فلور میکروبی چیست؟ – به زبان ساده
بدن انسان روزانه با میلیونها میکروب در ارتباط است. بعضی از این میکروبها پاتوژنهایی هستند که بیماریهای خفیف تا شدید ایجاد میکنند. برای مثال ویروس آنفولانزا و باکتری باکتری کلستریدیوم بوتولیوم (عامل بوتولیسم) ازجمله باکتریهایی هستند که بلافاصله پس از ورود به بدن واکنشهای ایمنی را تحریک میکنند و اگر سیستم ایمنی موفق به مهار رشد آنها نشود، عملکرد دستگاه تنفسی و عصبی را مختل میکند. بعضی از این باکتریها به صورت همزیست در بدن زندگی میکنند. در رابطه همزیستی میکروب و میزبان هم سود میرسانند. برای مثال آنزیم تجزیه بعضی از ترکیبات گیاهی در لوله گوارش انسان وجود دارد. باکتریهای همزیست لوله گوارش با تجزیه این ترکیبات انرژی لازم برای متابولیسم خود را تامین و به گوارش کمک میکنند. به مجموعه باکتریها، قارچها، آغازیان و آرکئاباکترهایی موجود در بدن انسان، فلور میکروبی گفته میشود.
باکتریهای معمولا در مخاط اندامهای مختلف ازجمله لوله گوارش، پوست، مجاری ادراری، واژن، ملتحمه چشم و دستگاه تنفسی وجود دارند. باکتریهای همزیست با بدن انسان علاوه بر گوارش به سیستم ایمنی در از بین بردن پاتوژنها کمک میکنند. اما همین باکتریها ممکن است در بدن بیماری ایجاد کنند. به همین دلیل بدن با مکانیسمهای دقیقی از انتقال آنها به بخشهای داخلی و اندامهای دیگر جلوگیری میکند. آسیب بافت مخاطی و افزایش غیرقابل کنترل باکتریهای مفید منجر به انتقال این باکتریها به اندام دیگر شده و با بیماری همراه است. در این مطلب از مجله فرادرس فلور میکروبی بدن اسنان را همراه با ارتباط آن با سیستم ایمنی توضیح میدهیم و در نهایت فلور نرمال اندامها را بررسی میکنیم.
فلور میکروبی چیست؟
فلور میکروبی یا «میکروبیوتا» (Microbiota) به مجموعهای از باکتریها، قارچها، آرکئاباکتریها و آغازیانی گفته میشود که در بدن میزبان زندگی میکنند. باکتریها بیشترین سهم را در فلور میکروبی بدن انسان دارند. ارتباط این میکروبها با میزبان به شکل همزیستی است. در شرایط فیزیولوژیک بدن میزبان، فلور میکروبی از موادغذایی بدن موجود تغذیه و در ازای آن بعضی مواد مورد نیاز او را تولید میکنند. این میکروبها ممکن است سالها بدون اینکه سود یا زیانی داشته باشند، در بدن میزبان رشد کنند. اما بعضی از باکتریهای فلور نرمال، میکروبهای فرصتطلب هستند و اگر به بخشهای داخلی بدن برسند، بیماری ایجاد میکنند.
فلور نرمال چیست؟
بدن انسان از تشکیل شده که میزبان باکتری است. به مجموع این باکتریها فلور میکروبی نرمال بدن گفته میشود. فلور میکروبی بدن انسان بلافاصله پس از تولد تشکیل میشود. فلور نرمال در پوست، ناخنها، چشم، حلق، مجاری دستگاه تولید مثل و لوله گوارش مستقر است. pH، دما، پتانسیل اکسایش، فشار اکسیژن، مقدار آب، مواد غذایی، حرکات دودی، ترشح آنزیم لیزوزیم و آنتیبادیها عواملی هستند که نوع فلور میکروبی نرمال بخشهای مختلف بدن را مشخص میکنند.
