Содержание
Бактерии — одни из самых древних организмов на Земле. Несмотря на простоту своего строения, они живут во всех возможных средах обитания. Больше всего их насчитывается в почве (до нескольких миллиардов бактериальных клеток на 1 грамм почвы). Много бактерий в воздухе, воде, пищевых продуктах, внутри тел и на телах живых организмов. Бактерии были обнаружены в тех местах, где другие организмы жить не могут (на ледниках, в вулканах).
Обычно бактерия — это одна клетка (хотя бывают колониальные формы). Причем эта клетка очень мелкая (от долей мкм до нескольких десятков мкм). Но главной особенностью бактериальной клетки является отсутствие клеточного ядра. Другими словами, бактерии принадлежат прокариотам.
Бактерии бывают подвижными и неподвижными. В случае неподвижных форм передвижение осуществляется с помощью жгутиков. Их может быть несколько, а может быть только один.
Клетки разных видов бактерий могут сильно отличаться между собой по форме. Бывают шаровидные бактерии (кокки), палочковидные (бациллы), похожие на запятую (вибрионы), извитые (спирохеты, спириллы) и др.
Строение бактериальной клетки
У клеток многих бактерий имеется слизистая капсула. Она выполняет защитную функцию. В частности, защищает клетку от высыхания.
Как и у клеток растений, у бактериальных клеток есть клеточная стенка. Однако, в отличие от растений, ее строение и химический состав несколько иной. Клеточная стенка состоит из слоев сложного углевода. Ее строение таково, что позволяет проникать различным веществам внутрь клетки.
Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана.
Бактерии относятся к прокариотам, так как в их клетках нет оформленного ядра. Они не имеют и хромосом, характерных для клеток эукариот. В состав хромосомы входит не только ДНК, но и белок. У бактерий же их хромосома состоит только из ДНК и представляет собой кольцевую молекулу. Такой генетический аппарат бактерий называется нуклеоид. Нуклеоид находится прямо в цитоплазме, обычно в центре клетки.
У бактерий нет настоящих митохондрий и ряда других клеточных органелл (комплекса Гольджи, эндоплазматической сети). Их функции выполняют впячивания клеточной цитоплазматической мембраны. Такие впячивания называются мезосомами.
В цитоплазме есть рибосомы, а также различные органические включения: белки, углеводы (гликоген), жиры. Также клетки бактерий могут содержать различные пигменты. В зависимости от наличия тех или иных пигментов или их отсутствия, бактерии могут быть бесцветными, зелеными, пурпурными.
Питание бактерий
Бактерии возникли на заре формирования жизни на Земле. Именно они «открыли» различные способы питания. Лишь потом, с усложнением организмов, четко выделились два крупных царства: Растения и Животные. Они отличаются между собой в первую очередь по способу питания. Растения являются автотрофами, а животные — гетеротрофами. У бактерий же встречаются оба типа питания.
Питание — это способ получения клеткой или организмом необходимых органических веществ. Их можно получить из вне или синтезировать самостоятельно из неорганических веществ.
Автотрофные бактерии
Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. Процесс синтеза требует энергии. В зависимости от того, откуда автотрофные бактерии получают эту энергию их делят на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие.
Фотосинтезирующие бактерии используют энергию Солнца, улавливая его излучение. В этом они сходны с растениями. Однако, если у растений в процессе фотосинтеза выделяется кислород, то у большинства фотосинтезирующих бактерий он не выделяется. То есть бактериальный фотосинтез анаэробен. Также зеленый пигмент бактерий отличается от аналогичного пигмента растений и называется бактериохлорофиллом. У бактерий нет хлоропластов. В основном фотосинтезирующие бактерии обитают в водоемах (пресных и соленых).
Хемосинтезирующие бактерии для синтеза органических веществ из неорганических используют энергию различных химических реакций. Энергия выделяется не во всех реакциях, а только в экзотермических. Некоторые такие реакции протекают в бактериальных клетках. Так в нитрифицирующих бактериях протекает реакция окисления аммиака в нитриты и нитраты. Железобактерии окисляют закисное железо в окисное. Водородные бактерии окисляют молекулы водорода.
Гетеротрофные бактерии
Гетеротрофные бактерии не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Поэтому вынуждены получать их из окружающей среды.
