1. Микроорганизмы в окружающей среде
1.1. Микробиоценоз- совокупность популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе. Например микробиоценоз кишечника человека включает микроорганизмы, такие как бифидобактерии (Bifidobacterium), которые помогают переваривать углеводы и синтезировать витамины B, лактобактерии (Lactobacillus), создающие кислую среду для подавления патогенов, Эшерихии (Escherichia coli), которые участвуют в расщеплении пищи и производстве витаминов K, фирмутеки (Firmicutes), играющие роль в ферментации углеводов, и археи (например, Methanobrevibacter smithii), которые помогают в метаболизме углеводов. Все эти микроорганизмы взаимодействуют для поддержания нормальной работы кишечника.
1.2. Взаимодействие микроорганизмов (симбиоз)
1.2.1. Облигатный симбиоз – один или оба симбионта сильно зависимы друг от друга, и развиваться раздельно не могут
1.2.1.1. Собственно симбиоз – тип взаимоотношений между микробами, при котором два или более вида при совместном развитии создают друг для друга взаимовыгодные условия жизнедеятельности.Например, Bifidobacterium , который живет в кишечнике человека и оказывают помощь в переваривании сложных углеводов и синтезе витаминов, таких как витамины группы B и витамин K. не могут существовать без хозяина, и хозяин также не может функционировать без этих микроорганизмов.
1.2.2. Факультативный симбиоз – каждый организм может существовать самостоятельно
1.2.2.1. Сателлитизм – разновидность метабиоза. В данном случае развитие одного микроба стимулируется другим в результате выделения фактора роста (витаминов, аминокислот, азотистых веществ) Примером сателлитизма является взаимодействие между Haemophilus influenzae и Streptococcus pneumoniae. Haemophilus influenzae не может расти на обычных питательных средах без факторов роста, которые выделяет Streptococcus pneumoniae, таких как гема (железо-содержащие соединения). В свою очередь, Streptococcus pneumoniae может расти самостоятельно и не зависит от Haemophilus influenzae.
1.2.2.2. Синергизм – тип взаимоотношений между членами ассоциации, при которых они стимулируют развитие друг друга за счет выделения продуктов жизнедеятельности. Примером синергизма может быть взаимодействие между Azotobacter и Rhizobium. Azotobacter — это азотфиксирующий микроорганизм, который может фиксировать атмосферный азот и высвобождать его в почву. Rhizobium, в свою очередь, помогает растениям усваивать этот азот, улучшая рост растений. Оба микроорганизма стимулируют развитие друг друга и усиливают эффект своей деятельности, что выгодно для растения.
2. Метабиоз - тип взаимоотношений, когда пользу извлекает только один партнер, не причиняя вреда другому. Чаще всего наблюдается развитие одного организма за счет продуктов метаболизма другого. Примером может быть взаимодействие между Escherichia coli (кишечная палочка) и Lactobacillus (молочнокислые бактерии). E. coli извлекает выгоду от продуктов метаболизма Lactobacillus, таких как органические кислоты, которые создают кислую среду в кишечнике, помогая подавлять рост патогенных бактерий. В данном случае E. coli получает выгоду, но Lactobacillus не зависит от него и не причиняет вреда.
3. Экологические ниши микроорганизмов
3.1. Почва как среда обитания.