ارتباط فلور نرمال و سیستم ایمنی
ارتباط فلور نرمال بدن و سیستم ایمنی در سال اول تولد در شکلگیری سیستم ایمنی نقش دارد. لوله گوارش جنین قبل از تولد محیطی کاملا استریل و فاقد میکروب است. فلور نرمال واژن اولین میکروبهایی هستند که لوله گوارش نوزاد در حین تولد با آنها مواجه میشود. این باکتریها سیستم ایمنی نوزاد را فعال میکنند. در این حالت بخشی از آنتیبادیهای مورد نیاز ایمنی ذاتی و لنفوسیتهای خاطره در بدن نوزاد تشکیل میشود. به علاوه میکروبها، متابولیتها، آنتیبادی A، سلولهای ایمنی و سیتوکینهای شیر مادر به شکلگیری سیستم ایمنی و استقرار فلور نرمال بدن کمک میکند. برای مثال آنتیبادی A مادر با اتصال به آنتیژنهای موادغذایی و میکروبی از فعال شدن سیستم ایمنی نوزاد جلوگیری و متابولیتهای شیر مادر ازجمله اولیگوساکاریدها به تکثیر باکتریهای فلور نرمال بدن نوزاد کمک میکند. تکامل نیافتن کامل سیستم ایمنی در زمان تولد یکی دیگر از عواملی است که به تشکیل میکروبیوتای بدن کمک میکند. در این شرایط سیستم ایمنی بیشتر نقش تنظیمی دارد و از ایجاد پاسخ التهابی قابل توجه نسبت به فلور نرمال جلوگیری میکند.
گیرندههای شناسایی الگوی آنتیژنی (TLR) در غشای سلولهای ایمنی نوزاد وجود دارد. اما پاسخ ایجاد شده در این سلولها با سیستم ایمنی بزرگسالان تفاوت دارد. در این سلولها ترشح فاکتورهای التهابی ازجمله رادیکالهای آزاد اکسیژن کاهش و ترشح فاکتورهای تنظیمی ازجمله اینترلوکین ۱۰ (IL10) افزایش یافته است. به علاوه افزایش تعداد سلولهای ایمنی در سطحی که میکروبهای بیشتری وجود دارد و ایجاد فاصله بین میکروبها و بافت اپیتلیال بهوسیله لایه موکوزی، احتمال بیماریزایی فلور نرمال بدن را کاهش میدهد. ترشح پروتئینهای ضدمیکروبی مکانیسم دیگری است که برای محدود کردن اثر فلور نرمال به بخشهای داخلی استفاده میشود. این پروتئینها از سلولهای گابلت بافت اپیتلیال یا پس از برهمکنش گیرنده سلولهای ایمنی با مولکولهای میکروبیوتا ترشح میشود.
اتصال پروتئینهای سطحی باکتریهای فلور نرمال روده به گیرنده سلولهای دندریتی با فعال شدن این سلولها همراه است. سلولهای دندریتی همراه لنف روده به گرههای لنفاوی مزنتریک منتقل و لنفوسیتهای B را تحریک میکنند. لنفوسیتهای B ترشحکننده آنتیبادی مخصوص این باکتریها به اپیتلیوم روده منتقل شده و آنتی بادی A ترشح میکند. این آنتیبادی میکروبیوتای روده را با تغییر بیان ژنها و مهار اتصال به سلولهای اپتلیال، کنترل میکند. به علاوه ماکروفاژهای مستقر در بافت زیر اپیتلیوم، باکتریهایی که از سد فیزیکی عبور میکنند را مثل پاتوژنها با فاگوسیتوز از بین میبرد.
رقابت بعضی از این میکروبها با میکروبهای بیماریزا برای غذا و فضای رشد به سیستم ایمنی جاندار برای حذف پاتوژن کمک میکند. بعضی ترکیبات حاصل از متابولیسم باکتریهای طبیعی بدن، بیان ژن پاتوژنها را تغییر میدهد. تغییر ویژگیهای محیط یکی دیگر از مکانیسمهای فلور نرمال برای کمک به سیستم ایمنی است. برای مثال لاکتوباسیلهای واژن با اسیدی کردن محیط از رشد پاتوژنها جلوگیری میکند. به علاوه این باکتریها پروتئینهای ضدمیکروبی ترشح میکنند که باکتریهای پاتوژن را از بین میبرد.
