CC BY
31ЭКОЛОГИЯ ECOLOGY
Оригинальная статья / Original article УДК 631.45
DOI: https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-3-262-268
© ®
Микроорганизмы озера Байкал и их патогенные свойства
Л о л
© А.А. Плиска1, А.С. Ботамункуев2, Д.А. Пономарев3
1 Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория, г. Иркутск, Россия 2Иркутский государственный аграрный университет им А.А Ежевского, г. Иркутск, Россия 3Средняя общеобразовательная школа № 15 г. Иркутск, Россия
Резюме: Приведены результаты микробиологических исследований воды оз. Байкал в весенне-летний период 2016-2019 гг. Выделен широкий спектр микроорганизмов, проверенных на патоген-ность. Установлено, что многие микроорганизмы семейства энтеробактерий являлись патогенными для лабораторных животных. В 100% случаев выделены патогенные, спорообразующие, анаэробные микроорганизмы - Cl. perfringens, которые размножаются без доступа кислорода (о2), т.е. в толще воды.
Ключевые слова: вода, микроорганизмы, обсемененность, патогенность, оз. Байкал, термотолерантные колиморфные бактерии, общие колиморфные бактерии
Информация о статье: Дата поступления 23 июня 2020 г.; дата принятия к печати 13 августа 2020 г.; дата онлайн-размещения 30 сентября 2020 г.
Для цитирования: Плиска А.А., Ботамункуев А.С., Пономарев Д.А. Микроорганизмы озера Байкал и их патогенные свойства. XXI век. Техносферная безопасность. 2020;5(3):262-268. https://doi.org/10.21 285/2500-1582-2020-3-262-268
Microorganisms of Lake Baikal and their pathogenic properties
Anna A. Pliska1, Aldar S. Botamunkuev2, Dmitry А. Ponomarev3
Irkutsk Interregional Veterinary Laboratory ", Irkutsk, Russia 2Irkutsk State Agrarian University named after A. A. Ezhevsky ", Molodezhny, Russia 3Secondary school No 15, Irkutsk, Russia
Abstract: The results of microbiological studies of Lake Baikal water in the spring period are presented. A wide range of microorganisms has been identified and tested for pathogenicity. It has been established that many Enterobacteriaceae microorganisms are pathogenic for laboratory animals. Pathogenic, spore-forming, anaerobic microorganisms - Cl. perfringens - were isolated. They propagate without oxygen, in the water column.
Keywords: water, microorganisms, contamination, pathogenicity, Lake Baikal, thermotolerant colymorphic bacteria, common colymorphic bacteria
Information about the article: Received June 23, 2020; accepted for publication August 13, 2020; available online September 30, 2020.
For citation: Pliska AA, Botamunkuev AS, Ponomarev DA. Microorganisms of Lake Baikal and their pathogenic properties. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Technosphere security. 2020;5(3):262-268. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-3-262-268
1. ВВЕДЕНИЕ
Контроль качества воды - неотъемлемая обязанность многих государственных служб и специалистов, ответственных за охрану здоровья населения и защиту окружающей среды. Особенно это касается оз. Байкал - охраняемого участка ми-
рового природного наследия. Байкал является основным источником пресной воды не только для региона и России, но и для всего мира.
От качества вод Байкала зависит состояние вод р. Ангары. В то же время антропогенное влияние на озеро усиливает-
И 262 262
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2020;5(3):262-268
Плиска А.А., Ботамункуев А.С., Пономарев Д.А. Микроорганизмы озера Байкал
и их патогенные свойства
Anna A. Pliska, Aldar S. Botamunkuev, Dmitry А. Ponomarev. Microorganisms of Lake Baikal
and their pathogenic properties
ся с каждым годом, особенно в более населенной его Южной части. В последние годы этот район отличается интенсивным развитием отечественного и международного туризма, строительством частных гостиниц, бань, саун, дачных поселков. Большую антропогенную нагрузку испытывает литоральная зона оз. Байкал вблизи п.г.т. Листвянка, расположенного в истоке р. Ангара. Поселок удален от г. Иркутск на 70 км, поэтому доступен для населения региона и привлекателен для массового туризма - как летнего, так и зимнего. Окрестности оз. Байкал являются одним из самых популярных туристических мест в России. Ежегодно сюда приезжают десятки тысяч туристов из различных уголков не только России, но и всего мира. Регион богат достопримечательностями, флорой, фауной.
