Flora fizjologiczna organizmu ludzkiego
Flora fizjologiczna to zespół drobnoustrojów (głównie bakterii, rzadziej grzybów, pierwotniaków i wirusów), które w sposób stały lub przejściowy kolonizują wybrane obszary ciała ludzkiego. Kolonizacja rozpoczyna się tuż po urodzeniu drobnoustrojami pochodzącymi od matki (drogi rodne, jama ustna, skóra), od personelu szpitalnego (jama nosowo-gardłowa, skóra) i ze środowiska. Skład flory naturalnej ulega zmianom w zależności od wieku i stanu zdrowia, także warunków życia. Florę naturalną istotnie modyfikują stosowane środki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym np. antybiotyki, preparaty dezynfekujące a niekiedy także kosmetyki. Ciało ludzkie jest są skolonizowane w sposób zróżnicowany, co pozwala wyróżnić obszary:
skolonizowane stale - skóra, błony śluzowe górnych dróg oddechowych, górny i dolny odcinek przewodu pokarmowego (szczególnie jama ustna i jelito grube), pochwa;
skolonizowane nie zawsze i niewielką liczbą drobnoustrojów - krtań, tchawica, oskrzela, zatoki boczne nosa, środkowy odcinek przewodu pokarmowego (przełyk, żołądek, górna część jelita cienkiego), cewka moczowa, szyjka macicy, spojówki;
nie skolonizowane: oskrzeliki, pęcherzyki płucne, łzy, krew, płyn mózgowo-rdzeniowy.
Rozmieszczenie flory fizjologicznej
Skóra. Kolonizacja skóry jest zależna od jej wilgotności oraz pH. Liczba kolonizujących drobnoustrojów waha się od około 104 do 105 komórek w 1 cm2 i wyraźnie wzrasta w miejscach wilgotnych. Szczególnie dużo bakterii występuje w okolicy krocza. W skład flory naturalnej skóry wchodzą przede wszystkim bakterie Gram-dodatnie z przewagą ziarenkowców Staphylococcus epidermidis i innych koagulazo-ujemnych gronkowców. U 5-25% osób może występować także Staphylococcus aureus. Maczugowce Corynebacterium spp. kolonizują skórę około 50% osób. W gruczołach łojowych 45-100% nastolatków obecne są beztlenowe bakterie Propionibacterium acnes współuczestniczące w powstawaniu trądzika młodzieńczego. W miejscach wilgotnych, w niewielkiej ilości występują bakterie Gram-ujemne np. Acinetobacter spp. oraz - zwłaszcza u osób starszych - grzyby z rodzaju Candida. W mieszkach włosowych mogą występować grzyby Malessezia furfur (Pityrosporum ovale).
Na zmianę jakości i ilości drobnoustrojów występujących w skórze wpływa stosowanie antybiotyków i kosmetyków o działaniu antybakteryjnym. Skład flory naturalnej skóry ulega zmianom także w wyniku zaburzeń w wydzielaniu gruczołów, w schorzeniach skóry i chorobach ogólnoustrojowych. Flora naturalna skóry ulega modyfikacji w następstwie zmiany środowiska (np. pobyt w szpitalu, zmiana strefy klimatycznej).
Skóra niezwykle często jest kolonizowana florą przejściową, w skład której wchodzą niekiedy drobnoustroje chorobotwórcze. Przeżywają one na powierzchni skóry przez krótki czas (od kilku do kilkunastu godzin) i są łatwo eliminowane w wyniku zwykłego mycia skóry.
Ucho. W warunkach zdrowia ucho środkowe i wewnętrzne nie jest skolonizowane mikroflorą. W uchu zewnętrznym i kanale słuchowym obecne są drobnoustroje kolonizujące wilgotne obszary skóry i przedsionki nosa, mogą występować tu także bakterie z rodzaju Mycobacterium i Lactobacillus.
Oko. W skład mikroflory oka wchodzą bakterie z rodzaju Staphylococcus, Streptococcus, Corynebacterium a niekiedy także Moraxella catarrhalis. Drobnoustroje te występują w niewielkiej liczbie, ponieważ spojówki są zwilżane wydzieliną gruczołów łzowych, zawierającą lizozym niszczący peptydoglikan - składnik ściany komórkowej bakterii.