فلور باکتریایی پوست
تعداد و نوع میکرواورگانیسمها در بخشهای مختلف پوست متفاوت است و میتوان آن را در سه ناحیه اندامهای فوقانی و تحتانی، زیر بغل، پرینئوم و بین انگشتان، و دستها، تنه و صورت بررسی کرد. بیشتر این میکرواورگانیسمها در لایههای سطحی پوست و بخش بالایی فولیکول مو رشد میکنند. استرپتوکوکوس اپیدرمیس، استرپتوکوکوس اورئوس، میکورکوکوسی، دیفتروئید و باسیلهای گرم منفی باکتریهای فلور میکروبی نرمال پوست را تشکیل میدهند.
- استافیلوکوکوس اپیدرمیس: استافیلوکوکوس اپیدرمیس باکتری گرم مثبت، کروی و خوشهای است که بیشترین سهم فلور نرمال پوست را به خود اختصاص میدهد. این باکتریها در بخشهای داخلی بدن بیوفیلمی تشکیل میدهند که از آنها در برابر اینی ذاتی محافظت میکند. به همین دلیل ممکن است در افرادی با سیستم ایمنی ضعیف عفونت ایجاد کنند. این باکتریها آمینواسید لوسین عرق را به ترکیباتی مثل ایزووالریکاسید تبدیل میکنند که دلیل بوی بد عرق است.
- استافیلوکوکوس اورئوس: استافیلوکوکوس اورئوس باکتری گرم مثبت و کروی است که در محیطهای بیهوازی و هوازی رشد میکند. این باکتری علاوه بر پوست در دستگاه تنفسی بالایی نیز وجود دارد. گونههای پاتوژنی این باکتریها در ایجاد عفونتهای زخم و بیماریهای پوستی نقش دارند.
- میکروکوکوسیها: میکروکوکوس لوتئوس فراوانترین گونه میکروکوکسیها در پوست است. تعداد میکروکوسیها در فلور نرمال پوست از باکتریهای دیگر کمتر است. میکروکوکوس لوتئوس باکتری گرم متغیر، کروی و بدون حرکت است. ورود این باکتریبه بخشهای داخلی بدن ممکن است با ایجاد بیماری همراه شود.
- دیفتروئید: دیفتروئید نام دیگر جنس کروینهباکتریومها است. این باکتریهای گرم مثبت، شکل میلهای دارند. دیفتروئیدهای چربیدوست یا غیر چربیدوست، دیفتروئیدهای غیرهوازی، دیفتروئیدهای تولیدکننده پورفیرین (ترکیبی با خاصیت فلورسانس) و دیفتروئیدهای دارای آنزیمهای هیدرولیز کراتین بخشی از فلور نرمال پوست را تشکیل میدهند. دیفتروئیدهای چربیدوست بیشتر در پوست زیربغل و دیفتروئیدهای غیر چربیدوست بیشتر در بخشهای بدون موی پوست وجود دارند. تعداد دیفتروئیدهای بیهوازی ازجمله کورینهباکتریوم آکنه در بخشهایی از پوست با غدد چربی یا سبوم فراوان، بیشتر است. پروپیونی آویدوم گونه دیگری از دیفتروئیدهای بیهوازی است که تعداد آن در پوست زیر بغل بیشتر است.
- باسیلهای گرم منفی: انتروباکتر، کلبسیلا، ای. کلی و پروتئوسها و اسینوباکترها باسیلهای گرم منفی هستند که سهم کمی در فلور نرمال پوست دارند. این باسیلها در مناطق مرطوب پوست ازجمله زیر بغل و بین انگشتان پا رشد میکنند.
فلور نرمال ناخن
فلور نرمال ناخن شبیه پوست است. خاک و ذرات دیگر ممکن است زیر ناخن را پر و میکروبهای دیگری به فلور میکروبی این بخش از پوست اضافه کند. «آسپرژیلوس» (Aspergillus)، پنسیلیوم، «کلادوسپوریوم» (Cladosporium) و موکور قارچهایی هستند که زیر ناخن رشد میکنند.
