CC BY
42
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОЕМАХ АНТИБИОТИКОУСТОЙЧИВЫХ ШТАММОВ ЭНТЕРОБАКТЕРИЙ
© Абдюкова Э.А.*
Уфимская государственная академия экономики и сервиса, г. Уфа
Проведены исследования по распространению в водах малых рек Башкортостана штаммов энтеробактерий рода Salmonella и Klebsilla и установления устойчивости к антибиотикам.
Последние исследования пополнили список тяжелых экологических проблем еще одной, и довольно неожиданной. Вследствие широкого применения антибиотиков в медицине, сельском хозяйстве, антибиотики со сточными водами попадают в поверхностные водоемы. Крупномасштабное исследования в США и Германии показали, что даже водопроводная вода содержит антибиотики в микродозах. Сначала лекарства естественным путем оказываются в канализации, затем в грунтовых и поверхностных водах, а оттуда поступают в водопровод. Попадая в водоемы антибиотики, приводят к изменениям в популяции бактерий, которые проявляются в формировании резистентности микроорганизмов к антибиотикам [1]. Степень резистентности бактерий к антибактериальным препаратам используется в качестве маркера антропогенной нагрузки в экологическом мониторинге.
Известно четыре основных механизма резистентности микроорганизмов к антибиотикам: ферментативная инактивация антибиотика; изменение структуры мишени; изменение проницаемости клетки для антибиотика; выведение препарата из цитоплазмы бактерии [2].
Для оценки безопасности изучаемых водоемов представляет интерес распространение в водоемах антибиотикоустойчивых штаммов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Исследования проводили на примере энтеробактерий рода Salmonella, Klebsilla. Выбор этих микроорганизмов обусловлен тем, что они представляют или могут представить потенциальную опасность для здоровья человека. В воде открытых пресных водоемов эти микроорганизмы сохраняются от 11 до 120 дней, и имеют достаточно высокую частоту выделения.
Объектами исследования явились малые реки, протекающие по сельскохозяйственным районам Республики Башкортостан.
Для установлении лекарственной устойчивости были выбраны антибиотики с различным механизмом действия: ингибиторы синтеза белка - тетра-
* Старший преподаватель кафедры «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».
110
СТРАТЕГИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНОВ РОССИИ
циклин, левомицитин, канамицин; ингибиторы синтеза клеточной стенки -ампицилин, цефолатин, цефосин; препараты вызывающие нарушение целостности цитоплазматических мембран - полимиксин, амфоцил, нистатин.
Вывод о чувствительности выбранных микроорганизмов к антибиотикам определяли по наличию и размеру зон задержки роста суточной культуры. Посев проводили на чашках Петри со средой МПА и АГВ [3].
В ходе исследований в речных водах, которые были отобраны в устьевых участках рек в составе сем. Enterobacteriaceae было идентифицировано 55 штаммов сальмонелл и 41 штаммов клебсиелл. Набор штаммов сальмонелл в речной воде оказался более разнообразным, что в свою очередь указывает на загрязнение речных вод бытовыми сточными водами. Следует отметить, что наибольшее количество исследуемых штаммов зарегистрировано в период половодья. Почти во всех водоемах были выделены такие штаммы сальмонелл сероваров: S mission, S typhimurium, S newport, S gallinarum, S paratyphi, S London, S enteritidis, S derby.
К роду Klebsiella относятся два вида: Klebsiella pneumoniae и Enterobacter. Первый вид подразделен на два подвида: К. ozenae, К. rinoscleromatis. Число идентифицированных штаммов сальмонелл и клебсиелл, взятых для анализа на антибиотикорезистентность составляло 18 и 10 соответственно.
Количество резистентных и полирезистентных штаммов сальмонелл и клебсиелл представлено в табл. 1.