Бактерии, питающиеся органическими остатками других организмов (в том числе мертвыми телами), называются бактериями-сапрофитами. По-другому их называют бактериями гниения. Таких бактерий много в почве, где они разлагают перегной до неорганических веществ, которые впоследствии используются растениями. Молочнокислые бактерии питаются сахарами, превращая их в молочную кислоту. Маслянокислые бактерии разлагают органические кислоты, углеводы, спирты до масляной кислоты.
Клубеньковые бактерии живут в корнях растений и питаются за счет органических веществ живого растения. Однако они связывают азот из воздуха и обеспечивают им растение. То есть в данном случае имеет место симбиоз. Другие гетеротрофные бактерии-симбионты обитают в пищеварительном аппарате животных, помогая переваривать пищу.
Существует много бактерий-паразитов. Такие бактерии живут в других живых организмах, питаются за их счет и наносят вред организму-хозяину.
Дыхание бактерий
В процессе дыхания происходит разрушение органических веществ с высвобождением энергии. Эта энергия в последствии тратится на различные процессы жизнедеятельности (например, на движение).
Эффективным способом получения энергии является кислородное дыхание. Однако некоторые бактерии могут получать энергию без кислорода. Таким образом, существуют аэробные и анаэробные бактерии.
Аэробным бактериям необходим кислород, поэтому они обитают в местах, где он есть. Кислород участвует в реакции окисления органических веществ до углекислого газа и воды. В процессе такого дыхания бактерии получают относительно большое количество энергии. Такой способ дыхания характерен для подавляющего числа организмов.
Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде для дыхания, поэтому могут обитать в бескислородной среде. Энергию они получают за счет реакции брожения. Данный способ окисления малоэффективен.
Размножение бактерий
В большинстве случаев для бактерий характерно размножение путем деления их клетки надвое. Перед этим происходит удвоение кольцевой молекулы ДНК. Каждая дочерняя клетка получает одну из этих молекул и, следовательно, является генетической копией материнской клетки (клоном). Таким образом, для бактерий характерно бесполое размножение.
В благоприятных условиях (при достаточном количестве питательных веществ и благоприятных условиях окружающей среды) бактериальные клетки делятся очень быстро. Так от одной бактерии за сутки могут образоваться сотни миллионов клеток.
Хотя бактерии размножаются бесполым путем, в ряде случаев у них наблюдается так называемый половой процесс, который протекает в форме конъюгации. При конъюгации две разные бактериальные клетки сближаются, между их цитоплазмами устанавливается связь. Части ДНК одной клетки переходят во вторую, а части ДНК второй клетки — в первую. Таким образом, при половом процессе у бактерий происходит обмен генетической информации. Иногда при этом бактерии обмениваются не участками ДНК, а целыми молекулами ДНК.
Споры бактерий
Подавляющее большинство бактерий в неблагоприятных условиях образуют споры. Споры бактерий — это в основном способ переживания неблагоприятных условий и способ расселения, а не способ размножения.
При образовании споры цитоплазма бактериальной клетки сжимается, а сама клетка покрывается плотной толстой защитной оболочкой.
Споры бактерий сохраняют жизнеспособность в течении длительного времени и способны переживать очень неблагоприятные условия (крайне высокие и низкие температуры, высыхание).
Когда спора попадает в благоприятные условия, то происходит ее набухание. После этого защитная оболочка сбрасывается, и появляется обычная бактериальная клетка. Бывает, что при этом происходит деление клетки, и образуется несколько бактерий. То есть спорообразование сочетается с размножением.
Значение бактерий
Огромна роль бактерий в круговороте веществ в природе. В первую очередь это относится к бактериям гниения (сапрофитам). Их называют санитарами природы. Разлагая остатки растений и животных, бактерии превращают сложные органические вещества в простые неорганические (углекислый газ, воду, аммиак, сероводород).
Бактерии повышают плодородие почвы, обогащая ее азотом. В нитрифицирующих бактериях протекают реакции, в процессе которых из аммиака образуются нитриты, а из нитритов — нитраты. Клубеньковые бактерии способны усваивать атмосферный азот, синтезируя азотистые соединения. Они живут в корнях растений, образуя клубеньки. Благодаря этим бактериям, растения получают необходимые им азотистые соединения. В основном в симбиоз с клубеньковыми бактериями вступают бобовые растения. После их отмирания почва обогащается азотом. Это нередко используется в сельском хозяйстве.
