CC BY
9
явили 96 предельных углеводородов С8—С33, 3 непредельных углеводорода С10, См, С32, 23 ароматических углеводорода С7—С20, 49 циклических соединений С8—С,0, 8 полициклических углеводородов, 5 кислородсодержащих соединений и ряд других веществ. Остается сожалеть, что гигиеническое нормирование почвы отстает от успехов аналитической химии, о чем свидетельствует тот факт, что из широкого перечня обнаруженных органических веществ только 2 оказались нормированными (представители ароматических углеводородов — толуол и диметилбензолы). Но и они присутствовали в концентрациях, превышающих ПДК почвы. Так, толуол обнаружен в концентрации, превышающей ПДК до 260 раз, а диметилбензолы — в 3 раза. Значительное количество выявленных соединений принадлежало к группам высокотоксичных веществ. Отметим также, что проявляющие токсическое действие представители группы ароматических углеводородов составили более 10% от суммарного содержания всех выявленных органических соединений. С этой точки зрения привлекают внимание группа полициклических ароматических углеводородов и многочисленная группа циклических соединений, составившая 80% массового содержания всех идентифицированных органических веществ. Среди полициклических ароматических углеводородов выявили флуорен, фенантрен, антрацен, пирен, флуорантен, нафталин и метилнаф-талины, некоторые из них проявляют канцерогенное действие на человека. В группе циклоуглеводо-родов идентифицировали циклогексан и его алки-лизомеры, циклооктан, циклононан и их изомеры, а также другие циклические углеводороды с молекулярной формулой до Сзо и их изомеры, обладающие токсическим действием.
Гигиенически эффективной и безопасной в химическом отношении оказалась технология трехступенчатой (или трехиловой) системы биологиче-
ской очистки, реализованная при очистке сточных вод оздоровительного комплекса в Красной Поляне г. Сочи [1]. Данное сооружение, наряду с другими достоинствами, позволило сократить количество осадка сточных вод вдвое, а также уменьшить, по сравнению с традиционными технологиями биоочистки, размер санитарно-защитной зоны. Как показали проведенные исследования, даже непосредственно у очистных сооружений перечень идентифицированных веществ и их концентрации оказались типичными для незагрязненного атмосферного воздуха.
Таким образом, применение методов идентификации веществ, продуктов их трансформации и биотрансформации, образующихся под влиянием биологического фактора, позволяет получить адекватную гигиеническую оценку безопасности новых природоохранных технологий и сооружений на основе биологических методов очистки воздушных выбросов или сточных вод, что будет способствовать сохранению здоровья населения.
Литература
1. Куликов Д. Я. Технология трехиловой биологической очистки городских сточных вод: Дис.... канд. техн. наук. — Ростов н/Д. - 2009.
2. Малышева А. Г. // Гиг. и сан. - 1997. - № 4. - С. 33-37.
3. Малышева А. Г. // Гигиена и сан. — 2003. — № 6. — С. 34—
36.
4. Малышева А. Г., Растянников Е. Г., Беззубое А. А. и др. // Гиг. и сан. - 2006. - № I. - С. 32-34.
5. Малышева А. Г., Рахманин Ю. А. // Вестн. Рос. воен. -мед. акад. - 2008. - № 3 (23), прил. 2, ч. I. - С. 117.
6. Рахманин Ю. А., Малышева А. Г. // Здоровье здорового человека. Научные основы восстановительной медицины. — М., 2007. - С. 300-303.
7. Сидоренко Г. И., Малышева А. Г., Кутепов Е. Н. Проблемы трансформации органических соединений в гигиене окружающей среды. — М., 1999.
Поступила 11.02.10
СЕВ. БУДАНОВА, Н. И. ШЕИНА. 2010 УДК 614. 4:615. 33.015.8
Е. В. Буданова', Н. И. Шеина2
ЗНАЧЕНИЕ ОЦЕНКИ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНЫХ СВОЙСТВ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ШТАММОВ-ПРОДУЦЕНТОВ В СИСТЕМЕ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
'Московская медицинская академия им. Н. И. Сеченова, Российский государственный медицинский университет, Москва
Проведены исследования по оценке антибиотикочувствительности микроорганизмов, используемых в биотехнологическом производстве и относящихся к различным таксонам: грамположительных (Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus thuringiensis) и грамотрицательных (Alcaligenes denitrißcans, Pseudomonas cary-ophylii) бактерий и нокардиоформных актиномицетов (Rhodococcus erythropolis, Rhodococcus corallinus). Чувствительность штаммов к широкому спектру антибиотиков определяли методом диффузии в агар. Показана различная реакция промышленных штаммов на испытанные антибиотики. Грамположительные спорообразующие бактерии рода Bacillus являются наиболее чувствительными к антибиотикам, представители рода Rhodococcus — умеренно чувствительными, а грамотрицательные бактерии родов Pseudomonas и Alcaligenes — устойчивыми к большому числу базисных антибиотиков и антибиотиков нового поколения. Полученные данные положены в основу разработки селективных микробиологических методов контроля за качеством окружающей среды (атмосферный воздух населенных мест, воздух рабочей зоны), которые утверждены в законодательном порядке.
