Курс лекций по биотехнологии - часть 33

 

  Главная      Учебники - Разные     

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

 

содержание   ..  31  32  33  34   ..

 

 

Курс лекций по биотехнологии - часть 33

 

 

 

257

Вторая группа бактерий - это условно-патогенные и гнилостные бактерии (в 

принципе  это  одни  и  те  же  микроорганизмы  и  это  деление  носит  условный 

характер).  Условно-патогенные  (следует  из  названия)  бактерии  при 

определенных  условиях  могут  вызывать  патологические  процессы.  Эти 

бактерии  постоянно  присутствуют  в  организме  человека  и  поражают  его, 

когда  он  либо  ослаблен,  либо  в  том  случае,  когда  численность  условно-

патогенных  бактерий  возрастает  до  очень  высоких  значений.  В  последнем 

случае, они вызывают вялотекущие воспалительные процессы в желудочно-

кишечном  тракте  (энтероколиты  и  дизентероподобные  заболевания).  Также 

они  могут  заселять  и  нетипичные  для  них  области,  например,  протоки 

поджелудочной  железы  и  желчного  пузыря,  а  также  сам  желчный  пузырь, 

вызывая  там  патологические  процессы  (в  нормальном  состоянии  в  этих 

областях  микроорганизмов  симбионтов  нет -  они  стерильны).  Наконец,  у 

ослабленных людей условно патогенные микроорганизмы могут поступать в 

кровь  и  вызывать  очаговые  воспалительные  процессы  (эндокардиты, 

артриты,  гнойничковые  заболевания - вплоть  до  сепсиса).  Важнейшая  по 

значению  группа  (не  по  численности) - это  семейство  энтеробактерий - 

кишечная  группа  микроорганизмов.  Сюда  относятся  как  явные  патогены, 

например,  некоторые  виды  сальмонелл - возбудители  таких  инфекционных 

заболеваний  как  тиф,  паратиф (Sallmonella typhi и Sallmonella  paratyphi) и 

дизентерия  (шигеллы-Shigellae),  так  и  большое  количество  условно-

патогенных  бактерий.  К  числу  последних  относятся:  кишечная  палочка, 

протеи, сальмонеллы, стафилококки и др. 

Второй по численности род микроорганизмов обитателей кишечника (после 

бифидобактерий) – это 

бактероиды. 

Это 

граммотрицательные 

микроорганизмы,  строгие  анаэробы.  Их  титр  в  одном  грамме  кишечного 

содержимого  составляет 10

10

-10

11

.  Среди  этих  микроорганизмов  есть  и 

муколитические  штаммы,  выполняющие  полезные  функции,  однако  у 

ослабленных людей эти штаммы могут вызывать патологические процессы.   

 

258

Следующая группа - это кластридии (Clastridium). Здесь нужно отметить, что 

эти  микроорганизмы  выполняет  важную  экстралитическую  функцию 

(именно 

кластридии 

продуцируют 

экстралитические 

ферменты); 

одновременно,  при  определенных  условиях  они  могут  вызывать  и 

патологические процессы, например, при попадании в брюшную полость. К 

кластридиям  также  относятся  и  некоторые  патогены  (возбудители  газовой 

гангрены, столбняка, ботулизма).  

В  кишечнике  (также  как  и  в  других  полостях  организма)  встречаются 

дрожжи  рода Candida (условно-патогенные  микроорганизмы,  которые  при 

избыточном  размножении - вызывают  молочницу).  При  применении 

антибиотиков  широкого  спектра  действия - резидентная  микрофлора 

кишечника  уничтожается,  а  так  как  эти  антибиотики  не  действуют  на 

дрожжи  рода Candida, то  естественно,  что  в  отсутствие  конкуренции  эти 

микроорганизмы избыточно размножаются.    

Итак, важнейшая роль  среди  этих 2-х  основных  групп  микроорганизмов 

принадлежит бифидо и молочнокислым бактериям, которые благодаря своей 

антагонистической  активности  по  отношению  к  условно-патогенным 

бактериям,  подавляют  жизнедеятельность  последних.  При  этом  они 

полностью  контролируют  численность  условно-патогенных  и  гнилостных 

бактерий  и  поддерживают  её  на  том  уровне,  который  является  безопасным 

для физиологии человека.  

 

Симбионтная 

микрофлора 

делится 

на 

пристеночную 

и 

внутриполостную.  Пристеночные  бактерии  размножаются  на  поверхности 

эпителия, а внутриполостные прикрепляются к твердым остаткам пищи, так 

как  многим  видам  бактерий  для  того,  чтобы  они  размножались  (делились) 

нужно 

прикрепиться 

к 

какому-нибудь 

твердому 

субстрату. 