В желудке жвачных животных бактерии разлагают целлюлозу, что способствует более эффективному пищеварению.
Велика положительная роль бактерий в пищевой промышленности. Многие виды бактерий используются для получения молочнокислых продуктов, сливочного масла и сыра, квашения овощей, а также в виноделии.
В химической промышленности бактерии используются при получении спиртов, ацетона, уксусной кислоты.
В медицине с помощью бактерий получают ряд антибиотиков, ферментов, гормонов и витаминов.
Однако бактерии могут приносить и вред. Они не просто портят продукты питания, но своими выделениями делают их ядовитыми.
Существуют бактерии-паразиты. Бактериальными болезнями являются тиф, чума, ангина, туберкулез, столбняк и многие другие. Люди заражают друг друга не только при контакте, но и через воду, окружающие предметы. Споры болезнетворных бактерий могут долго сохранять жизнеспособность, переживать весьма неблагоприятные условия. Поэтому проводятся различные мероприятия, направленные на уничтожение болезнетворных бактерий и их спор: химическая и ультрафиолетовая обработка помещений, проветривание, пастеризация, кипячение, стерилизация. От многих бактериальных болезней уже изобретены предохранительные прививки. Однако главной защитой является личная гигиена.
В дальнейшем оказалось, что спорообразующие анаэробы – не какие-нибудь редко встречающиеся диковинки, а очень широко распространенные по всей поверхности Земли организмы. Последующие исследования многих микробиологов показали, что самые различные природные среды, в том числе полностью лишенные молекулярного кислорода, населены множеством микроскопических организмов, принимающих самое активное участие в круговороте веществ на Земле.
Глубокое изучение обмена веществ анаэробов позволило использовать их в промышленности как продуцентов ряда ценных для народного хозяйства соединений.
В настоящее время промышленность и жилые массивы производят большое количество отходов, которые необходимо утилизировать и переработать. Из органических отходов можно получить биогаз. В анаэробных условиях бактерии разлагают органический субстрат, а биогаз является промежуточным продуктом их обмена веществ.
В мире в настоящее время используется или разрабатывается около 60 разновидностей технологий получения биогаза. Наиболее распространённый метод – анаэробное сбраживание в метатанках (резервуары для биологической переработки), без доступа воздуха, или анаэробных колоннах. Часть энергии, получаемой в результате утилизации биогаза, направляется на поддержание процесса.
Бактерии перерабатывают биомассу в биогаз при температуре свыше 25°С. В странах с жарким климатом нет необходимости подогревать метатанк.
Процесс основан на разложении (гниении) под воздействием бактерий, принадлежащих к двум большим семействам асидогенов и метаногенов, предварительно сортированного ТБО (органические отходы, густая грязь) в металлических емкостях без доступа воздуха при средней температуре около + 55°C. Этот газ подается под давлением в очистительную систему, а потом выделяется в два компонента – метан и углекислый газ.
Биогаз состоит из 55-75% метана и 25-45% углекислого газа, включая небольшие примеси сероводорода. Период образования качественного биогаза составляет от 7 до 15 дней.
Процесс разложения происходит в четыре этапа, в каждом из которых участие принимают разные группы бактерий.
На первом этапе аэробные бактерии перестраивают высокомолекулярные органические субстанции (белок, углеводы, жиры, целлюлозу) с помощью энзимов на низкомолекулярные соединения, такие как моносахариды, аминокислоты, жирные кислоты и воду. Этот процесс называется гидролиз.
Далее расщеплением занимаются кислотообразующие бактерии. В этом процессе частично принимают участие анаэробные бактерии, употребляющие остатки кислорода и образующие тем самым необходимые для метановых бактерий анаэробные условия. На этом этапе вырабатываются: кислоты (уксусная, муравьиная, масляная, пропионовая, капроновая и молочная), спирты и кетоны (метанол, этанол, пропанол, бутанол, глицерин и ацетон), газы (двуокись углерода, углерод, сероводород и аммиак). Этот этап называют этапом окисления.
После этого кислотообразующие бактерии создают из органических кислот исходные продукты для образования метана: уксусную кислоту, двуокись углерода и водород.
На последнем этапе образуется метан, двуокись углерода и вода. 90% всего метана вырабатывается на этом этапе, 70% происходит из уксусной кислоты. Таким образом, образование уксусной кислоты (то есть третий этап расщепления) является фактором, определяющим скорость образования метана.