Drogi oddechowe. Obszar obejmujący jamę nosowo - gardłową, zatoki przynosowe i migdałki umownie określany jest jako górne drogi oddechowe. Dolne drogi oddechowe to krtań, tchawica, oskrzela, oskrzeliki i pęcherzyki płucne. Górne drogi oddechowe są skolonizowane mikroflorą, natomiast dolne - fizjologicznie jałowe. Do drobnoustrojów kolonizujących przedsionki nosa należą najczęściej gronkowce koagulazo-ujemne z przewagą Staphylococcus epidermidis. U około 1/3 populacji występuje także gronkowiec złocisty - Staphylococcus aureus. Gardło i migdałki są kolonizowane przez bakterie tlenowe i beztlenowe z dominacją tlenowych Gram-dodatnich paciorkowców -hemolizujących (Streptococcus orale) i Gram-ujemnych ziarenkowców z rodzaju Neisseria. Flora beztlenowa jest bogatsza w migdałkach - w jej skład wchodzą między innymi ziarenkowce Peptostreptococcus spp. i Veillonella spp. oraz promieniowce Actinomyces spp. W gardle i migdałkach w niewielkiej ilości mogą występować także grzyby z rodzaju Candida. Przejściowo górne drogi oddechowe mogą być kolonizowane drobnoustrojami potencjalnie patogennymi takimi jak: Moraxella catarrhalis, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae.
Jama ustna. Pod koniec pierwszego roku życia jama ustna jest skolonizowana ziarenkowcami z rodzaju Streptococcus, Staphylococcus i Veillonella. U dorosłego człowieka występuje około 30 gatunków drobnoustrojów w ilości 109 - 1012 kom./ ml śliny - ich liczba zależy od stanu higieny jamy ustnej. Około 50% to ziarenkowce, przede wszystkim Streptococcus z grupy orale. Najliczniej skolonizowane są kieszonki dziąsłowe, płytka nazębna i grzbiet języka. W kieszonkach dziąsłowych istnieje wyraźna przewaga flory beztlenowej (Peptostreptococcus spp., Actinomyces spp., Veillonella spp., Fusobacterium spp., Prevotella spp., Porphyromonas spp.), występują tam także bakterie spiralne z rodzaju Treponema. W ślinie dominują paciorkowce -hemolizujące, np. S. salivarius, S. mitis, S. mutans. U osób w starszym wieku w jamie ustnej mogą występować Gram-ujemne pałeczki np. E.coli, Klebsiella pneumoniae.
Przewód pokarmowy. Żołądek jest miejscem, do którego docierają liczne drobnoustroje połykane wraz ze spożywanym pokarmem i śliną. Giną one jednak szybko w niskim pH, warunkowanym obecnością kwasu żołądkowego. Zdolność przeżywania w takich warunkach mają jedynie nieliczne bakterie, np. Mycobacterium tuberculosis czy Helicobacter pylori. W początkowym fragmencie jelita cienkiego występuje niewiele drobnoustrojów. Ich liczba wzrasta ku dołowi osiągając w jelicie grubym 1010 - 1011 komórek w 1 gramie treści jelita. Ponad 90% występującej tu flory to bakterie beztlenowe w tym Bacteroides spp. (stanowi 2/3 wszystkich bakterii jelita), Bifidobacterium spp., Clostridium spp. (w niewielkiej ilości). Występują tu także względnie beztlenowe pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae (głównie E. coli, rzadziej: Enterobacter spp., Proteus spp., Citrobacter spp. ) oraz Gram-dodatnie ziarenkowce Enterococcus spp. W niewielkiej liczbie jelito kolonizują również gronkowce Staphylococcus aureus, grzyby z rodzaju Candida i enterowirusy.
Drogi moczopłciowe. W warunkach zdrowia nerki, moczowody i pęcherz są wolne od drobnoustrojów. Cewka moczowa jest skolonizowana jedynie w swej dystalnej części. Liczba kolonizujących drobnoustrojów jest niewielka, pochodzą one z okolic krocza. Są to przede wszystkim gronkowce, dyfteroidy i bakterie wchodzące w skład flory naturalnej jelita.
Fizjologicznie jałowy jest układ rozrodczy męski i żeński z wyjątkiem pochwy. Flora naturalna pochwy - jej skład i liczebność - jest zależna od pH. Przed osiągnięciem dojrzałości płciowej jest skąpa i zmienna, reprezentowana głównie przez dyfteroidy, gronkowce koagulazo-ujemne, paciorkowce, pałeczki Lactobacillus spp. i drożdżaki. U kobiet przed menopauzą pH środowiska pochwy jest kwaśne i kolonizują ją przede wszystkim bakterie z rodzaju Lactobacillus (utrzymują prawidłowe pH pochwy) a także Bacteroides spp., Corynebacterium spp. oraz pojedyncze komórki grzybów z rodzaju Candida. U kobiet po menopauzie pH ulega zmianie w kierunku alkalicznego, co sprzyja zmiennej florze z przewagą Gram-ujemnych pałeczek w tym E. coli oraz maczugowców.