Таблица 1
Резистентность к антибиотикам штаммов сальмонелл и клебсиелл
Количество резистентных штаммов, %
Водоемы Устойчивость Устойчивость Устойчивость более Устойчивость ни к од-
к 2 антибиотикам к 3 антибиотикам 3 антибиотикам ному из исследованных
сальмонелл клебсиелл сальмонелл клебсиелл сальмонелл клебсиелл сальмонелл клебсиелл
Лобовка 18,4 23,4 30,9 33,5 49,5 42,7 0,9 0,4
Тауш 15,5 17,8 33.4 38,7 42,5 38,6 8,6 6,9
Изяк 17,4 21,8 30,8 42,4 41,6 30,6 10,2 7,2
Белекес 18,3 16,6 28,6 41,2 43,3 37,4 9,8 6,8
Юрмаш 14,4 18,4 31,3 43,1 33,3 32,3 11,2 6,2
Берсувань 16,5 16,0 28,4 39,2 43,4 37,8 11,7 7,0
Уршак 14,4 15,8 30,9 38,1 39,8 38,3 9,4 7,8
Штаммы микроорганизмов в изучаемых водных объектах незначительно отличались спектрами резистентности к антибиотикам, исключение составила река Лобовка. Высокая резистентность микроорганизмов в реке Ло-бовка по-видимому связано с тем, что в воды реки попали отработанные буровые растворы с НГДУ «Уфанефть, в состав которых входят и бактерицидные препараты и произошла передача резистентных свойств к антибиотикам от аллохтонных бактерий автохтонным.
Наибольшую устойчивость штаммы сальмонелл, выделенные их речных вод проявили к антибактериальным препаратам, ингибирующим синтез
Проблемы рационального природопользования и экологический мониторинг
111
клеточной стенки: ампицилин, цефолатин и цефосин. У клебсиелл практически все штаммы были устойчивы к ампинцилину, тетрациклину, наименьшую устойчивость проявили к цефолатину и амфоцилу.
С целью выявления длительности сохранения свойств лекарственной устойчивости микроорганизмов в поверхностных водных объектах, в экспериментальных условиях были отобраны штаммы сальмонелл с различной степенью устойчивости к антибиотикам. В модельные водоемы с речной водой, автоклавированной, а также водопроводной с добавлением ПАВ вносили культуру сальмонеллы в заражающей дозе. В течение двух месяцев проводили наблюдение за выживаемостью бактерии.
Анализ динамики гибели штаммов сальмонелл в речной воде показал, что в первые три недели опыта отмечается значительное уменьшение концентрации антибиотикочувствительных и антибиотикорезистентных бактерий на 92 % и 73 % соответственно. Выживаемость резистентных и чувствительных штаммов сальмонелл в автоклавированной речной воде была выше и ненамного уменьшилась к концу эксперимента. В модельном водоеме, содержащим ПАВ в концентрации 0,5 мг/дм3 выживаемость штаммов сальмонелл в первые три недели была еще выше и составляла для чувствительных и резистентных к антибиотику штаммов 39 % и 62 % по отношению к начальному уровню. К концу опыта выживаемость составляла 26 и 32 %.
Таким образом, данные результаты о наличии резистентных и полирезистентных штаммов энтеробактерий в поверхностных водах, подвергнутых загрязнению хозяйственно-бытовыми сточными водами, позволяют говорить о широкой циркуляции их в объектах окружающей среды, что отмечаются и другими исследователями [4, 5].
Список литературы:
1. Лобова Т.И. Биологические особенности автохтонных и аллохтонных бактерии из озера Шира и маркеры антропогенного воздействия на водную экосистему: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - Пермь, 2003. - 24 с.
2. Супотницкий М.Р. Механизмы развития резистентности к антибиотикам у бактерий // Биоприпараты - 2011. - № 2. - С. 4-44.
3. Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибиотикам методом диффузии с использованием дисков. -М., 1983. - 15 с.
4. Хуснаризанова Р.Ф. Микробиологическая оценка состояния водоема в результате деятельности биологических очистных сооружений города Уфы: автореф. дисс. . канд. биол. наук. - Уфа, 1998. - 22 с.
5. Шорникова Е.А. Диагностика состояния экосистем водотоков по гидрохимическим и микробиологическим показателям: автореф. дисс. . канд. биол. наук. - Сургут, 2007. - 22 с.