Получение биогаза экономически оправдано при переработке постоянного потока отходов, например на животноводческих фермах.
Россия ежегодно накапливает до 300 млн тонн в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн тонн в сельскохозяйственном производстве, 50 млн тонн в виде бытового мусора. Эти отходы являются сырьем для производства биогаза. Потенциальный объем ежегодно получаемого биогаза может составить 90 млрд куб. м.
Биогаз собирают, предотвращая загрязнение атмосферы, и используют в качестве топлива для производства: электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива. С учетом российских условий метан, выработанный из биогаза, или биогаз в основном его виде могут использоваться в виде топлива для малых котельных, автотранспорта и выработки электроэнергии.
Выделенный метан из биогаза является сырьем для получения многих ценных продуктов химической промышленности – метанола, формальдегида, ацетилена, сероуглерода, хлороформа, синильной кислоты, сажи.
Оставшийся высококачественный компост и обогащенное азотом удобрение продаётся предприятиям сельского хозяйства и частным лицам.
Данная технология считается полностью безотходным производством, где каждый компонент имеет свое применение.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
- Авторы
- Резюме
- Файлы
- Ключевые слова
- Литература
Уварова Е.В. 1 Казакова А.В. 2 Артюх Ю.А. 2 1 ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова» Минздрава России 2 ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Проведено исследование по изучению закономерностей изменения соотношения видового состава влагалищного биотопа у здоровых девочек в периоде детства, препубертата и пубертата. Изучен микробиоценоз влагалища у 226 девочек с использованием метода комплексной количественной полимеразной цепной реакции. Выявлено, что у девочек нейтрального периода самое низкое содержание аэробов. Относительное содержание микробов во влагалище девочек разных возрастов показало, что с периодом взросления происходит достоверное увеличение содержания аэробов. В 6 раз увеличивается содержание аэробов у девочек препубертатного периода (р 230 KB нейтральный период пубертат препубертатный период анаэробы аэробы периоды полового развития микробиоценоз влагалища количественная полимеразная цепная реакция (пцр) 1. Анкирская А.С., Муравьева В.В. Интегральная оценка состояния микробиоты влагалища. Диагностика оппортунистических вагинитов // Медицинская технология. М., 2011. 2. Диагностика и лечение заболеваний, сопровождающихся патологическими выделениями из половых путей женщин// Клинические рекомендации под ред. В.Н.Прилепской и соавт. – М., 2013. – 50 с. 3. Ефимов Б.А., Тютюнник В.Л., Бактериальный вагиноз: современный взгляд на проблему // РМЖ. – 2008. – Т. 16, № 1. – С. 18–22. 4. Коколина В.Ф. Диагностика и лечение урогенитальных инфекций у детей и подростков: пособие для врачей. М.: Копиринг, 2010. – 36 с. 5. Основные закономерности развития репродуктивной системы девочек: пособие для врачей / А.В. Казакова, Н.В. Спиридонова, О.И. Линева. Самара: Офорт, 2013. – 52 с. 6. Плотко Е.Э., Донников А.Е., Ворошилина Е.С., Хаютин Л.В., Тумбинская Л.В. Биоценоз влагалища с точки зрения количественной ПЦР: что есть норма? // «Акушерство и гинекология». – 2011. – № 1. — С. 66–70. 7. Спиридонова Н.В. Неспецифический вагинит у беременных: возможно ли лечение с сохранением вагинальных лактобацилл? / Н.В. Спиридонова, Е.И. Басина, Е.В. Мелкадзе // «Акушерство. Гинекология. Репродукция». – 2012. – Т. 6, № 1. — С. 6–13. 8. Спиридонова Н.В., Казакова А.В. Особенности микробного пейзажа влагалища у девочек со слипчивым процессом наружных половых органов // «Российский вестник акушера-гинеколога». – 2014. – № 2.– С. 82–86. 9. Спиридонова Н.В. Микробный пейзаж влагалища в зависимости от слипчивого процесса гениталий девочек нейтрального возраста/ Н.В. Спиридонова, А.В. Казакова // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 1-3. – С. 603–608. 10. Уварова Е.В. Детская и подростковая гинекология: руководство для врачей. М.: Литерра, 2009. – 375 с. 11. Уварова Е.В. Специалистам об интимной гигиене девочек от рождения до половой зрелости // Репродукт. здоровье детей и подростков. – 2010. – № 2. – С. 87–92. 12. Яковлева Э.Б., Роговая О.Н., Жердева И.В., Резниченко Н.А. // Медико-социальные проблемы семьи. – 2003. – Т. 8, № 4. – С. 113–119.