Potencjalnie chorobotwórcze bakterie kolonizujące pochwę to: Gardnerella vaginalis, Streptococcus agalactiae. Obecność S. agalactiae i E. coli w pochwie ciężarnej może być przyczyną zakażeń okołoporodowych noworodka.
Pozytywne i negatywne skutki istnienia flory fizjologicznej
Relacja między drobnoustrojami wchodzącymi w skład flory naturalnej a makroustrojem może przybierać formę mutualizmu (symbiozy) - współistnienia przynoszącego wzajemną korzyść. Klasycznym przykładem jest tu E.coli wchodząca w skład mikroflory jelita. Uzyskuje ona substancje potrzebne do wzrostu z trawionego pokarmu, jednocześnie bierze udział w syntezie niektórych witamin np. witaminy B12 (zapobiega niedokrwistości złośliwej) i K (kofaktor syntezy czynników krzepnięcia II, VII, X, XI). Do pozytywnych efektów związanych z obecnością flory naturalnej należy także ochrona makroustroju przed kolonizacją drobnoustrojami patogennymi. Efekt taki jest wynikiem:
zajęcia receptorów (miejsc wiązania) na powierzchni komórek gospodarza;
wydzielania mucyny utrudniającej kolonizację;
wytwarzania substancji antybakteryjnych, np. krótko łańcuchowych kwasów tłuszczowych wytwarzanych przez mikroflorę przewodu pokarmowego - hamują one np. wzrost pałeczek Salmonella spp.
Mikroorganizmy wchodzące w skład flory naturalnej uwalniają niewielkie ilości antygenów np. endotoksyn bakteryjnych, co pobudza układ immunologiczny do produkcji komórek odpornościowych.
Obecność flory naturalnej może mieć także efekt negatywny. Do niekorzystnych skutków istnienia flory fizjologicznej należy miedzy innymi ochrona bakterii chorobotwórczych przed aktywnością niektórych antybiotyków, np. penicylinazo-dodatnie gronkowce wchodzące w skład mikroflory mogą utrudniać leczenie rzeżączki rozkładając podawaną penicylinę. Niekiedy flora fizjologiczna bierze udział w powstawaniu miejscowych zmianach chorobowych, np. występujące w jamie ustnej paciorkowce Streptococcus mutans wytwarzając wielocukry (dekstrany) tworzące płytkę nazębną i utrzymujące stałe, niskie pH powodują demineralizację powierzchni szkliwa i powstanie zmian próchniczych. Szczególnym negatywnym efektem istnienia flory fizjologicznej jest możliwość wystąpienia
zakażenia endogennego - infekcji, w której czynnikiem etiologicznym są drobnoustroje wchodzące w skład flory naturalnej. Do zakażeń endogennych predysponują:
stan immunosupresji wrodzonej lub nabytej (leczenie immunosupresyjne, choroby metaboliczne, nowotwory, zakażenia wirusowe) - np. kandydoza jamy ustnej u chorych na AIDS;
antybiotykoterapia, zwłaszcza z zastosowaniem antybiotyków o szerokim spektrum aktywności, które zaburzają stan równowagi w ilościowym i jakościowym składzie mikroflory - np. kandydoza pochwy, rzekomo błoniaste zapalenie jelit wywołane przez Clostridium difficile;
przerwanie ciągłości tkanek prowadzące do przemieszczenia się flory naturalnej do pierwotnie jałowych tkanek - np. pooperacyjne zapalenie otrzewnej, bakteriemia po ekstrakcji zęba, usunięciu migdałków, posocznica odcewnikowa powstała w wyniku kolonizacji cewnika florą naturalną skóry;
uszkodzenie barier jelitowych - przenikanie (translokacja) drobnoustrojów z jelita do układu krążenia np. w stanach niedokrwienia trzewi (rozległe oparzenia, wstrząs krwotoczny), zmiany mikroflory (antybiotykoterapia), opóźnienia pasażu jelitowego (żywienie pozajelitowe) - jest prawdopodobnie odpowiedzialne za stan septyczny, tzn. posocznicę bez obecności bakterii we krwi i bez ogniska zakażenia.
mikrobiologia
flora fizjologiczna
strona 2
1
2