Происхождение плазмид
По вопросу происхождения плазмид существует несколько взглядов. Согласно одному из них (Hayes,1968), они сходны по ряду критериев с вирусами. Полагают, что эти вирусы, вследствие развития у них конъюгационных способностей стали обладать механизмом диссеминации среди бактерий многих видов и родов.
Между плазмидами и вирусами есть существенные отличия:
Плазмиды сосуществуют с бактериями, наделяя их дополнительными свойствами. Вирусы чаще всего вызывают отрицательный последствия (лизис клеток).
Геном плазмид представлен двунитевой ДНК.
Плазмиды представляют собой “голые” геномы, не имеющие никакой оболочки, их репликация не требует синтеза структурных белков и процессов самосборки.
По другой концепции (Meynell, 1968), плазмиды ведут свое начало с появления в клетке репликона, способного к самостоятельному существованию. В последующем этот репликон обрастал различными генами, что и привело к возникновению плазмид. Авторы считают, что наиболее древними являются F- и Col-плазмиды.
Согласно гипотезе Clowes,1972, R-факторы возникли вследствие мутаций репликона. Так как R-факторы обнаружены даже у бактерий, никогда не «встречавшихся» с антибиотиками.
Микробиоим человекка
Нормальная микробиота сопутствует своему хозяину на протяжении всей его жизни. Организм человека и населяющие его микроорганизмы — это единая экосистема.
Микробиом прежде называли микрофлорой. С началом масштабных геномных исследований самых разных бактериальных сообществ (например, некоторых участков дна океанов, сточных вод и пр.), термин «микрофлора» заменили на «микробиом», так как он подразумевает совокупность не столько самих микроорганизмов, сколько всех микробных генов, оказывающих влияние на среду, в которой они существуют. Человеческий организм – это тоже среда обитания микробов.
Нормальная микробиота (микрофлора) тела человека – это совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенными взаимосвязями и местом обитания.
Любой микробиоценоз – это сообщество микроорганизмов, существующее как единое целое, связанное цепями питания и микроэкологией. В организме человека в соответствии с условиями обитания формируются биотопы с определенными микробиоценозами.
В любом микробиоцинозе различают:
индигенную, автохтонную флору —представлена относительно стабильным составом микроорганизмов, обычно обнаруживаемых в определенных местах тела человека у людей определенного возраста;
аллохтонную флору — транзиторные, добавочные и случайные м/о, попадают на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывая заболеваний и не обитая постоянно на поверхностях тела человека. Она представлена сапрофитными и условно-патогенными микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение нескольких часов, дней или недель.
Микробное обсеменение характерно для всех систем, имеющих контакты с окружающей средой. Поверхности кожи и слизистых оболочек тела человека обильно заселены микроорганизмами. Количество микроорганизмов, населяющих покровные ткани (кожу, слизистые оболочки), во много раз превосходит число собственных клеток хозяина.
Масса нормальной микробиоты около 5% массы взрослого человека (2,5–3,0 кг), и насчитывает порядка 1014 клеток (сто биллионов) микроорганизмов. Это число в 10 раз больше количества клеток организма хозяина.
Люди на удивление долго не понимали, что интересы хозяина и микробиома согласуются. Хозяин дает сырье и жилье, а сотни триллионов микроорганизмов кормят и защищают своего хозяина. Однако, со времен Пастера в нашей культуре прочно укоренился стереотип: микробы – это болезни, все микробы – враги; основное внимание уделялось патологическим состояниям, которые вызывает дисбаланс экосистемы.
Результаты проекта «микробиом человека»
В геноме человека 22 тысячи генов, кодирующих белки для обслуживания нашего метаболизма, а микробиом привносит около восьми миллионов уникальных кодирующих генов, иными словами, бактериальных генов в теле человека в 360 раз больше, чем собственно человеческих.
По словам координатора проекта Литы Проктор (Lita Proctor) «У людей нет всех ферментов, необходимых для переваривания того, что мы едим. Большая часть белков, липидов и углеводов нашего рациона расщепляется до питательных веществ, способных всасываться кишечником, микробами, которые обитают в кишечнике. Более того, микробы производят полезные вещества вроде витаминов и противовоспалительных соединений, синтез которых наш геном обеспечить не может».
На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется достаточно стойкая микробиота, специфичная для данного органа, биотопа или его участка — эпитопа. Наиболее богаты микроорганизмами:
ротовая полость;
толстый кишечник;
верхние отделы дыхательной системы;
наружные отделы мочеполовой системы;
кожа, особенно ее волосистая часть.
В организме человека стерильными являются кровь, ликвор, суставная жидкость, плевральная жидкость, лимфа, внутренние органы: сердце, мозг, паренхима печени, почек, селезенки, матка, мочевой пузырь, альвеолы легких. Это обеспечивается наличием неспецифических клеточных и гуморальных факторов иммунитета, препятствующих проникновению микроорганизмов в эти ткани и органы.
В настоящее время нормальную микробиоту рассматривают как самостоятельный орган. Он имеет характерное анатомическое строение — биопленку, и ему присущи определенные функции.
Установлено, что нормальная микробиота обладает достаточно высокой видовой и индивидуальной специфичностью и стабильностью. Причём у каждого человека индивидуальный состав микробиоты.
Микроорганизмы, составляющие нормальную микробиом, образуют четкую морфологическую структуру — биопленку, толщина которой колеблется от 0,1 до 0,5 мм. Биопленка представляет собой полисахаридный каркас, состоящий из микробных полисахаридов и муцина, который продуцирует клетки макроорганизма. В этом каркасе иммобилизованы микроколонии бактерий, которые могут располагаться в несколько слоев. В состав нормальной микробиоты входят как анаэробные, так и аэробные бактерии, соотношение которых в большинстве биоценозов составляет 10:1—100:1.
З
аселение
бактериями различных областей тела
начинается в момент рождения человека
и продолжается на протяжении всей его
жизни. Формирование качественного и
количественного состава нормальной
микробиоты регулируется сложными
антагонистическими и синергитическими
отношениями между отдельными ее
представителями в составе биоценозов.
Состав транзиторной микробиоты зависит от множества факторов:
от возраста;
условий внешней среды;
условий труда, рациона питания;
перенесенных заболеваний;
травм и стрессовых ситуаций.
Факторы, влияющие на состояние микробиома:
1. Эндогенные:
1) секреторная функция организма;
2) гормональный фон;
3) кислотно-основное состояние.
2. Экзогенные: условия жизни (климатические, бытовые, экологические).