mikro insan ilişkisi

Mikroorganizma İnsan İlişkisi ve Mikrobiyota

Çevre Mikrobiyolojisi

  • Mikroplar, doğal çevrelerde önemli rol oynarlar.
    • Kayaların ufalanmasında.
    • Toprağın tarıma uygun hale getirilmesinde.
    • Petrolün oluşumunda.
    • Gıda maddelerinin bozulmasında.
    • Ölen canlı varlıkların yok edilmesinde.
    • Bulaşıcı hastalıkların oluşumunda.
  • Toprakta, organik bileşikleri inorganik bileşiklere dönüştüren mikroplar mevcuttur.

Toprakta Mikroplar

  • Mikroorganizmaların sayısı ve türleri toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir.
  • Toprağın bir gramında milyonlarca bakteri yaşamaktadır.
    • Bazı bakteriler saprofit olup bitkilerin yaşaması için gereklidir.
    • Diğerleri insanlarda hastalıklara yol açabilir.

Su Ortamında Mikroplar

  • Sularda bulunan mikropların çeşit ve sayıları, besleyici maddelerin miktarı, sıcaklığı ve pH'ı gibi faktörlerle belirlenir.
  • İçme suları, kirlenerek bağırsak enfeksiyonlarına yol açabilir.
  • Bu sebeple şehirlerin içme suları süzülmekte ve dezenfekte edilmektedir.
  • Deniz ve akarsularda birçok mikroorganizma bulunur.
  • Lağım suları, mikroorganizma açısından en zengin ve insan sağlığı açısından en tehlikeli sulardır.

Hava Ortamında Mikroplar

  • Havada, yerden 100-150 metre yüksekliklere kadar toprak mikropları bulunur.
  • Bu mikroplar güneş ışınları ve kuruma karşı direnç göstererek havada canlı kalabilmektedir.
  • Teneffüs ettiğimiz havada mikroorganizmalar mevcuttur.
    • Genelde zararsız olsalar da, bazen hastalık yapabilen mikroorganizmalar da içerebilirler.

İnsanlarla Mikroorganizmaların Yararlı Etkileşimleri

Normal Mikrobiyal Flora

  • Vücudumuz sürekli olarak çevremizdeki sayısız mikroorganizmaya maruz kalmaktadır.
  • Sağlıklı insan vücudunun iç boşlukları (örneğin idrar kesesi), dokuları, kan ve beyin omurilik sıvısı gibi iç sıvılar sterildir.
  • Dış ortamlarla etkileşimde bulunan bölgelerde mikroorganizma toplulukları (flora) bulunur.
  • Bu floralara zararsız olan ve hatta yarar sağlayan mikroorganizmalar dahildir.
Normal Mikrobiyal Flora Tanımı

  • “Sağlıklı insan vücudunda, kişiye zarar vermeden denge içinde yaşayan mikroorganizma toplulukları.”

  • İnsan vücut florası, doğal direnç mekanizmalarından biridir ve doğumla birlikte oluşmaya başlar.

    • Yeni doğan bir bebek sterildir.
    • Normal flora üyelerinin çoğunluğu bakteriler tarafından oluşturulur.

Mikrobiyal Flora Yerleşim Bölgeleri

  • Normal floralar, vücudun çeşitli bölgelerinde:
    • Deri ve dış çevre ile ilişkili alanlarda.
    • Müköz membranlara yerleşim gösterir.
Normal Flora Üyelerinin Değişkenliği
  • Normal flora üyeleri, yaş, cinsiyet, hormonal değişiklikler, beslenme özellikleri ve kişisel hijyen alışkanlıklarına bağlı olarak farklılık gösterir.

