Микрофлора организма человека. Формирование. Характеристика. Дисбактериоз

При рождении ребенка происходит переход от стерильных условий внутриутробного развития к существованию с первых же минут жизни в разнообразном мире микроорганизмов. Интенсивная колонизация кожных покровов и слизистой оболочки органов, соприкасающихся с внешней средой, ведет к формированию микроэкологической системы человека. Сегодня под этим термином понимается состояние динамического равновесия, которое определяется, с одной стороны, физиологическими и иммунобиологическими особенностями организма хозяина, а с другой - видовым и количественным составом микробных ассоциаций и разнообразием их биохимической активности. Микробная флора участвует во многих жизненно важных процессах макроорганизма, внося определенный вклад в поддержание гомеостаза организма хозяина, который является для нее средой обитания.

Одна из основных функций нормальной микрофлоры - защитная, так как бактерии - симбионты человека - обладают выраженной антагонистической активностью по отношению к патогенным и оппортунистическим микроорганизмам. Так, например, бифидобактерии образуют в процессе своей жизнедеятельности молочную, уксусную, муравьиную и янтарную кислоты, создающие кислую среду в кишечнике и препятствующие колонизации его посторонними микроорганизмами, попавшими сюда извне. Лактобактерии в процессе брожения молочной кислоты образуют антибиотические вещества - лактолин, лактоцидин, ацидофилин. Следовательно, представители нормальной микрофлоры кишечника тормозят рост и размножение условно-патогенных микроорганизмов - энтеропатогенных кишечных палочек, клебсиелл, протеев, некоторых видов сальмонелл и шигелл, золотистого стафилококка и др.

Участие нормальной микрофлоры кишечника в обменных процессах организма хозяина определяется, с одной стороны, утилизацией ею непереваренных пищевых соединений и инактивацией биологически активных веществ, выделяющихся с пищеварительными соками, а с другой - синтезом представителями нормальной флоры кишечника витаминов группы B, витамина К, никотиновой и фолиевой кислот, различных биологически активных соединений: эстрогенов, промазина, морфина, колхицина, диэтилбестрена, дигоксина и др. Еще одной важной функцией нормальной микрофлоры человека является ее участие в формировании иммунобиологической реактивности организма хозяина. Показано, что в результате антигенной стимуляции микроорганизмами иммунной системы организма человека у него создается и поддерживается общий пул иммуноглобулинов.

Таким образом, нормальная микрофлора человека с ее специфическими функциями микроорганизма - защитной, обменной, иммуноиндуцирующей и др. - определяет микробную экологию пищеварительного тракта и участвует в поддержании гомеостаза макроорганизма. Нарушение любой из функций приводит к нарушению различных видов метаболизма, возникновению дефицита микронутриентов: витаминов, микроэлементов, минеральных веществ в организме человека, снижению его иммунного статуса.

Дисбактериоз (син.: дисбиоз) – изменение состава и количественных соотношений микрофлоры, в норме заселяющей полые органы, сообщающиеся с окружающей средой (например, верхние дыхательные пути, кишечник), и кожу человека. При дисбактериозе могут исчезать некоторые представители нормальной микрофлоры (бифидобактерии, молочнокислые и кишечные палочки и др.) и появляться редко встречающиеся микроорганизмы (грибы рода кандида, стафилококки, протей, синегнойная палочка и т. п.). При этом наблюдаются в разной степени выраженные местные воспалительные процессы, а при резком ослаблении сопротивляемости организма может развиться генерализованная форма эндогенной инфекции, вплоть до сепсиса.

3. Виды изменчивости и виды мутаций у человека. Факторы мутагенеза.

Изменчивость - это общее свойство живых организмов приобретать новые признаки-различия между особями одного вида. Например: у людей различается цвет глаз, волос, форма носа, ушей, темперамент, интеллект, восприимчивость к различным болезням и т. д.

Изменчивость бывает:

1) фенотипическая (модификационная, ненаследственная);

2) генотипическая (наследственная): а) комбинативная; б) мутационная.

Модификационная изменчивость происходит под воздействием факторов внешней среды без изменения структуры генотипа.

Норма реакции - это норма реагирования на изменяющиеся условия внешней среды (предел модификационной изменчивости), она контролируется генотипом. Норма реакции может быть широкая и узкая.

Широкая норма реакции имеет место в том случае, когда под влиянием факторов внешней среды признак (например, масса тела) изменяется в широких пределах.

Узкая норма реакции имеет место в том случае, когда под влиянием факторов внешней среды признак изменяется в узких пределах (например, цвет волос).

Благодаря модификационной изменчивости организмы адаптируются (приспосабливаются) к изменяющимся условиям внешней среды.

Комбинативная изменчивость - это изменчивость, при которой комбинирование генов родителей приводит к появлению новых признаков у детей. Она обеспечивается кроссинговером в профазе мейоза, свободным комбинированием хромосом и генов в метафазе мейоза, случайной встречей гамет с различным набором генов при оплодотворении, а также интенсивной миграцией людей. Чаще стали заключаться браки между супругами, родившимися на значительном расстоянии друг от друга, а чем больше расстояние, тем больше вероятность, что их гаметы будут отличаться по набору генов. Увеличивается также число межнациональных браков, которые ведут к встрече гамет с различающимися генами.

Комбинативная изменчивость дает возможность приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды, тем самым способствуя выживанию вида.

