Микрофлора кишечника собак: физиологическое значение, возрастная динамика, дисбактериозы, коррекция



В.В.СУББОТИН, Н. В.ДАНИЛЕВСКАЯ

В последнее время значительно возрос интерес к индигенной (собственной) микрофлоре сельскохозяйственных и домашних животных и способам её коррекции. Вопрос о возможности существования животных и человека в отсутствии микроорганизмов впервые был поставлен Луи Пастером. Согласно современным представлениям, в естественной среде обитания необходим симбиоз макроорганизма с заселяющей его микрофлорой. Безмикробные животные (и растения) могут жить и развиваться только в условиях искусственной изоляции (стерильной окружающей среде).Нормальная микрофлора животного и человека постоянно персистирует в организме здорового хозяина и взаимодействует с ним по принципу симбиоза.

Индигенная флора представлена микробиоценозами (определенными сообществами микроорганизмов), формирующимися в естественных нишах (биотопах) физиологических систем макроорганизма (пищеварительный тракт, респираторный и урогенитальный аппараты, кожный покров и т.д.) контактирующих с внешней средой. В любом микробиоценозе различают характерную для данного вида (облигатную, резидентную) и случайную (факультативную, временную, транзиторную) микрофлору.

В каждом из биотопов формируются собственные, отличные от других, условия для существования и взаимодействия населяющих их микроорганизмов. Поэтому видовой и количественный состав флоры в разных биоценозах имеют существенные различия. В связи с этим существуют такие понятия, как микроэкология кишечника, кожного покрова, гениталий, верхних дыхательных путей, полости рта и т. д.

Состав микрофлоры фекалий взрослых здоровых собак:

Рисунок 1. Состав микрофлоры фекалий взрослых здоровых собак:

1 — бифидобактерии (59,15%);

2 — лактобактерии (16,89%);

3 — энтерококки (12,39%);

4 — энтеробактерии (11,55%);

5 — прочие микроорганизмы (0,02%)

В живом организме содержится огромное количество клеток микроорганизмов-симбионтов (достигает 1014). Их видовое разнообразие (свыше 400 видов) обеспечивает участие нормальной микрофлоры в самых разнообразных физиологических функциях макроорганизма.

Одной из важнейших функций нормальной микрофлоры является обеспечение колонизационной резистентность (КР) по отношению как к посторонним микроорганизмам, проникающим в организм хозяина, так и ограничение размножения ее отдельных представителей вне мест свойственного им обитания. При снижении КР происходит нарушение равновесия качественного и количественного состава индигенной флоры. За счет увеличения роста отдельных популяций микроорганизмов происходит колонизация последними кожного и слизистых покровов макроорганизма, а также отмечают расширение ареала распространения представителей оппортунистической (условно-патогенной) микрофлоры, включая аэробы и анаэробы, их транслокацию во внутренние органы. Это ведёт к гнойно-воспалительным процессам, септицемии. Усиливается передача факторов антибиотикорезистентности и патогенности между сообществами бактерий.

Наиболее сложные микробиоценозы млекопитающих — микрофлора толстого отдела кишечника, рта и носоглотки. Качественный и количественный состав микрофлоры поверхности кожи, а также слизистых полости носа, гениталий и т.д. более скуден. Поэтому индигенная микрофлора кишечника оказывает существенное влияние на состояние микробиоценозов остальных биотопов организма животного.

Состав микрофлоры фекалий собак с клиникой диареи

Рисунок 2. Состав микрофлоры фекалий собак с клиникой диареи

1  — бифидобактерии (0,61%);
2 — лактобактерии (0,45%);
3 — энтерококки (0,42%);
4 — энтеробактерии (98,49%);
5 — прочие микроорганизмы (0,03%)

