CC BY
11УДК: 504.06: 539.1.047: 579.62 DOI 10.33632/1998-698Х.2021-4-63-69
ВЛИЯНИЕ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ НА МИКРОФЛОРУ РЕПТИЛИЙ
А.А Тайлаков - аспирант
ФГБОУВО «КрасноярскийГАУ», Красноярск, e-mail: aleksandr.tailakov@mail.ru
В процессе содержания экзотических рептилий в зоопарках, зоосадах и домашних условиях периодически приходится прибегать к различным диагностическим исследованиям, в том числе к рентгенографии. При проведении диагностических манипуляций, в том числе и рентгенологических исследованиях, микробиальная флора так же подвергается гамма-облучению. В предыдущих исследованиях, нами был определен видовой состав микробиоценотических сообществ ряда рептилий с уточнением, как количественных, так и качественных характеристик в связи с этим целью нашей работы явилось изучение изменения комплекса биологических свойств представителей микробиоценозов рептилий. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи: изучить состав микробиоценотических сообществ у ряда рептилий; установить влияние гамма-облучения от рентгенографического аппарата на биологические свойства бактериальных ассоциаций, изучаемых микроорганизмов. Состав микробиоценотических сообществ микроорганизмов у маисового и дальневосточного полозов обладал разнообразным составом, который в основном был представлен кокковидной, энтеробактериальной, бациллярной флорой, а так же микроскопическими плесневыми и дрожжеподобными грибами. Основными отличиями биоты было отсутствие у маисового полоза стафилококковой, а у дальневосточного полоза стрептококковой микрофлоры. После воздействия гамма-лучей на бактериальные ассоциации, полученные от экзотических рептилий, установили изменения морфологических и культуральных свойств микроорганизмов. По нашему мнению, это связано с тем, что при прохождении через бактериальную клетку гамма-лучей нарушается процесс трансляции РНК бактериальной клетки, что провоцирует изменения белковой структуры внешней мембраны и меняет ее способность к восприятию анилиновых красителей, и провоцирует появление грамвариабельных форм в большом объеме.
Ключевые слова: змеи, микробиоценотические сообщества, культуральные, тинкториальные свойства, гамма-облучение.
Введение. Рептилии в Российской Федерации используются не только как лабораторные модели, но и как объекты зоокультуры, которые все чаще содержатся как домашние питомцы. В настоящее время отсутствуют данные по изучению микрофлоры рептилий, и не имеется достаточного количества исследований по патогенности данной микро-биоты, в том числе ее опасности для человека
[1, 2, 9, 10].
В предыдущих исследованиях, нами был определен видовой состав микробиоцено-тических сообществ ряда рептилий с уточнением, как количественных, так и качественных характеристик [3, 4, 5, 11]. Стало очевидно, что микрофлора, обитающая на поверхностных покровах пойкилотермных животных, является потенциально-патогенной [7, 8].
В процессе содержания экзотических рептилий в зоопарках, зоосадах и домашних условиях периодически приходится прибегать к различным диагностическим исследованиям, в том числе к рентгенографии. При проведении диагностических манипуляций, в том числе и
рентгенологических исследований, микробиальная флора так же подвергается гамма-облучению. В связи с этим целью нашей работы явилось изучение изменения комплекса биологических свойств представителей микробиоценозов рептилий.
Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить состав микробиоценотических сообществ у ряда рептилий.
2. Установить влияние гамма-облучения от рентгенографического аппарата на биологические свойства бактериальных ассоциаций, изучаемых микроорганизмов.
Материалы и методы. Работа выполнена на базе кафедры ЭМПиВСЭ Красноярского ГАУ и УНМВЦ «Вита» г. Красноярска.
Полученный биологический материал исследовали по общепринятым методикам в микробиологии [3, 4, 5, 12]. Морфологические, тинкториальные свойства чистых культурах оценивали после окрашивания по Граму с использованием Saike Digital SK 2009 под иммерсией и увеличением 2000°.