Normal Mikrobiyal Flora Grubu

  • İki gruba ayrılır:
    1. Kalıcı flora
    2. Geçici flora
Kalıcı Flora
  • Belirli yaşlarda ve bölgelerde genellikle değişmeyen, kısa sürede ortadan kaldırılsa bile yeniden oluşabilen, sabit kabul edilen mikroorganizma topluluğudur.
    • Normal florayı yeniden oluşturma özelliği vardır.
    • Vücudun normal fonksiyonlarının sağlanmasında önemli rol oynarlar.
    • Normal flora elemanları bulundukları yerleri değiştirmedikçe zarara yol açmazlar.
Kalıcı Floranın Önemi
  1. K vitamini sentezi ve besinlerin absorbsiyonu.
  2. “Bakteriyel interferans.”
  3. Patojen bakteriler ile mücadelede rezervuvar oluşturma.
  4. “Bakteriosidin” üretimi.
Geçici Flora
  • Kalıcı floraya ek olarak, genellikle hastalık oluşturmayan, ancak belirli vücut bölgelerinde birkaç saatten birkaç haftaya kadar değişebilen mikroorganizma topluluğudur.
    • Kalıcı flora üyeleri yok olduğunda geçici mikroorganizmalar kolonize olabilirler.
Geçici Flora Örnekleri
  1. Üst solunum yollarında bulunan viridans streptokokların diş çekimi veya tonsillektomi sırasında kan akımına karışarak endokardite neden olabilmeleri.
  2. Kalın barsak kalıcı flora üyesi olan Bacteroides’lerin travma sonucu periton boşluğu ve pelvik dokularda enfeksiyona neden olabilmesi.

Vücut Flora Üyeleri

Derinin Normal Florası

  • Erişkin insan vücudunun deri alanı 2 m²’dir.
    • Kimyasal kompozisyonu ve nem oranı değişkendir.
    • Cildin hiç bir bölgesi steril değildir.
    • Deride hem kalıcı hem de geçici flora bulunur.
    • Derinin kalıcı florası coğrafi bölge, giyilen elbiseler ve temizlik durumu ile değişiklik gösterir.
Deri ve Mikroorganizmalar

  • Deri dış çevre ile sürekli ilişki halindedir ve birçok mikroorganizma burada geçici olarak bulunabilir.

  • Sertçe yıkama ve antiseptik maddeler kalıcı florayı tamamen yok edemez, ancak üyeleri azaltarak hızlı bir şekilde yenilenebilirler.

  • Deri florası arasında en sık bulunan mikroorganizmalar:

    • Koagülezi negatif stafilokoklar
    • Corynebacterium türleri
    • Propionibacterium türleri.
    • Ciltteki aerop bakterilerin %90’ını koagülezi negatif stafilokoklar oluşturur.
    • Yoğunlukları 10³ - 10⁴/cm² civarındadır.
    • Daha seyrek olarak; Staphylococcus aureus ve Clostridium türleri de yer almaktadır.

Ağız Florası

  • Ağız boşluğu, flora açısından en kompleks ve heterojen mikropların bulunduğu bölgedir.
  • Tükrük, mikroplar için besleyici maddeler sağlar, aynı zamanda antibakteriyel etkilere sahip maddeleri de içerir.
  • Örnek: Lizozim enzimi, laktoperoksidaz enzimi bakterileri öldürmektedir.
Ağız Florasının Oluşumu
  • Ağız florası doğumdan 6-8 saat sonra oluşmaya başlar ve 4-12 saat içinde viridans streptokoklar kalıcı florada ilk üye olurlar.
  • Dişlerin çıkması öncesinde, aerobik ve anaerobik stafilokoklar, gram negatif diplokoklar ve difteroidler görülmeye başlar.
  • Dişler çıkmaya başladığında, Streptococcus viridans baskın hale gelirken anaerobik streptokoklar, anaerobik laktobasiller, fusiform basiller ve bakteroides’ler normal ağız florasında yer alır.