Состав нормальной флоры пищеварительного тракта здоровой взрослой собаки (табл. 1) стабилен и при отсутствии существенных изменений в условиях кормления, содержания, стрессовых ситуаций, а также заболеваний с применением фармакологических препаратов колеблется незначительно. Из-за высокой кислотности микробиоценоз желудка достаточно скуден и содержит лишь следовые количества бактерий. Микроорганизмы, способные сохранять свою жизнедеятельность в кислой среде и в присутствии пепсина (ацидофильная палочка и другие лактобактерии, энтерококки, грибы, бациллы, сарцины), локализуются преимущественно в пилорической его части. Удельное количество микрорганизмов двенадцатиперстной и тощей кишок колеблется в пределах 102-105 бактерий в 1 г содержимого. Торможение их роста в этой части тонкого отдела кишечника обеспечивается за счет более кислой среды, которая поддерживается поступлением химуса (содержимого желудка), и выброса желчных кислот. Активная перистальтика, секреторные иммуноглобулины (IgA, IgE), и ферменты также участвуют в регуляции численности микроорганизмов. Основные обитатели — лактобактерии, энтерококки, энтеробактерии, стептококки, по своему количественному составу незначительно уступают бифидобактериям, иногда встречаются кандиды, Аналогичная ситуация наблюдается и в краниальной части подвздошной кишки, тогда как в каудальной микробиоценоз значительно разнообразнее и часто включает в свой состав виды, преимущественно обитающие в толстом отделе кишечника (бактероиды, клостридии, эубактерии, фузобактерии и др.). Удельное содержание микроорганизмов в данном участке может достигать 107 в 1 г содержимого кишечника. Следует сказать, что микробиозеноз индигенной флоры толстого отдела кишечника в сравнении с тонким значительно преобладает как в качественном так и количественном отношении. Кроме упомянутых в таблице 1, здесь практически всегда имеются представители вейолонелл, пептококков, пептострептококков, актино-мицетов, псевдомонасов, алкалигенесов и других родов. По мере продвижения к прямой кишке удельное содержание бактерий растет (1010-1012 микробных клеток в 1 г содержимого). В зависимости от влажности фекалий процентное содержание бактериальной массы по отношению к общему весу исследуемого материала колеблется в пределах 15-30%.

Бифидобактерии — грамположительные неспорообразующие каталазоотрицательные бактерии, не разжижающие желатину, не образующие газ, не восстанавливающие нитраты в нитриты, не выделяющие сероводород и дающие рост в высоком столбике среды Блаурокка в виде «комет», «гвоздиков» или «крошек».

Род Bifidobacterium насчитывает 24 вида, различающихся между собой по биохимическим, физиологическим и серологическим признакам, а также по морфологии, строению клеточной стенки, гомологии ДНК/ДНК и виду животных, у которых они обитают.

Впервые бифидобактерии были выделены в 1900 году Г. Тиссье из фекалий новорожденных детей. Из-за способности ветвиться их назвали Bacillus bifidus communis (от латинского bifidus -расщепленный, раздвоенный).

По способности образовывать булавовидные формы и сбраживать пентозы бифидобактерии близки к кори небактериям, а по способности ветвиться — к актиномицетам. Из-за вариабельности морфологии они имеют сходство и с другими микроорганизмами (нокардиями, битурибактериями).

Бифидобактерии — облигатные анаэробы, получающие энергию сбраживанием субстрата. Спектр сбраживаемых ими Сахаров довольно широк. Все они утилизируют глюкозу, фруктозу, большинство — сахарозу, мальтозу, раффинозу, лактозу. Виды, выделенные от пчел, лактозу не сбраживают, но используют широко распространенный в природе глюконат. Цитраты в качестве источника энергии не используют, Основными продуктами метаболизма углеводов являются уксусная и L (+)- молочная кислоты с небольшой примесью муравьиной, пропионовой и янтарной кислот, а также этанола. Аммиак утилизируют как источник азота. Содержание в ДНК гуанина + цитозина от 55 до 67 моль %.

Лактобактерии — аэротолерантные молочнокислые микроорганизмы палочковидной формы, положительно окрашивающиеся по Граму, неспорообразующие, неподвижные (за некоторым исключением), не образующие каталазу, не разжижающие желатину, не восстанавливающие нитраты в нитриты.

Обладают слабыми протеолитическими свойствами. Основным продуктом ферментации углеводов является молочная кислота в форме L- или D-изомеров. Гетероферментативные лактобактерии, в отличие от гомоферментативных, образуют при этом еще уксусную, муравьиную кислоты, этанол, СО2 и некоторые другие продукты.

Род Lactobacterium включает 44 основных вида и еще 23 вида, которые описаны, но таксономическое положение их точно не установлено. Диапазон содержания в ДНК гуанина+цитозина вдвое шире, чем это принято для большинства родов бактерий, и составляет от 32 до 53 моль%.