فلور میکروبی دهان
فلور میکروبی دهان در ایجاد پوسیدگی دندان و بیماریهای لثه نقش دارند. این باکتریها را میتوان در سه گروه «بومی» (Indigenous Flora)، مکمل و موقتی بررسی کرد. باکتریهای بومی بیش از ۱٪ کل باکتریهای هر ناحیه از دهان (برای مثال روی زبان یا سقف دهان) را به خود اختصاص میدهند. استرپتوکوکوس، آکتینومایسز و نایسریا باکتریهای بومی فلور نرمال دهان را تشکیل میدهند. استرپتوکوکوسها موتانس باکتری گرم مثبت و کروی هستند که در سطح مینای دندان رشد میکند. این باکتری ساکاروز موجود در غذاها را به لاکتیکاسید تبدیل میکند. لاکتیکاسید ترکیبی است که سبب پوسیدگی دندان میشود. آکتینومایسز ها باکتریهای گرم مثبت و میلهای هستند که در شرایط هوازی و بیهوازی رشد میکنند. نایسریاها باکتریهای گرم منفی و کروی شکلی هستند که روی سطح مینای دندان رشد میکنند. این باکتریها تبدیل کربوهیدراتها به اسید و تغییر pH دهان در ایجاد پوسیدگی دندان نقش دارند.
باکتریهای مکمل کمتر از ۱٪ کل باکتریهای دهان را به خود اختصاص میدهند. لاکتوباسیلها باکتریهای گرم مثبت و میلهای هستند که در پلاکهای دندانی رشد میکنند. این باکتریها گلوکز موادغذایی را به لاکتیکاسید تبدیل میکنند. باکتریهای موقتی همراه غذا و نوسیدنیها وارد دهان میشوند و پس از چند ساعت یا روز از بین میروند. این باکتریها معمولا بیماریزا نیستند.
فلور میکروبی دستگاه تنفس
فلور نرمال بخشهای مختلف دستگاه تنفس از بینی تا ریهها از میکروبهای متفاوتی تشکیل شده است. استافیلوکوکوس اپیدرمیس، استرپتوکوکوسهای وریدنس، کورینهباکتریومها، پروپیونیباکتریومها و همفیلوسها، میکروبیوتای طبیعی بینی و سینوسهای پارانازال را تشکیل میدهند. میکروبیوم حلق از باکتریهای بینی به اضافه گونههای «پریووتلا» (Prevotella)، موراکسلا، «ایکنلا» (Eikenella) و قارچهای کاندیدا تشکیل شده است. باکتریهای پرووتلا، گونههای گرم منفی، میلهای و بیهوازی هستند که در بزاق و پلاکهای دندانی رشد میکنند. موراکسلاها، باسیلوکوکوسهای گرم منفی هستند که در بافت مخاطی حلق رشد میکنند. ایکنلا، باکتریهای گرم منفی و میلهای هستند که در بافت مخاطی رشد میکنند و ممکن است همراه سایر باکتریها عفونت دستگاه تنفسی ایجاد کنند.
«کاندیدا آلبیکانس» (Candida albicans) مخمری با کلونیهای بزرگ، کروی و سفید است که در مخاط بخشهای مختلف بدن ازجمله حلق رشد میکند این مخمر گلوکز و مالتوز را به گاز و اسید، و ساکارز را به اسید تخمیر میکند. آسیب بافت مخاطی با ورود قارچ به بخشهای داخلی و ایجاد عفونت همراه است. تعداد میکروبهای فلور نرمال دستگاه تنفس پایینی بسیار کمتر از بخشهای بالایی دستگاه تنفس است. استرپتوکوکوس نومونیا، باکتری گرم مثبت و فرصتطلبی است که در محیطهای هوازی و بیهوازی رشد میکند. این باکتری جز فلور نرمال سیستم تنفسی است. اما گونه پاتوژنی آن به دیواره آلوئول متصل شده و عفونتهای تنفسی ایجاد میکند.