Ключевые слова: антибиотикорезистентностъ, биотехнологические штаммы, методы контроля
[гиена и санитария 5/2010
Ye. V. Budanova, N. I. Sheina. - SIGNIFICANCE OF EVALUATION OF THE ANTIBIOTIC-RESISTANT PROPERTIES OF BACTERIAL PRODUCING STRAINS IN THE HYGIENIC STANDARDIZATION SYSTEM
The study was undertaken to evaluate the antibiotic sensitivity of microorganisms that were used in biotechnological production and belonged to different (axons: gram-positive (Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, and Bacillus thur-ingiensis) and gram-negative (Alcaligenes denitrificans and Pseudomonas caryophylii) bacteria and noncardioform actinomycetes (Rhodococcus erythropolis and Rhodococcus corallinus). The sensitivity of the strains to a range of antibiotics was determined by the agar diffuse method.
Industrial strains responded differently to test antibiotics. Gram-positive spore-forming bacteria of the genus Bacillus are most sensitive to antibiotics; the representatives of the genus Rhodococcus are moderately sensitive and the gram-negative bacteria of the genera Pseudomonas and Alcaligenes are resistant to a large number of basic antibiotics and new-generation ones.
The findings were made to serve as the basis for developing selective microbiological assays for environment quality control (the air of populated areas or a working zone), which were legally adopted.
Key words: antibiotic resistance, bioiechnicalstrains, controlling methods.
В связи с возрастающими темпами и масштабами биотехнологического производства, увеличением номенклатуры штаммов-продуцентов появляется потребность в создании большого количества селективных микробиологических методов по индикации этих штаммов с целью осуществления контроля за качеством объектов окружающей среды.
Поэтому актуальной задачей является разработка методов выделения и идентификации микроорганизмов не только на основании культурально-морфологических и физиолого-биохимических свойств, но и с учетом их антибиотикорезистент-ности [1, 2].
С этой целью провели исследования по оценке антибиотикочувствительности микроорганизмов, относящихся к различным таксонам и используемых в биотехнологическом производстве, — грам-положительных (Bacillus siibtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus thuringiensis) и грамотрицательных (Alcaligenes denitrificans, Pseudomonas caryophylii) бактерий и нокардиоформных актиномицетов (Rhodococcus erythropolis, Rhodococcus corallinus) [3, 4].
В исследовании использовали широкий спектр антибиотиков различной химической структуры:
— ß-лактамы (бензилпенициллин, карбеницил-лин, оксациллин, ампициллин, метициллин, цефа-лексин, цефепим, цефалотин);
— тетрациклины (тетрациклин, доксициклин);
— гликопептиды (ванкомицин);
— аминогликозиды (канамицин, мономицин, гентамицин, стрептомицин, неомицин, олеандо-мицин);
— макролиды (эритромицин);
— линкозамины (линкомицин);
— рифаминины (рифамицин);
— левомицетин (левомицетин, хлорамфени-кол);
— полипептиды (полимиксин);
— сульфаниламиды (триметоприм, ко-тримок-сазол, сульфисоксазол).
Также использовали нитрофурантоин, оксолин, оптохин.
В целом исследовали чувствительность к 29 антибиотикам.
Шеина Н. И. — д-р биол. наук, гл. науч. сотр. отд. токсикологии (т_511ета@таН. га); Буданова Е. В. — канд. мед. наук, доц. каф. микробиологии (е. V. Ь1^апоуа@таП.
ги)
Чувствительность бактерий к антибиотикам определяли методом диффузии в агар. Для определения антибиотикочувствительности готовили смыв двухсуточной культуры бактерий со скошенной среды мясопептонного агара (МПА), соответствующий 1 млрд микробных клеток в 1 мл (определяли по оптическому стандарту мутности). В пробирку с питательным бульоном засевали 1 мл полученного смыва, инкубировали его в течение 4 ч при оптимальной температуре для каждого штамма. Затем вносили по 0,5 мл 4-часовой бульонной культуры штамма бактерий в чашки Петри с МПА и тщательно растирали шпателем (посев газоном).
После этого на каждую чашку с посевами наносили бумажные диски с антибиотиками (на одинаковом расстоянии друг от друга и от краев чашки). В одну стандартную чашку с питательной средой диаметром 100 мм вносили одновременно не более 6 дисков. Посевы инкубировали в термостате при оптимальной температуре в течение 2 сут. Для получения достоверных результатов, исключающих возможные ошибки, работу выполняли в 3 повтор-ностях.
Степень чувствительности бактерий к каждому антибиотику определяли, измеряя диаметр зоны задержки роста микроорганизмов в миллиметрах. Полученные данные интерпретировали с помощью Manual of BBL Products and Laboratory procedures [5]. Для сравнения устойчивости штаммов использовали отношение количества антибиотиков, к которым штамм резистентен, к числу всех испытанных антибиотиков, выраженное в процентах.
