Основы общей микробиологии и иммунологии. Учебное пособие

ную дизентерию, возбудителей брюшного тифа, лептоспироза, полиомиелита, гепатита А и др.

Микрофлора воздуха. Воздух не является благоприятной средой обитания для микроорганизмов, однако некоторые виды, выделяясь от людей, животных, из почвы могут сохраняться и переноситься через него, вызывая ряд заболеваний (туберкулез, чума, корь, дифтерия, ветряная оспа, скарлатина, грипп и др.).

Микрофлора пищевых продуктов. Инфицирование пищевых продуктов может вызвать не только их порчу, но и передачу патогенных микроорганизмов потребителям. Инфицирование возможно на всех этапах приготовления, хранения и реализации пищевых продуктов. Сроки выживания в пищевых продуктах зависят от вида микроорганизма, его формы ( вегетативная или споровая ), консистенции пищи, ее состава, рН и др.

Микрофлора тела человека (нормальная микрофло-

ра или нормофлора) представлена разнообразными микроорганизмами, совокупность которых называется эубиозом (эумикробиозом). Различают постоянную для данного биото-

па (резидентную) и непостоянную (транзиторную) микро-

флору. Последняя может быть занесена из внешней среды или из другого биотопа. В состав нормофлоры входят сапрофитные и условно – патогенные микроорганизмы.

Плод во время беременности стерилен и контаминируется при прохождении по родовым путям, а затем и микроорганизмами из окружающей среды. К возрасту трех месяцев ребенок приобретает микрофлору, представленную теми же видами, что и у взрослого.

Микрофлора кожи. Неповрежденная кожа служит барьером, препятствующим проникновению микробов в организм.. В складках кожи, протоках потовых и сальных желез обитают анаэробные сапрофиты. Субстратом для питания микроорганизмов кожи служат чешуйки эпителия, выделения потовых и сальных желез. Транзиторная микрофлора ( в

31

том числе и патогенная), попадает на кожу из внешней среды и ее состав нередко зависит от рода работы человека .

Микрофлора глаз. Лизоцим, содержащийся в слезах, обладает бактерицидным действием и внутренняя среда глазного яблока обычно стерильна. В небольших количествах в конъюнктиве могут присутствовать нейссерии и коринебактерии (непатогенные), сарцины и сапрофитные стафилококки.

Микрофлора дыхательных путей. В носоглотке обитают стафилококки и стрептококки, дифтероиды, нейссерии, среди которых могут быть и патогенные. На миндалинах постоянно обнаруживаются кокки и коринебактерии. Альвеолы легких и бронхи в норме стерильны.

Микрофлора ротовой полости. В этом биотопе на-

считывается около 400 видов микроорганизмов - бактерий, грибов, простейших, вирусов. Видовой и количественный состав микрофлоры этого биотопа изменяется в зависимости от иммунного статуса организма, возраста, состояния зубов, питания и гигиены полости рта. В составе транзиторной микрофлоры встречаются и патогенные виды, попадающие как из окружающей среды, так и из других биотопов (носоглотки, кишечника ).

Микрофлора желудка. Желудок – неблагоприятная среда для микроорганизмов, поскольку кислая среда желудочного сока создает естественный барьер на пути их проникновения в кишечник. При нормальной кислотности видовой состав микрофлоры аналогичен составу ротовой полости, но представлен очень малым количеством особей (не более 1000 в 1 мл содержимого).

Микрофлора кишечника. Кишечник представляет собой самый заселенный микроорганизмами биотоп, но в каждом из его отделов видовой и количественный состав

ет от 105 до 108. Наибольшее количество (в 1 г фекалий - 1012

32

микробных клеток) и разнообразие видов присутствует в толстой кишке. Около 95% всех видов микроорганизмов в этом биотопе составляют анаэробные бактерии. На микрофлору кишечника оказывают влияние возраст человека, диеты, сопутствующие заболевания, антибиотикотерапия, экология и др. У здоровых людей соотношение видов различных микроорганизмов сбалансировано. При различных заболеваниях наблюдаются нарушения видового и количественного соотношения микроорганизмов – дисбиоз или дисбактериоз. В первом случае изменяется соотношение между различными группами микроорганизмов ( бактерии и грибы), а во втором – между отдельными видами бактерий. Нормальная микрофлора кишечника выполняет ряд положительных функций. Так, лакто- и бифидобактерии продуцируют молочную кислоту и поддерживают рН среды, препятствующую росту гнилостных и некоторых патогенных микроорганизмов. Некоторые виды выделяют антибиотические вещества, разрушают токсические и канцерогенные соединения. Нормофлора желудочно-кишечного тракта участвует в образовании слизистого барьера, обволакивающего стенки кишечника и выполняющего защитную функцию. Она созда-