Dişlerin Mikrobiyal Floraya Etkisi

  • Dişler, ağızdaki mikrobiyal florayı yakından etkiler.
  • Tükrükte bulunan asidik glikoproteinler, diş yüzeyinde ince bir film tabaka oluşturur.
    • Bu tabaka bakterilerin yapışmasını kolaylaştırır ve yapışan bakteriler çoğalır.
  • Diş plağı, glikoprotein tabakasına özellikle Streptokok türlerinin yapışmasıyla oluşmaktadır.
Diş Plağı ve Tehlike
  • Diş plağı gelişmeye devam ettikçe, Fusobacterium türleri de plağa katılır ve üremesi sonucu plak daha da büyür.
    • İleri/plaklarda anaerobik aktinomiçes türleri en fazla bulunan bakterilerdir.
  • Diş yüzeyinde bulunan bakterilerin çoğunun anaerobik olması dikkat çekicidir.
Diş Çürümeleri ve Bakteriler
  • Diş ve çevresindeki organik maddelerde üreyen fakültatif anaerobik bakteriler, oksijenin azalmasına neden olarak, anaerob bakterilerin hakim olmasına yol açar.
  • Diş çürümelerinde rol oynayan bakteriler:
    • Laktik asit bakterileri (S.sobrinus ve S.mutans)

Burun ve Üst Solunum Yolu Florası

  • Burun, ağız boşluğu ve boğazda stafilokoklar, streptokoklar, difteroidler ve gram-negatif koklar bulunur.
Boğaz Florası
  • Boğazda yaygın bakteriler:
    • Streptococcus viridans
    • Agrup dışındaki beta hemolitik streptokoklar
    • Koagülezi negatif stafilokoklar
    • Neisseria, Peptostreptokok ve Haemophilus.
Farenks ve Trakea
  • Hemolitik olmayan streptokoklarla alfa hemolitik streptokoklar ve Neisseria türleri bulunur.
  • Alt solunum yolları, bronşiol ve alveoller normal koşullarda sterildir.

Gastrointestinal Sistem Normal Florası

  • Özefagusta normal flora yoğunluğu azdır; yalnızca tükrük ve besinlerle taşınan mikroorganizmalar yer alır.
Mide ve Barsak Florası
  • Mide sıvısının ortalama pH’ı 2’dir, bu da mikroorganizma sayısını minimumda tutar (10³-10⁵ bakteri/g).
  • Doğumda barsaklar sterildir, ancak doğumdan sonra birkaç hafta içinde barsak florası oluşumu tamamlanır.
  • Anne sütü ile beslenen bebeklerde laktobasiller ve laktik asit streptokokları, mama ile beslenen bebeklerde ise gram negatif basiller, özellikle koliform bakteriler egemendir.
Bakteri Yoğunluğu
  • Erişkin duodenum içeriğinin her gramında 10³-10⁶ bakteri bulunurken, jejenum ve ileumda 10⁵-10⁸ bakteri, çekum ve transvers kolonda 10⁸-10¹⁰ bakteri mevcuttur.
  • Sigmoid kolon ve rektumda her gramda 10¹¹ bakteri bulunur.
  • Fekal içeriğin %10-30'unu bakteriler oluşturur.

Ürogenital Sistem Florası

  • Erkeklerde ve kadınlarda idrar kesesi sterildir.
  • İdrar yollarının dış kısmında koagülezi negatif stafilokoklar, Corynebacterium, Lactobacillus türleri ve gram-negatif basiller bulunmaktadır.
    • İdrarda yaklaşık 10²-10⁵ bakteri/ml yer almaktadır.
  • Bu gram-negatif bakteriler idrar yollarında enfeksiyona neden olabilirler.
Vagina Florası

  • Yenidoğan döneminde birkaç hafta boyunca vaginada aerobik laktobasiller bulunur.

  • Puberte döneminde streptokok, stafilokok, difteroid ve E.coli bakterileri eklenir ve pH asitleşir.

  • Cinsel aktif dönemde Candida türleri ve Trichomonas vaginalis etken olarak görülebilir.

  • Menopozdan sonra laktobasiller yeniden azalır ve karışık vagina florası ortaya çıkar.

  • Normal vagina florasında laktobasil, stafilokok, Gardnerella vaginalis, B grubu streptokoklar ve Bacteroides türleri yer alır.

  • Vaginadaki flora, yeni doğan bebeği enfekte edebilir (örneğin, yeni doğan sepsisinde B grubu streptokokların önemi büyüktür).

