Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ЭПИДЕМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ПАТОГЕННЫХ И УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ВОДЫ РАЗЛИЧНОГО ВИДА ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ'

ОЦЕНКА ЭПИДЕМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ПАТОГЕННЫХ И УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ВОДЫ РАЗЛИЧНОГО ВИДА ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
32
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
Ключевые слова
BGM / факторы патогенности / адгезия / инвазия / цитотоксический и токсический эффект / BGM / pathogenicity factors / adhesion / infestation / cytotoxic and toxic effects

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — А.В. Загайнова, Ю.Г. Тапаева, Р.А. Дмитриева, Ф.И. Мигель, В.В. Юрченко

Анализ микробного риска заключается в определении потенциального источника заражения кишечными инфекциями и степени риска — способности бактерий, находящихся в воде, вызвать кишечные инфекции, т. е. в определении патогенности и вирулентности бактерий. В статье представлены материалы по разработке экспериментального подхода к определению патогенности и вирулентности бактерий по комплексу эффектов: цитотоксическому и токсическому действию, а также по адгезивной и инвазивной активности на культуре клеток BGM. Объектом исследования являлись "дикие"грамположительные и грамотрицательные штаммы микроорганизмов (Е. coli spp., Klebsiella spp., Salmonella spp., неферментирующие бактерии Pseudomonas spp.), выделенные из вод различного вида водопользования, а также музейные культуры (Е. coli штамм 1257, Е. coli штамм 675, Salmonella enteritidis АТСС 5765, Staphylococcus aureus 906, Pseudomonas aeruginosa АТСС 10145). "Дикие" штаммы выделены из воды при проведении экспериментальных и натурных исследований, они обладали способностью выживать в воде при различных видах обеззараживания (гуанидинсодержащий дезинфектант в нетоксичных концентрациях, фотообеззараживание в присутствии сенсибилизаторов, воздействие магнитных и ультразвуковых волн). Показано, что цитотоксическое действие, а также адгезивная и инвазивная активности бактерий, выделенных из водных объектов окружающей среды, увеличивались при их культивировании в питательных ростовых средах, моделируя возможные эффекты в организме человека. Разработанный экспериментальный подход позволяет в одной постановке на клетках BGM оценить степень опасности потенциально патогенных бактерий и может быть использован при оценке микробного риска.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — А.В. Загайнова, Ю.Г. Тапаева, Р.А. Дмитриева, Ф.И. Мигель, В.В. Юрченко

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EVALUATION OF EPIDEMIC RISK FROM PATHOGENIC AND OPPORTUNISTIC BACTERIA ISOLATED FROM WATER OF ITS VARIOUS USE TYPES

The investigation иго concerned with wild gram-positive and gram-negative microorganisms (E. coli spp., Klebsiella spp., Salmonella spp., and the non fermentatrve bacteria Pseudomonas spp.) isolated from the waters of different types, as well as museum cultures (E. coli strain 1257, E. coli strain 675, Salmonella enteritidis ATCC 5765, Staphylococcus aureus 906, and Pseudomonas aeruginosa A TCC 10145). The wild strains were isolated from water when conducting experimental and field studies; these are able to survive in the waters disinfected by various procedures (a guanidine-containing disinfectant in non-toxic concentrations; photo-activated decontamination with sensitizers; exposure to magnetic and ultrasound waves). The cytotoxic, adhesive, and invasive activities of the bacteria isolated from environmental water objects increased on their cultivation on nutrient growth media, by simulating their possible effects in man. The developed experimental approach makes it possible to estimate the hazard of potentially pathogenic bacteria in one test trial, by applying the BGM cells and may be used to assess the microbial risk.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ЭПИДЕМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ПАТОГЕННЫХ И УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ВОДЫ РАЗЛИЧНОГО ВИДА ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ»

потенциалом патогенности обладали штаммы Е. соН, которые характеризовались наиболее высокой частотой встречаемости ДНКазной (23,5%), протеолитиче-ской (17,6%) и гемолитической (11,7%) активности.

Заключение

Практически каждый третий штамм, полученный из воды р. Лена в районе Якутска и прилегающих к нему территорий, обладал ферментативной активностью. Наиболее часто у УПМ отмечалась гемолитическая активность. Бактерии, относящиеся к различным семействам, проявили разную степень ферментативной активности. Наибольшим уровнем гемолитической, протеолитической и ДНКазной активности обладали представители семейства Аеготопас1асеае. Вирулентность энтеро-

бактерий в большинстве случаев была связана с продукцией ДНКазы (22%).