Реакция микроорганизмов в отношении антибиотиков различна: к одним они чувствительны, к другим умеренно чувствительны, к третьим устойчивы (резистентны).
Бактерии рода Bacillus оказались чувствительными ко многим испытанным антибиотикам, исключение составляет В. thuringiensis, который был устойчив ко многим антибиотикам (48%) (см. рисунок).
Различная восприимчивость к антибиотикам зависит не только от родовой и видовой принадлежности, но и от индивидуальных особенностей штамма. Так, установили различную чувствительность для бактерий Bacillus subtilis. Штаммы Bacillus subtilis 15 и 65 являются чувствительными к целому ряду антибиотиков (0 и 10% соответственно). Наименее чувствительным среди этих бактерий является штамм В. subtilis 72 (33%).
Антибиотикорезистентность (в %) биотехнологических штаммов.
/ — в. subtilis ЮЗ; 2 — В. sublilis 65; 3 — В. sublilis 72; 4 — B.licheniformis I001; 5 — В. thuringiensis vor. israelcnsis; 6 — R. erythropolis КД; 7 — R. corallinus sp.; 8 - A. denitrificans C-32; 9 - P. caryophylii KM 92-102/I.
При оценке чувствительности к антибиотикам нокардиоформных актиномицетов установили, что представители рода Rhodococcus более устойчивы к различным антибиотикам, чем грамположитель-ные бактерии (см. таблицу).
Так, R. erythropolis оказался устойчивым ко многим ß-лактамам (24%), а R. corallinus — к целому ряду антибиотиков различного строения: мети-цилину, доксициклину, олеандомицину, эритромицину, линкомицину, сулфаниламидам (30%).
Грамотрицательные бактерии родов Pseudomonas и Alcaligenes проявляют высокие резистентные свойства, они оказались устойчивыми ко многим антибиотикам. Alcaligenes denitrificans устойчив к 54%, Pseudomonas caryophylii — к 91% антибиотиков.
Полученные данные представлены графически в виде диаграммы (см. рисунок), на которой видно, что наиболее резистентными являются грамотрицательные бактерии.
Таким образом, большинство биотехнологических штаммов, являясь сапрофитными микроорганизмами, относятся кантибиотикочувствительным формам. Однако исследование позволило выявить различную реакцию промышленных штаммов к широкому спектру антибиотиков: грамположи-тельные спорообразующие бактерии рода Bacillus являются наиболее чувствительными к антибиотикам, представители рода Rhodococcus —умеренно чувствительными, а грамотрицательные бактерии родов Pseudomonas и Alcaligenes — наиболее устойчивыми к большому числу базисных антибиотиков и антибиотиков нового поколения.
Полученные данные были положены в основу разработки селективных микробиологических методов контроля за качеством окружающей среды (атмосферный воздух населенных мест, воздух рабочей зоны), которые утверждены в законодательном порядке.
Таким образом, разработка элективных питательных сред на основе использования широкого спектра антибиотиков различной структуры явля-
Чувствительностъ нокардиоформных актиномицетов и грамотри-цательных бактерий к антибиотикам различного химического строения
Антибиотик R. erythropolis R. corallinus P. caryophylii A denitrificans
Бензилпенициллин Карбенициллин Оксациллин Ампициллин Метициллин Цефалексин Н- + + Н- + + + + + + + + + + + + + + +
Тетрациклин Доксициклин — + + + —
Ванкомицин — - + —
Канамицин Мономицин Гентамицин Стрептомицин Неомицин Олеандомицин н- 1 1 1 н- | 1 1 1 -И | + + + + + + 1 1 1 + 1 -н
Эритромицин ± + + ±
Линкомицин ± + + +
Рифампицин + — + +
Левомицетин Хлорамфеникол — — + ±
Полимиксин ±
Триметоприм Ко-тримоксазол Сульфисоксазол + + + + +
Нитрофурантоин - - + +
Оксолин — ± +
Оптохин +
Примечание.--чувствительны к антибиотику, не вырастают на среде с диском указанного антибиотика; ± — проявляют слабую чувствительность к данному антибиотику; + — не чувствительны к антибиотику, вырастают на среде с диском указанного антибиотика. Черта разделяет различные классы антибиотиков.
ется одним из эффективных путей разработки методов контроля новых биотехнологических штаммов в объектах окружающей среды.
Л итература
1. Борисов Л. Б., Козьмич-Соколов Б. Н., Фрейдлин И. Г. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии: Учеб. пособие. — М., 1993.
2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология / Под ред. А. А. Воробьева. — М., 2004.
3. Определитель бактерий Берджи / Под ред. Хоулта и др. ; Пер. с англ. - М., 1997. - Т. 1-2.
4. Пивоваров Ю. П., Королик В. В. Санитарно-значимые микроорганизмы. Таксономическая характеристика дифференциации. — М„ 2000.
5. Manual of BBL Products and Laboratory Procedures. — 6-th Ed. - Cat. N 52000. - 1988.
Поступила 2S.03.I0