ет и колонизационную резистентность - совокупность за-

щитных факторов организма, предотвращающих заселение слизистых оболочек посторонними, в том числе патогенными микроорганизмами. Основную роль в поддержании колонизационной резистентности играют анаэробные лакто- и бифидобактерии. При нарушениях эубиоза с помощью специальных препаратов проводят “селективную деконтаминацию“- избирательное устранение нежелательных видов аэробных микроорганизмов.

Микрофлора желчных путей и желчного пузыря.

Микрофлора в этих биотопах в норме отсутствует, поскольку желчь обладает сильным бактерицидным действием. Лишь при некоторых заболеваниях (брюшной тиф, паратифы) обнаруживаются устойчивые к желчи микроорганизмы.

33

Микрофлора мочеполовой системы. Почки, моче-

точники, мочевой пузырь здоровых людей не содержат микроорганизмов. На наружных половых органах локализуются сапрофитные микроорганизмы различных групп..

Микрофлора влагалища. В этом биотопе постоянно присутствуют лактобациллы, среди которых особого внимания заслуживает палочка Дедерлейна. Она появляется в период полового созревания женщин и в сочетании с другими микроорганизмами и показателями рН среды определяет степень чистоты влагалища (различают 4 степени).

В медицинскую практику все шире внедряются препараты, получившие название эубиотиков или пробиотиков, в состав которых входят бактерии, представляющие нормальную микрофлору организма человека. Такие препараты (колибактерин, споробактерин, бифидумбактерин, пробифор, бификол, лактобактерин и др.) используются для восстановления нормофлоры кишечника, при лечении острых кишечных расстройств, дисбиозов, многие из которых явились результатом лечения больных антибиотиками. В ряде случаев их добавляют в состав смесей для лечебного питания и молочных продуктов для детей в возрасте до года.

МИКРОБИОЛОГИЯ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ

Микробиология животного сырья. Лекарственные средства для производства которых используют различные органы и ткани животных называются органопрепаратами.

Кним относят препараты группы гормонов, ферментов,

аминокислот, витаминов и др., выпускаемые в виде различных форм.

Животное сырье может быть контаминировано микроорганизмами на всех этапах приготовления и хранения. Микробы могут попасть в него как из внешней среды, так и

34

из любого биотопа тела животного. Микробный пейзаж тела животных во многом совпадает с таковы у человека, но зависит и от вида и от местообитания. Например, в шерсти и на коже могут адсорбироваться почвенные и водные микроорганизмы. Существуют специальные санитарно-ветеринарные правила убоя животных и взятия у них органов и тканей. Животные должны быть здоровыми. Значение имеют вес и возраст животных. Производство органопрепаратов стараются сосредоточить на бойнях и мясокомбинатах или максимально приблизить к ним, чтобы избежать длительной транспортировки, во время которой повышается риск порчи и загрязнения сырья. При невозможности обработать животное сырье на месте, его замораживают при температуре -8- 12ºС и ниже. Иногда для консервации используют этанол или ацетон. Животное сырье может быть загрязнено микроорганизмами не только при убое, но и при разделке туши, препарировании органов, измельчении и т.д. В связи с этим, инструменты, посуда, поверхности столов, аппаратура, растворы должны быть не только чистыми, но в ряде случаев и стерильными. Причиной загрязнения могут стать вода, воздух. Нельзя исключить и роль переработчиков и фармацевтов в инфицировании сырья и готовых лекарственных форм. Микроорганизмы могут передаваться через руки, выделяться при кашле, чихании и т.д. Большое значение имеют условия хранения готовой продукции, поскольку содержащиеся в них компоненты являются прекрасной питательной средой для микроорганизмов. Признаки порчи лекарственного сырья: изменение внешнего вида, цвета, консистенции, неприятный запах, помутнение, осадок, поверхностные пленки.