3.2. Водная среда
3.3. Воздух
4. Воздух — среда, не поддерживающая размножение микроорганизмов; это определяется отсутствием питательных веществ и недостатком влаги. Кроме того, в воздухе более выражено микробицидное действие солнечных лучей УФ-спектра. Загрязнение воздуха микробами происходит из почвы, воды, от животных, людей и растений. Состав микрофлоры воздуха разнообразен и значительно изменяется в зависимости от условий. Воздух верхних слоев атмосферы, а также горный и морской воздух содержит очень мало микроорганизмов. В населенных местах их значительно больше, особенно в летнее время. Особенно сильно микроорганизмами насыщен атмосферный воздух над крупными городами. Это связано с тем, что микроорганизмы в воздухе находятся в состоянии аэрозоля. Выделяют три основные фазы бактериального аэрозоля. Капельная, или крупноядерная фаза состоит из бактериальных клеток, окружённых водно-солевой оболочкой. Диаметр частиц около 0,1 мм и более. Частицы оседают довольно быстро: длительность пребывания в воздухе составляет несколько секунд, а скорость перемещения — в среднем 30 см/с. Мелкоядерная фаза образуется при высыхании частиц первой фазы и состоит из бактериальных клеток, сохранивших только химически связанную воду на своей поверхности и свободную воду внутри клеток. В этой фазе частицы имеют наименьшие размеры, легко перемещаются потоками воздуха, длительное время находятся в нём во взвешенном состоянии. Это 16 наиболее устойчивая фаза, так как диаметр большинства частиц не превышает 0,05 мм, а скорость оседания частиц составляет, в среднем, 0,013 см/с. При этом скорость их передвижения превышает 30 см/с, поэтому они могут рассеиваться на большие расстояния. Эта фаза представляет наибольшую эпидемиологическую опасность, так как в её составе распространяется большинство возбудителей воздушно-капельных инфекций, особенно малоустойчивых к внешним воздействиям (например, возбудитель коклюша). Фаза «бактериальной пыли». Из первых двух фаз бактерии могут переходить в состав более крупных частиц, оседающих в виде пыли на различных предметах, образуя так называемую «бактериальную пыль». Её важное свойство — способность легко диспергироваться под воздействием даже малых токов воздуха. Размер частиц варьирует от 0,01 до 1 мм. В зависимости от размера частиц и скорости воздушных течений, скорость их перемещения находится в пределах 0,5-30 см/с. Вследствие длительного пребывания во взвешенном состоянии и способности частиц проникать в дистальные отделы лёгких, мелкодисперсная бактериальная пыль также представляет эпидемиологическую опасность. Эта фаза бактериального аэрозоля преобладает в воздухе жилых помещений и с ней рассеиваются патогенные микроорганизмы, устойчивые к высушиванию (микобактерии, клостридии, стафилококки, стрептококки, грибы). Микрофлора атмосферного воздуха и микрофлора воздуха жилых помещений различается. Микрофлора атмосферного воздуха. Среди микроорганизмов атмосферного воздуха доминируют виды, обитающие в почве. Стафилококки и стрептококки обнаруживают лишь в 3,7% проб, взятых в местах большого скопления людей. В атмосферном воздухе в основном встречают следующие группы микроорганизмов: Пигментообразующие кокки в солнечные дни составляют до 70-80% всей флоры (пигмент защищает бактерии от инсоляции). 17 Почвенные споровые и гнилостные микроорганизмы. Их содержание резко увеличивается в сухую и ветреную погоду. Плесневые грибы и дрожжи. Их содержание увеличивается при повышении влажности воздуха. В атмосферном воздухе постоянно происходят процессы самоочищения за счет осадков, инсоляции, температурных воздействий и других факторов. В свою очередь атмосферный воздух сам по себе — фактор очищения воздуха жилых помещений. Микрофлора воздуха закрытых помещений более однообразна и относительно стабильна. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе патогенные виды, попадающие в воздух при кашле, чихании или разговоре. К ним можно отнести стафилококки, стрептококки, дифтероиды, пневмококки, менингококки, различные вирусы и др. Основной источник загрязнения воздуха патогенными видами — бактерионосители. Уровень микробного загрязнения зависит главным образом от плотности заселения, активности движения людей, санитарного состояния помещения, в том числе пылевой загрязнённости, вентиляции, частоты проветривания, способа уборки, степени освещённости и других условий. Так, регулярные проветривания и влажная уборка помещений снижает обсеменённость воздуха в 30 раз (по сравнению с контрольными помещениями). Самоочищения воздуха закрытых помещений не происходит.
4.1. Бактерии: Наиболее распространенные представители — это бактерии рода Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas, которые могут быть как полезными (участвуют в разложении органических веществ), так и патогенными. Патогенные бактерии, такие как Mycobacterium tuberculosis (вызывающий туберкулез) или Streptococcus pneumoniae (вызывающий пневмонию), могут передаваться через воздух и быть причиной заболеваний.