Примером комбинативной изменчивости может служить формирование фенотипов групп крови системы АВ0: если мать гетерозиготная А(П) группы крови и отец гетерозиготный В(Ш) группы, то у детей могут быть 0(I) и АВ(IV) группы крови, которых не было у родителей.

Мутационная изменчивость(мутации) это изменение генетического материала. Мутации происходят под влиянием факторов внешней или внутренней среды. Процесс образования мутаций называется мутагенезом, а факторы, вызывающие мутации, —мутагенными. Мутагены могут быть экзомутагенами (факторы внешней среды) и эндомутагенами (продукты метаболизма в организме). Экзомутагены можно разделить на следующие: 1) физические (ионизирующее излучение, ультрафиолетовые лучи, температура и др.); 2) химические (формалин, многие смолы, соли тяжелых металлов, некоторые лекарственные вещества и др.); 3) биологические (вирусы, токсины бактерий и паразитов животного происхождения).

Классификация мутаций:

1. По причинам: спонтанные и индуцированные.

1. Спонтанные — это мутации, которые происходят в природе без видимых причин. Например: ген гемофилии может возникнуть спонтанно (когда при анализе родословной не выявлено больных гемофилией).

2. Индуцированные — это мутации, происходящие при направленном воздействии мутагенных факторов.

2. По мутировавшим клеткам: генеративные и соматические.

1. Генеративные - это мутации, возникающие в половых клетках и передающиеся потомкам при половом размножении.

2. Соматические — это мутации, происходящие в соматических клетках и проявляющиеся только у самой особи (например, разный цвет глаз).

3. По изменению генетического материала мутации подразделяют на следующие: генные, хромосомные перестройки, геномные.

1. Генные мутации — это изменения в пределах одного гена: а) вставка или выпадение нуклеотида; б) замена одного нуклеотида на другой.

В результате генных мутаций возникает большинство болезней обмена веществ (галактоземия, алкаптонурия, гистидинимия, фенилкетонурия) и другие наследственные болезни

2. Хромосомные перестройки (аберрации) — это мутации, обусловленные изменением структуры хромосом. Они могут быть внутрихромосомными (делеции, дупликации и инверсии) и межхромосомными (транслокации).

Внутрихромосомные перестройки происходят внутри хромосом

а) делеция (нехватка) — выпадение кусочка хромосомы (примером нехватки концевого участка является синдром кошачьего крика - делеция короткого плеча 5-й хромосомы у человека);

б) дупликация — удвоение участка хромосомы

в) инверсия — разрыв участка хромосомы, поворот его на 180 градусов и прикрепление к месту отрыва

Межхромосомные перестройки происходят между негомологичными хромосомами:

-транслокации — отрыв участка одной хромосомы и присоединение его к другой негомологичной

При инверсии и транслокации затрудняется конъюгация (сближение) гомологичных хромосом.

3. Геномные мутации — это мутации, обусловленные изменением числа хромосом: полиплоидия и гетероплоидия.

Полиплоидия — это кратное гаплоидному увеличение числа хромосом. Полиплоидия у человека представляет собой летальную мутацию.

Гетероплоидия — это не кратное гаплоидному увеличение или уменьшение числа хромосом: если одна в паре лишняя — это трисомия, если одной хромосомы из пары не хватает - моносомия, а может быть и две-три лишние или в паре нет двух хромосом

У человека хорошо изучено несколько заболеваний, причиной которых является изменение числа хромосом.

Трисомия по аутосомам:

по 21-й хромосоме — синдром Дауна;

по 18-й хромосоме — синдром Эдвардса;

по 13-й хромосоме — синдром Патау.

Трисомия по половым хромосомам:

XXY — синдром Клайнфельтера (но может быть XXXY, ХХYY и другие изменения числа хромосом).

Моносомия по половым хромосомам:

Х0 — синдром Шерешевского—Тернера.

4. По изменению фенотипа:

1. Аморфные — мутация произошла и признак исчез (отсутствует). Например: альбинизм, безволосость, анофтальмия.

2. Гипоморфные- уменьшение выраженности признака (карликовость, микрофтальмия, микроцефалия).

3. Гиперморфные — усиление выраженности признака (гигантизм, полидактилия, гипертрихоз).

4. Неоморфные — в процессе эволюции появляется новый признак, которого ранее не было (гемоглобин, хорда, позвоночник, головной мозг и др.).

5. Антиморфные — вместо одного признака появился другой (в процессе эволюции вместо потовых у млекопитающих появились молочные железы).

Могут также изменяться физиологические признаки (работа систем органов), биохимические (нарушение синтеза ферментов).

5. По исходу для организма:

Летальные - смертельные.

2. Полулетальные — снижающие жизнеспособность организма. Человек, как правило, не доживает до репродуктивного возраста. Например: синдром Дауна, гемофилия у девочек.

3. Нейтральные — не влияющие на процессы жизнедеятельности, продолжительность жизни. Например: цвет радужной оболочки, пигментация кожи (если ген не обладает плейотропным действием).

4. Положительные — повышающие жизнеспособность. Возникают редко, но имеют большое значение для прогрессивной эволюции.

Промежуточная аттестация

в форме комплексного экзамена по дисциплинам

Основы микробиологии и иммунологии,

Генетика человека с основами медицинской генетики

по специальности 060102 Акушерское дело,

базовый уровень среднего профессионального образования