Для оценки качественных и количественных показателей микробиоценоза использовали метод смывов и высевов по методу Голду-Родоману с использованием стерильных пластиковых чашек Петри площадью 72 см2, набором стандартных питательных сред для изучения культуральных особенностей полученных изолятов [6, 12].
Предметом исследований для изучения влияния гамма-облучения на микробиоцено-тические сообщества служили особи дальневосточного и маисового полозов возрастом не старше одного года.
Объектом исследования выступали
бактериальные ассоциации микроорганизмов,
2
полученные с 1 см поверхностных покровов рептилий, а также клоаки и слизистой ротовой полости. Анализ характера роста микроорганизмов проводился визуально и при помощи линейки. Скорость изменения роста и модификацию пигментирования сравнивали с контрольной не облученной культурой.
Выделенные изоляты подвергали облучению с применением портативного веете-ринарного рентгеновского аппарата Eco Ray Orange-1040 HF с фокусным пятном 1,2 мм с дозой облучения 9, 15, 32 и 56 мзв. Экспозиция составляла 1 секунду, 5 секунд, 10 секунд, 15 секунд соответственно.
Результаты исследования. У исследуемых видов полозов отобранный материал оценивали по качественным и количественным характеристикам.
У маисового полоза на поверхности кожных покровов ведущая роль в бактериальной ассоциации принадлежала кишечной палочке и составила 60% от общей массы биотопа. Следующее место принадлежало спорообразующим бактериям - 30% и кокковой микрофлоре - 10%. На слизистой ротовой полости превалировали кокковые формы - 60% и бациллярные формы микроорганизмов - 40%. Поверхность клоаки была обсеменена преимущественно кишечной палочкой -75% и представителями микроскопии-ческих плесневых и дрожжеподобных грибов -
25%.
У дальневосточного полоза микробиоценоз также был разнообразен, основная роль принадлежала кишечной палочке в количестве 48 %,
а затем старообразующим бациллам - 52%. Верхние кожные покровы были контами-нированы стафилококковой микрофлорой - 83% и микроскопическими плесневыми грибами -17%. Микробиоценозы слизистой ротовой полости были представлены кишечной палочкой -63%, спорообразующими бациллами - 37%, тогда как микробиота клоаки состояла из бацилл -75%, плесневых и дрожжеподобных грибов -25%.
Следует отметить, что у маисового полоза в незначительном следовом количестве выделялись стафилококковые микроорганизмы, а у дальневосточного наоборот - стрептококковые. По нашему мнению, эта особенность микрофлоры биотопов обусловлена особенностями среды обитания, под которые данные ассоциации адаптированы.
Выделенные изоляты микроорганизмов отобранные от исследуемых рептилий, подвергали облучению при помощи рентгено-графи-ческого аппарата с расстояния от излучателя 10 см. По завершению облучения микробные культуры выдерживали при ком-натной температуре в течение пяти суток. Каждые 24 часа визуально отмечали изменения, происходящие с культурами микроорганизмов.
В таблице 1, 2, 3, 4 представлены результаты изменений колоний микроорганизмов по сравнению с контрольными образцами. Исходя из таблицы 1 можно заметить, что наиболее не восприимчивыми микроорганизмами оказались бациллярные формы, характер их роста по сравнению с контрольной группой не имел изменений в отличии от плесневых грибов, мицелий которых по прошествии 4 суток был увеличен в размере на 103% от контрольных образцов, спустя сутки пигментация изменилась на темно-коричневый цвет.
Бактерии группы кишечной палочки на 4 сутки продемонстрировали замедление роста на 6% а спустя 24 часа на колониях стали прояв-лятся шероховатости.
Кокковидная микрофлора оказалась более устойчива ее рост замедлился лишь на 4% по сравнению с контрольными образцами, но после 24 часов на краю колоний стали появляется неровности.
Таблица 1 - результаты изменений колоний микроорганизмов по сравнению с контрольными образцами. Экспозиция 1 секунда. Доза облучения 9 мзв.