4.2. Грибы: В воздухе встречаются как микроскопические грибы, так и споры макроскопических грибов. Одним из примеров является род Aspergillus (плесневые грибы), который широко распространен в атмосфере. Споры грибов могут вызывать аллергические реакции или инфекции, особенно у людей с ослабленным иммунитетом.
4.3. Простейшие: Одноклеточные организмы, такие как амебы или инфузории, также могут встречаться в воздухе, особенно в помещениях с повышенной влажностью.
4.4. Вирусы: В воздухе могут циркулировать вирусы, например, вирусы, передающиеся воздушно-капельным путем, такие как грипп, коронавирусы или вирусы простуды. Вирусы в воздухе, как правило, являются более устойчивыми в каплях или на частицах пыли.
4.5. Пылевые частицы и аллергены: В воздухе могут находиться различные пылевые частицы, такие как микроскопические фрагменты растительности, пыльца, пыль из почвы, а также аллергены, которые могут вызывать аллергические реакции у людей.
5. Порядок проведения микробиологического исследования почвы : Отбор и подготовка проб. Перед отбором пробы заполняют сопроводительные документы с описанием местности (характер рельефа, растительности и т.д.), предполагаемых источников загрязнения. Пробы отбирают с прямоугольного участка размером не менее чем 5 х 5 м из 5 точек («метод конверта»). При этом в условиях асептики берут с глубины 20—25 см образцы для приготовления смешанной пробы весом 1 кг. Пробу помещают в стерильную посуду, маркируют. Исследование пробы желательно проводить в тот же день, допускается хранение материала в течение 24 часов при температуре 4-5ºС. Перед исследованием образцы почвы освобождают от крупных включений, растирают в ступке и просеивают через стерильное сито с диаметром пор 3 мм. Масса навесок для исследования зависит от цели исследования. Навеску почвы помещают в стерильную колбу и заливают стерильной водопроводной водой в соотношении 1:10. Полученную смесь встряхивают 10-15 мин, затем 2-3 мин. отстаивают. Полученную суспензию используют для приготовления последующих разведений. Определение ОМЧ. ОМЧ почвы определяют глубинным посевом (на плотной среде) из 10- кратных разведений или методом прямой микроскопии (по Перфильеву). Для глубинного посева готовят несколько разведений почвенной суспензии (10-2, 10-3, 10-4 и т.д.) Для посева выбирают разведения исходя из загрязненности почвы. По 0,1 мл выбранных разведений смешивают с 40 мл расплавленного и остуженного до 45ºС питательного агара, после чего выливают вторым слоем в чашки Петри с питательным агаром. Посевы инкубируют при 28-30ºС в течение 72 часов и подсчитывают количество выросших колоний. Для подсчета колоний выбирают такие разведения почвенной суспензии, при которых на чашках вырастает от 50 до 150 колоний. Затем делают пересчет на 1 г почвы с учетом разведений. При использовании прямого метода по Б.В. Перьфильеву к 1 мл почвенной суспензии в разведении 1:10 добавляют 1-2 капли раствора акридинового оранжевого. Затем каплю суспензии помещают в капиллярную камеру. Капилляр помещают на предметное стекло, фиксируют парафином и исследуют при помощи люминесцентной микроскопии. Затем делают пересчет на 1 г почвы. Определение коли-индекса. Если предполагается невысокая степень фекального загрязнения, БГКП в почве определяют бродильным методом или методом мембранных фильтров; при высокой степени — прямым посевом почвенной суспензии в разведении 1:10 на среду Эндо. Метод мембранных фильтров проводят также как и при исследовании воды. Предварительно почвенную суспензию 1:10 центрифугируют при 2000 об/мин в течение 5 мин, затем 5-10 мл суспензии фильтруют через мембранные фильтры. При титрационном методе из приготовленных разведений почвенной суспензии делают посевы в питательную среду Кесслера (1% пептона, 5% желчи, 0,25% лактозы, генциановый фиолетовый). Из разведения 1:10 10 мл засевают во флакон с 50 мл среды, что соответствует 1 г почвы. Для посева меньших количеств (0,1 и 0,01 г почвы) делают разведение 1:100 и по 1 мл из разведений 1:10 и 1:100 соответственно засевают в пробирки с 9 мл среды. Далее методика соответствует определению коли-индекса воды. Определение перфрингенс-титра Перфрингенс-титр почвы – минимальное количество почвы, в котором еще определяются Clostridium perfringens. Из приготовленных 10-кратных разведений почвенной суспензии по 1 мл переносят