Занятие 8
Тема: Распространение микробов в природе. Микрофлора почвы, воды, воздуха. Санитарно-показательные микроорганизмы.
1. Микрофлора почвы
Находящиеся в почве микроорганизмы подразделяются на две группы:
- аутохтонные микроорганизмы (резидентные микроорганизмы,
резидентная микрофлора), то есть микробы, которые постоянно присутствуют в конкретном типе почвы; аллохтонные микроорганизмы (транзиторная микрофлора), то есть те микроорганизмы, которые в обычных условиях в почве не встречаются и попадают в нее периодически.
В почве обитают:
1. Водоросли (зеленые, сине-зеленые и диатомовые). Количество их в 1 г почвы может достигать 100 тысяч.
2. Грибы - в основном, дрожжевые и дрожжеподобные грибы.
3. Бактерии (актиномицеты, спорообразующие бактерии, спирохеты, микобактерии, псевдомонады, азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии, архебактерии). В плодородной почве общая биомасса бактерий достигает 500 кг/га и более. Наибольшее значение для почв имеют азотфиксирующие бактерии (Azotobacter, Nitrobacter, Mycobacterium и другие). К типичным почвенным бактериям относятся актиномицеты и спорообразующие палочки родов Bacillus и Clostridium.
4. Простейшие (амебы).
Почвенные микроорганизмы принимают участие:
- в процессах почвообразования;
- в процессах самоочищения почвы;
- в кругообороте в природе азота, углерода и других элементов.
Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве обусловлен содержанием в ней органических веществ, влаги, рН, температурой, климатическими условиями, способом обработки и т. д.
Наиболее богаты микроорганизмами черноземные, каштановые почвы, сероземы и специально обработанные почвы. Бедны микрофлорой песчаные, горные и лишенные растительности почвы.
Наиболее многочисленны микроорганизмы в верхнем 5-15-сантиметровом слое, меньше их на глубине 20-30 см и минимальное количество на глубине 30-40 см. Однако бактерии найдены в почве даже на глубине 5 м.
Численность микроорганизмов в почве увеличивается по направлению с севера на юг, весной количество микробов в почве значительно возрастает, достигая максимума к началу осени; зимой - резко уменьшается.
Загрязнение и самоочищение почвы. Почва населенных мест загрязняется твердыми и жидкими отбросами, выделениями людей и животных, остатками растений, хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами. Особенно опасны сточные воды мясокомбинатов, предприятий по переработке кожи, шерсти, которые могут содержать патогенные бактерии. В связи с этим почва может служить фактором передачи возбудителей инфекционных заболеваний. Наиболее длительно живут спорообразующие микробы – возбудители столбняка, ботулизма, сибирской язвы.
Неспорообразующие микроорганизмы погибают быстрее, чем спорообразующие и выживают в почве незначительное время. Возбудители дизентерии выживают в почве от 10 дней до 9 месяцев; холерные вибрионы - от 10 дней до 4 месяцев; бактерии брюшного тифа - от 14 дней до 10 месяцев; бактерии туляремии - от 10 дней до 2,5 месяцев; микобактерии туберкулеза - от 3 до 7 месяцев и более; бруцеллы - от 2 до 3 месяцев.
В почве обитает много плесневых грибов. Некоторые из них, например грибы из рода Fusarium, вырабатывают токсические вещества. При употреблении хлеба, выпеченного из зерна, пораженного грибом Fusarium sporotrichiella, у человека возникает токсикоз (отравление “пьяным хлебом”). Грибы из рода Aspergillus (Asp. flavus, Asp. fumigatus), паразитирующие на зерновых культурах, образуют токсическое вещество - афлатоксин. При употреблении в пищу продуктов, заражённых афлатоксином, возникает тяжелое отравление (некротическое поражение печени, почек, геморрагическое воспаление пищеварительного тракта).
2. Микрофлора воды
Микрофлору водоемов образуют две группы:
- аутохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде;
- аллохтонная микрофлора – совокупность микроорганизмов, случайно попавших в воду и сохраняющихся в ней сравнительно короткое время.
Источником загрязнения воды служат бытовые и промышленные стоки. В открытые водоемы большая часть микробов попадает из почвы. Поэтому в озерах, прудах, реках наивысшее содержание микрофлоры отмечается в прибрежной зоне.
Самоочищение водоемов обусловливается рядом факторов:
- быстрым течением воды, что ведет к уменьшению концентрации органических веществ;
- бактерицидным действием инсоляции;
- минерализацией органических соединений микробами;
- наличием пищевой цепи: бактерия – простейшие – насекомые – рыба, животные – человек;
- адсорбцией твердыми частицами ила;
- адсорбцией на поверхности растений;
- действием фитонцидов растений.
Вода как фактор передачи инфекционных заболеваний человека. Вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. В открытых водоемах, особенно находящихся на неблагополучных по инфекционным болезням территориях, обнаруживают возбудителей кишечных и природно-очаговых инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций). В донных отложениях прудов и озер нередко обитают возбудители ботулизма.
3. Микрофлора воздуха
Воздух – неблагоприятная среда для размножения микроорганизмов (отсутствие питательных веществ, солнечные лучи, высушивание). Состав микрофлоры воздуха – это пигментные сапрофитные бактерии (микрококки, сарцины), актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др.
Наибольшее количество микроорганизмов содержит воздух крупных промышленных городов. Воздух же полей, лесов, лугов, а также над водными пространствами, в удалении от населенных пунктов отличается сравнительной чистотой. Значительные изменения претерпевает микрофлора воздуха в зависимости от времени года. Максимальное количество микробов обнаруживают в летнее время, а минимальное – в зимнее время.
