палочки. Оказывает корригирующее действие на микробиоценоз и стимулирует репаративные процессы в кишечнике при кишечных инфекциях и дисбактериозе.

Бифидумбактерин сухой. Представляет собой высушенную взвесь живых бифидобактерий. В одной дозе препарата содержится 109 КОЕ/мл (колониеобразующих единиц) бифидобактерий. Высокий количественный уровень бифидофлоры и ее преобладание в микробиоценозе способствует нормализации деятельности ЖКТ, улучшает обменные процессы, повышает неспецифическую резистентность организма, препятствует активизации условно-патогенной флоры.

Споробактерин. Живая культура штамма сенной палочки, выделяющая антибактериальную субстанцию, имеющую широкий спектр действия. Подавляет развитие эшерихий, стафилококков, стрептококков, протеев, клебсиелл и других микроорганизмов.

Пребиотики:

Пантотенат кальция. Участвует в процессах ацетилирования и окисления в клетках, углеводном и жировом обмене, синтезе ацетилхолина, стимулирует образование кортикостероидов в коре надпочечников. Утилизируется бифидобактериями и способствует увеличению их биомассы.

Памба (парааминобензойная кислота). Способствует росту бифидобактерий, лактобактерий и кишечных палочек.

Лизоцим. Фермент белковой природы. Обладает муколитическими и бифидогенными свойствами, активен в отношении грамположительных кокковых микроорганизмов.

Синбиотики:

Бифидо-бак -- комплекс из бифидо-, лактобактерий и фруктоолигосахаридов из топинамбура.

Следует отметить, что пробиотики, пребиотики и синбиотики отличаются по составу содержащихся в них лечебных факторов. Существующие лечебные факторы можно условно разделить на четыре типа: живые клетки микроорганизмов, продукты жизнедеятельности микроорганизмов (метаболиты), вещества, входящие в состав клеток микроорганизмов, бифидогенные факторы.

Механизмы действия указанных типов лечебных препаратов слагаются из следующих факторов: создание временного искусственного микробиоценоза, который благотворно влияет на представителей нормальной микрофлоры и одновременно угнетающе действует на условно-патогенные и патогенные микроорганизмы за счет выработки антибиотических веществ и конкурентного связывания рецепторных структур эпителиальных клеток; улучшение имеющегося микробиоценоза путем воздействия на условия жизнедеятельности входящих в него микроорганизмов; стимуляция местного и общего иммунитета и детоксикация организма.

Влияние пробиотиков на иммунную систему.

В последние годы все чаще в схему лечения больных животных вводят препараты, содержащие бактерии и бифидогенные факторы. Накоплен достаточно большой багаж знаний о применении концентратов бифидо- и лактобактерий в клинике и эксперименте. Применение лактобактерий оказывало следующее влияние на факторы неспецифической резистентности: стимуляция клеточного ответа; усиление антителообразования; усиление фагоцитарной активности клеток (захвата и вы ведения антигена).

Основная роль пробиотиков из живых симбионтов -- создание временного искусственного микробиоценоза, создающего оптимальные условия для активации собственных биоваров микроорганизмов, индивидуальных для каждого организма.

К бактерийным препаратам, обладающим селективной антагонистической активностью относятся бактериофаги: стафилококковый, сальмонеллезный, пиобактериофаг, колипротейный бактериофаг.

Область применения бактериальных препаратов не ограничивается только лечением дисбактериоза. Чаще всего их применяют:

- для коррекции микрофлоры при дисбактериозах кишечника различной этиологии;

- при острых кишечных инфекционных заболеваниях (сальмонеллезе, эшерихиозах, вирусных диареях);

- при хронических воспалительных заболеваниях тонкого и толстого кишечника, кишечных дисфункциях на фоне дисбактериозов, стафилококковых инфекциях с поражением желудочно-кишечного тракта;

- с целью предупреждения химиотерапевтического дисбактериоза на фоне лечения антибиотиками и химиопрепаратами.

Заключение

Лактобактерии занимают первостепенную роль в нормальной жизнедеятельности организма.

Важно уметь сохранить, а при необходимости восстановить количество лактобактерий, чтобы не допустить развития дисбактериоза, следствием чего могут быть осложненные бактериальные и вирусные заболевания. Профилактикой дисбактериоза у детей являются:

v Рациональное питание.

v Регулярные прогулки на свежем воздухе.

v Избегание стресса.

v Исключить применение антибиотиков без консультации врача.

v Применение антибиотиков в комплексе с пробиотиками.

v Длительное грудное вскармливание.

Соблюдение всех мер предотвращения дисбиоза, обеспечивает высокую резистентность организма к инфекционным заболеваниям и улучшает общее состояние детского организма.

Литература

1. Микробиология. Нетрусов А.И., Котова И.Б. 3-е изд., испр. - М.: 2009. - 352 с.

2. Медицинская микробиология, вирусологии и иммунология - Зверев В.В. Год выпуска: 2010

3. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Автор: Прозоркина Н.В., Рубашкина Л.А Год издания: 2012

4. КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт фундаментальной медицины и биологии Кафедра микробиологии Д.Р. Яруллина, Р.Ф. Фахруллин «БАКТЕРИИ РОДА LACTOBACILLUS: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И МЕТОДЫ РАБОТЫ С НИМИ» Учебно-методическое пособие.

5. Микробиология. Автор: Красникова Л.В. Год издания: 2012.

Размещено на Allbest.ru

...