فلور نرمال روده
لوله گوارش بیشترین باکتریهای بدن را در خود جای داده است و بخش اصلی این باکتریها در روده بزرگ وجود دارد. pH اسیدی ابتدای روده کوچک، غلظت اکسیژن بالا و عبور سریع غذا سبب کاهش رشد باکتریها در این بخش از لوله گوارش میشود. باکتریهای روده بزرگ به تجزیه فیبرهای موادغذایی، سنتز ویتامینهای B و K، متابولیسم اسیدهای صفرا و تجزیه استرولها کمک میکنند. تعداد باکتروئید، کلستریدیوم، «فائسالیباکتریوم» ( Faecalibacterium)، یوباکتریوم، رومینوکوکوس، پپتوکوکوس، پپتواسترپتوکوکوس و بیفیدوباکتریومها از اشرشیا و لاکتوباسیلها در لوله گوارش بیشتر است.
مسیر سنتز ویتامین B6 بعضی گونههای باکتروئید (Bacteroides fragilis و Prevotella copri)، بیفیدوباکتریوم (Bifidobacterium longum) و آکتینوباکتر (Collinsella aerofaciens) و پروتئوباکترها (Helicobacter pylori) وجود دارد. این باکتریها ویتامین B6 را به شکل پریدوکسیل فسفات از ترکیب دئوکسی زایلوز ۵-فسفات با ۴-فسفوهیدروکسی-l-تروئونین یا گلیسرآلدهید-۳-فسفات با d-ریبولوز-۵-فسفات سنتز میکنند.
- باکتریوئید فراجیلیس: باکتری گرم منفی، بیهوازی اجباری و میلهای است که در pH=۷ و دمای ۳۷ درجهسانتیگراد رشد بهینه دارد. این باکتری علاوه بر سلولز، گلوکز، فروکتوز، ساکاروز و گلیکوپروتئینها را با تخمیر میکند.
- پییرووتلا کوپری: باکتری گرم منفی، میلهای، بیهوازی و بدون اسپور است.
- بیفیدوباکتر لونگوم: باکتری گرم مثبت، میلهای و بیهوازی است این باکتریها علاوه بر سلولز گلوکز آمین و مانوز را تخمیر میکنند. به علاوه این باکتری از آنزیمهای هیدرولاز، دآمیناز و دهیدراتاز برای تخمیر آمینواسیدهای استفاده میکند.
- کولینسلا آئروفاسیئنس: باکتری گرم مثبت و بیهوازی اجباری است.
- هلیکوباکتری پیلوری: باکتری گرم منفی و مارپیچی است که به اکسیژن کمی برای رشد نیاز دارد. هلیکوباکترپیلوری از پاتوژنهای فرصتطلب روده است که در ایجاد زخم معده و روده نقش دارد. این باکتری در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد و pH = ۴ تا ۶ رشد بهینه دارد. تاژک به حرکت این باکتری کمک میکند. این باکتری با تخمیر آمینواسیدها انرژی مورد نیاز خود را تامین میکند.
آنزیم سلولاز در روده انسان وجود ندارد. باکتریهای گرم منفی بیهوازی در روده بزرگ (برای مثال باکتروئیدها) با تخمیر پلیساکارید سلولز به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر (پروپیونات و بوتیرات) ، استات، گاز هیدروژن و CO2، انرژی مورد نیاز خود را تامین و به گوارش سلولز کمک میکنند. کولیکاسید و کنودئوکسی کولیکاسید، اسیدهای صفرایی هستند که بهوسیله آنزیمهای کبدی از کلسترول سنتز و در کیسه صفرا ذخیره میشود. این اسیدها به گوارش چربیهای غذا کمک میکنند. بخش زیادی از کولیکاسید و کنودئوکسی کولیکاسیددر ایلئوم بازجذب میشود. بخش باقیمانده بهوسیله آنزیم ۷-آلفادهیدروکسیلاز باکتریهای کولون، به دئوکسیکولیک و لیتوکولیکاسید تبدیل و همراه مدفوع از بدن خارج میشود.