Микрофлора оз. Байкал представлена широким спектром микроорганизмов, могущими являться патогенными для лабораторных животных и влиять на санитарное состояние водоема. Так, например, фекальные бактерии попадают в окружающую среду с экскрементами животных и человека. Они входят в категорию так называемых колиморфных бактерий, являющихся индикатором чистоты воды. Из
микроорганизмов особенно показательны термотолерантные колиморфные бактерии (ТКБ), которые способны питаться и быстро размножаются при повышенной температуре. К ним относится кишечная палочка ЕвсИепсЫа соН - основной компонент микрофлоры кишечника. При этом некоторые штаммы колиморфных бактерий могут вызывать тяжелые пищевые отравления.
Целью работы было проведение исследований воды из открытого водоема оз. Байкал для выделения и определения культуры микроорганизмов и проверка их на патогенные свойства.
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объект исследования - вода из открытого водоема оз. Байкал в районе п.г.т. Листвянка. Пробы воды отбирали в весенне-летний период. Материалом для выделения микроорганизмов являлась поверхностная и глубинная (140 м) вода. Выделение культур микроорганизмов, их идентификацию проводили по общепринятым методикам на базе отдела диагностики бактериальных и паразитарных болезней ФГБУ «Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория» [1]1.
1Марри П.Р. Клиническая микробиология. Краткое рук-во / П.Р. Марри, И.Р. Шей. М.: Мир, 2006. 425 с.;
Медицинская микробиология / под. ред. В.И. Покровского, О.К. Поздеева. М.: ГЭОТАР-Мед., 2002. 1200 с.; Методические указания по микробиологической диагностике заболеваний, вызываемых энтеробактери-ями. М. 1984. 125 с.;
Методические указания по бактериологической диагностике колибактериоза (эшерихиоза) животных (МСХ и продовольствия РФ, № 13-7-2/1759 от 11.10.1999 г.);
Методические указания по бактериологической диагностике смешанной кишечной инфекции молодняка животных, вызываемой патогенными энтеробактериями № 13-7-2/1759 от 11 .10.1999 г.; Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т.1: перевод с англ. / под. ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. М.: Мир. 1997. 432 с.;
Петров Е.А. Байкальская нерпа: эколого-эволюционные аспекты: автореф. ... дисс. доктора биол. наук. / Петров Е.А. Улан-Удэ, 2003; Поздеев О.К. Медицинская микробиология / под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. 768 с.;
Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / под ред. М.О. Биргера. М.: Медицина, 1982. 464 с.
ЭКОЛОГИЯ ECOLOGY
Определение вирулентности тестируемых микроорганизмов in vivo (внут-рибрюшинная проба) проводили по способности вызывать гибель белых мышей. Лабораторным животным (белым мышам) внутрибрюшинно вводили 0,5 мл 1 млрд суспензии микроорганизмов в количестве трех (3) повторностей для каждой бактериальной культуры. Наблюдение за лабораторными животными вели со следующей экспозицией: через 24, 48 и 72 час. и 10 сут.2 Животные содержались на базе ФБГУ «Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория». Эксперименты выполняли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденными МЗ СССР (1977)3, «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1986)4
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования вод в различных слоях оз. Байкал в районе пст Листвянка на западном берегу водоема приведены в табл. 1.
Выделены следующие семейства микроорганизмов: энтеробактерии, стафилококки, клостридиозы и энтерококки.
Все выделенные микроорганизмы были исследованы на содержание белков с помощью масс-спектрометра MALDI производства компании Bruker (США).
Поскольку маркерами, по которым идентифицируются микроорганизмы,
являются белки, то результат не зависит от способа культивации и не связан с ростом микроорганизмов. Метод обеспечивает успешную идентификацию для традиционно сложных в микробиологии объектов.
Выделенные микроорганизмы исследованы также классическим методом, результаты которого показали совпадения с экспресс-методом в 100% случаев.
При исследовании воды поверхностной и глубинной (140 м) выделялась клостридия, которая окрашивалась по Грамму - грамм-положительная, споро-образующая палочка; на питательной среде Китта-Тороции - образовывала обильное помутнение и сильное газообразование.
Проведены исследования на пато-генность выделенных микроорганизмов к лабораторным животным (белым мышам). Результаты приведены в табл. 2.
Из результатов табл. 2 видно, что в 100% случаях выделения клостридиозов биологическая проба положительная, лабораторные мыши погибли в течение 18 час.
Микроорганизмы семейства энте-робактерий Escherichia coli, не являлись патогенными для лабораторных животных в 100% случаях.
Микроорганизмы семейства стафилококков на патогенность проверяли путем постановки реакции плазмокоагуля-ции на плазме крови кролика, в пробе № 3 стафилококк показал патогенные свойства.