С современных позиций нормальную микрофлору рассматривают как совокупность микробиоценозов, занимающих свои экологические ниши на коже и слизистых оболочках человека. Микроорганизмы, составляющие нормальную микрофлору, состоят между собой в разнообразных взаимоотношениях (нейтрализма, конкуренции, мутуализма, комменсализма, синергизма, паразитизма, синтрофии и др.). Изменение численности того или иного вида микроорганизмов в определенном биотопе или возникновение не свойственного данному месту обитания вида служит сигналом для адаптационных или необратимых изменений в соответствующем звене микроэкологической системы .
Состав нормальной микрофлоры половых путей женщин достаточно изучен . Многообразие ее видового соотношения представлено строгими и факультативными анаэробами и в значительно меньшей степени — аэробными и микроаэрофильными микроорганизмами.
Характерными представителями микрофлоры половых путей здоровых женщин являются лактобактерии. Они обеспечивают защитный механизм конкуренции с патогенными микроорганизмами и поддерживают кислую среду во влагалище, создавая неблагоприятные условия для развития патогенной микрофлоры. Кроме лактобактерий, к нормальной микрофлоре влагалища относятся грамположительные палочки: эубактерии и несколько реже – бифидобактерии. Среди анаэробов в женских половых путях чаще всего встречаются три основных вида микроорганизмов: Bacteroides spp., Peptococcus и Peptostreptococcus, а также Clostridium spp. . Анаэробные бактерии наряду с аэробными бактериями являются частицей сложной микроэкологической системы, которая находится в определенном равновесии, содействуя нормальному функционированию половых органов в разные периоды жизни женщины (табл. 1).
Таблица 1
Видовой состав нормальной микрофлоры влагалища (Кира Е.Ф., 2001)
Факультативные микроорганизмы |
Анаэробные микроорганизмы |
Грамполoжительные кокки Staphylococcus epidermidis Staphylococcus aureus* Group D Streptococcus b-Hemolytie Streptococcus другие виды стрептококков Грамположительные палочки Lactobacillus species* Corinebacterium species Грамотрицательные палочки Echerichia coli* Klebsiella species Другие виды семейства Enterobacteriaceae |
Грамполoжительные кокки Peptococcus species* Peptococcus anaerobius Peptococcus asacharolyticus Peptococcus prevotii* Peptococcus varibilis Peptostreptococcus species* Peptostreptococcus anaerobius Грамотрицательные кокки Veillonella species Acidominococcus fermentas Грамположительные палочки Lactobacillus species* Bifidobacterium species Clostridium species Eubacterium species Propionacterium species Грамотрицательные палочки Bacteroides melaninogenicus* Bacteroides vulgatus* Bacteroides species* Fusobacterium nucleatum* Fusobacterium species* Leptotrichia species Campylobacter species |
Формирование и становление микробиоценоза влагалища в различные периоды жизни женщины неодинаковы и отражают влияние комплекса факторов внутренней и внешней среды.
На данный момент известно, что наиболее часто в качестве представителей аэробной и факультативно анаэробной микрофлоры обнаруживают эпидермальных и сапрофитных стафилококков, реже — кишечную палочку и энтеробактерии, в единичных случаях — бифидобактерии и лактобактерии. У 70% здоровых девочек в состав индигенной микрофлоры влагалища входят бактерии с гемолитическими свойствами. Общее микробное число у девочек от 1 месяца до 7–8 лет жизни составляет от 102 КОЕ/мл до 105 КОЕ/мл .
В составе микрофлоры влагалища девочек препубертатного возраста (9–12 лет) вплоть до менархе преобладают анаэробные и микроаэрофильные микроорганизмы: бактероиды, стафилококки, дифтероиды. Отмечают большое количество лактобактерий и молочнокислых стрептококков. В этот период микробиоценоз влагалища относительно стабилен. C момента активации овариальной функции организм девушки синтезирует «собственные», эндогенные эстрогены. Под влиянием эстрогенов клетки эпителия влагалища накапливают гликоген. Это приводит к формированию эстрогенстимулированного эпителия. На поверхности эпителиоцитов влагалища увеличено число рецепторных участков для адгезии лактобактерий, увеличивается толщина эпителиального слоя. С этого момента лактобактерии — доминирующие микроорганизмы микрофлоры влагалища, и в последующем они сохранят это положение на протяжении всего репродуктивного периода. Метаболизм лактобактерий способствует стабильному сдвигу рН среды влагалища в кислую сторону до 3,8–4,5. Общее микробное число составляет 105–107 КОЕ/мл.