فلور نرمال واژن
نوع میکروبهایی واژن به سن، pH و سطح غلظت میزان ترشح هورمونها بستگی دارد. لاکتوباسیلها در ماه اول تولد (pH=۵) بیشترین باکتریهای فلور نرمال واژن هستند. کاهش ترشح گلیکوژن در پایان ماه اول تولد تا شروع دوران بلوغ، pH واژن را حدود ۷ نگه میدارد. در این حالت فلور نرمال واژن از دیفتروئیدها، استافیلوکوکوس اپیدرمیس، استرپتوکوکوسها و ای. کلی تشکیل شده است. در دوران بلوغ ترشح گلیکوژن از سر گرفته میشود و pH اسیدی واژن محیط مناسبی برای رشد لاکتواسیدوفیلوس، کورینهباکتریومها، پپتواسترپتوکوکوسیها، استافیلوکوکوسها، استرپتوکوکوسها و باکتروئیدها است. در یائسگی ترشح گلیکوژن کاهش و pH افزایش مییابد. در نتیجه میکروبیوتای واژن به میکروبیوتای دوران بلوغ برمیگردد. ترلودسیس و کاندیدا دو گونه مخمرهای فرصتطلب در فلور نرمال واژن هستند.
فلور میکروبی مجاری ادرار
«لاکتوباسیلوس کریسپاتوس» (Lactobacillus crispatus)، «گاردنرلا واژینالیس» (Gardnerella vaginalis) و «آتوپوبیوم واژینا» (Atopobieum vaginae) باکتری اصلی در فلور نرمال مجاری ادراری زنان است. کاهش تعداد این باکتریها منجر به ایجاد عفونتهای ادراری میشود. کوینهباکتریومها و استرپتوکوکوسها بخش اصلی فلور نرمال مجاری ادراری مردان را تشکیل میدهند و تعداد لاکتوباسیلها در آنها کمتر از زنان است. استافیلوکوکوس هامولیتیکوس یکی از گونههای فراوان فلور نرمال مجاری ادرای مردان است.
فلور نرمال چشم
فلور نرمال چشم در سطح قرنیه و ملتحمه رشد میکند. آنزیم لیزوزیم موجود در اشک دیواره سلولی بسیاری از باکتریها را از بین میبرد. به همین دلیل فلور نرمال چشم از تعداد بسیار کم میکروب تشکیل شده است. باکتریهای میکروبیوم چشم در سه شاخه آسینوباکترها، پروتئوباکترها و باسیلوتا (Bacillota) و جنس کورینهباکتریومها، سیمونسلا (Simonseilla)، استرپتوکوکوس، پروپیونیباکتریوم، باسیلوس و استافیلوکوکوس قرار میگیرند. سن و رطوبت میکروبیوم چشم را تغییر میدهد.
سوالات متداول
در این بخش از مطلب مجله فرادرس به تعدادی از سوالات پیرامون فلور میکروبی بدن پاسخ میدهیم.
تفاوت پروبیوتیک و پریبیوتیک چیست؟
پروبیوتیکها ترکیبات غذایی با میکروبهای زنده شبیه فلور میکروبی بدن هستند. این مخمرها و باکتریها در غذاهای تخمیری مثل ماست یا مکملهای غذایی وجود دارند و در مواردی که میکروبیوتای فرد به دلایل مختلف ازجمله مصرف آنتیبیوتیک بدون تجویز پزشک آسیبدیده، استفاده میشود. پریبیوتیکها ترکیبات آلی لازم برای رشد فلور نرمال بدن هستند. این ترکیبات در غذاهای غنی از فیبر ازجمله میوه و سبزجیات، غلات سبوسدار، خشکبار و حبوبات وجود دارند.
تفاوت فلور میکروبی و انگل چیست؟
فلور میکروبی باکتریهای همزیست بدن هستند که در شرایط فیزیولوژیک به اندامها آسیب نمیرساند. این میکرواورگانیسم در ازای مصرف موادغذایی بدن به گوارش غذا یا محافظت از بدن در برابر پاتوژنها کمک میکنند. انگلها میکرواورگانیسهایی هستند که از مواد غذایی بدن استفاده میکنند و به بافتها آسیب میرسانند.