CC BY
65
УДК 579.861.2:616-022.7-053.2
Альмурзаева С.И.2, Фадеев С.Б.13, Щуплова Е.А.1, Соболева Ю.В.1
1Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения Российской академии наук, г. Оренбург 2Актюбинский региональный государственный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, республика Казахстан 3Оренбургская государственная медицинская академия, г Оренбург E-mail: Khanina83@yandex.ru
ВИДОВОЙ СОСТАВ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАФИЛОКОККОВ, ИЗОЛИРОВАННЫХ ОТ ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ РАЙОНАХ ГОРОДА АКТОБЕ (РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН)
Установлено, что у детей школьного возраста г. Актобе, проживающих в районах с повышенным уровнем антропогенного загрязнения воздушной среды, отмечалось двукратное повышение частоты выявления со слизистой оболочки передних отделов носа золотистых стафилококков с высоким уровнем антилизоцимной активности.
Ключевые слова: стафилококки, персистенция, сероводород.
В связи с техногенным загрязнением окружающей среды в настоящее время отмечается рост числа различных форм инфекционных заболеваний у человека [1]. Микроорганизмы в силу своей высокой биологической пластичности наиболее быстро реагируют на изменение качества среды обитания, что делает возможной оценку объективных связей в системе «техногенное загрязнение -свойства микрофлоры» [5]. Кроме того, важная роль микроорганизмов в патологии человека позволяет связать регистрируемые изменения с особенностями возникновения и развития различных состояний инфекционного генеза, в том числе и с бактерионосительством [4]. Важное клиническое значение бактерионосительства во многом обусловлено процессом транслокации стафилококков с наружных кожных покровов и слизистых оболочек во внутреннюю среду организма хозяина [1], [7]. С другой стороны, носительство стафилококков на слизистых оболочках носа может представлять опасность для окружающих, что особенно актуально в организованных детских коллективах.
Цель
Изучение видового состава и биологических свойств стафилококков, изолированных от детей, проживающих в экологически неблагоприятных районах г. Актобе.
Материалы и методы
Для изучения видового состава и биологических свойств стафилококковой микрофлоры слизистой оболочки переднего отдела носа было обследовано 43 ребенка школьного возраста (от 7 до
13 лет). Из них 19 детей (первая группа) проживали и обучались в условно «чистом» Заречном районе города Актобе, а 24 ребенка (вторая группа) - в северо-западной и центральной частях города, где сосредоточено большое количество промышленных предприятий - актюбинский завод хромовых соединений, актюбинский завод ферросплавов, ТЭЦ, ТОО «ЖБИ-25», а также интенсивные транспортные магистрали. Наиболее значимым показателем экологического неблагополучия являлся уровень сероводорода в воздухе («Изучение состояния природных сред и составление экологических карт г.Актобе»). С учетом данных официального мониторинга состояния окружающей среды г Актобе район проживания и обучения детей 1-й группы является экологически благополучным, а зона постоянного местонахождения школьников 2-й группы относится к районам с повышенным уровнем антропогенного загрязнения воздушной среды.
При обследовании детей, проживающих в различных районах г. Актобе было выделено 112 штаммов микроорганизмов со слизистой оболочки переднего отдела носа. При бактериологическом обследовании школьников исследуемый материал (клетки эпителия слизистой носа) засевали на чашки с желточно-солевым агаром, инкубировали при 37 °С в течение 2448 ч, затем проводили количественную и качественную оценку выросших колоний, с последующим выделением чистых культур бактерий [9]. Идентификацию выделенных штаммов микроорганизмов проводили с использованием тест-систем производства РЫУА-ЬасЬеша (Че-
Альмурзаева С.И. и др.
Видовой состав и биологические свойства стафилококков...
хия). Изучение факторов патогенности и пер-систенции: гемолитической, антилизоцимной (АЛА) и антикарнозиновой (АКрА) активностей проводили общепринятыми классическими методами [2,3]. Способность к биопленкообра-зованию выделенных штаммов микроорганизмов определяли путем выращивания культур в 96-луночных полистероловых планшетах [10].
Полученные результаты были подвергнуты статистической обработке в компьютерной оболочке Windows с помощью процессора электронных таблиц Microsoft Office Excel 2007 c вычислением средней арифметической (M); средней ошибки (m); критерия значимости (t) Стьюдента. Различия считались значимыми (достоверными) при р<0,05 [8].
Результаты и обсуждение
При анализе данных по загрязнению атмосферного воздуха северо-западной части г. Актобе выявлено значительное превышение значений предельно допустимых концентраций (ПДК) по сероводороду в атмосферном воздухе в 2013 году за исключением двух месяцев - марта и апреля (рис.1).