в два параллельных ряда пробирок. Один ряд прогревают при 80°С 15 мин для уничтожения вегетативных форм. Далее пробирки заливают свежеприготовленной средой Вильсона-Блера. Посевы инкубируют при 43ºС в течение 24-48 часов, после чего учитывают результаты по образованию черных колоний. Из колоний делают мазки, окрашивают по Граму и обнаруживают типичные грамположительные палочки. Определение термофильных бактерий. Число термофильных бактерий определяют глубинным посевом различных разведений на плотные среды (МПА) с инкубированием при 60°С в течение суток. Из каждого разведения рекомендуется засевать по 2-3 параллельные чашки. Определение нитрифицирующих бактерий. Титр нитрифицирующих бактерий определяют посевом из 10-кратных разведений почвенной суспензии на жидкую синтетическую среду Виноградского. Посевы инкубируют при 28ºС в течение 14-15 суток. На 5-7 день можно проверить образование азотистой или азотной кислоты при помощи дифениламина. Для этого на стеклянную пластину помещают каплю среды и добавляют несколько капель дифениламина (в концентрированной серной кислоте), синее окрашивание свидетельствует о присутствии нитратов.
5.1. Согласно исследованиям С. Н. Виноградского (1952) микрофлору почвы можно разделить на Метаболически активные организмы (R-стратеги)- ассимилируют неорганические, низкомолекулярные органические вещества и быстро ферментируют высокомолекулярные органические соединения — белки, целлюлозу, пектин, хитин. Примером R-стратегов (метаболически активных организмов) в почве могут быть бактерии родов Pseudomonas и Bacillus, которые активно расщепляют белки, целлюлозу и другие органические соединения, быстро размножаются и играют важную роль в разложении органического вещества.
5.2. Метаболически малоактивные организмы (k-стратеги)- способны к деструкции и синтезу гумусовых веществ. Примером K-стратегов (метаболически малоактивных организмов) являются микозные грибы (например, род Penicillium), которые способны к деструкции сложных органических соединений, а также синтезу гумусовых веществ, но размножаются медленно и часто образуют длительно сохраняющиеся споры.
5.3. Санитарно-показательные микроорганизмы почвы. К санитарно-показательным микроорганизмам, которые определяют в почве, относятся БГКП, Clostridium perfringens, термофильные и нитрифицирующие бактерии (табл. 8). По количеству БГКП судят о фекальном загрязнении почвы и о наличии прочих энтеробактерий. Важным критерием санитарного состояния почвы и ее способности к самоочищению является содержание Clostridium perfringens. Эти микроорганизмы свидетельствуют о фекальном загрязнении, при этом эшерихии исчезают уже через 4—5 мес, а клостридий обнаруживают в титре 0,01 г. Определение термофильных бактерий помогает оценить загрязнение почвы навозом, компостом или сточными водами и стадию разложения их органического субстрата. Появление нитрифицирующих бактерий указывает на развитие процесса самоочищения. Для более полной оценки процесса самоочищения определяют также группы микроорганизмов, быстро разрушающих органический субстрат: бациллы, актиномицеты, грибы. При попадании в почву органических веществ сразу же повышается общее микробное число (ОМЧ), а также общее число сапрофитов (ОЧС). Обычно в грязных почвах ОМЧ>ОЧС, а в чистых ОМЧ = ОЧС или ОМЧ<ОЧС. Сначала размножаются гетеротрофы, обладающие очень высокой ферментативной активностью и представленные семейством псевдомонад, аэромонад и др. В этот период в почве много фекальных бактерий (БГКП, энтерококки, Cl. perfringens), протеолитов, разлагающих белки, пептоны, аммонификаторов (микробов, расщепляющих белки до NH3). Для самого свежего загрязнения характерна большая обсемененность почвы энтерококками, БГКП, Cl. perfringens, термофилами и отсутствие нитрификаторов. В процессе самоочищения почвы состав микрофлоры меняется. По мере повышения кислотности в почве появляются ацидофильные микроорганизмы: молочнокислые бактерии, дрожжи, грибы, плесени, актиномицеты. По мере накопления аммиака в почве начинают размножаться нитрификаторы, т. е. микроорганизмы, окисляющие МН3 до нитритов и нитратов. Эти микроорганизмы завершают цикл превращений органических веществ в неорганические. За окисление NH3 до HNO2 ответственны нитрозобактерии (Nitrosomonas), а за окисление HNO2 в HNO3 — нитробактерии (Nitrobacter). Одновременно с процессами нитрификации идут процессы денитрификации, т.