К 

внутриполостным    относятся    энтеробактерии  и  некоторые  штаммы 

бифидобактерий и лактобактерий.  

 

259

Антагонистическая  активность  бифидо  и  молочнокислых  бактерий  по 

отношению  к  условно-патогенной  микрофлоре  (бактериостатическое  и  

бактерицидное  действие)  проявляется  в  виде  следующих  факторов 

подавления последней: 

1. 

Образование  молочной  и  других  органических  кислот  (муравьиная 

кислота), которые являются токсичными для условно-патогенных и 

гнилостных микроорганизмов. Одновременно эти кислоты снижают 

рН (закисляют) кишечного содержимого, что также неблагоп-риятно 

сказывается на жизнедеятельности последних 

2. 

Образование  перекисных  соединений  при  расщеплении  которых, 

выделяется  атомарный  кислород,  который  подавляет    клетки 

условно-патогенной микрофлоры 

3. 

Образование  антибиотикоподобные  вещества  (бактериоцины: 

ацидофилин, колицины и др.),   которые  подавляют  метаболизм 

условно-патогенных  и  гнилостных  бактерий,  взаимодействуя  с 

клеточной мембраной и вызывая лизис клеток 

4. 

Способность  прикрепляться  к  эпителию  кишечника, образуя  на его 

поверхности 

плотную 

биопленку 

(за 

счет 

интенсивного 

размножения), что является препятствием для фиксации патогенных 

микроорганизмов 

5. 

Изменение  окислительно-восстановительного  потенциала  среды, 

что  создает  неблагоприятные  условия  для  размножения  условно-

патогенных и гнилостных микроорганизмов  

Таким  образом,  совокупность  этих  факторов  в  целом  подавляет  

избыточное  развитие  условно-патогенной  и  гнилостной  микрофлоры. 

Состояние  микроэкологической  системы  толстого  кишечника,  когда 

молочнокислые  бактерии  превалируют  в  численности  над  условно-

патогенными  и  гнилостными  бактериями,  называется  эубиозом  или 

эубактериозом. И, наоборот, состояние, при котором численность бифидо 

 

260

и  молочнокислых  бактерий  снижается,  а  гнилостных  и  условно-

патогенных,  соответственно,  возрастает - называется  дисбактериозом. 

Избыточное  размножение  гнилостных  микроорганизмов  будет  вызывать 

интоксикацию макроорганизма, включая порочный круг явлений, когда у 

такого  ослабленного  человека  возникают  и  развиваются  дополнительные 

инфекции.  Более  того,  в  этих  условиях  условно-патогенные 

микроорганизмы способны сами вызывать развитие дисбактериоза. 

Какие причины ведут к развитию дисбактериоза? 

1.  Попадание  в  организм  человека  группы  веществ  с  антибактериальной 

активностью. 

Среди  таких  веществ  первое  место  принадлежит  антибиотикам.  Конечно, 

антибиотики как раньше, так и сейчас играют колоссальную роль в терапии 

больных с различного рода инфекциями. С их помощью были спасены сотни 

миллионов  жизней,  но  вместе  с  тем  у  них  имеется  негативный  эффект, 

который выражается в том, что они не выбирают между мутуалистическими 

штаммами  (молочнокислые  бактерии)  и  патогенными  и  условно-

патогенными  микроорганизмами.  Антибиотики  широкого  спектра  действия 

подавляют  всю  микрофлору  желудочно-кишечного  тракта,  в  том  числе  и 

молочнокислые бактерии. Их подавление ведет к тому, что после завершения 

лечения,  условно-патогенные  бактерии  и  гнилостные  микроорганизмы 

начинают доминировать над молочнокислыми бактериями. Дело в том, что в 

клетках  гнилостных  и  условно-патогенных  бактерий  чаще  встречаются 

плазмиды  определяющие  устойчивость  к  тем  или  иным  антибиотикам, 

которые  передаются  от  клетки  к  клетке.  В  результате,  популяция  условно-

патогенных  и  гнилостных  микроорганизмов  становится  устойчива  к 

действию  тех  или  иных  антибиотиков.  Кроме  антибиотиков,  в  организм 

человека  с  пищей    попадают  вещества,  которые  сознательно  вводят  в  пищу 

специально  для  того,  чтобы  предотвратить  ее  порчу  гнилостными 

микроорганизмами. Это так называемые консерванты, которые сами по себе  

 

261

обладают  антибактериальной  активностью.  Помимо  этого,  в  пище  могут 

содержаться  антибиотики,  которые  применяют  в  животноводстве  и 

птицеводстве для лечения заболевших животных и птиц, а также для того,  

чтобы  стимулировать  их  рост  и  развитие.  Также  в  пище  (особенно  в 

растительной)  могут  содержаться  гербициды  и  пестициды,  обладающие 

антибактериальной активностью.  