J1 итература

1. Влияние антропогенного воздействия на микробиоценоз водной среды и рыбы садковых рыбоводных предприятий / Юхименко Л. Н., Литов А. В., Пименов А. В. и др. // ht-tp://www. pisciculture, ru/invitedpaper/view/41. html Портал @ pisciculture, nf/2007.

2. Домарадский M. В. // Журн. микробиол. — 1993. — Т. 31. - С. 103-106.

3. Езепчук Ю. В. Биомолекулярные основы патогенности бактерий. - М., 1985.

4. Панасюк Е. Ю. Особенности биоразнообразия условно-патогенных бактерий озера Байкал и их значение при оценке качества воды: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Иркутск, 2002.

5. Частная медицинская микробиология с техникой микробиологических исследований: Учебное пособие / Под ред. А. С. Лабинской и др. — М„ 2005.

Поступила 23.03.10

Оценка биологических рисков

С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2010 УДК 614. 777:57». 68

А. В. Загайнова, 10. Г. Талаева, Р. А. Дмитриева, Ф. И. Ингвль, В. В. Юрченко, Т. 3. Артемова, А. Е. Недачин, Е. К. Гипп, Н. И. Буторина, Д. В. Снегирев

ОЦЕНКА ЭПИДЕМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ПАТОГЕННЫХ И УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ВОДЫ РАЗЛИЧНОГО ВИДА ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва

Анализ микробного риска заключается в определении потенциального источника заражения кишечными инфекциями и степени риска — способности бактерий, находящихся в воде, вызвать кишечные инфекции, т. е. в определении патогенности и вирулентности бактерий.

В статье представлены материалы по разработке экспериментального подхода к определению патогенности и вирулентности бактерий по комплексу эффектов: цитотоксическому и токсическому действию, а также по адгезивной и инвазивной активности на культуре клеток BGM.

Объектом исследования являлись "дикие"грамположительные и грамотрицательные штаммы микроорганизмов (Е. coli spp., Klebsiella spp., Salmonella spp., нефермент ирующие бактерии Pseudomonas spp.), выделенные из вод различного вида водопользования, а также музейные культуры (Е. coli штамм 1257, Е. coli штамм 675, Salmonella enteritidis АТСС5765, Staphylococcus aureus 906, Pseudomonas aeruginosa АТСС 10145). "Дикие" штаммы выделены из воды при проведении экспериментальных и натурных исследований, они обладали способностью выживать в воде при различных видах обеззараживания (гуанидинсодержащий дезинфектант в нетоксичных концентрациях, фотообеззараживание в присутствии сенсибилизаторов, воздействие магнитных и ультразвуковых волн).

Показано, что цитотоксическое действие, а также адгезивная и инвазивная активности бактерий, выделенных из водных объектов окружающей среды, увеличивались при их культивировании в питательных ростовых средах, моделируя возможные эффекты в организме человека.

Разработанный эксперименталышй подход позволяет в одной постановке на клетках BGM оценить степень опасности потенциально патогенных бактерий и может быть использован при оценке микробного риска.

Ключевые слова: BGM, факторы патогенности, адгезия, инвазия, цитотоксический и токсический эффект

А. V. Zagainova, Yu. G. Talayeva, R. A. Dmitriyeva, F. I. Ingel, V. V. Yurchenko, Т. Z. Artemova, A. Ye. Nedachin, Ye. K. Gipp, N. N. Butorina, D. V. Snegirev. - EVALUATION OF EPIDEMIC RISK FROM PATHOGENIC AND OPPORTUNISTIC BACTERIA ISOLATED FROM WATER OF ITS VARIOUS USE TYPES

The investigation was concerned with wild gram-positive and gram-negative microorganisms (E. coli spp., Klebsiella spp., Salmonella spp., and the nonfermentative bacteria Pseudomonas spp.) isolated from the waters of different types, as well as museum cultures (E. coli strain 1257, E. coli strain 675, Salmonella enteritidis ATCC 5765, Staphylococcus aureus 906, and Pseudomonas aeruginosa A TCC 10145). The wild strains were isolated from water when conducting experimental and field studies; these are able to survive in the waters disinfected by various procedures (a guanidine-containing disinfectant in non-toxic concentrations; photo-activated decontamination with sensitizers; exposure to magnetic and ultrasound waves). The cytotoxic, adhesive, and invasive activities of the bacteria isolated from environmental water objects increased on their cultivation on nutrient growth media, by simulating their possible effects in man.