Тип микрофлоры 24 часа 48 часов 72 часов 96 часов 120 часов
БГКП Нет изменений Нет изменений Нет изменений Замедление роста колоний на 6% Появление шероховатости
Кокковая микрофлора Нет изменений Нет изменений Нет изменений Замедление роста на 4% Обнаружены неровности на краях колонии.
Бациллы Нет изменений Нет изменений Нет изменений Нет изменений Нет изменений
Плесневые грибы Нет изменений Нет изменений Нет изменений Мицелий увеличен в размере на 103% Мицелий увеличен в размере на 105%, появление пигментации темно коричневого цвета
Таблица 2 - результаты изменений колоний микроорганизмов по сравнению с контрольными
образцами. Экспозиция 5 секунд. Доза облучения 15 мзв.
Тип микрофлоры 24 часа 48 часов 72 часов 96 часов 120 часов
БГКП Нет Нет Замедление Замедление Обнаружены неровности на
изменений изменений роста на 3% роста на 6 % краях колонии. В центре колонии появление бугорков.
Кокковая Нет Нет Замедление Обнаружение Переход колонии от 5
микрофлора изменений изменений роста на 5% не ровностей на краю колонии формы к форме
Бациллы Нет Нет Нет Нет изменений Обнаружение замедление
изменений изменений изменений роста на 2%
Плесневые Нет Замедление Замедление Мицелий Мицелий увеличен на 116%
грибы изменений роста роста увеличен на Появление пигментации
мицелия на мицелия на 107% светло-зеленого оттенка
6 % 3% Появление пигментации темно-зеленого оттенка
Увеличение экспозиции в 5 раз и дозы облучения до 15 мзв оказало существенное влияние на микроорганизмы. Как показано на таблице 2, плесневые грибы на 2 сутки замедлили рост на 6% по сравнению с контрольной группой. В дальнейшем по про-шествии 72 часов замедление роста составляло 3%, после 4 суток мицелий гриба увеличился на 107% и появилась пигментация темно-зеленого оттенка. На пятые сутки рост мицелия увеличился на 116% оттенок изменился на светло-зеленый. Такое явление связанно с адаптационными механизмами плесневых грибов.
Бациллярные формы микроорганизмов оказались почти не восприимчивыми к таким параметрам воздействия и отреагировали замед-
лением роста на 2% только по прошествии 120 часов после облучения.
Кокковидная микрофлора, с течением 72 часов продемонстрировала замедление роста на 5% спустя сутки у колонии начали провялятся неровности на краях, а по истечении 24 часов наблюдались переходные формы от 5 к SR формам.
Бактерии группы кишечной палочки отреагировали подавлением роста на 3% вскоре после 3 суток, в чтении следующих 24 часа рост колоний замедлился на 6% по сравнению с контрольной группой. По прошествии 120 часов в центре колоний обнаружены бугорки, а по периферии появились неровности и зубчатые края.
Таблица 3 - результаты изменений колоний микроорганизмов по сравнению с контрольными образцами. Экспонента 10 секунд. Доза облучения 32 мзв
Тип микрофлоры 24 часа 48 часов 72 часов 96 часов 120 часов
БГКП Нет Замедление Замедление карликовость Полное подавление
изменений роста на 7% роста на 19% роста
Кокковая Нет Замедление Замедление Образование Появление
микрофлора изменений роста на 5% роста на 10% бугристых участков нитевидных утолщений белого цвета в центре колонии
Бациллы Угнетение Образование Образование Полное подавление -
роста на псевдомицелия бугристых роста
2% участков
Плесневые Нет Замедление Замедление Изменение Мицелий увеличен
грибы изменений роста мицелия на 11% роста мицелия на 3% пигментации на светлый оттенок. экспоненциальный рост 103% на 109%
Исходя из данных представленных в таблице 3, плесневые грибы проявили замедление роста на 11% по прошествии 48 часов. Спустя сутки замедление роста составило 3%, в дальнейшем у этой группы микроорганиз-мов наблюдался экспоненциальный рост.