Методические указания по бактериологической диагностике смешанной кишечной инфекции молод-
няка животных, вызываемой патогенными энтеробактериями № 13-7-2/1759 от 11 .10.1999 г.
3Приказ Минздрава СССР от 12.08.1977 № 755 О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных. М.: Медгиз.,1977.
Международные рекомендации по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1986). Эксперименты на животных. Европейская конвенция по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (принята в Страсбурге 18.03.1986 г. и подтверждена в Страсбурге 15.06.2006 г.).
И
264 264
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2020;5(3):262-268
Плиска А.А., Ботамункуев А.С., Пономарев Д.А. Микроорганизмы озера Байкал
и их патогенные свойства
Anna A. Pliska, Aldar S. Botamunkuev, Dmitry А. Ponomarev. Microorganisms of Lake Baikal
and their pathogenic properties
Микроорганизмы видов Citrobacter колиформные бактерии, Термотоле-
freundii, Aeromonas hydrophila, Aer- рантные колиформные бактерии вызы-
omonas caviae в пробе воды № 8 пато- вали гибель лабораторных животных в
генные свойства не проявили. Общие течение сорока восьми (48) час.
Таблица 1. Микроорганизмы в поверхностных и глубинных (140 м) водах озера Байкал
Table 1. Microorganisms in surface and deep (140 m) waters of Lake Baikal
Проба № п/п Время года Вид микроорганизма Результат исследования Место отбора пробы
1 Весна Общее микробное число 1,5 КОЕ/мл оз. Байкал, на границе замерзания, напротив Лимнологического музея в р.п. Листвянка
Clostridium perfringens не обнаружены
Общие колиформные бактерии обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии обнаружены
Leclercia adecarboxylata обнаружены
Enterococcus faecium обнаружены
Bacillus cereus обнаружены
Bacillus weihenstephanensis обнаружены
Enterobacter kobei обнаружены
Bacillus thuringiensis обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
2 Весна Общее микробное число 0 КОЕ/мл оз. Байкал, в начале р.п. Листвянка
Clostridium perfringens обнаружены
Общие колиформные бактерии обнаружены
Термотолерантныеколиформ-ные бактерии обнаружены
Escherichia coli обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
3 Весна Общее микробное число сплошной рост оз. Байкал, 2 км после въезда в р.п. Листвянка
Clostridium perfringens не обнаружены
Общие колиформные бактерии обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии обнаружены
Escherichia coli обнаружены
Staphylococcus aureus обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
4 Весна Общее микробное число 68 кое/мл оз. Байкал, 3 км после въезда в р.п. Листвянка
Clostridium perfringens не обнаружены
Общие колиформные бактерии обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии обнаружены
Escherichia coli обнаружены
Staphylococcus aureus не обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
5 Лето Общее микробное число 9 кое/мл оз. Байкал, на глубине 140 метров
Clostridium perfringens обнаружены
Общие колиформные бактерии не обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии не обнаружены
Escherichia coli не обнаружены
Staphylococcus aureus не обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
6 Лето Общее микробное число 60 кое/мл оз. Байкал, в начале р.п. Листвянка
Clostridium perfringens обнаружены
Общие колиформные бактерии не обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии не обнаружены
Escherichia coli не обнаружены
Staphylococcus aureus не обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
7 Лето Общее микробное число 110 кое/мл оз. Байкал, 2 км после въезда в р.п. Листвянка
Clostridium perfringens обнаружены
Общие колиформные бактерии не обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии не обнаружены
Escherichia coli не обнаружены
Staphylococcus aureus не обнаружены
Salmonella spp. обнаружены
8 Лето Общее микробное число 65 кое/мл оз. Байкал, 3 км после въезда в р.п. Листвянка
Clostridium perfringens не обнаружены
Общие колиформные бактерии не обнаружены
Термотолерантные колиформные бактерии не обнаружены
Escherichia coli обнаружены
Citrobacter freundii обнаружены
Aeromonas hydrophila обнаружены
Aeromonas caviae обнаружены
Staphylococcus aureus не обнаружены
Salmonella spp. не обнаружены
Таблица 2. Патогенности выделенных микроорганизмов из воды поверхностного и глубинного (140 м) слоев оз. Байкал
Table 2. Pathogenicity of microorganisms isolated from surface and deep water (140 m) layers of Lake Baikal
Проба воды Выделенный микроорганизм Патогенность (вирулентность) микроорганизмов
1 Общие колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч
Термотолерантные колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч.