е. восстановление нитратов в нитриты, а далее в газообразный азот. На этом этапе ОМЧ почвы становится низким. Видовой состав и численность микрофлоры стабилизируется. Активные вегетативные формы спорообразующих бактерий и грибов уступают покоящимся спорам бацилл, актиномицетам, грибам. В чистых почвах всегда доминируют покоящиеся споры. Спорообразование всегда говорит о законченных процессах минерализации почвы. Сочетание ОМЧ и нитрификаторов используют для распознавания и отличия чистых почв от почв, бывших загрязненными, но находящихся на стадии минерализации. Для них характерно низкое ОМЧ, но высокое число нитрификаторов. То же самое можно сказать и при сопоставлении общего числа сапрофитов и процентов споровых аэробов. Если процент споровых форм к ОЧС высок (40—60%), то это характерно для чистых почв, если же низок (25%), то почва загрязнена.
5.4. Почва состоит из минеральных и органических соединений. Она – продукт жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих процесс её формирования, самоочищения, круговорота азота, углерода, серы и железа в природе. Микроорганизмы почвы фиксируют азот из воздуха (около 100 млн т ежегодно), образуют гумус почвы и высвобождают питательные вещества для растений, выполняют санитарную функцию почвы. Почва является основной средой обитания многих микробов. Отсюда они поступают в воду и обсеменяют воздух. Микрофлора почвы включает все известные группа микроорганизмов: споровые и неспорообразующие бактерии, актиномицеты, грибы, спирохеты, архебактерии, простейшие, сине-зеленые водоросли, микоплазмы и вирусы. В 1 г почвы насчитывается до 6 млрд микробных тел. Очаговость распространения микроорганизмов – главная особенность их экологии в почве, позволяющая сохранить виды почвенных микроорганизмов и специфичность группировок по горизонтам почвы. В верхних слоях обитают актиномицеты и аэробы. В нижних – грибы и анаэробы. Количественный состав микроорганизмов почвы неравномерен. Самый поверхностный слой толщиной 1—2 мм содержит мало микроорганизмов, так как они быстро погибают под действием солнечных лучей и высыхания. Следующий слой, глубиной 10—20 см, наиболее обсеменен разнообразными микроорганизмами, под влиянием которых в нем протекают бурные биохимические процессы. По мере увеличения глубины количество микробов постепенно уменьшается, но их обнаруживают даже на значительной глубине. Независимо от глубины наиболее густо всегда заселена околокорневая (ризосферная) зона растений. Качественный состав околокорневой микрофлоры зависит от вида растений, но во всех случаях преобладает грибная флора. Количество микроорганизмов околокорневой зоны в тысячи раз превышает микробное число не занятой растениями почвы. Этот факт используется при обезвреживании почвы, обсемененной патогенными бактериями. На качественный и количественный состав микрофлоры почвы влияет тип почвы, её плодородие, влажность, аэрация и физико–химические свойства. На микробиоценоз почвы существенно влияет деятельность человека: обработка почвы, внесение удобрений, мелиорация, загрязнение отходами производств. Патогенные микроорганизмы могут попасть в почву с выделениями человека и животных. Особо опасным в санитарном отношении является загрязнение почвы необезвреженными отходами животноводства (навоз, моча, трупы животных). Самоочищающая способность почвы ограничена, а методы обеззараживания почвы громоздки и малоэффективны (например, 5 кг хлорной извести на 1 м3 почвы). Патогенные для человека микроорганизмы можно разделить на три группы. К первой группе относятся патогенные микробы, для которых почва является постоянным местом обитания. Это возбудители ботулизма, актиномицеты, грибы, вызывающие микозы. Вторая группа представлена споровыми микроорганизмами, для которых почва является вторичным резервуаром, где они сохраняются длительное время (десятилетия). К ним относятся возбудители сибирской язвы, столбняка и газовой гангрены. Третья группа — патогенные микробы и вирусы, которые, попадая в почву с выделениями человека и животных, сохраняются там от нескольких часов до нескольких месяцев (кишечная палочка, сальмонеллы, шигеллы). Опасность передачи через почву заболеваний, вызванных этими возбудителями, невелика и зависит от интенсивности обсеменения микробами.