Бациллярные формы бактерий показывали угнетение роста на 2% вскоре после 24 часов с момента облучения по сравнению с контрольными образцами. Затем, по прошествии суток, на поверхности колоний наблюдалось образование псевдомицелья. После появление бугорков по периферии, на 3 сутки после облучения, колонии прекратили рост. Кокковая микрофлора отреагировала на облучения угнетением роста на 5% по завершению 48 часов, на 3 сутки замедление роста составило 10%, позже стали заметны бугорки в центре колоний, а спустя 120 часов
появились нитевидные утолщения белого цвета в центре колонии.
Бактерии группы кишечной палочки отреагировали на излучение большим угнетением роста по сравнению с кокковидной микрофлорой оно составляло 7% по сравнению с контрольной группой. По прошествии 72 часов рост колонии замедлился на 19%. На четвертые сутки эксперимента у колоний наблюдалась карликовость. Полное прекращение роста наступало через 120 часов эксперимента. При повышении дозы облучения до 56 мзв и соблюдения экспоненты в 15 секунд плесневые грибы отставали в росте на 30% спус-тя 24 часа по сравнению с контрольными образ-цами. По прошествии 48 часов наблюдалось изменение пигментации на бурый цвет, замед-ление роста составляло 21%. Затем по истечению 120 часов интенсивность роста увеличилась на 130%.
Таблица 4 - результаты изменений колоний микроорганизмов по сравнению с контрольными
образцами. Экспозиция 15 секунд. Доза облучения 56 мзв.
Тип микрофлоры 24 часа 48 часов 72 часов 96 часов 120 часов
БГКП Замедление Замедление Карликовость Полное -
роста на 40% роста на 70% Д- форма подавление роста
Кокковая Замедление Замедление Помутнение Полное -
микрофлора роста на 22% роста на 53% колоний подавление роста
Бациллы Замедление роста на 11 % Переход колонии в О форму Полное подавление роста
Плесневые Замедление Изменение Замедление Мицелий Изменение
грибы роста на 30 пигментации на роста на 11 % увеличен на пигментации на
% бурый цвет Замедление роста на 21 % 110% более светлый оттенок увеличение роста на 130%
У бациллярной формы микроорганизмов наблюдалось прекращение роста на третьи сутки после облучения. Бактерии группы кишечной палочки и кокковые формы организмов прекращали увеличиваться в размерах по пришествию 96 часов после облучения.
Выделенные изоляты из разных участков тела рептилий показали не равномерное реагирование на гамма-лучи. Микрофлора ротовой полости проявила наибольшую потерю чувствительности к анилиновым красителям, что привело к изменению их тинкториальных свойств, такие микробные тела проявляли грам-вариабельность уже в молодых культурах при пересеве из на свежие питательные среды.
Кишечная палочка оказалась наиболее изменчивой при малых дозах облучения из всех видов микроорганизмов, входящих в состав микробиоценотических сообществ полозов. Она выработала резистентность к анилиновым красителям и так же проявила грамвариа-бельность. В то же время ее морфология претерпела изменения, связанные с клеточной стенкой, которая значительно увеличилась в объемах. Экспозиция окрашивания при этом увеличилось с 2 минут до 4,5 минут с применением красителей с более высокой концентрацией красящего раствора на 26 % выше по отношению к базовым концентрациям красителей. Плесневые грибы оказались самым устойчивым типом микроорганизмов к радиоактивному излучению.
Заключение. Состав микробиоценотических сообществ микроорганизмов у маисового и дальневосточного полозов обладал разно-
образным составом, который в основном был представлен кокковидной, энтеробактериальной, бациллярной флорой, а также микроскопическими плесневыми и дрожжеподобными грибами. Основ -ными отличиями биоты было отсутствие у маисового полоза стафилококковой, а у дальневосточной стрептококковой микрофлоры.