The developed experimental approach makes it possible to estimate the hazard of potentially pathogenic bacteria in one test trial, by applying the BGM cells and may be used to assess the microbial risk.

Key words: BGM, pathogenicity factors, adhesion, infestation, cytotoxic and toxic effects

Анализ микробного риска водного пути передачи кишечных инфекций заключается в установлении источников бактериального загрязнения и заражающей дозы, а также в определении морфологических и биологических свойств бактерий, находящихся в воде, используемой человеком в процессе жизнедеятельности.

На следующем этапе исследования оценивают степень риска — способность бактерий, находящихся в воде, вызвать кишечные инфекции, т. е. определяют патогенность и вирулентность бактерий [7].

Анализ данных государственных докладов о са-нитарно-эпидемическом состоянии субъектов Российской Федерации за 16-летний период (1992— 2008 гг.)показал, что частота заболеваний с неустановленным возбудителем составляет 72,2—82,9% среди всех острых кишечных заболеваний. Доля вспышек острых кишечных инфекций установленной этиологии, вызванных условно-патогенной микрофлорой в 2004 г. составила 10,8% с числом заболевших 2154 человек, из которых 1409 дети, в 2006 г. - 6,6%, в 2007 г. - 7,7%.

Результаты собственных исследований показали, что за 10-летний период (с 1999 по 2009 г.) в водных объектах Российской Федерации из 880 проб воды в 8% выделены индикаторные, в 25,8% — патогенные и в 74,8% — условно-патогенные бактерии. В совокупности представленные данные свидетельствуют о широком распространении ус-ловно-патогенной микрофлоры в воде различного вида назначения. Поэтому выявление потенциала патогенных бактерий, выделенных из воды, становится все более актуальным.

Хорошо известно, что развитие кишечного заболевания происходит в случае, когда бактерии не только проникают в макроорганизм, размножаются в нем, но и подавляют его защитные механизмы, т. е. обладают патогенностью и вирулентностью. Вирулентность бактерий — признак не видовой, как, например, патогенность, а конкретного штамма [5]. Вирулентность реализуется через ряд последовательных процессов взаимодействия бактериальных клеток с клетками и тканями макроорганизма: адгезивность, колонизационность, инвазив-ность, токсигенность [7, 9].

Загайнова А. В. — мл. науч. сотр. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии НИИЭЧ и ГОС им. А. Н. Сысина РАМН (апвеПкаап§е1@таП. ш); Тапаева Ю. Г. — науч. коне. (а1^еПкаа!^е1@таП. га); Дмитриева Р. А. — вед. науч. сотр. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии (ап8еНкаап£е1@таП. га); Ингель Ф. И. — вед. науч. сотр. лаб. генетического мониторинга (ап§е-Нкаа!^е1@таП. га); Юрченко В. В. — ст. науч. сотр. лаб. генетического мониторинга (а1^еНкаа1^е1@таП. га); Ар-темова Т. 3. — вед. науч. сотр. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии (ап§еПкаап§е1@таП. га); Неда-чин А. Е. — рук. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии (angel¡kaangel@mail. га); Гипп Е. К. — ст. науч. сотр. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии (angelikaangel@ma¡l. га); Буторина Н. Н. — науч. сотр. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии (ange-Пкаа1^е1@таП. га); Снегирев Д. В. — мл. науч. сотр. лаб. санитарной микробиологии и паразитологии (аодеНкаап-gel@mail. га)

Исторически вирулентность бактерий определяли на животных, а с конца 60-х годов в санитарной микробиологии для определения биологической активности патогенных бактерий, выделенных из воды различного назначения, стали использовать клеточные культуры. Впервые такое исследование было проведено Ю. Г. Талаевой в 1970 г. В нем была показана идентичность ответа животных и культураль-ных моделей в выявлении вирулентности брюшнотифозных бактерий. Позднее для этой цели стали использовать клетки Hela, Нер-2, Wisch, Vero (почек зеленой африканской обезьяны), RH, СПЭВ, ФК, ПЭБ, KB, L, ВНК, МК2 (почек зеленой африканской мартышки), СНО (овариальные клетки яичника китайских хомячков) и диплоидные клетки кожи человека (К-8-70) [9, 11]. Однако работа с этими клеточными культурами затруднена большой скоростью их старения. С этой стороны от них выгодно отличается перевиваемая культура клеток линии BGM, полученная из почек зеленой африканской мартышки (4].

