Воздух как среда обитания для микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем не содержится или содержится очень мало питательных веществ, необходимых для размножения микроорганизмов. Кроме того, на них сильнее действуют такие неблагоприятные факторы, как высушивание и ультрафиолетовые лучи солнечного света. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем более или менее длительное время.
Воздух особенно загрязнен вблизи земной поверхности, а с высотой он становится все более чистым. На степень загрязнения воздуха микробами влияют и климато-географические условия. Больше всего микробов в атмосфере содержится летом, меньше всего - зимой. Главным источником загрязнения воздуха является почва, в меньшей степени - вода.
В воздухе в естественных условиях обнаруживаются сотни видов сапрофитных микроорганизмов , представленных кокками (в том числе сардинами), споровыми бактериями и грибами, отличающимися большой устойчивостью к высушиванию и к другим неблагоприятным воздействиям внешней среды, например действию солнечных лучей.
Нужно различать воздух открытых пространств (он относительно чист, так как сказывается действие солнечных лучей, высушивания и других факторов) и воздух закрытых помещений. В последних факторы самоочищения действуют слабее, поэтому и загрязненность может быть значительно больше.
В воздухе закрытых помещений, особенно если они плохо проветриваются, накапливается микрофлора, выделяемая через дыхательные пути человека. Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из мокроты и слюны при кашле, разговоре и чихании. Даже здоровый человек при каждом акте чихания выделяет в воздух 10 000-20 000 микробных тел, а больной - иногда во много раз больше.
Заслуга выяснения механизма передачи возбудителей заболеваний через воздух принадлежит П. Н. Лащенкову . Он одним из первых установил, что при чихании, кашле и разговоре в воздух выбрасывается множество капелек жидкости, внутри которых содержатся микроорганизмы. Особенно важно, что эти мельчайшие капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т. е. образуют стойкие аэрозоли. В этих капельках за счет влаги микроорганизмы выживают дольше. Таким воздушно-капельным способом происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями, в том числе гриппом и корью, а также коклюшем, дифтерией, легочной чумой и т. д.
Этот путь распространения возбудителей - одна из основных причин развития не только эпидемий, но и крупных пандемий гриппа, а в прошлом и легочной чумы.
Помимо капельного способа, распространение патогенных микробов через воздух может осуществляться «пылевым» путем. Находящиеся в выделениях больных (мокроте, слизи и т. п.) микроорганизмы окружены белковым субстратом, поэтому они более устойчивы к высыханию и другим факторам. Когда такие капли высыхают, они превращаются в своеобразную бактериальную пыль (внутри белкового субстрата сохраняются и выживают многие патогенные бактерии). Частички бактериальной пыли имеют обычно диаметр от 1 до 100 мкм. У частиц диаметром более 100 мкм сила тяжести превышает сопротивление воздуха, и они быстро оседают.
Скорость переноса бактериальной пыли зависит от интенсивности сил воздушных перемещений. Пылевой путь играет особенно важную роль в эпидемиологии туберкулеза, дифтерии, туляремии и других заболеваний.
Количество микробов в воздухе варьирует в больших диапазонах - от нескольких бактерий до десятков тысяч их в 1 кубометре . В 1 г пыли может содержаться до 1 млн бактерий. Большое значение имеет чистота воздуха в операционных, реанимационных и перевязочных отделениях хирургических госпиталей. Общее количество микробов в операционной до операции не должно превышать 500 в 1 кубометре, а после операции - 1000 в 1 кубометре.
Для исследования микрофлоры воздуха используют различные методы: седиментационный (метод Коха), фильтрационный (воздух продувают через воду) и методы, основанные на принципе ударного действия воздушной струи с использованием специальных приборов.
Последние методы наиболее надежны, так как позволяют точно определить количественное загрязнение воздуха микроорганизмами и изучить их видовой состав.
В настоящее время в биотехнологической промышленности широко используются различные микробы-продуценты, в том числе генетически модифицированные формы их. Поскольку эта технология связана с неизбежными периодическими выпусками (интродукциями) в открытую систему (воздух, вода, почва) генетически измененных форм микроорганизмов, возникает важный вопрос об их дальнейшей судьбе и о возможном влиянии на биосферу и человечество. Несомненно, этот вопрос как часть общего вопроса охраны окружающей среды должен решаться в глобальном плане.