Спустя 72 часа после воздействия гамма-лучей на бактериальные ассоциации, полученные от экзотических рептилий, установили изменения морфологических и культуральных свойств микроорганизмов. Высокие дозы облучения оказывали губительно воздействие на бактерии к пятым суткам (120 часов), в тоже время рост плесневых грибов замедлялся, но спустя 48 - 72 часа усиливался. По нашему мнению, это связано с тем, что при прохождении через бактериальную клетку гамма-лучей нарушается процесс трансляции РНК бактериальной клетки, что провоцирует изменения белковой структуры внешней мембраны и меняет ее способность к восприятию анилиновых красителей, и провоцирует появление грамвариа-бельных форм в большом объеме.
Мицелий плесневых грибов имеет более высокую степень защищенности от гамма облучения. При низких дозах его рост мицелия незначительно ускорялся по сравнению с контрольными образцами, а при высоких дозах, например, 56 мзв, в первые 3 дня рост отставал на 11 -30% затем увеличивался и составлял 110-130%. Это связанно с тем, что молекулы наследственной информации у микроскопических грибов имеют множество копий и более гибки в плане адаптации к внешним физическим воздействиям.
Литература
1. Желанкин, Р.В. Рептилии как источник возбудителей зооантропонозных болезней / Р.В. Желанкин // Эколого-географические аспекты инфектологии: Новосибирск, 2011.- С. 91.
2. Кармышев Ю.В. Репродуктивные особенности четырехполосого полоза (Elaphequatuor linea tasauromates Pallas, 1814) на юге Украины // Bich. 3aropi3bK. держ. ун-ту. Фiз .-мат. науки. Бюл. науки. -2001г. - № 2. - С. 129.
3. Мороз, А.А. Бактериальные ассоциации рептилий / А.А. Мороз, И.Я. Строганова, А.А. Тайлаков // Вестник КрасГАУ Красноярск, - 2015. - №8 (107). - С. 168.
4. Мороз, А.А. Сканирующая зондовая микроскопия в микробиологии / А.А. Мороз // В сборнике: Инновационные тенденции развития российской науки. Мат-лы VII Международной научно-практической конференции молодых ученых. - 2015. - С. 137.
5. Мороз, А.А. Современные методы микроскопии в микробиологии / А.А. Мороз // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. - 2014. - Т. 2. - № 7. - С. 392.
6. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. - М.: Мир, 1997. - 432 с.
7. Сухопутные черепахи. Содержание. Разведение. Кормление. Лечение заболеваний / Чегодаев А.Е.- М.:Аквариум - Принт, 2008.-128с.,
8. Федорова, Ю.В. Изучение количественного и качественного состава микрофлоры наружных слизистых оболочек длинноногих сцинков при различных условиях содержания / Фёдорова Ю.В. // В сборнике: Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов - регионам. Вологда-Молочное. - 2019. - С. 134.
9. Ярофке Д., Рептилии. Болезни и лечение / Ярофке Д., Ланде Ю. - М.: Аквариум, 2005. - 209 с.
10. Baym., Spatiotemporal microbial evolutionon antibiotic and scapes /. Michael; Lieberman, Tami D.; Kelsic, Eric D.; Chait, Remy; Gross, Rotem; Yelin, Idan; Kishony, Roy. // Science, (2016-09-09). [англ.]. 353 (6304): 1147—1151. DOI:10.1126 / science.aag 0822. ISSN 0036-8075. PMID 27609891.
11. Tailakov A.A., Impaction of physical factors on changes in microbiocenosis in reptiles / A.A. Tailakov, A.A. Moroz, S.A. Schislenko, I.Ya. Strogonova, I.A. Usova // International Journal of Pharmaceutical Research, Oct - Dec 2019. - Vol. 11. - Р.1102.