Пубертатный, или подростковый, период характеризует ритмичная физиологическая гипертранссудация в виде слизистых выделений. Увеличено количество эпителиальных слоев, а кольпоцитологическая картина приближена к таковой у взрослой женщины. Общее микробное число составляет 105–107 КОЕ/мл. В 60% случаев определяют лактобациллы, среда влагалища становится кислой, рН 4,0–4,5 .
На современном этапе много исследований посвящено изучению микроценоза влагалища, но наряду с этим крайне мало данных о видовом соотношении микроорганизмов. Учитывая важность учета количественного состава аэробных и анаэробных сообществ для дифференциальной диагностики патологических состояний в детском возрасте, нами проведено исследование, целью которого стало изучение частоты встречаемости, а также соотношение аэробной, факультативно анаэробной микрофлоры, облигатного сообщества микроорганизмов влагалища и факультативных анаэробов в различные периоды полового созревания.
Задачи
- Сформировать группы девочек, участвующих в исследовании, учитывая этапы формирования репродуктивной системы.
- Определить микробиологические характеристики влагалища методом комплексной количественной полимеразной цепной реакции с использованием тест-систем «Фемофлор-17» в группах девочек от 0 до 7 лет, от 8 лет до менархе, от менархе до 18 лет.
- Выявить закономерности изменения соотношения видового состава влагалищного биотопа у здоровых девочек в периоде детства, препубертата и пубертата.
Материалы и методы исследования
Взятие биоматериала осуществлялось на базе детского поликлинического отделения № 1 ГБУЗ СО СГП № 13 с февраля по август 2015 г., при подписании пациенткой или законным представителем информированного согласия на проведение исследования.
Количество обследованных девочек составило 226 человек, из них девочек от 0 до 7 лет – 74 человека, от 8 лет до менархе – 37, от менархе до 18 лет – 115. Критерии возрастного интервала выбранных групп были обусловлены основными этапами формирования репродуктивной системы.
Критерии включения: здоровые девочки, проходившие профилактический осмотр с отсутствием жалоб, неизмененной слизистой влагалища, а также физиологическими выделениями из половых путей.
Критерии исключения: применение антибактериальных препаратов за месяц до обследования, отсутствие тяжелой экстрагенитальной патологии и наличие острых воспалительных заболеваний на момент осмотра и забора материала.
Исследование состояния влагалищного микробиоценоза проводили при помощи комплексной количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием тест-систем «Фемофлор-17» (производства ООО «НПО ДНК-Технология», Россия).
Материалом для исследования методом комплексной количественной ПЦР у девочек являлся соскоб эпителиальных клеток, который забирался из заднего свода влагалища через гименальное кольцо. Хранение материала осуществлялось при температуре 2–8°С не более 8 ч, далее при температуре –20°С в течение 1 месяца или при температуре –70°С в течение 1 года.
Заключение по результатам диагностического теста Real-Time PCR получали в виде диаграммы, которая описывала вид микробной флоры влагалища.
Рассчитывали абсолютные (в логарифмах полученных показателей бактериальной массы условно-патогенного организма Lg10УПМ) и относительные показатели (разница логарифмов полученных показателей общей бактериальной массы условно-патогенного организма (УПМ) и общей бактериальной массы (ОБМ) — Lg10УПМ – Lg10ОБМ). Оценку наличия Candida spp., Mycoplasma hominis, Ureaplasma spp., Mycoplasma genitalium проводили только в абсолютных показателях.
При оценке состава условно-патогенной флоры учитывалось не только ее присутствие, но и количество по отношению к общей бактериальной массе (ОБМ). Также определялось количество лактобактерий по отношению к общей бактериальной массе.
Статистическая обработка данных проводилась с использованием компьютерного программного пакета (Microsoft Office Excel 2007).