Узнать подробнее об этих заболеваниях и методах лечения вам помогут объявления от google adsense (читайте ).
Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры воды и почвы, над которыми расположены слои воздуха. В почве и воде микробы могут размножаться, в воздухе они не размножаются, а только некоторое время сохраняются. Поднятые в воздух с пылью, они либо оседают с каплями обратно на поверхность земли, либо погибают в воздухе от недостатка питания и от действия ультрафиолетовых лучей. Однако некоторые из них более устойчивые, например, туберкулезная палочка, споры клостридий, грибов и др., могут длительно сохраняться в воздухе.
Наибольшее количество микробов содержится в воздухе промышленных городов. Наиболее чист воздух над лесами, горами, снежными просторами. Верхние слои воздуха содержат меньше микробов. Над Москвой на высоте 500 м в одном метре воздуха содержатся 2-3 бактерии, на высоте 1000 м - в 2 раза меньше. Весьма богат микробами воздух в закрытых помещениях, особенно в лечебно-профилактических, детских дошкольных учреждениях, школах и т.д. Вместе с безвредными сапрофитами в воздухе зачастую находятся и болезнетворные микробы.
При кашле, чихании в воздух выбрасываются мельчайшие капельки-аэрозоли, содержащие возбудителей заболеваний, таких как грипп, корь, коклюш, туберкулез и ряд других, передающихся воздушно-капельным путем от больного человека - здоровому, вызывая заболевание.
Санитарно-бактериологическое исследование воздуха
Скопление и циркуляция возбудителей заболеваний в воздухе лечебно-профилактических учреждений является одной из причин возникновения госпитальных гнойно-септических инфекций, которые наносят колоссальный экономический ущерб, увеличивая стоимость лечения в 2 раза.
Вследствие этого в последнее время уделяют большое внимание санитарно-бактериологическому исследованию воздуха в больницах, операционных, родильных домах, детских учреждениях и др. Исследования проводят как в плановом порядке, так и по эпидемиологическим показаниям. Бактериологическое исследование воздушной среды предусматривает:
Определение общего содержания микробов в 1 м3 воздуха;
Определение содержания золотистого стафилококка в 1 м3 воздуха.
Отбор проб воздуха для бактериального исследования проводят в следующих помещениях:
* операционных блоках;
* перевязочных;
« послеоперационных палатах; « родильных залах;
* палатах для новорожденных;
* палатах для недоношенных детей;
* послеродовых палатах;
* отделениях и палатах интенсивной терапии и других помещениях, требующих асептических условий.
Методы отбора проб воздуха
Существуют два основных способа отбора проб воздуха для исследования:
1. седиментационный - основан на механическом оседании микроорганизмов;
2. аспирационный - основан на активном просасывании воздуха (этот метод дает возможность определить не только качественное, но и количественное содержание бактерий).
Пробы воздуха отбирают аспирационным методом с помощью аппарата Кротова, который состоит из трех основных частей: основания, корпуса и крышки. В крышке укреплен диск из прозрачного органического стекла с клиновидной щелью для засасывания воздуха. Для определения количества воздуха, прошедшего через прибор, на наружной стенке корпуса помещен ротаметр. В верхней части корпуса расположен вращающийся диск, на который устанавливается чашка Петри. Засасывание воздуха в прибор осуществляется центробежным вентилятором, насаженным на ось электродвигателя. Поступающая в прибор струя воздуха ударяется о поверхность находящейся в чашке питательной среды, оставляя на ней микроорганизмы, и, обтекая электродвигатель, выходит через ротаметр наружу.
Скорость протягивания воздуха составляет 25 л в минуту. Количество пропущенного воздуха должно составлять 100 литров для определения общего содержания бактерий и 250 литров для определения наличия золотистого стафилококка.
При отборе проб в разных помещениях необходимо обрабатывать поверхность аппарата, столик, внутренние стенки дезинфицирующим раствором 70° спиртом.