Механизм антибактериального действия бактериоцинов связан с их фиксацией на специфических бактериальных рецепторах, что ведет к ограничению синтеза белков в клетке, изменению строения ее стенки. В результате этого нарушаются процессы транспорта через клеточную мембрану различных катионов, снижается синтез ДНК. В ряде случаев бактериоцины вызывают лизис клеточных стенок. Помимо бактериостатического действия бактериоцины обладают противоопухолевым эффектом, так как рецепторы клеточных стенок опухолевых клеток имеют большую чувствительность к взаимодействию с бактериоцинами, чем рецепторы нормальных клеток.

Эшерихии как вид имеют большое количество серовариантов, отличающихся друг от друга по антигенной структуре, биохимической активности, условиям обитания (желудочно-кишечный тракт человека и животных, вода, почва, другие объекты внешней среды) и степени патогенное™. Энтеропатогенные эшерихии вызывают колибактериоз молодняка животных. Возможны и парентеральные формы эшерихиозов, протекающие как сепсис, менингит, энцефалит, миелит, пиелонефрит, цистит, перитонит и т. д. Разнообразие клинических признаков инфекций, вызываемых возбудителями данного рода, связывают не только с возрастом и состоянием рези-стентности макроорганизма, но и с вирулентными свойствами бактерий. В частности, со способностью продуцировать термостабильный и термолабильный токсины, вероцитотоксин и другие токсические субстанции. Особый интерес представляют внехромосомные генетические детерминанты — плазмиды, которые насчитываются в большом количестве у представителей данного рода и относительно легко передаются как внутри популяций на уровне одного вида, так и энтеробактериям других видов при конъюгации через секс-пили. Кроме секспилей, патогенные штаммы эшерихии образуют пили, обуславливающие адгезивность этих бактерий — способность прилипать к другим клеткам, в том числе и к энтероцитам. Такие пили у эшерихии связываются с поверхностными антигенами белковой природы К 88, К99, 987 RF41.F18.

  В данной статье в первую очередь предлагаются результаты исследования микроэкологии кишечника у собак в возрасте 2-7 лет, где особое внимание уделяли нормальной микрофлоре.

В ближайших номерах мы планируем представить материалы по возрастной динамике индигенной флоры кишечника, также будут рассмотрены причины развития дисбактериозов (снижения КР) и способы их коррекции.

Полученные результаты показывают, что основу нормальной микрофлоры кишечника у собак, как и у других животных, составляют неспорообразующие облигатные анаэробные микроорганизмы. Соотношение представителей анаэробной-аэробной флоры кишечника в норме составляет примерно 1000:1 соответственно.

Важнейшими представителями резидентной флоры кишечника являются бифидо- и лактобактерии, бактероиды, энтерококки, эшерихии, дрожжеподобные грибы.

БИФИДОБАКТЕРИИ

Большую часть нормофлоры кишечника (от 60 до 90% и более) у здоровых собак, как и у других моногастричных животных составляют бифидобактерии (рис. 1). В норме из 1 г содержимого толстого отдела кишечника собак (в зависимости от возраста, типа кормления и др.) их высевали до 1012.

Следует обратить внимание ветеринарных врачей на то, что микроскопическое исследование фекалий при использовании специальных методов окраски мазков может дать лишь ориентировочное представление о соотношении основных групп популяций микроорганизмов (присутствие кокков, грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибов и т. д.). Наличие либо отсутствие бифидофлоры этим методом установить нельзя, т.к. она имеет морфологические сходства с целым рядом других бактерий — облигатных микроорганизмов кишечника (приложение 1).

Определение количественного содержания бифидофлоры осуществляют методом посева последовательных десятикратных разведений исследуемого материала на элективные (специальные) полужидкие питательные среды, которые разливают высоким (не менее двух третьих высоты пробирки) столбиком и перед посевом регенерируют (прогревают). Подвергаемый бактериологическому анализу материал вносят аккуратно в нижнюю часть пробирки, содержимое которой слегка перемешивают, соблюдая при этом условия анаэробиоза, и далее инкубируют при оптимальной температуре. Такого рода исследование требует высокой квалификации и практических навыков бактериолога.

Учитывая доминирующее положение бифидофлоры в кишечнике здоровых особей, а также данные клинических и микробиологических исследований, многие авторы пришли к выводу о том, что представители рода бифидобактерии — основная таксономическая группа микрофлоры желудочно-кишечного тракта, которая является показателем здоровья. Действительно, при снижении КР бифидофлора первой исчезает из желудочно-кишечного тракта. Преобладание же данных микроорганизмов в кишечнике, как правило, препятствует размножению патогенных и условно-патогенных бактерий, нормализуя микробиоценоз в целом.