Leclercia adecarboxylata Мыши живы в течение10 сут.
Enterococcus faecium Мыши погибли в течение 24 ч
Bacillus cereus Мыши погибли в течение 48 ч
Bacillus weihenstephanensis Мыши живы в течение 10 сут.
Enterobacter kobei Мыши живы в течение 10 сут.
Bacillus thuringiensis Мыши живы в течение 10 сут.
2 Clostridium perfringens Мыши погибли в течение 18 ч
Общие колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч.
Термотолерантные колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч.
Escherichia coli Мыши живы в течение 10 сут.
3 Общие колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч
Термотолерантные колиформные бактерии Мыши пали в течение 48 ч
Escherichia coli Мыши живы в течение 10 сут.
Staphylococcus aureus Плазмакоагуляция на плазме
И 266
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2020;5(3):262-268
Плиска А.А., Ботамункуев А.С., Пономарев Д.А. Микроорганизмы озера Байкал
и их патогенные свойства
Anna A. Pliska, Aldar S. Botamunkuev, Dmitry А. Ponomarev. Microorganisms of Lake Baikal
and their pathogenic properties
кролика положительная
4 Общие колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч
Термотолерантные колиформные бактерии Мыши погибли в течение 48 ч
Escherichia coli Мыши живы в течение 10 сут.
5 Clostridium perfringens Мыши погибли в течение 12 ч
6 Clostridium perfringens Мыши погибли в течение 16 ч
7 Clostridium perfringens Мыши погибли в течение 12 ч
Salmonella spp. Мыши погибли в течение 10
8 Escherichia coli Мыши живы в течение 10 сут.
Citrobacter freundii Мыши живы в течение 10 сут.
Aeromonas hydrophila Мыши живы в течение 10 сут.
Aeromonas caviae Мыши живы в течение 10 сут.к
4. ВЫВОДЫ
1. Кишечная палочка Escherichia coli, выделенная из оз. Байкал, не являлась патогенной для лабораторных животных.
2. Все микроорганизмы семейства Clostridiaceae, род Clostridium, вид perfringens - в 100% случаях являлись патогенными для лабораторных животных.
3. Микроорганизмы Citrobacter freundii, Aeromonas hydrophila, Aer-omonas caviae не обладали патогенными свойствами.
4. Выделенный микроорганизм семейства стафилококков был патогенным штаммом.
4. Микроорганизм семейства энте-робактерий Salmonella обладал патогенными свойствами.
Библиографический список
1. Пастухов В.Д. Нерпа Байкала. Новосибирск: Наука, 1993. С. 268.
References
1. Pastukhov VD. The Seal Of Lake Baikal. Novosibirsk: Nauka; 1993. 268 p. (In Russ.).
Критерии авторства
Плиска А.А., Ботамункуев А.С. и Пономарёв Д.А. имеют авторские права и несут ответственность за плагиат.
Contribution
Pliska A.A., Botamunkuev A.S. and Ponomarev D.A. have author's rights and bear responsibility for plagiarism.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests
The authors declare no conflict interests.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
All authors have read and approved final manuscript.
Сведения об авторах Плиска Анна Александровна,
кандидат ветеринарных наук, заведующая отделом диагностики бактериальных и паразитарных болезней, Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория»,
Information about the authors Anna A. Pliska,
Cand. Sci. (Veterinary),
head of the department of diagnostics
of bacterial and parasitic diseases,
Irkutsk interregional veterinary
laboratory, 4 Botkin st., 664005, Irkutsk, Russia,
664005, г. Иркутск, ул. Боткина, 4, Россия, И e-mail: a.pliska@vetlab38.ru
И e-mail: a.pliska@vetlab38.ru
Ботамункуев Алдар Содномишиевич,
кандидат ветеринарных наук,
доцент кафедры специальных ветеринарных
дисциплин,
Иркутский государственный аграрный университет им А.А Ежевского, 664038, п. Молодежный, Россия.
Aldar S. Botamunkuev,
Cand. Sci. (Veterinary), Associate Professor of the Department of Special Veterinary disciplines, Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky, 664038, Molodezhny, Russia.
Пономарёв Дмитрий Алексеевич,
ученик,
средняя общеобразовательная школа № 15, 664003, г. Иркутск, ул. Ленина, 56, Россия.
Dmitry A. Ponomarev,
student,
secondary school No 15,
664003, Irkutsk, 56 Lenin st., 56, Russia.
268 268
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2020;5(3):262-268