Göz Florası

  • Konjonktiva ve göz kapaklarının iç yüzünde az miktarda bakteri bulunur; en sık koagülezi negatif stafilokoklar ve laktobasiller görülmektedir.
  • S.aureus ve Haemophilus türleri daha seyrek olarak bulunur.

İnsanlarla Mikroorganizmaların Zararları

Enfeksiyon Hastalıkları

  • Bir enfeksiyon hastalığının oluşması, mikroorganizma ve konağın etkileşiminin sonucudur.
  • Bu ilişkinin sonucunu etkileyen faktörler konağın sağlıklı ya da hasta olup olmayacağını belirler.
    • İlişkinin türleri:
    • Simbiyoz: Her iki taraf için yarar sağlanır.
    • Commensalism: Bir tarafın yararına, diğerine zarar vermeyen ilişki.
    • Parazitlik: Bir tarafın yararına olup diğerine zarar vermesi.
  • Mikrobiyal parazitler, patojenler olarak adlandırılır; hastalığa neden olan veya oluşturma yeteneğine sahip mikroorganizmalar.
Fırsatçı Patojenler
  • Fırsatçı patojenler, bağışıklığı normal kişilerde hastalık yapmaz ya da nadiren yapar.
  • Ancak bağışıklık sistemi zayıflamış kişilerde ciddi hastalıklara yol açabilirler.
  • Enfeksiyon, bir mikroorganizmanın konağa girmesi, yerleşip çoğalmasıdır.
  • Hastalık, konak-parazit ilişkileri sonucu ortaya çıkan klinik belirtiler ve patolojik bulguların tümüdür.
Enfeksiyon Süreci
  • Mikropların amacı, konağın savunma mekanizmalarına rağmen çoğalmak ve hedef organlara ulaşmaktır.
  • Konak, bu kolonizasyonu benimsemeyip doğal ve özgül savunma mekanizmalarını kullanır.
Patojenite ve Virülans
  • Patojenite, mikropların hastalık oluşturma yeteneğini ifade eder.
  • Virülans, bir mikrobun enfeksiyon oluşturma derecesini ve enfekte olduğu konaktaki zararın derecesini tanımlar.
Enfektif Dozlar
  • Enfektif doz (ID50): Deneysel olarak enfekte edilen hayvanların %50’sini hastalandıran mikroorganizma sayısıdır.
  • Letal doz (LD50): Deney hayvanlarının %50’sini öldüren mikrop veya toksin miktarıdır.
Enfektifite ve Konak Ziyanın Bağımsızlığı
  • Enfektifitesi yüksek bir mikroorganizma, enfeksiyon hastalığını oluşturmak için az sayıda mikroorganizma ile yeterli olur.
    • Örneğin, Mycobacterium tuberculosis düşük enfektifite yüksek konak zararı iken, soğuk algınlığı virüsü yüksek enfektifite ama düşük konak zararı gösterir.

Gerçek ve Fırsatçı Patojenler

  • Gerçek patojenler normal sağlıklı bireylerde hastalık oluşturma yeteneğine sahiptirler.
  • Fırsatçı patojenler, normalde hastalık oluşturmayıp uygun koşullarda enfeksiyon oluşturabilirler.
  • Bağırsak florası bakterileri diğer vücut bölgelerinde enfeksiyona neden olabilir.