Определение микробного числа, патогенных микроорганизмов
Для определения общего содержания бактерий в 1 м3 воздуха забор проб проводят на 2% питательный агар. Посевы инкубируют при температуре 37° С в течение 24 часов, затем оставляют на 24 часа при комнатной температуре, подсчитывают количество выросших колоний и производят перерасчет на 1 м3 воздуха. Если на чашках питательного агара выросли колонии плесневых грибов, их подсчитывают и делают перерасчет на 1 м3 воздуха. В протоколе количество плесневых грибов указывают отдельно.
Расчет. Например, за 10 минут пропущено 125 литров воздуха, на поверхности выросло 100 колоний.
100x1000 л Число микробов в 1 м3 воздуха = - T -- = 800 л, т.е.
количество выросших колоний -1000 л количество пропущенного воздуха
Для определения наличия золотистого стафилококка забор проб проводят на желточно-солевой агар (ЖСА). Чашки помещают в термостат при температуре 37° С на 24 часа и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре, можно на 48 часов при температуре 37°С. Колонии, подозрительные на стафилококк, подлежат обязательной микроскопии и дальнейшей идентификации.
С желточно-солевого агара снимают в первую очередь колонии стафилококков, которые образуют радужный венчик вокруг колонии (положительная лецитовителлазная реакция). Дальнейшему изучению подвергают также пигментированные колонии и с отрицательной лецитовителлазной реакцией не менее двух колоний различного вида. Подозрительные колонии пересевают на чашки с кровяным или молочным агаром. Дальнейшее изучение их проводят по схеме.
Бактериологическое исследование на стафилококк
Посев на элективные среды (желточно-солевой, мол очно-солевой или молочно-желточно-солевой агар). Засеянные среды выдерживают в термостате при 37° С в течение 2 суток, либо одни сутки в термостате и дополнительно 24 часа на свету при комнатной температуре.
2-3-й день.
Просмотр чашек, фиксация в журнале характера и массивности роста. На вышеуказанных средах стафилококк растет в виде круглых блестящих, мастянистых, выпуклых пигментированных колоний. На средах, содержащих желток, золотистый стафилококк, выделенный от человека, в 60- 70% случаев образует радужный венчик вокруг колонии (положительная лецитовителлазная реакция).
Отвивка на скошенный агар для дальнейшего исследования не менее 2 колоний, подозрительных на стафилококк. Для исследования отвивают прежде всего колонии, дающие положительную лецитовителлазную реакцию.
Пробирки с посевом помещают в термостат при 37°С на 18-20 часов.
После суточной инкубации у выделенных штаммов проверяют морфологию, тинкториальные свойства (окраска по Граму) и наличие плазмокоагулирующей активности и хло-пьеобразующего фактора.
Под микроскопом окрашенные по Граму стафилококки имеют вид фиолетово-синих кокков, располагающихся гроздьями или небольшими кучками («кружево»).
Плазмокоагулирующую активность проверяют в реакции коагуляции плазмы (РКП). С учетом результатов РКП и лецитовителлазной активности в 70-75% случаев, на четвертый день исследования может быть подтверждена принадлежность вьщеленного штамма к виду золотистого стафилококка и выдан соответствующий ответ.
Если культура обладает только плазмокоагулирующей или только лецитовителлазной активностью, то для окончательного ответа требуется определение других признаков па-тогенности - ферментация маннита в аэробных условиях или ДНКазной активности.
Определение антибиотикограммы проводят только после выделения чистой культуры. Выделенные культуры золотистого стафилококка подлежат фаготипированию.
Учет результатов фаготипирования, определения чувствительности к антибиотикам, ДНКазной активности. Окончательная выдача ответа.
Исследование воздуха седиментационным методом допускается в исключительных случаях.
Чашки Петри с питательной средой (МПА) устанавливают в открытом виде горизонтально, на разном уровне от пола. Метод основан на механическом оседании бактерий на поверхность агара в чашках Петри. Чашки со средой экспонируют от 10 до 20 минут, в зависимости от предполагаемого загрязнения воздуха. Для выявления патогенной флоры используют элективные среды. Экспозиция в этих случаях удлиняется до 2-3 часов. После экспозиции чашки закрывают, доставляют в лабораторию и ставят в термостат на 24 часа при температуре 37 °С. На следующий день изучают выросшие колонии.