Проанализировав частоту встречаемости и количественное содержание аэробной и факультативно анаэробной микрофлоры, облигатного сообщества микроорганизмов влагалища и факультативных анаэробов, мы определили, что у девочек нейтрального возраста микрофлора влагалища характеризуется преобладанием облигатных анаэробов (табл. 2), Lg10 которых соответствует 5,87±0,13. Относительное содержание данной группы микроорганизмов в этом возрастном периоде 92,24±2,19. Аэробы и факультативные анаэробы встречаются в микроценозе влагалища в 71,6% случаев. Относительное содержание незначительное и составляет 7,32±2,17.
Таблица 2
Соотношения видового состава микрофлоры девочек нейтрального возраста
В препубертатном периоде происходит увеличение встречаемости и количества аэробов и факультативных анаэробов (табл. 3), тогда как встречаемость и количество анаэробной микрофлоры не меняются. При этом относительное содержание абсолютных анаэробов снижается от 92,24±2,19 до 56,50±7,76.
Таблица 3
Соотношения видового состава микрофлоры девочек в препубертатном периоде
С менархе у девочек в составе микроценоза влагалища происходит увеличение встречаемости аэробной и анаэробной микрофлоры (табл. 4). Количество аэробной микрофлоры увеличивается с 5,34±0,32 в препубертатном периоде до 7,10±0,13 с началом менструальной функции. Относительное содержание групп микроорганизмов меняется в сторону преобладания аэробных микроорганизмов 68,43±3,83.
Таблица 4
Соотношения видового состава микрофлоры девочек в пубертатном периоде
Сравнительный анализ абсолютного и относительного содержания микроорганизмов и соотношение долей во влагалище девочек разной возрастной группы представлены в таблице 5.
Достоверные различия в абсолютном содержании аэробов во влагалищном биоценозе выявлены среди всех групп обследованных. Так, у девочек нейтрального периода самое низкое содержание аэробов (4,10±0,11), тогда как в препубертатном периоде эти значения возрастают до 5,34±0,32 (р<0,001), а в периоде пубертата аэробные микроорганизмы увеличиваются относительно препубертатного возраста до 7,10±0,13 (р<0,001).
Относительное содержание микробов во влагалище девочек разных возрастов показало, что с периодом взросления происходит достоверное увеличение содержание аэробов. В 6 раз увеличивается содержание аэробов у девочек препубертатного периода (р<0,001), в 1,6 раза происходит увеличение количества между препубертатным и пубертатным периодом (0,008).
Обратные изменения прослеживаются в группе анаэробов. В нейтральном периоде максимальное содержание анаэробов 92,24±2,19. В возрасте 7 лет и до менархе количество анаэробов снижается в 1,6 раза (р<0,002), и с наступлением первой менструации происходит снижение микроорганизмов еще в 1,8 раза (р<0,008).
Таблица 5
Сравнительный анализ абсолютного и относительного содержания микроорганизмов и соотношение долей во влагалище девочек разной возрастной группы
Изучив относительное и абсолютное содержание сообществ микроорганизмов у девочек в различные периоды полового развития, необходимо подчеркнуть, что основные изменения микробиоты влагалища происходят в препубертатном периоде. Можно предположить, что это связано с началом функционирования гипоталамо-гипофизарно-яичниковой системы.
Библиографическая ссылка
Уварова Е.В., Казакова А.В., Артюх Ю.А. СООТНОШЕНИЕ АЭРОБНОЙ И АНАЭРОБНОЙ МИКРОФЛОРЫ ВЛАГАЛИЩА В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ПОЛОВОГО РАЗВИТИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 1.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=25899 (дата обращения: 02.10.2020).Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» (Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления) «Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.791 «Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074 «Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.909 «Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.736 «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0.570 «Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0.431 «Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0.303 «Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0.380 «Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0.600 «Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0.308 «European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 1.369 Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI
Микроэкологические исследования человека методом газовой хроматогафии-масс-спектрометрии (ГХМС).