6. В воде формируются определенные биоценозы с преобладанием микроорганизмов, адаптировавшихся к условиям местонахождения. Количественный и качественный состав микрофлоры воды зависит от состава и концентрации минеральных и органических веществ, температуры, рН, скорости движения воды, массивности поступления ливневых, фекально- бытовых и промышленных сточных вод. Количество микробов прямо пропорционально степени загрязненности водоемов. Особенно богаты микроорганизмами пруды, ручьи, озера густо населенных районов. В закрытых водоемах (озера, пруды) наблюдается определенная закономерность в распределении бактерий. Состав микроорганизмов различен на поверхности воды и на дне водоемов. Наиболее обильно заселена микроорганизмами вода на глубине 10-100 см. В более глубоких слоях их количество значительно снижается. Ключевые воды и воды артезианских колодцев наиболее чисты. Микрофлора воды активно участвует в процессе самоочищения от органических отходов. Утилизация органических отходов связана с деятельностью постоянно обитающих в воде микроорганизмов, т.е. составляющих аутохтонную микрофлору. В пресных водоемах находятся различные бактерии: палочковидные (псевдомонады, аэромонады и др.), кокковидные (микрококки), извитые и нитевидные (актиномицеты). На дне водоемов, в иле увеличивается количество анаэробов. При загрязнении воды органическими веществами появляется большое количество непостоянных (аллохтонных) представителей микрофлоры воды, которые исчезают в процессе самоочищения воды. Вода – фактор передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, цитробактер, энтеробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций, криптоспоридиоза и др.). Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы).
6.1. Например: Escherichia coli (E. coli) — индикатор загрязнения воды фекальными стоками. Избыточное присутствие этой бактерии указывает на возможное наличие патогенной микрофлоры. Salmonella — вызывает сальмонеллез, может быть обнаружена в загрязненных водоемах, особенно вблизи населенных пунктов. Vibrio cholerae — вызывает холеру, часто встречается в водоемах, загрязненных фекалиями. Pseudomonas aeruginosa — патогенная бактерия, часто встречающаяся в сточных водах, может вызвать инфекции у людей и животных. Staphylococcus aureus — бактерия, которая может присутствовать в загрязненной воде и вызывать инфекции кожи и другие заболевания. Campylobacter jejuni — вызывает гастроэнтерит и может быть найден в воде, загрязненной фекалиями. Clostridium perfringens — может присутствовать в сточных водах и воде с низким качеством, вызывая пищевые отравления.