Критерии оценки микробной обсемененности воздуха в хирургических и акушерских стационарах
Кроме микробов, естественных обитателей почвы, в нее попадает масса представителей нормальной микрофлоры человека и животных, а с выделениями больных, с трупами людей и животных, погибших от инфекций, — и патогенные микробы. Патогенные микроорганизмы попадают в почву с выделениями больных, сточными водами, трупами людей и животных, погибших от инфекционных болезней. Для большинства болезнетворных микроорганизмов почва не является благоприятной средой для развития. Так, только отдельные виды микроорганизмов - листерии, возбудители рожи свиней и сибирской язвы - способны размножаться в почве, а большинство патогенных бактерий отмирает через определенное время.
Классификация почвенных патогенных микроорганизмов:
— патогенные микроорганизмы, постоянно обитающие в почве (например, возбудитель ботулизма). Бактерии попадают в почву с испражнениями человека и животных, их споры сохраняются в ней неопределенно долго.
— патогенные спорообразующие микроорганизмы, для которых почва является вторичным резервуаром (например, возбудитель сибирской язвы). Бактерии попадают в почву с фекалиями и прочими выделениями больных животных, а также с трупами погибших животных.
— патогенные микроорганизмы, попадающие в почву с выделениями человека и животных и сохраняющиеся в течение нескольких недель или месяцев. В эту группу входят различные не образующие споры микроорганизмы. Основные факторы, приводящие к быстрой гибели микроорганизмов, — неспособность к спорообразованию и антагонистические свойства микрофлоры почвы (конкуренция за источники энергии и питания).
Продолжительность выживания патогенных микроорганизмов в почве зависит от биологии возбудителя, содержания влаги и соответствующих питательных веществ, рН, температуры, наличия микробов-антагонистов, бактериофагов. Во влажных почвах их выживаемость в 2-4 раза длительнее, чем в сухих, в супесках дольше, чем в суглинке. Неспорообразующие микроорганизмы погибают быстрее, чем спорообразующие.
Патогенные неспорообразующие микробы выживают в почве незначительное время: возбудители дизентерии — 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 — 11 от 2 до 3 месяцев. Неспоровые микробы отмирают быстрее, чем спопровые. Например, пастереллы выживают в почве не более 14 дней, бруцеллы - до 100 дней, возбудитель рожи свиней - до 160 дней.
Выживаемости в почве неспорообразующих микробов способствует попадание вместе с возбудителем достаточного количества питательных веществ (кал, мокрота, гной и т. д.), наличие благоприятных физико-химических условий среды, отсутствие микробов-антагонистов.
Продолжительность выживания патогенных микроорганизмов в захороненных трупах следующая: холерные вибрионы - от 17 до 28 дней. Возбудитель чумы - от 5 до 28 дней. Микобактерии туберкулеза - от 3 до 4 месяцев. Споры возбудителя сибирской язвы - от 2 до 17 лет. Вирус бешенства — от 14 до 21 дня. Неспорообразующие бактерии гибнут после израсходования питательных веществ крупного материала.
Выживаемость энтеровирусов в почве от 14 до 170 дней и зависит от типа почвы, рН и температуры. Она более продолжительна в суглинистой почве (этот тип почвы обладает значительной адсорбционной способностью в отношении энтеровирусов), при рН 7,5, понижении температуры до 3-8 о С.
Почва издавна известна как фактор передачи возбудителей инфекционных болезней (сибирская язва, столбняк, газовая гангрена и др.). споры возбудителя сибирской язвы могут попадать в организм человека, животного с пищевысм продуктами, кормами, имевшими контакт с зараженной почвой. Столбняк, газовая гангрена возникает у человека при загрязнении ран землей, содержащей споры возбудителей указанный инфекций.