Существующая методология микробиологического обследования пациента в клинических лабораториях по разным причинам сводится к анализу всего лишь десятка родов аэробных микроорганизмов из числа энтеробактерий, аэробных кокков и псевдомонад. Невольно игнорируется большинство клинически значимых микробов из числа аэробных актинобактерий, всех анаэробов и других трудно культивируемых микроорганизмов. Число неучтенных при обследовании каждого больного составляет сотни видов, так, как давно известно, что в организме человека и в окружающей среде присутствует более пятисот видов, способных вызвать инфекционных процесс или воспаление. Пользуясь информационной мощью сети Интернет нетрудно показать, что каждый микроб является потенциально патогенным. Лактобациллы и бифидобактерии, причисляемые к абсолютно полезным микробам оказываются агентами многих воспалительных процессов, в том числе септических состояний и эндокардита. На сегодня, не вызывает сомнений, что инфекции и воспаления не являются моноэтиологичными, рано или поздно выясняется участие в них группы микроорганизмов, объединенных в генетически и трофически организованные сообщества, называемые биопленками. Сам организм человека оказывается основным источником микробов, и в первую очередь анаэробов. Анаэробы — доминанты микробиоты человека. Их места обитания – плотные мукопептиды слизистых оболочек кишечника, дыхательных путей, урогенитального тракта и закрытых от прямого доступа кислорода компартментов кожи. Аэробы не характерны для таких мест обитания микроорганизмов. Современные научные представления о микроэкологии человека говорят о том, что аэробы вторичны в количественном (и функциональном) плане в нормальной и патофизиологии его органов. Источники инфекции, кроме особо опасных, сосредоточены преимущественно внутри человека, а не в окружающей среде. Доля анаэробов существенно превалирует над аэробами, и это пора учесть в практике рутинных анализов лабораторий клинической микробиологии.
В такой ситуации, аэробы, являющиеся основным объектом работы клинических лабораторий, представляются лишь как биологические маркеры основной инфекции, вызванной анаэробами.
Таким образом, существующая практика клинических бактериологических исследований имеет малую информативность и сомнительную пользу для лечения заболеваний микробной этиологии. Выход из сложившейся ситуации виден либо в расширении и углублении процедуры обследований культурально-биохимическим методом с обязательным включением в постоянную практику анаэробов и актинобактерий с усовершенствованием техники отбора проб, либо во внедрение новых технологий микробиологического анализа, лишенных недостатков, связанных с необходимостью получения биомасса живых микроорганизмов в искусственных условиях.
В этом отношении перспективен метод хромато-масс-спектрометрии микробных маркеров (ХМСмм). Метод разработан в России, и с 1991 года используется для количественного анализа таксономического (родового или видового) состава микробных сообществ в медицине, экологии и биотехнологии, в основном, при научных исследованиях. В его основе лежит высокоточное определение присутствия молекулярных признаков микроорганизмов из числа их клеточных липидов – высших жирных кислот, альдегидов, спиртов и стеролов в анализируемой пробе. Определение производится высокочувствительным и селективным методом газовой хроматографии – масс спектрометрии (ГХ-МС), позволяющим одновременно измерять более сотни микробных маркеров непосредственно в анализируемом материале — крови, моче, биоптатах, мокроте, и других биологических жидкостях и тканях без предварительного посева на питательные среды или использования тестовых биохимических материалов. Разработан автоматический алгоритм анализа с помощью штатных программ ГХ-МС, позволяющих определить концентрацию более 50 видов микроорганизмов в материале через три часа после его поступления в лабораторию. Метод подтвержден патентами на изобретения и имеет разрешение на применение в качестве новой медицинской технологии. Его научная обоснованность заключена в четырнадцати кандидатских и докторских диссертациях и десятках публикаций в научной периодике, в том числе в иностранных реферируемых журналах.
Пятнадцатилетний опыт применения метода микробных маркеров в клиниках Москвы и Санкт-Петербурга показал его практическую пользу в диагностике и лечении простых и сложных патологий. Она обусловлена получением беспрецедентно большого объема информации о действующих в воспалительных процессах и при дисбиозах бактериях, особенно из числа анаэробов и некультивируемых в клинических лабораториях аэробов, а также актинобактерий, дрожжей и микроскопических грибов. Новизна аналитической процедуры, новизна и объем информации обеспечивает полное понимание микробной этиологии заболевания каждого без исключения из тысяч обследованных пациентов, с одной стороны. С другой – требует от врача принципиально новых подходов в лечении больных на основании измененных представлений о микробной экологии человека в норме и патологии.
Метод становится все более востребованным, так как он информативный, экспрессный и экономически эффективный. А самое главное – дает ощутимое преимущество в лечении хронических заболеваний, преодолении септических состояний и выяснении причин лихорадок неизвестной этиологии, а также существа нарушений общего микроэкологического гомеостаза организма человека.