EFFECT OF GAMMA IRRADIATION ON REPTILE MICROFLORA A.A. Taylakov, graduate student
FSBOU VO Krasnoyarsk GAU, Krasnoyarsk, e-mail: aleksandr.tailakov@mail.ru
In the process of keeping exotic reptiles in zoos, zoos and at home, you periodically have to resort to various diagnostic studies, including radiography. During diagnostic manipulations, including radiological studies, the microbial flora is also exposed to gamma radiation. In previous studies, we have identified the species composition of microbiocenotic communities of a number of reptiles, clarifying both quantitative and qualitative characteristics in connection with this goal of our work was to study the change in the complex of biological properties of reptile microbiocenoses. To achieve this goal, the following tasks were set: to study the composition of microbiocenotic communities in a number of reptiles; to establish influence of gamma irradiation from radiographic apparatus on biological properties of bacterial associations studied by microorganisms. The composition of microbiocenotic communities of microorganisms in Maize and Far Eastern poloses had a diverse composition, which was mainly represented by cocoa-shaped, enterobacterial, bacillary flora, as well as microscopic mold and yeast-like fungi. The main differences in biota were the absence of a staphylococcal maize polose, and a streptococcal microflora in the Far Eastern polose. After exposure to gamma rays on bacterial associations obtained from exotic reptiles, changes in morphological and cultural properties of microorganisms were established. In our opinion, this is due to the fact that when gamma rays pass through the bacterial cell, the process of translating the RNA of the bacterial cell is disrupted, which provokes changes in the protein structure of the outer membrane and changes its ability to perceive aniline dyes, and provokes the appearance of grammariable forms in a large volume.
Keywords: snakes, microbiocenotic communities, cultural, tinctorial properties, gamma irradiation.
References
1. Zhelankin, R.V. Reptiles as a source of pathogens of zooanthroponous diseases / R.V. Zhelankin // Ecological and geographical aspects of infectology: Novosibirsk, 2011.- Р. 91.
2. Karmyshev Yu.V. Reproductive features of a four-lane runner (Elaphequatuor linea tasauromates Pallas, 1814) in southern Ukraine//Bich. 3aropi3bK. держ. un-tu. Phiz .-mat. science. Buhl. science. - 2001 - № 2. - Р. 129.
3. Frost, A.A. Bacterial reptile associations/A.A. Frost, I.Ya. Stroganova, A.A. Taylakov//Bulletin of KrasGAU Krasnoyarsk, - 2015. - №8 (107). - Р. 168.
4. Frost, A.A. Scanning probe microscopy in microbiology/A.A. Frost//In the collection: Innovative trends in the development of Russian science. Mat-li of the VII International Scientific and Practical Conference of Young Scientists. - 2015. - C. 137.
5. Frost, A.A. Modern methods of microscopy in microbiology/ A.A. Frost //Collection of scientific works of the Stavropol Research Institute of Animal Husbandry and Feed Production. - 2014. - T. 2. - № 7. -C. 392.
6. Bergie's bacterial determinant. In 2 tons T. 1: Per. from English / Ed. J. Hoult, N. Krieg, P. Snit, J. Staley, S. Williams. - M.: World, 1997. - 432 р.
7. Land turtles. Content. Breeding. Feeding. Treatment of diseases / Chegodaev A.E. - M.: Aquarium -Print, 2008. - 128р.,
8. Fedorova, Yu.V. Study of the quantitative and qualitative composition of microflora of the external mucous membranes of long-legged skins under various conditions of content / Yu.V. Fedorova // In the collection: Young researchers of agro-industrial and forest complexes - regions. Vologda-Dairy. - 2019. - Р. 134.
9. Yarofke D., Reptiles. Diseases and treatment/Yarofke D., Lande Yu. - M.: Aquarium, 2005. - 209 p.
10. Baym., Spatiotemporal microbial evolutionon antibiotic and scapes /. Michael; Lieberman, Tami D.; Kelsic, Eric D.; Chait, Remy; Gross, Rotem; Yelin, Idan; Kishony, Roy. // Science, (2016-09-09). [English]. 353 (6304): 1147—1151. D0I:10.1126 / science.aag 0822. ISSN 0036-8075. PMID 27609891.
11. Tailakov A.A., Impaction of physical factors on changes in microbiocenosis in reptiles / A.A. Tailakov, A.A. Moroz, S.A. Schislenko, I.Ya. Strogonova, I.A. Usova // International Journal of Pharmaceutical Research, Oct - Dec 2019. - Vol. 11. - P.1102.