2. Изменение гормонального статуса макроорганизма. 

Гормональный статус человека изменяется во время полового созревания, во 

время  беременности,  при  половом  угасании.  Физиологическое  состояние 

макроорганизма  влияет  на  жизнедеятельность,  размножение  и  поддержание 

симбионтной  микрофлоры,  в  частности,  пристеночной.  С  возрастом, 

количество 

пристеночной 

микрофлоры 

(молочнокислых 

бактерий) 

уменьшается, и как следствие, происходит изменение гормонального статуса. 

При  этом  может  происходить  очень  быстрое  слущивание  пристеночной 

микрофлоры - слизистая  обнажается  и  становится  доступной  для  условно-

патогенных  и  гнилостных  микроорганизмов.  Оказывается,  что  если  человек 

испытал  сильный  стресс,  то  у  него  на  следующий  день  может  появиться 

диарея  и  связано  это  с  изменением  гормонального  статуса  под  влиянием 

стресса.  А  если  этот  стресс  хронический,  то  тем  самым  создаются  условия 

для развития дисбактериоза.  

Препараты  пробиотиков  предназначены  для  профилактики  и  лечения 

дисбактериоза. В России производят, в основном, моновалентные препараты: 

бифидумбактерин  (на  основе Bifidobacterium bifidum), апилак  (на  основе 

Lactobacillus acidophillus), колибактерин  (на  основе  кишечной  палочки 

Esherihia coli М-17),  лактобактерин  (на  основе Lactobacillus plantarum, 

fermentum).  Комплексные  препараты,  например,  бификол (Bifidobacterium и 

Esherihia coli М-17). За рубежом - поливалентные (комплексные) препараты: 

симбиофтор (Enterococcus faecium + Esherihia coli), бификор (Bifidobacterium 

longum + Enterococcus faecfium), примадофилюс  (содержит  комплекс 

 

262

микроорганизмов  симбионтов)  и  другие - Энтерол  (на  основе  дрожжей), 

гастрофарм (Lactobacillus bulgarius - не  является  симбионтом  и  поэтому 

действует  какое-то  короткое  время).  Существуют  препараты,  которые 

содержат  живые  клетки  микроорганизмов  симбионтов,  но  при  этом  не 

являются пробиотиками, например, бактисуптил (на основе культуры Bacillus 

cereus, мутантного штамма IP 5832).  

Особенно  широко  применяют  пробиотики  в  клинике  детских  болезней  (при 

острой дизентерии, сальмонеллёзе, эшерихиозе, вирусных диареях, диатезе и 

др.).  Известно,  что  в  детском  организме  еще  не  сформировалась 

микроэкологическая система желудочно-кишечного тракта, поэтому у детей 

часто  наблюдается  диспепсия  и  диарея.  В  этом  случае  применение 

препаратов  пробиотиков  оказывается  очень  эффективным.  Изучение 

длительного  применения  препаратов  пробиотиков  в  детских  коллективах 

показало,  что  дети,  систематически  получавшие  данные  препараты  и 

кисломолочные  продукты,  содержащие  пробиотические  штаммы,  реже 

болеют  не  только  кишечными  инфекциями,  но  и  острые  респираторные 

заболевания у них встречаются гораздо реже. При этом было отмечено, что 

эти  дети  лучше  растут  и  развиваются,  и  легче  переносят  любые  детские 

инфекции.  Препараты  пробиотиков  также  применяют  в  комплексном 

лечении  кишечных  инфекций  (при  колитах;  бактериальных  кольпитах, 

вызванных  стафилококком  и  кишечной  палочкой;  энтероколитах  на  фоне 

нарушения  микрофлоры  с  дефицитом  или  полным  отсутствием 

бифидофлоры и др.). После завершения лечения антибиотиками необходимо 

обязательно  провести  лечение  пробиотиками  для  восстановления 

нормальной микрофлоры. Пробиотики назначают также ослабленным людям 

при  различных  соматических  заболеваниях.  Нередко  возникает  порочный 

круг,  когда  сама  ослабленность  является  причиной  дисбактериоза,  а  он,  в 

свою  очередь,  усугубляет  течение  соматического  заболевания.  Также 

препараты  пробиотиков  назначают  лицам  преклонного  возраста,  так  как  в 

 

263

связи с изменением у них гормонального статуса - уменьшается количество 

бифидо  и  лактобактерий.  Поэтому,  для  нормализаци  микрофлоры  нужно 

периодически  (в  преклонном  возрасте - постоянно)  применять  диетические 

пищевые  продукты  наряду  с  препаратами  пробиотиков.  Например, 

ацидофиллин, который получают на основе ацидофильной закваски и плюс - 

бифидумбактерин.  