Почва может служить источником заболеваний людей и животных туляремией, ботулизмом и другими инфекциями. Споры Cl. Botulinum различных типов обнаружены в почве, навозе. Вместе с частицами земли споры возбудителя ботулизма попадают в воду, в организм рыб, а также на сырье, предназначенное для изготовления консервов, колбас и других продуктов. При силосовании зеленого корма с комочками почвы в силос попадают споры Cl. Botulinum. При благоприятных условиях возбудитель ботулизма развивается в силосуемой массе и выделяет токсин, вызывающий иногда смертельное отравление у животных.
Наиболее опасной является почва, загрязненная фекалиями больных кишечными инфекциями. Возбудители дизентерии, холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, энтеровирусных заболеваний попадают в организм человека с загрязненными землей овощами, фруктами и другими пищевыми продуктами. Установлена прямая зависимость между уровнем заболеваемости населения кишечными инфекциями и неудовлетворительным санитарным состоянием почвы, обусловленным плохой ее очисткой.
Описан ряд водных вспышек кишечных инфекций, причиной которых были загрязненная почва и стоки нечистот.
Учитывая определенную эпидемиологическую роль почвы в распространении некоторых инфекционных болезней, проводят ряд мероприятий, направленных на защиту почвы от загрязнения органическими отбросами и инфицирования ее патогенными микроорганизмами.
⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒
Лекция №4.
Тема: Экология микроорганизмов. Действие факторов внешней среды на микроорганизмы.
План:
Понятие об экологии микроорганизмов.
Экология микроорганизмов – наука о взаимоотношении микробов друг с другом и с окружающей средой.
Значение экологии микроорганизмов в медицинской микробиологии:
2. Изучает зоонозные заболевания.
3. Помогает в изучении болезней с природной очаговостью.
4. Помогает в разработке профилактических мероприятий.
Микробиоценоз — с ообщество микробов, обитающих на определенных участках среды. Его образуют:
Типы взаимоотношений микробов в биоценозах :
1. Симбиоз – совместное длительное существование микроорганизмов в долгоживущих сообществах.
Например, стафилококки, входящие в состав нормальной микрофлоры.
3. Метабиоз – один партнер использует продукты жизнедеятельности другого (нитрифицирующие бактерии утилизируют аммиак, который образуют аммонифицирующие бактерии).
4. Сателлизм – один партнер выделяет метаболиты, стимулирующие рост других микроорганизмов. Например, стафилококки выделяют ростовые факторы, стимулирующие развитие гемофильных бактерий.
5. Антагонизм – один микроорганизм угнетает развитие другого. Например, выработка высокоспецифичных продуктов, токсичных для конкурента.
Распространение микроорганизмов в природе.
А) Микрофлора почвы .
Условия:
— большое количество питательных веществ (органические и минеральные вещества);
— достаточная влажность;
Микрофлора почвы очень разнообразна : нитрифицирующие, азотофиксирующие, целлюлозо-разлагающие, серо-, железобактерии, грибы, простейшие. Большинство микроорганизмов принимают участие в круговороте веществ в природе.
Почва может служить путем передачи возбудителя инфекций. Патогенные бактерии попадают в почву с выделениями человека, животных, трупами, отбросами. С почвой передаются такие заболевания как сибирская язва, столбняк, газовая гангрена, ботулизм.
Б) Микрофлора воды .
Условия:
— большое количество питательных веществ, особенно вблизи населенных пунктов;
— отсутствие прямого воздействия ультрафиолетовых лучей.
Обычная микрофлора воды – сапрофиты, псевдомонады, вибрионы, микрококки.
Вода играет большую роль в передаче инфекционных болезней. Патогенные микроорганизмы попадают в воду из почвы, с выделениями человека и животных, отбросами, сточными водами. С водой передаются такие заболевания как холера, дизентерия, брюшной тиф, полиомиелит.
В) Микрофлора воздуха .
Условия:
— отсутствие питательных веществ;
— прямое воздействие ультрафиолетовых лучей;
— постоянная смена температур.
Микрофлора воздуха : споры грибов, бактерий, пигментные микроорганизмы, кокки, плесневые и дрожжевые грибы.
Через воздух передаются такие заболевания как корь, грипп, коклюш, туберкулез и т.д. Патогенные микроорганизмы попадают в воздух с капельками слюны, мокроты при кашле, чихании, разговоре, с пылью с загрязненных предметов, почвы.