В настоящей статье представлены материалы по разработке экспериментального подхода к определению патогенности и вирулентности бактерий по комплексу эффектов: цитотоксическому и токсическому действию, а также по адгезивной и инва-зивной активности на клетках BGM. Известно, что при попадании бактерий в благоприятные условия (например организм человека) их вирулентность увеличивается. Поэтому в задачи работы входила оценка влияния на адгезивные и инвазивные свойства бактерий их предварительного суточного инкубирования в мясопептонном бульоне (МПБ) и МПБ, содержащем глюкозу (МПБ + 0,5% глюкозы) 13, 7].

Материалы и методы

В работе использовали "дикие" грамположительные и грамотрицательные штаммы микроорганизмов (Е. coli spp., Klebsiella spp., Salmonella spp., Pseudomonas spp.), выделенные из вод различного вида водопользования, а также музейные культуры (Е. coli штамм 1257, Е. coli штамм 675, Salmonella enteritidis АТСС 5765, Staphylococcus aureus 906, Pseudomonas aeraginosa АТСС 10145). Музейные культуры отвечали стандартным требованиям по морфологическим, культуральным и биохимическим свойствам. "Дикие" штаммы выделили из воды при проведении экспериментальных и натурных исследований. Они обладали способностью выживать в воде при различных видах обеззараживания (гуанидинсодержащий дезинфекгант в нетоксичных концентрациях, фотообеззараживание в присутствии сенсибилизаторов, воздействие магнитных и ультразвуковых волн).

Для проведения экспериментов использовали взвесь суточных бактериальных культур (1 • 10'), приготовленную по стандарту мутности. Экспериментальным путем подобрали концентрацию для заражения клеток BGM взвесью суточной культуры бактерий, которая составила 1 • 107 КОЕ/мл, что согласуется с данными литературы для культуры BGM (Furness, 1958; Shepard, 1958; Gelzer, Suter, 1959; Jenkin, BenaccerafT, 1960; Mitsuhashi, Sato, 1961; Rous, Jones, 1961; Войно-Ясенецкая, 1963; Бонда-реко, 1967; Билибин, Тимаков, 1970; Фиалкина, 2006 и др.). Содержание бактерий в контроле определяли на мясопептонном агаре (МПА) прямым посевом при разведении в физрастворе.

Перевиваемую линию клеток BGM, полученную из коллекции клеточных культур института вирусологии им. Д. И. Ивановского, выращивали в течение 3 сут при температуре 37°С до образования монослоя во флаконах объемом 25 см3 в 10 мл среды Игла с двойным набором аминокислот и 5% эмбриональной сывороткой крупного рогатого скота в присутствии 2500 ЕД пенициллина. При этом среднее количество живых клеток на стекле BGM составляло приблизительно 107. Во всех экспериментах использовали только такую культуру.

Для оценки адгезивной активности и цитотоксиче-ского действия бактерий клетки BGM (выращенные на поверхности покровного стекла и/или стенке культу-рального флакона) заражали 1 мл бактериальной суспензии в концентрации 107 КОЕ/мл и инкубировали в течение 24 ч при температуре 37°С |6]. Через 6, 24, 48, 72 ч и 4 сут после контакта клеток BGM с бактериями стекла извлекали и 8 раз промывали физиологическим раствором (по 10 мл рН 7,2), фиксировали раствором Буэна и окрашивали азурином и эозином по методу Романовского. Способность бактерий проникать и размножаться внутри или на поверхности клеток оценивали микроско-пированием при увеличении 10 х 40, 10 х 100 (масляная иммерсия). Затем подсчитывали количество живых и мертвых клеток в камере Горяева с использованием витального красителя трипановый синий [2]. Адгезию бактерий оценивали визуально на живых клетках BGM по стандартной методике.

Адгезивную активность бактерий оценивали по формуле:

Количество живых клеток BGM, визуально с адгезией

_бактеРий_ . 100 [1].

Количество живых клеток в монослое

Неадгезивными считали штаммы при среднем числе бактерий на одной клетке BGM < 1,75, низкоадгезивными — 1,76—2,50, среднеадгезивными — 2,51—4,00, высокоадгезивными при индексе адгезии > 4,00 [3].