7. Методы отбора проб воздуха для бактериологического исследования подразделяют на: 1) аспирационные, основанные на активном просасывании воздуха с помощью различных приборов; 2) седиментационные, основанные на принципе механического оседания микробов. Седиментационный - наиболее старый метод, широко распространен благодаря простоте и доступности, однако является неточным. Его используют только при исследовании воздуха закрытых помещений. Метод предложен Р. Кохом и заключается в способности микроорганизмов под действием силы тяжести и под влиянием движения воздуха (вместе с частицами пыли и капельками аэрозоля) оседать на поверхность питательной среды в открытые чашки Петри. Чашки устанавливаются в точках отбора на горизонтальной поверхности. При определении общей микробной обсемененности чашки с мясопептонным агаром оставляют открытыми на 5—10 мин или дольше в зависимости от степени предполагаемого бактериального загрязнения. Для выявления санитарно-показательных микробов применяют кровяной агар (для обнаружения стрептококков), молочно-солевой или желточно-солевой агар (для определения стафилококков), суслоагар или среду Сабуро (для выявления дрожжей и грибов). При определении санитарно-показательных микроорганизмов чашки оставляют открытыми в течение 40—60 мин. По окончании экспозиции все чашки закрывают, помещают в термостат на сутки для культивирования при температуре, оптимальной для развития выделяемого микроорганизма, затем (если этого требуют исследования) на 48 ч оставляют при комнатной температуре для образования пигмента пигментообразующими микроорганизмами. Седиментационный метод имеет ряд недостатков: на поверхность среды оседают только грубодисперсные фракции аэрозоля; нередко колонии образуются не из единичной клетки, а из скопления микробов; на применяемых питательных средах вырастает только часть воздушной микрофлоры. К тому же этот метод совершенно непригоден при исследовании бактериальной загрязненности атмосферного воздуха. Аспирационные методы основанны на принудительном осаждении микроорганизмов из воздуха на поверхность плотной питательной среды или в улавливающую жидкость (мясо-пептонный бульон, буферный раствор, изотонический раствор хлорида натрия и др.). Аспирационные методы используют при исследовании воздуха, как закрытых помещений, так и атмосферного. В настоящее время широко применяется при исследовании воздуха закрытых помещений прибор Кротова (рис. 2). Принцип работы этого аппарата основан на том, что воздух, просасываемый через клиновидную щель в крышке аппарата, ударяется о поверхность питательной среды, при этом частицы пыли и аэрозоля прилипают к среде, а вместе с ними и микроорганизмы, находящиеся в воздухе. Чашку Петри с тонким слоем среды укрепляют на вращающемся столике аппарата, что обеспечивает равномерное распределение бактерий на ее поверхности. Работает аппарат от электросети. После отбора пробы с определенной экспозицией чашку вынимают, закрывают крышкой и помещают на 48 ч в термостат. Обычно отбор проб проводят со скоростью 20-25 л/мин в течение 5 мин. Таким образом, определяется флора в 100-125 л воздуха. При обнаружении санитарно-показательных микроорганизмов объем исследуемого воздуха увеличивают до 250 л В практике санитарной службы при аспирационном взятии проб используются также бактериоуловитель Речменского, прибор для отбора проб воздуха (ПОВ-1), пробоотборник аэрозольный бактериологический (ПАБ-1), бактериально-вирусный электропреципитатор (БВЭП-1), прибор Киктенко, приборы Андерсена, Дьяконова, МБ и др. Для исследования атмосферы могут быть использованы и мембранные фильтры № 4, через которые воздух просасывается с помощью аппарата Зейтца. При использовании любого из перечисленных приборов получаемые результаты являются приблизительными, однако они дают более правильную оценку обсемененности воздуха в сравнении с седиментационным методом. Во многих случаях отбор проб совмещен с этапом посева.
8. Микроорганизмы в организме человека
8.1. Основные биотопы
8.1.1. Кожа
8.1.1.1. Микрофлора кожи человека представляет собой разнообразное сообщество микроорганизмов, включая бактерии, грибы и иногда вирусы, которые обитают на поверхности и в верхних слоях кожи. Она выполняет защитную функцию, помогая предотвратить колонизацию патогенных микроорганизмов и поддерживая иммунитет. Среди доминирующих бактерий на коже находятся различные виды стафилококков и коринебактерий, которые играют роль в поддержании барьерной функции кожи и в подавлении болезнетворных микробов. Пропионибактерии, в частности Propionibacterium acnes, обитают в сальных железах, разлагая кожный себум, что может быть связано с развитием акне. На коже также могут обитать грибы, такие как Candida, которые, в норме, не вызывают проблем, но могут стать патогенными при изменении условий, например, при нарушении микробиома или ослаблении иммунной системы. Эти микроорганизмы взаимодействуют между собой и с организмом хозяина, поддерживая баланс, который способствует здоровью кожи.