Микрофлора воздуха закрытых помещений более разнообразна и относительна стабильна. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе и патогенные виды. Основной источник загрязнения воздуха патогенными видами – бактерионосители.
Микроорганизмы в воздухе находятся в состоянии аэрозоля. Аэрозоль – коллоидная система, состоящая из воздуха, капелек жидкости или твердых частиц, и включающая различные микроорганизмы. Размер аэрозольных частиц варьируется от 01.01.01 нм. При чихании может образовываться до 40000 капель.
Выделяют три основные фазы бактериального аэрозоля:
1. Капельная фаза состоит из бактериальных клеток, окруженных водно-солевой оболочкой. Диаметр частиц около 0,1 мм. Длительность пребывания в воздухе составляет несколько секунд.
2. Мелкоядерная фаза образуется при высыхании частиц первой фазы. В этой фазе частицы имеют наименьшие размеры, легко перемещаются потоками воздуха, длительно находятся во взвешенном состоянии. Именно так распространяются большинство возбудителей воздушно-капельных инфекций.
3. Фаза “бактериальной пыли” состоит из крупных, быстро оседающих частиц, образующие пыль, способную подниматься в воздух.
Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы в воздух попадают с каплями слюны человека при разговоре, кашле, при слущивании клеток эпителия кожи.
4. Санитарно-показательные микроорганизмы
Санитарно-показательные микроорганизмы (СПМ) – это микроорганизмы, по которым косвенно судят о возможном присутствии патогенных микробов во внешней среде. Определение СПМ основано на предположении о том, что чем больше объект загрязнен выделениями человека и животных, тем больше будет СМП и тем вероятнее присутствие патогенных микробов.
Основные характеристики санитарно-показательных микроорганизмов:
- СПМ должен постоянно обитать в организме человека или животных и постоянно выделяться во внешнюю среду;
- СПМ не должен размножаться на объектах окружающей среды;
- длительность выживания СПМ во внешней среде должна соответствовать длительности выживания патогенных микроорганизмов;
- методы идентификации и дифференциации СПМ должны быть простыми и надежными.
Для выявления общей микробной обсемененности определяют общее микробное число (ОМЧ) путем подсчета всех микроорганизмов, растущих на питательных средах при высеве 1 г или 1 мл субстрата.
Количество СПМ выражают в титрах и индексах:
- титр СПМ – наименьший объём исследуемого материала (в мл) или весовое количество (в г), в котором еще присутствует хотя бы одна особь СПМ;
- индекс СПМ – количество СПМ, обнаруженное в определённом объёме или весовом количестве исследуемого объекта.
Микробиологическое исследование почвы проводят с целью:
- санитарной оценки почвы;
- характеристики процессов самоочищения;
- оценки методов обезвреживания отбросов;
- определения пригодности участков для строительства;
- выяснения путей заражения почвы;
- выяснения продолжительности выживания в почве патогенных микробов.
Отбор проб почвы производится по периметру участка (4 пробы) и в центре участка (1 проба), весом каждая проба не менее 1 кг.
Микробиологическое исследование воды. В соответствии с действующими нормативными документами контролю подлежат:
- вода питьевая (центрального и местного водоснабжения);
- вода плавательных бассейнов;
- вода открытых водоёмов;
- сточные воды;
- вода для приготовления инъекционных растворов и глазных капель.
Отбор проб воды. Для отбора проб питьевой воды используют стерильные флаконы ёмкостью 500 мл. Предварительно проводят обжигание водопроводных кранов пламенем и пропускают воду в течение 10-15 минут при полностью открытом кране.
Пробы воды из бассейнов в ходе их эксплуатации отбирают не менее чем в двух точках с 25-30 см от поверхности в количестве одного литра.
Микробиологическое исследование воздуха осуществляют седиментационными или фильтрационными методами.
Седиментационный метод Коха - спонтанное оседание бактериальных частиц и капель под действием силы тяжести на поверхность питательной среды открытой чашки Петри. При этом считается, что на поверхность плотной питательной среды в чашке Петри площадью 100 см2 за 5 минут оседает такое количество бактерий, которое содержится в 10 л воздуха. Для определения чистоты воздуха при седиментационном методе чашки выдерживают открытыми в течение 60 минут, а затем инкубируют при 37ОС. Результаты оценивают следующим образом:
- менее 250 колоний – чистый воздух;
- 250-500 колоний – средняя степень загрязненности;
- более 500 колоний – загрязненный воздух.
При фильтрационных методах отбор проб воздуха осуществляется с помощью различных приборов и аппаратов (в частности, с помощью аппарата Кротова) на поверхность плотной питательной среды. Посевы культивируют 48 часов при 37оС. После инкубации подсчитывают число колоний на питательной среде и вычисляют количество бактерий в исследуемом воздухе.
Подсчет микробного числа для определения чистоты воздуха при использовании аспирационного метода (прибора Кротова) проводится по формуле:
Х = 1000а / V, где а – количество колоний на чашке; V – объем прокаченного воздуха.
Основные показатели санитарного состояния воздуха:
- ОМЧ воздуха – количество колониеобразующих единиц в 1 м3 воздуха;
- присутствие золотистого стафилококка, б - и в - гемолитических стрептококков;
- присутствие дрожжеподобных и плесневых грибов;
- присутствие патогенных микроорганизмов.
Литература для подготовки к занятию:
1. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М., 2002.
2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. . М., 2004.
3. Медицинская микробиология. М., ГЭОТАР-МЕДИА, 2005.