Для оценки эффектов бактериальных токсинов (ток-сигенности) в условиях, максимально приближенных к реальным, эксперименты проводили в 2 этапа (Guerrant и соавт., 1974; Nozawa и соавт., 1978; Donta, 1976):

— суточную бактериальную культуру (107 КОЕ/мл) вносили во флаконы со средой Игла с двойным набором аминокислот и монослоем клеток BGM; через 24 ч контакта полученную суспензию фильтровали через мембранный нитроцеллюлозный фильтр (диаметр пор 0,22 мкм) с последующим наложением на плотную дифференциальную среду в зависимости от вида микроорганизма (Эндо, желточно-солевой агар, мясопептонный агар) для установления жизнеспособности бактериальных культур. Параллельно контролировали отсутствие бактерий в фильтрате.

Фильтрат вносили во флакон со свежей культурой ткани и через 24 ч инкубации при температуре 37'С подсчитывали живые и мертвые клетки BGM в камере Горяева, как было описано выше.

Токсический эффект бактерий на клетки BGM определяли аналогично расчету при определении адгезивной активности.

Для определения инвазивной активности бактерий через сутки после заражения клеток BGM бактериальной культурой в концентрации 107 КОЕ/мл питательную среду во флаконах заменяли свежей средой, содержащей антибиотик (ампицилин, гентамицин или цефтриаксон, которые, как показали результаты предварительных экспериментов, не оказывали ингибирующего действия на клетки BGM) в концентрации 50 мкг/мл, и инкубировали 1 ч при температуре 37"С. После этого питательную среду удаляли из флаконов, делая предварительно контрольный высев на среду Эндо методом прямого посева.

Посевы инкубировали 24 ч при температуре 37°С. Флаконы с клетками BGM отмывали от бактерий физиологическим раствором (8 раз по 10 мл), затем клетки BGM лизировали 0,1% Triton Х-100 и делали высевы по 0,1 мл с учетом необходимых разведений на чашки со средой Эндо для получения изолированного роста колоний.

Индекс инвазии определяли через 24 ч инкубации на среде Эндо при температуре 37'С по формуле:

Количество бактерий, устойчивых к антибиотику юо [11 Общее количество бактерий, добавленных к монослою

Результаты и обсуждение

Микроскопический анализ цитотоксического действия бактерий на клетки BGM показал, что в течение первых 6 ч после заражения культуры всеми использованными штаммами бактерий микроорганизмы располагались в межклеточных пространствах, причем изменений в клетках BGM отмечено не было. После 18—24 ч (в зависимости от штамма) контакта культуры BGM с бактериями, завершившегося 8-кратным отмыванием клеток от бактерий, в цитоплазме окрашенных азурином и эозином клеток обнаружили бактерии, находившиеся на разной стадии деструкции. Кроме того, наблюдалась адсорбция микроорганизмов на поверхности клеток. Большинство клеток BGM содержали бактерии, находившиеся на различных стадиях деления: вытянутые формы, готовые к делению; бактерии, связанные друг с другом цито-плазматическим мостиком, и, наконец, только что разделившиеся, не достигшие размеров родительских клеток. В некоторых больших цитоплазмати-ческих вакуолях (мертвых) клеток BGM просматривались измененные бактерии: значительно истонченные или бесформенные образования в виде гранул различной величины. При этом бактерии располагались либо на всей поверхности цитоплазмы клеток, либо на отдельных ее участках, а в самих клетках BGM наблюдались выраженные деструктивные явления: пикноз ядер, слабая окраши-ваемость азурином и эозином, фрагментация цитоплазмы и, наконец, апоптоз (см. рисунок). И только в небольшом количестве клеток BGM, свободных от бактерий, наблюдали 2 вида состояния цитоплазмы: отрыв мельчайших кусочков цитоплазмы от внешней ее поверхности (клазматоз) и базо-фильную зернистость, которые, вероятно, можно определить как форму гибели клетки (табл. 1) [8].