8.1.2. Мочеполовая система
8.1.2.1. Микрофлора мочеполовой системы человека включает различные микроорганизмы, которые выполняют защитную роль. В женской системе, особенно во влагалище, преобладают лактобактерии (Lactobacillus acidophilus), поддерживающие кислую среду и предотвращающие рост патогенных микроорганизмов. Также встречаются стрептококки (Streptococcus), стафилококки (Staphylococcus epidermidis) и коринебактерии (Corynebacterium). Нарушение микробиома может привести к росту грибов Candida (Candida albicans). У мужчин на слизистой уретры и половых органов также обитают стафилококки, стрептококки и коринебактерии, а также могут присутствовать кишечные палочки (Escherichia coli), способные вызывать инфекции при нарушении баланса микрофлоры
8.1.3. Дыхательные пути
8.1.3.1. Микрофлора дыхательных путей человека включает разнообразные микроорганизмы, которые обитают на слизистых оболочках носа, горла, трахеи и легких. Эти микроорганизмы играют важную роль в поддержании здоровья, обеспечивая защиту от патогенов, но также могут быть причиной заболеваний при нарушении баланса. В верхних дыхательных путях (носовая полость, носоглотка) преобладают стафилококки (Staphylococcus epidermidis), стрептококки (Streptococcus pneumoniae), коринебактерии (Corynebacterium), а также некоторые грибы и пневмококки (Streptococcus pneumoniae). В норме эти микроорганизмы не вызывают заболевания, но при ослаблении иммунной системы могут стать патогенными. В нижних дыхательных путях, включая трахею и бронхи, микрофлора ограничена, и в норме там находятся немногочисленные бактерии, такие как бактероиды (Bacteroides), фузобактерии (Fusobacterium), и некоторые лактобактерии. Проникновение патогенных бактерий, таких как кишечные палочки (Escherichia coli) и пневмококки, может привести к заболеваниям, таким как пневмония.
8.1.4. Желудочно-кишечный тракт
8.2. Функция нормальной микрофлоры
8.2.1. Нормальная микрофлора организма человека выполняет несколько важных функций: Защита от патогенов: Микрофлора блокирует рост болезнетворных микроорганизмов, занимая места на слизистых оболочках и используя питательные вещества, тем самым предотвращая колонизацию патогенами. Поддержание иммунной системы: Микроорганизмы стимулируют иммунный ответ организма, способствуя выработке антител и активируя клеточный иммунитет. Помощь в переваривании пищи: Микробиота участвует в расщеплении сложных углеводов, клетчатки и других веществ, которые не могут быть переварены человеком, обеспечивая дополнительную энергию и витамины. Синтез витаминов: Микрофлора синтезирует витамины группы B, витамин K и другие, необходимые для нормального функционирования организма Детоксикация: Некоторые микроорганизмы помогают нейтрализовать токсины и яды, выводя их из организма. Поддержание барьерной функции кожи и слизистых оболочек: Микрофлора способствует укреплению местных барьеров, предотвращая проникновение вредных микроорганизмов.
8.3. Дисбактериоз и его корекция
8.3.1. Дисбактериоз — это нарушение состава нормальной микрофлоры организма, при котором происходит количественное или качественное изменение микробиоты, с уменьшением численности полезных микроорганизмов (например, бифидобактерий, лактобактерий) и увеличением числа патогенных или условно патогенных бактерий. Это может привести к различным заболеваниям, таким как кишечные расстройства, воспаления, аллергии и даже ослабление иммунной системы. Принципы коррекции дисбактериоза с уклоном на микробиологию: Пробиотики: Использование препаратов, содержащих живые микроорганизмы, такие как Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus, которые восстанавливают баланс микрофлоры и подавляют рост патогенных бактерий. Пребиотики: Введение в рацион веществ, которые служат пищей для полезных бактерий (например, инулин, олигосахариды), стимулируя их рост и активность. Антибактериальная терапия: Применение антибиотиков с узким спектром действия для уничтожения патогенных бактерий, при этом важно избегать повреждения полезной микрофлоры. Флоротерапия: Введение в организм культурефесных микроорганизмов, таких как Clostridium butyricum, чтобы поддерживать нормальный баланс микробиоты. Стабилизация микробиома кишечника: Использование синбиотиков — препаратов, которые содержат как пробиотики, так и пребиотики для комплексного воздействия на микробиоту