Антагонистическая активность бифидобактерии к патогенам, относящимся к энтеробактериям (эшерихии, клебсиеллы, сальмонеллы, протей, шигеллы и т.д.), коккам (срепто-, стафилококки), вибрионам, кампилобактериям, клостридиям, и другим микроорганизмам обеспечивается за счет образования в процессе ферментации углеводов ацетата и лактата, продукции летучих жирных кислот (ЛЖК), лизоцимоподобных и других веществ, обладающих антибактериальной активностью, а также способности подавлять резистентность макроорганизма и угнетающие неспецифическую иммунную защиту, создают условия для активизации их роста и развития специфического заболевания — кандидамикоза. В экспериментах на обезьянах и собаках показано, что эти микроорганизмы могут проникать в организм хозяина через слизистые оболочки кишечного тракта и поступать в кровь. Существенное значение в патогенезе заболевания имеет эндотоксин, вызывающий поражение паренхиматозных органов,

Перечисленные выше группы микроорганизмов составляют основную часть более или менее изученной для кишечника животных резидентной микрофлоры. При этом следует отметить тот факт, что только бифидо- и лактобактерии являются микроорганизмами, участие которых в патологических процессах (как прямое, так и косвенное) на сегодняшний день не установлено.

Таблица 1. Качественный и количественный состав микрофлоры различных отделов кишечника здоровых собак 2-7-летнего возраста.

Наименование бактерий Среднее количество бактерий в 1 г содержимого
Тощая кишка Подвздошная кишка Толстая кишка
Общее количество 0-105 102-107 1010-1012
Бифидобактерии 0-104 103-108 107-1012
Лактобактерии 0-104 103-106 106-109
Энтеробактерии 0-103 102-105 106-109
Энтерококки 0-103 102-106 104-108
Бактероиды 0-103 103-107 107-1010
Клостридии редко 0-103 10-104
Бациллы 0-102 102-104 102-104
Стрептококки 0-103 102-105 103-106
Стафилококки 0-102 102-104 102-105
Грибы 0-102 10-104 102-104

 

Спорадически встречаются и другие микроорганизмы, именуемые транзиторными, которые чаще всего высеваются при заболеваниях желудочно-кишечного тракта животных, хотя и среди них встречаются сапрофитные виды микробов. В первую очередь это клебсиеллы, псевдомонасы, протей, стафилококки, спирохеты, цитробактеры, энтеробактеры, плесневые грибы и другие.

На количественное разнообразие резидентной микрофлоры собак, на численное соотношение в микробиоценозе того или иного биотопа резидентной и транзиторной микрофлоры основное влияние оказывают возраст, тип кормления и различные факторы внешней среды, включая применение лекарственных препаратов. Пока в микробиоценозах преобладают представители нормальной микрофлоры, сохраняется КР и здоровье макроорганизма в целом. Если же внешние воздействия (химиотерапевтические препараты, пестициды и другие яды, стрессы, вирулентные микроорганизмы и т.д.) по своей интенсивности превышают компенсаторные механизмы экологической системы «макроорганизм — его нормальная микрофлора», то в микробиоценозах начинает преобладать транзиторная микрофлора, что ведет к развитию локальных инфекционных процессов, либо даже генерализованной инфекции и другим осложнениям.

Таким образом, очевидно, что животный организм и населяющая его микрофлора являются взаимозависимыми и сосуществующими частями единой системы. С экологических позиций взаимодействие между макро- и микроорганизмами является частным случаем универсально распространенного в живом мире симбиоза с его различными формами (комменсализм, мутуализм, паразитизм, хищничество и т.п.).

Исходя из выше сказанного следует, что взаимодействие между нормальной микрофлорой и организмом хозяина преимущественно осуществляется на уровне мутуализма.

Микроорганизмы кишечника, являясь частью нормофлоры, одновременно представляют собой сложную саморегулирующуюся открытую систему, где их различные популяции имеют многообразные взаимоотношения как на уровне их сообществ, так и с организмом хозяина. Наиболее заметную роль играют их конкурентно-антагонистические свойства, что, в основном, и определяет нормальное функционирование единой экологической системы: животный организм — окружающая его среда.

Оставить комментарий

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 
  Подписаться  
Уведомление о