Анализ адгезивной активности (табл. 2, 3) показал, что все изученные штаммы, выращенные на покровных стеклах, обладали адгезивностью в разной степени. Так, под действием Е. coli 1257 и некоторых "диких" штаммов бактерий семейства Еп-terobacteriaceae через 17 ч были отмечены морфологические изменения в клетках BGM: значительное увеличение размеров отдельных клеток, более крупные кластеры, не разделенные на отдельные клетки, включающие 2—3 ядра. Через 48 ч экспозиции бактериями наблюдалась дегенерация клеток BGM, которая начиналась с агрегации ядер и ретракции цитоплазмы в центральной части многоядерной клетки, после чего крупные клетки деформировались. При воздействии музейной куль-

турой St. aureus 906 выявили аналогичные морфологические изменения клеток BGM, но в более поздние сроки (через 72 ч), чем при инкубации с бактериями семейства Enterobacteriaceae и нефер-ментирующими, т. е. практически все исследуемые бактерии обладали адгезивной активностью (от 3 до 19 КОЕ на 100 клеток BGM).

Цитотоксическое действие бактерий на клетки BGM.

Клетки BGM: I — чистая культура; 2 — зараженные E.coli 1257; 3 — зараженные Klebsiella pneumonia spp.; 4 — зараженные St. aureus 906; J — зараженные Ps. aeruginosa ATCC 10145.

Для проверки гипотезы, что при попадании бактерий в благоприятные условия (например организм человека) их вирулентность увеличивается, провели следующие эксперименты: "дикие" штаммы бактерий, выделенные из воды различных водоисточников, и музейные культуры, которые затем подвергали воздействию физических и хими-

Таблица I

Цитотоксическое действие бактерий на клетки BGM с флаконов площадью 25 см2

Клетки ВвМ Культура ткани Ps. fluorescens N57 Ps. aeruginosa ATCC 10145 E. coli 1257 St. aureus 906 Kl. oxsitoca N 52 Yersinia rohdei

Из среды: живые 0 4,5 • 10s 1-105 7,2- 105 1,8- I06 1,5- 10s 1,2- 1С

мертвые 0 8- 10s 6- 10' 8,5-105 4,5-10' 1,5-10' 1,6-106

Из физиологического раствора: живые 8 • 106 0 0 1,5-105 1 • 10s 7-105 7- 10s

мертвые 1,5-105 0 0 5,5-105 2,5- 10s 4,1-10' 7,5-105

Таблица 2

Адгезивная активность бактерий на клетках BGM, КОЕ/мл на 100 клеток BGM

Бактериальная культура МПА МПБ МПБ + 0,5* глюкозы Адгезия

Е. coli 1257 5,9 5,4 1.7 ;

Ps. aeruginosa 9 spp. 5,4 3,4 1,2 i

Klebsiella pneumonia 59 spp. 5,0 4,9 4,3 i

Ps. aeruginosa ATCC 10145 5.2 6,1 9,5 t

Klebsiella oxsitoka 52 spp. 5.4 9,1 9,7 t

ческих факторов, используемых в процессе обеззараживании воды, выживали, а после культивирования в МПБ или МПБ с глюкозой их адгезивная активность изменялась (см. табл. 2). Например, адгезивная активность Klebsiella oxsitoka 52 усиливалась почти в 2 раза; у музейной культуры Ps. aeruginosa АТСС 10145 присутствие в ростовой среде глюкозы усиливало адгезивную активность почти в 2 раза, а у Е. coli 1257 и Klebsiella pneumonia spp. 59 — снижалось в 3,4 и 1,2 раза соответственно. Для штамма Ps. aeruginosa 9, выделенного из ливневого колодца после внесения дезсредства, присутствие глюкозы в ростовой среде ингибировало адгезивную активность в 4,5 раза.

В аналогичных условиях инвазивная активность бактерий тоже изменялась. Так, инвазивность бактерий семейства Enterobacteriaceae (ферментирующие глюкозу) увеличивалась с 0,01 до 100 КОЕ на 100 клеток BGM в зависимости от присутствия глюкозы в питательной среде. В то же время инва-

зивная активность неферментирующих бактерий не менялась в зависимости от условий культивирования и составляла 100 КОЕ на 100 клеток BGM (табл. 4). Также выявили, что бактерии обладали инвазивной активностью независимо от чувствительности или резистентности к антибиотику, использованному в этих экспериментах.

Возможность увеличения инвазивной активности микроорганизмов при предварительной инкубации в более питательной ростовой среде или в среде с добавлением глюкозы свидетельствует, что бактерии, находящиеся в водных объектах окружающей среды, обладают потенциальной патоген-ностью и способны инициировать кишечные заболевания у людей, в особенности с ослабленным иммунным статусом.