Какова технология процесса получения таких препаратов? 

Во-первых,  необходимо  иметь  штамм  микроорганизма  симбионта.  Такие 

штаммы  выделяют  из  кишечного  содержимого  здоровых  детей  и  взрослых, 

например, штамм Enterococcus faecium, был выделен из кишечника ребенка. 

Во-вторых, выделенные  штаммы  обязательно  надо  идентифицировать.  Дело 

в  том,  что  на  сегодняшний  день  для  получения  пробиотиков  разрешены 

только штаммы определенных видов микроорганизмов. Далее, эти штаммы 

должны обладать следующими свойствами:  

-  эффективной  антагонистической  активностью,  которая,  в  свою 

очередь,  обеспечивается  синтезом  органических  кислот,  которые 

штамм  должен  активно  продуцировать.  При  выделении  штаммов 

бифидобактерий - важным  антогонистическим  началом  продуктов 

метаболизма  являются  муравьиная  и  молочная  кислоты.  Желательно 

также, 

чтобы 

эти 

штаммы 

продуцировали 

перекиси 

и 

антибиотикоподобные вещества.  

-  если  речь  идет  о  пристеночных  микроорганизмах,  то  стремятся 

отобрать 

штаммы, 

обладающие 

эффективной 

способностью 

прикрепляться к эпителию кишечника.  

-  не  должны  гидролизовать    кишечную  слизь,  которая  обладает 

протективным  действием.  Некоторые  микроорганизмы  продуцируют 

мукополисахариды, которые разрушают (гидролизуют) эту слизь. 

-  не повреждать клетки кишечного эпителия (холециты). 

 

264

Отобранные  штаммы  обязательно  проходят  проверку  на  патогенность  и 

токсичность.  Все  эти  показатели  проверяется in vitro на  культуре  клеток 

холецитов.  Токсичность  и  патогенность  проверяют  на  чувствительных 

животных.  Побочные  эффекты  у  пробиотиков  не  должны  проявляться  даже 

при  применении  их  в  избыточных  дозах.  Для  этого  препарат  вводят  в 

организм  чувствительных  животных  в  больших  количествах,  иногда  до 

нескольких грамм на килограмм веса.  

Отобранные  штаммы  должны  быть  технологичны,  то  есть  они  должны 

хорошо  расти  и  размножаться  на  искусственных  питательных  средах. 

Высушивают  эти  клетки  методом  лиофилизации,  который  предполагает 

замораживание  до  низких  температур  с  последующим  высушиванием  при 

низком  давлении.  Соответственно,  отобранные  штаммы  должны  быть 

криорезистентны (выдерживать низкие температуры) и должны выдерживать 

процедуру высушивания. Удовлетворяющие всем этим требованиям штаммы 

поступают 

в 

контрольный 

институт, 

откуда 

их 

передают 

на 

фармацевтические  производства  с  соответствующими  документами,  где 

отражены  характеристики  этих  штаммов.  Затем  в  заводских  лабораториях 

эти  штаммы  высеиваются  на  искусственные  питательные  среды,  после  чего 

проверяется  их  соответствие  паспортным  данным  (соответствие  роду,  виду, 

биологические свойства). И только после этого их используют для получения 

препаратов  пробиотиков.  В  условиях  промышленного  производства  эти 

штаммы  рассеивают  и  получают  отдельные  колонии,  которые  затем 

пересевают  на  агаризованные  или  жидкие  питательные  среды,  например, 

молочнокислые бактерии хорошо растут в обезжиренном молоке.  

И  бифидо  бактерии,  и  лактобициллы,  и  энтерококки - это  ауксотрофы,  то 

есть  для  своего  роста  они  нуждаются  в  целом  ряде  питательных  веществ  и 

микроэлементов.  Они  не  могут  сами  синтезировать  аминокислоты, 

пуриновые  и  пиримидиновые  основания,  витамины.  Поэтому  питательная 

среда  для  их  культивирования  должна  содержать  все  эти  компоненты 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  31  32  33  34   ..