Микробиология растительного лекарственного сырья

Препараты, приготовленные из растений, называют галеновыми. Они также могут быть загрязнены микроорганизмами на всех этапах переработки. Растение состоит из 2

35

основных частейнадземной и подземной. Первая располагается над поверхностью почвы и представлена стеблями, листьями, цветами, плодами. Микроорганизмы, расположенные на них, получили название эпифитных (от слов epi-на и phiton-лист). Питательных веществ, необходимых микроорганизмам, на надземной части растений мало и поэтому состав эпифитной микрофлоры однообразен - до 80% составляют бактерии родов Erwinia и Pseudomonas. В небольших количествах встречаются свободноживущие азотфиксирующие бактерии рода Azotobacter и грибы родов Penicillium, Fusarium, Mucor, Saccaromyces.

Микроорганизмы, находящиеся вокруг корневой системы растения под землей, называют микрофлорой зоны корня. В ней различают микрофлору ризопланы, располагающуюся непосредственно на корнях и микрофлору ризосферы, удаленную от корня на расстояние 5,0 мм. Обычно всю микрофлору подземной части растения называют ризосферной. В ее состав входят почвенные сапрофитыаммонифицирующие, нитрифицирующие, азотфиксирующие бактерии и бациллы, грибы, актиномицеты, целлюлозные бактерии и др. Эпифитная и ризосферная микрофлора не причиняет вреда живым растениям, в отличие от фитопатогенных микроорганизмов, вызывающих их болезни и гибель. Однако основную роль в порче лекарственного растительного сырья играет именно эпифитная и ризосферная микрофлора. Это связано, во первых, с тем, что пораженные растения в производстве препаратов не используют, поскольку у них изменяется не только состав активно действующих веществ, но и нередко накапливаются вредные для макроорганизма элементы. Во-вторых, сапрофитные представители эпифитной и ризосферной микрофлоры, использующие мертвый органический субстрат, получают его для своего питания после того, как растения были сорваны. Замедлить порчу растительного сырья на первом этапе можно, если производить сбор в сухую погоду. Чтобы избежать попадания патогенных для человека

36

микроорганизмов и токсических веществ на лекарственные растения, запрещен их сбор в загрязненных местах (свалки, пастбища, автомагистрали, промышленные предприятия и др).

Лекарственное растительное сырье, также как и животное, может быть контаминировано микроорганизмами из внешней среды и других биотопов самого растения. Причиной загрязнения и затем порчи могут также стать вода, аппаратура, нестерильная посуда, антисанитария в помещениях, где производится обработка и хранение, персонал, участвующий в производстве галеновых препаратов. К смене состава микрофлоры, приводящей к разогреву растительной массы, приводят нарушения условий хранения сырья. При плотной укладке влажных растений наступают анаэробные условия и на смену бактериям рода Ervinia приходят термостабильные анаэробные микроорганизмы, быстро разрушающие биологически активные компоненты растений. С повышением температуры до + 50ºС увеличивается число термофилов, которые постепенно вытесняют все другие виды. Растения при этом теряют первоначальную структуру, ослизняются и становятся непригодными для дальнейшей обработки. Признаки порчи растительных лекарственных форм аналогичны таковым у препаратов, приготовленных из животного сырья. Государственным фармакопейным комитетом установлены правила микробиологического контроля, регламентирующие допустимые нормы содержания в сырье и готовых формах некоторых организмов. Они распространяются на сырье и препараты как животного, так и растительного происхождения. Так, стерильными должны быть все лекарственные формы, которые применяются для внутривенного и парентерального введения, глазные капли, препараты для нанесения на открытые раны и ожоговые поверхности. В других случаях – при применении местно, приема внутрь или ректально допускается содержание непатогенных

37

микроорганизмов в количествах на 1 г или 1 мл в пределах от 10 до 1000 клеток в зависимости от формы лекарства.

САНИТАРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ

Санитарная микробиология изучает микрофлору ок-

ружающей среды с целью гигиенической оценки всех ее объектов (почвы, воды, воздуха, пищевых продуктов и др.) как возможных источников и путей передачи инфекционных заболеваний. В ее функции входит также наблюдение за санитарным режимом лечебных учреждений, аптек, различных производственных предприятий. Существует понятие сани-

тарно-показательные микроорганизмы. Их определяют как косвенный показатель возможного присутствия патогенных микроорганизмов. Например: присутствие кишечной палочки в объектах внешней среды свидетельствует о том, что они загрязнены фекалиями. Это значит, что с испражнениями больных людей или животных во внешнюю среду–почву, воду могли попасть патогенные микроорганизмы (возбудители кишечных инфекций, гепатита А и др.).