Изучение действия бактериальных токсинов использованных штаммов на клетки BGM показало, что эффективность их влияния на клетки BGM значительно больше, чем у самих бактерий. Это относится как музейным бактериальным культурам, так и к культурам, выделенным из вод различного вида водопользования (см. табл. 3), и объясняется тем, что их токсины способны повреждать плазматические мембраны клеток BGM с помощью ферментативного гидролиза, приводящего в результате к прямому лизису клеток и распространению возбудителей в макроорганизме (Кларр К. Шмитт и соавт., 2000). Исключение составил музейный гемолитический штамм Staphylococcus aureus 906, что предположительно можно объяснить тем, что он относится к группе бактерий, которые могут вызывать активацию или модификацию различных

Таблица 3

Действие бактериального токсина на клетки BGM, КОЕ/мл на 100 клеток BGM

Действие на клетки BGM Ps. fluoresceiis N57 spp. Ps. aeruginosa ATCC 10145 E. coli 1257 Sl. aureus 906 Kl. oxsitoca N 52 spp. Yersinia rohdei spp.

Адгезия 5,6 1,25 10,9 23,8 10,6 15,9

Токсигенность 11,7 15 13,6 17.7 13,1 18,9

Эффективность токсического действия, % 95 99 92 87 88 92

Таблица 4

Инвазивная активность бактерий на клетки BGM, КОЕ/мл на 100 клеток BGM

Ампимицилии Гентамицин Цефтриаксон

Бактериальная культура МПА МПБ МПБ + 0,5% глюкозы МПА МПБ МПБ + 0,5» глюкозы МПА МПБ МПБ + 0,596 глюкозы

Е. coli 1257 0 0 0,13 0 0 0,02 0 0 0,2

Ps. aeruginosa ATCC 10145 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Ps. aeruginosa 9 spp. 100 100 100 100 100 100 5.2 100 100

Klebsiella pneumonia 59 spp. 100 100 100 100 100 100 1,3 100 100

Klebsiella pneumonia 67 spp. 100 100 100 100 100 100 0 100 100

Klebsiella oxsitoka 52 spp. 0 1 100 0 1 100 0 1 100

Salmonella enteritidis 5765 0,41 1 5,63 0,05 0,42 1 0 0,41 I

Salmonella infantis spp. 7 100 100 8 100 100 0 100 100

Salmonella 10 (Salmonella enteritidis 5765 после фото-

обеззараживания в присутствии сенсибилизатора) 0,6 5,32 100 1,51 100 3,47 100

Salmonella 8 spp. (Salmonella infantis spp. после фото-

обеззараживания в присутствии сенсибилизатора) 8 100 100 9 100 100 6 100 100

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Salmonella 7 spp. (Salmonella infantis spp. после фото-

обеззараживания в присутствии сенсибилизатора) 8 100 100 8 100 100 6 100 100

Salmonella enteritidis 12 (Salmonella 5765 после фото-

обеззараживания в присутствии сенсибилизатора) 0,7 5 100 0,8 4 100 0,6 8 100

внутриклеточных белков-месенджеров, что приводит к резким нарушениям функциональной активности клеток вбм без их гибели (Вертиев Ю. В., 1987).

Выводы. 1. Разработан экспериментальный подход, позволяющий в одной постановке оценить степень опасности патогенных и условно-патоген-ных бактерий, выделенных из воды различного вида водопользования, который может быть применен при анализе микробного риска, достаточно полно отражая результаты взаимодействия клеток и микроорганизмов.

2. Вирулентность потенциально патогенных и патогенных микроорганизмов, выделенных из воды различного вида водопользования, можно повысить при их культивировании на питательных средах.

3. Перевиваемая клеточная культура почки зеленой мартышки ВвМ пригодна в качестве одного из тестов для дифференциации потенциально патогенных и вирулентных штаммов бактерий, выделенных из воды для оценки адгезивной, инвазивной и токсической активностей бактерий водной этиологии.

Литература

1. Бахолдина С. И., Шубина Ф. Н„ Соловьева Т. Ф. // Журн. микробиол. — М., 2009. — № 3. - С. 18-23.

2. Герасимов И. Г., Попандопуло А. Г. // Цитология. — 2007. — Т. 49, № 3. - С. 204- 209.

3. Езенчук Ю. В. Биомолекулярные основы патогенности бактерий. - М., 1977.

4. Карышева А. Ф., Сюрин В. Н. Руководство по практической вирусологии. - М., 1988. — С. 50—51.

5. Мельников Н. И., Мельников В. Н., Гимранов М. Г. Ферменты патогенности и токсины бактерий. — М., 1969.

6. Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. — М., 1978.

7. Петровская В. Г. Проблема вирулентности бактерий. — М., 1967.

8. Пешков М. А. Цитология бактерий. — Л., М., 1955.

9. Супотский М. В. Микроорганизмы, токсины и эпидемии. — М., 2000.

10. Фиалкина С. В. Генетические детерминанты патогенности клинических штаммов Klebsiella pneumonia: Автореф. дис... биол. наук. — М., 2004.

11. Шилов В. М., Канарейкина С. К., Изакова Л. П. и др. // Тезисы Всесоюзного научно-практического семинара. — М., 1973. - С. 125-127.

Поступила 28.01.10

С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2010 УДК 613. 31-078

Г. И. Новосильцев', А. И. Чернышенко', Н. А. Русанова2, M. Н. Грачева2, Л. И. Мельникова3

ОЖИДАЕМЫЙ ЭПИДЕМИЧЕСКИЙ РИСК ПРИ МИНИМАЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ ПРОТОЗОЙНЫХ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ КИШЕЧНЫХ ПАРАЗИТОЗОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ

'ГОУ ВПО ММА им. И. М. Сеченова, 2ГОУ ВПО РГМУ им. Н. И. Пирогова, 3ФГУЗ ЦМС 4 N° 165 ФМБА, Москва

В статье приведены сведения о вспышках лямблиоза и криптоспоридиоза, связанных с загрязнением питьевой воды. Обсуждается вопрос о риске возникновения массовых вспышек лямблиоза и криптоспоридиоза среди населения муниципальных образований на уровне административных райцентров и других населенных пунктов с вмененной обязанностью осуществлять санитарно-паразитологический контроль качества воды централизованного питьевого водоснабжения. Рассматривается значимость минимальной контаминации цистами лямблий и ооцистами криптоспоридий этой воды. Приводятся расчеты по прогнозированию эпидемического риска и возможные способы его предупреждения.

Ключевые слова: питьевая вода, лямблиоз, криптоспоридиоз, эпидемический риск

G. I. Novosiltsev, А. /. Chernyshenko, N. A. Rusanova, M. N. Gracheva, L. I. Melnikova. — EXPECTED EPIDEMIC RISK FROM THE MINIMUM DRINKING WATER CONTENT OF PROTOZOAN AGENTS OF ENTERIC PARASITIC DISEASES

The paper presents information on lambliasis and cryptosporidiosis outbreaks associated with drinking water contamination-associated. It discusses a risk for the emergence of mass outbreaks of lambliasis and cryptosporidiosis among the population of the municipalities of administrative district centers and other human settlements, which are to exercise sanitary and parasitológicaI control over the quality of water of its centralized drinking supply. The significance of this water contamination by lamblia cysts and Cryptosporidium oocysts is considered. Calculations are given to predict an epidemic risk and possible ways of its prevention.

Key words: drinking water, lambliasis, cryptosporidiosis, epidemic risk.

В течение последних десятилетий в различных регионах планеты отмечены многочисленные забо-

Новосильцев Г. И. — ст. науч. сотр. отд. мед. гельминтологии ИМП и ТМ им. Е. И. Марциновского, канд. мед. наук (тел. 499-246-08-82); Чернышенко А. И. — вед. науч. сотр. отд. мед. гельминтологии ИМП и ТМ им. Е. И. Марциновского, канд. мед. наук, ст. науч. сотр. (тел. 499-246-08-82); Русанова Н. А. — ст. преподаватель каф. гигиены и основ экологии человека, ст. науч. сотр., канд. мед. наук (тел. 495-434-44-83); Грачева М. Н. — канд. мед. наук, доц. каф. гигиены и основ экологии человека (тел. (495) 434-44-83); Мельникова Л. И. — канд. мед. наук, зав. инфекционным отд-нием.

левания людей, связанные с присутствием в питьевой воде возбудителей болезней протозойной природы, в первую очередь лямблиоза и криптоспоридиоза. Возбудители этих заболеваний пребывают в природных, сточных и питьевых водах в виде цист и ооцист-форм, приспособленных к длительному (до 2—3 мес) выживанию в водной среде. Как показали наши исследования, они более устойчивы, чем бактерии и вирусы, к действию де-зинфектантов, применяемых в технологии подготовки питьевой воды. В связи с этим передача и распространение этих возбудителей, сохраняющих свою инвазивность (заразность), происходят в

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.