Наивысшие значения ПДК было отмечено в июне (в 6,83). При этом в Заречном районе содержание сероводорода в атмосферном воздухе не превышало ПДК в этот временной промежуток.
Бактериологическое обследование детей проводилось во второй половине марта для того, чтобы исключить прямое влияние сероводорода на видовой состав и биологические свойства микрофлоры слизистой оболочки передних отделов носа. Было установлено, что видовая структура штаммов, выделенных от детей разных групп, имела определенные различия (табл. 1). Так, у детей, проживающих в районе
Таблица 1. Видовой состав стафилококков, выделенных со слизистой оболочки передних отделов носа
Вид микроорганизмов Группы обследованных детей
1-я группа 2-я группа
S.aureus 20,9±6,4% 39,1±6,1%*
S delphini 0 3,1±2,1%
S.epidermidis 51,2±7,6% 43,7±6,2%
S.capitis 9,3±4,4% 14,1±4,3%
S.saprophyticus 7±3,8% 0
Kokuria varians 9,3±4,4% 0
Aerococcus viridans 2,3±2,3% 0
Примечание: * группами)
р<0,05 (при сравнении показателей между
Рисунок 1. Содержание сероводорода в атмосферном воздухе северо-западного и центрального районов г. Актобе в 2013 г.
Заречный, в исследуемом биотопе наблюдали большее количество видов коагулазоотрица-тельных стафилококков (КОС): Staphylococcus capitis, S. saprophyticus и др., чем при обследовании школьников второй группы. При этом S. epidermidis несколько чаще выявлялся у детей, проживающих в Заречном районе, а S. aureus -почти в два раза чаще у школьников центрального и северо-западного районов (р<0,05).
Следует отметить, что S.aureus был выявлен у 31,6% у детей первой группы и у 37,5% - второй.
Оценка распространенности биологических свойств у изолированных стафилококков позволила выявить одно существенное отличие - гемолитическая активность выявлялась значительно чаще у S. aureus, выделенных от детей второй группы, чем у коагулазонегативных стафилококков (р<0,05). В первой группе разница по частоте выявления гемолитической активности между коагулазоположительными и коа-гулазонегативными стафилококками была менее выражена. Существенных различий по распространенности определяемых биологических свойств стафилококков между группами обнаружено не было (табл. 2).
При анализе выраженности факторов персистенции выделенных стафилококков было установлено, что наибольшие значения АЛА были характерны для микроорганизмов, выделенных от детей, проживающих в северо-западном и центральном районах (р<0,05), различия по выраженности анти-карнозиновой активности и способности формировать биопленки в этом плане были малозначимы (рис. 2).
Естественные науки
Обобщая полученные результаты, следует отметить, что микрофлора слизистой передних отделов носа детей, проживающих в экологически благополучном районе города Актобе, характеризуется большим разнообразием видов коагу-лазонегативных стафилококков и меньшей частотой выявления золотистых стафилококков по сравнению с микробным пейзажем слизистой носа школьников из районов с повышенным уровнем антропогенного загрязнения воздушной среды. Выявленная особенность может быть одним из
факторов, определяющих формирование резидентного бактерионосительства [5]. На фоне высокого уровня загрязнения воздушной среды увеличивается разница в частоте выявления гемолитической активности между коагулазоположи-тельными и коагулазонегативными стафилококками. Не было обнаружено существенных различий по распространенности определяемых биологических свойств стафилококков, изолированных у детей, проживающих в различных районах. Однако при анализе уровня вышеуказанных
Примечание. * - р<0,05
Рисунок 2. Выраженность антилизоцимной (а), антикарнозиновой (б) активностей и способности формировать биопленки (в) у коагулазоположительных (КПС) и коагулазоотрицательных стафилококков (КОС), изолированных со слизистой передних отделов носа обследованных детей
Таблица 2. Распространенность биологических свойств у выделенных стафилококков
Свойства микроорганизмов Группы обследованных детей
1-я группа 2-я группа
коагулазо-отрицательные стафилококки коагулазо-положительные стафилококки коагулазо-отрицательные стафилококки коагулазо-положительные стафилококки
АЛА 97,0±2,9% 88,8±10,5% 82,0±6,15% 92,0±5,4%
АКрА 79,4±6,9% 77,8±13,8% 76,9±6,7% 76,0±8,5%
ГА 55,8±8,5% 77,8±13,8% 46,2±7,9% 88,0±6,5%*
Примечание: " - р<0,05 (при сравнении показателей внутри групп)
Альмурзаева С.И. и др.