Mikrobiyal Faktörler

  • Bir mikroorganizmanın enfektifitesini ve etkili hastalıların ciddiyetini artıran yapılara virülans faktörleri denir.
    • Tutunma (adezyon), çoğalma ve yayılma, konak savunma mekanizmalarından kaçma, invazyon ve konak dokularına zarar verme.
Tutunma (Adezyon)
  • Patojen ve kommensal mikroplar için geçerlidir.
  • Konak dokularına tutunamayan mikroorganizmalar konaktan dışarı atılır.
  • Tutunmayı sağlayan mikrobiyal yapılar adezinler olarak adlandırılır;
    • Adezinler, konak hücre yüzeyindeki özel reseptörlere bağlanırlar.
Adezin Yapıları
  • Konak hücre yüzeyindeki reseptörler genellikle karbonhidrat içeren moleküllerdir.
  • Adezinler, fimbria ve pilus gibi bakteri yüzeyindeki protein yapılarındandır.
  • Ayrıca, kapsül ve dış membran proteinleri ile de tutunma sağlanabilir.
Mikroorganizma Enzim ve Toksinleri
  • Mikroplar, derin dokulara yayılmasını sağlamak için enzimleri ve toksinleri üretirler.
    • İnvazyonu kolaylaştıran enzimler yayılma faktörleri olarak adlandırılır.
    • Örnek enzimler: Kollajenaz, hyaluronidaz, koagülaz, fibrinolizin, katalaz, proteaz, nükleaz, lökosidin, elastaz, asit proteinaz.
Toksinler
  • Toksinler, konak hücrelerin normal metabolizmalarını bozan çözünür maddelerdir.
Endotoksinler ve Ekzotoksinler

  • Endotoksinler:

    • Gram olumsuz bakteri hücre duvarının bir elemanıdır; toksik etkileri olan lipid A’dan oluşmaktadır.
    • Bakteri parçalandığında açığa çıkarlar; ateş, damar içi pıhtılaşma, hipotansiyon ve şoka neden olurlar.

  • Ekzotoksinler:

    • Gram pozitif ve gram negatif bakteriler tarafından üretilen protein yapılı moleküllerdir.
    • Vücuda girmeden önce başka bir yere taşınabilirler.
    • Üç ana grubu vardır:
    • Enterotoksinler
    • Nörotoksinler
    • Sitotoksinler
Önemli Ekzotoksin Örnekleri
  • Kolera Toksini:
    • Vibrio cholerae tarafından üretilir, koleraya neden olur gider.
  • Difteri Toksini:
    • Corynebacterium diphtheriae tarafından üretilir; hücre içindeki protein sentezini durdurarak bu hücreyi öldürebilir.
  • Tetanoz Toksini:
    • Clostridium tetani tarafından üretilir ve nörotoksiktir; spazmlara neden olur.
  • Botulinum Toksini:
    • Clostridium botulinum tarafından üretilir; asetil kolin üretimini engelleyerek etkili olur.
Antijenik Özellikleri
  • Ekzotoksinler, özgül antikor yanıtına neden olarak aşı olarak kullanılabilirken; endotoksinler iyi bir immünojen değildir.
Diğer Virülans Faktörleri
  • Siderofor: Bakteri çoğalırken konak hücrenin demirini kullanır, sidereforlar ile demiri bağlar.
  • Kapsül: Antifagositik etkisiyle mikropların fagositlerden kaçışını sağlar.
Konak Savunma Mekanizmaları
  • Mikrobiyal invazyon için mukozal yüzeylerinin veya derinin bütünlüğü çok önemlidir.
  • Normal flora, patojen mikroplarla farklı besin maddeleri için savaşır ve immun sistemin hızlı yanıt vermesini sağlar.

Diğer Faktörler

  • Mikroplar, enfeksiyon oluşturmak için vücuda deri ve müköz membranlardan girmelidirler.
  • Giriş yerinde canlı kalabilmek ve çoğalabilmek için konak faktörleriyle savaşmak zorundadırlar.
  • Beslenme: Protein, vitamin ve mineraller, konak savunmasını etkileyebilir.
    • Örneğin, demir serumda demir bağlayan proteinler önemlidir. Serbest demir, mikroorganizmaların büyümesini destekler.
  • Yaş: Çok genç ve çok yaşlı bireyler enfeksiyon riski taşır.
    • Yenidoğanlarda immün sistem gelişmemiştir; çok yaşlılarda ise zayıflamıştır.
  • İmmün yanıtın şiddeti enfeksiyon gelişiminde belirleyicidir.
  • Sonuç olarak:
    • Savunma mekanizmalarıyla konak bu savaşı kazanabilir.
    • Mikroorganizmalar, konağın savunmasını aşarak enfeksiyon oluşturabilir.
    • Her iki tarafında birlikte yaşamayı öğrenme durumu (taşıyıcılık) söz konusu olabilir.