Исследование почвы. Оценка санитарного состояния почвы проводится на основании:

-определения общего микробного числа (общего количества микроорганизмов в 1 г почвы),

-выявления санитарно-показательных микроорганиз-

мов.

Для почвы такими являются бактерии группы кишеч-

ной палочки – БГКП, которые называют также колиформны-

ми бактериями от названия кишечной палочки - Escherichia coli. Эти микроорганизмы имеют палочковидную форму, грамотрицательные, не образуют спор, ферментируют лактозу и глюкозу до кислоты и газа, не обладают оксидазной активностью. Среди колиформных бактерий выделяют группу термоустойчивых (термотолерантных), обладающих способ-

38

ностью ферментировать лактозу при более высокой (44ºС) температуре. Их обозначают иногда как ФКП (фекальные кишечные палочки) и они свидетельствуют о свежем фекальном загрязнении почвы. К БГКП относятся также клебсиеллы, цитробактер, энтеробактер, обладающие теми же свойствами, что и кишечные палочки. Санитарнопоказательным микроорганизмом для почвы служит и спо-

рообразующий анаэроб - Clostridium perfringeens.

Исследование воды. В воде для оценки ее санитарного состояния определяют общее микробное число, общее количество БГКП, сульфатредуцирующих клостридий и колифагов (как показатель наличия кишечной палочки).

Для определения общего микробного числа пробы исследуемой воды в количестве 1 мл высевают на питательный агар и после культивирования при 37ºС в термостате в течение 24 час подсчитывают общее число выросших колоний, определяя тем самым количество колониеобразующих единиц - КОЕ. В тех случаях, когда перед посевом готовили разведения исследуемой воды, количество выросших колоний умножают на степень разведения.

Общее количество колиформных бактерий как санитарный показатель определяют методом мембранных фильтров. Определенные объемы исследуемой воды пропускают через мембранный фильтр и этот фильтр, на поверхности которого оседают БГКП, помещают на среду Эндо и инкубируют при +37ºС 24 часа. Колиформные бактерии разлагают лактозу и образуют колонии интенсивного розового цвета. Эти колонии подсчитывают, а затем окрашивают по Граму, определяют оксидазную активность микроорганизмов и ферментацию лактозы выделенными из них микроорганизмами.

Сульфатредуцирующие клостридии выделяют при выращивании на железосульфитном агаре при + 44ºС.

Коли-фаги выявляют на основании проявления зон лизиса (образование негативных колоний) на газоне, пред-

39

варительно засеянном кишечной палочкой. Нормативы безопасности питьевой воды допускают содержание в 100 мл не более 50 колоний непатогенных микроорганизмов при полном отсутствии термотолерантных и других колиформных бактерий, коли-фагов и клостридий.

Исследование воздуха. В воздухе определяют общее микробное число (количество микроорганизмов в 1 м3) и са- нитарно-показательные бактерии. К ним относятся гемолитические стрептококки (зеленящий и β-гемолитический) и гемолитические стафилококки. Содержание патогенных кокков недопустимо в воздухе хирургических и ожоговых отделений стационаров, родильных домах и других лечебных учреждениях.. Исследования воздуха проводят двумя методами. Первый получил название седиментационного метода или метода оседания, предложенного Р.Кохом. Он заключается в том, что в различных местах помещения ставят чашки Петри с агаром и держат их открытыми в течение определенного времени, затем чашки инкубируют в термостате, подсчитывают общее количество выросших колоний и определяют количество микроорганизмов, содержащихся в помещении. По приблизительному подсчету на площадь 100 см2 в течение 5 мин оседают микробы из 10 л воздуха (1 м3 воздуха равен 1000 л). Второй метод - аспирационный выполняют с помощью аппарата Кротова, в который на специальную вращающуюся поверхность помещают чашку с питательным агаром, закрывают аппарат крышкой с прорезью, через которую во время работы всасывается воздух и микроорганизмы оседают на поверхности среды. Скорость вращения и объем проходящего воздуха регулируются. Чашки затем помещают в термостат, инкубируют 24 ч при температуре +37ºС и подсчитывают количество выросших колоний. Зная общий объем воздуха, поступившего в аппарат, вычисляют количество микроорганизмов, содержащихся в 1 м3 .

Специальными правилами регулируются санитарные условия работы в различных помещениях аптек.

40