Видовой состав и биологические свойства стафилококков..
свойств установлено, что наибольшие значения антилизоцимной активности были характерны для стафилококков, выделенных от детей, проживающих в северо-западном и центральном районах (р<0,05), различия по выраженности анти-карнозиновой активности и способности формировать биопленки в этом плане были малозначимы. Полученные результаты несколько отличаются от данных других авторов [2,6], что объясняется различием условий обследования детей. Представленные результаты были получены в условиях, характеризующихся снижением уровня сероводорода в атмосферном воздухе ниже предельно допустимой концентрации. В связи с этим можно полагать, что антилизоцимная активность стафилококков характеризуется стабильными высокими значениями, несмотря на временное улучшение экологической обстановки.
Выводы
Таким образом, особенности микрофлоры слизистой оболочки передних отделов носа детей, проживающих в районах с повышенным уровнем антропогенного загрязнения воздушной среды, заключаются в увеличении частоты выявления золотистых стафилококков, обладающих высоким уровнем антилизоцимной активности.
При снижении уровня сероводорода в атмосферном воздухе ниже предельно допустимой концентрации средние значения антикарнози-новой активности и способности формировать биопленки у коагулазоположительных и коа-гулазонегативных стафилококков существенно не различались вне зависимости от района проживания обследованных детей.
6.10.2014
Работа выполнена при поддержке гранта Оренбургской области в сфере научной и научно-технической деятельности (соглашение №38 от 30.06.2014)
Список литературы:
1. Бакшеева С. С. Мониторинг резидентного стафилококкового бактерионосительства у детей города Красноярска / С. С. Бакшеева, В.В. Гребенникова //Сибирское медицинское обозрение. — 2010 . —№3. — С. 68-71 .
2. Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. / О.В. Бухарин. М. : Медицина; Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 366 с.
3. Бухарин О.В. Способность стафилококков к инактивации карнозина / О.В. Бухарин, О.Л. Чернова, С.Б. Матюшина // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 1999 . —№5. — С. 545-546 .
4. Бухарин О.В. Резидентное стафилококковое бактерионосительство как критерий экологической нагрузки населения / О.В. Бухарин, С.Б. Киргизова, О.Л. Карташова // Гигиена и санитария. - 2002. - № 5. - С. 42-44.
5. Бухарин О.В. Прогнозирование развития болезней органов дыхания у детей, проживающих на техногенно-загрязненных территориях / О.В. Бухарин, А.Ф. Зверев, О.Л. Карташова, С.Б. Киргизова // Гигиена и санитария.-2010.-№6.-С. 76-78.
6. Дерябин Д.Г. Стафилококки: экология и патогенность / Д.Г. Дерябин Екатеринбург : УрО РАН, 2000, 240 с.
7. Карташова О.Л. Диагностическое значение персистентных характеристик стафилококков при бактерионосительстве / О.Л. Карташова, С.Б. Киргизова, Л.П. Потехина, О.В. Бухарин // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии.- 2007.-№5.- С. 13-16.
8. Ланг Т.А. Как описывать статистику в медицине. Аннотированное руководство для авторов, редакторов и рецензентов / Т. А. Ланг, М. Сесик, пер. с англ. под ред. В.П. Леонова.- М.: Практическая медицина, 2011.- 480 с.: ил.
9. Руководство по медицинской микробиологии. Общая и санитарная микробиология. Книга 1/Колл.авторов//Под редакцией Лабинской А.С., Волиной Е.Г.-М.: Издательство БИНОМ, 2008.-1080 с.: ил.
10. ОТоо1е G.F. Biofilm formation as microbial development / G.F. ОТоо1е, H.B. Kaplan, R. Kolter // Ann. Rev. Microbiol.-2000.- № 54.- р. 49-79.
Сведения об авторах:
Альмурзаева Салтанат Ибрагимовна, доцент кафедры экологии Актюбинского регионального государственного университета им. К. Жубанова, г. Актобе, (республика Казахстан),
кандидат биологических наук Соболева Юлия Викторовна, научный сотрудник лаборатории экологии микроорганизмов Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, кандидат медицинских наук, e-mail: sjulia111@gmail.com Щуплова Елена Алексеевна, старший научный сотрудник лаборатории экологии микроорганизмов Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, кандидат биологических наук, e-mail: Khanina83@yandex.ru 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11, тел. (3532) 775417 Фадеев Сергей Борисович, заведующий лабораторией экологии микроорганизмов Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной хирургии, урологии Оренбургской государственной
медицинской академии 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6, тел. (3532) 358890, e-mail: sergfsb@mail.ru