3. Нормальная микрофлора — совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенным видовым составом и занимающих тот или иной биотоп в организме человека. Нормальная микрофлора организма человека определяется термином эубиоз .
В норме многие ткани и органы здорового человека свободны от микроорганизмов, т. е. стерильны. К ним относятся:
o внутренние органы;
o головной и спинной мозг;
o альвеолы легких;
o внутреннее и среднее ухо;
o кровь, лимфа, спинномозговая жидкость;
o матка, почки, мочеточники и моча в мочевом пузыре.
Это обеспечивается наличием неспецифических клеточных и гуморальных факторов иммунитета, препятствующих проникновению микробов в эти ткани и органы.
На всех открытых поверхностях и во всех открытых полостях формируется достаточно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа, биотопа или его участка - эпитопа.
Наиболее богаты микроорганизмами:
o ротовая полость;
o толстый кишечник;
o верхние отделы дыхательной системы;
o наружные отделы мочеполовой системы;
o кожа, особенно ее волосистая часть.
Похожая информация:
Поиск на сайте:
Экология микроорганизмов – изучает взаимоотношения микроорганизмов друг с другом и с окружающей средой.
Микроорганизмы присутствуют в почве, воде, воздухе, на растениях, в макроорганизме, животных, космосе.
Биоценоз – совокупность растений, животных и микроорганизмов, заселяющих биотоп (участок суши, воды) с одинаковыми условиями жизни.
Микробиоценоз – сообщество микроорганизмов, обитающих на определенных участках среды.
«Микробы населяют стихии и повсюду окружают нас.
Οʜᴎ сопутствуют человеку на всем его жизненном пути, властно вторгаясь в его жизнь то в качестве врагов, то, как друзья. В большом количестве они встречаются в пище, которую мы принимаем, в воде и в воздухе, которым мы дышим. Окружающие нас предметы, наша одежда, поверхность нашего тела, все это буквально кишит микробами, среди которых встречаются и болезнетворные виды» так образно охарактеризовал микрофлору, которая нас окружает, выдающийся русский микробиолог В.Л. Омелянский.
В биосфере нет такой среды, в которой не встречались бы микроорганизмы. Всюду, где есть хоть какие-то источники энергии, углерода и азота͵ обязательно встречаются микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и свойствам. Именно это разнообразие, в основе которого лежит способность использовать любые, даже минимальные возможности для своего существования, исторически обусловило вездесущность микроорганизмов.
С другой стороны, активная жизнедеятельность микроорганизмов, их гигантская роль в круговороте веществ в природе имеют исключительное значение для поддержания, (сохранения) динамического развития привело бы к катастрофическим последствиям.
Естественной средой обитания микроорганизмов служит в первую очередь почва, вода и воздух. Οʜᴎ заселяют также кожные покровы и сообщающиеся с внешней средой слизистые оболочки человека и животных.
Везде и всюду микроорганизмы сосуществуют в виде сложных ассоциаций биоценозов представленных многими и разнообразными видами, между которыми складываются своеобразные взаимоотношения. Особенности этих взаимоотношений таковы, что они обеспечивают существование всех многочисленных видов бактерий и, в конечном счете, всего царства, прокариот ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ в свою очередь сосуществует с другими царствами жизни на земле.
Микроорганизмы принимают участие в процессах превращения веществ усвоении их растениями и животными.
Микроорганизмы обладают способностью приспосабливаться (адаптироваться) к самым различным условиям окружающей среды. Οʜᴎ встречаются в разнообразных сочетаниях (ассоциациях) и количествах. Каждый объект имеет свою характерную для него микрофлору.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, жизнь на Земле возможна только при непрерывном размножении органических веществ синтезированных растениями и животными. Эта грандиозная переработка всех отмерших остатков растительного и животного царства осуществляется микроорганизмами. В ходе своей жизнедеятельности они производят минерализацию органических веществ – белков, жиров , углеводов с образованием в конечном итоге углекислоты, воды, аммиака, нитратов, неорганических соединений серы и фосфора, усвояемых растениями. Эти вещества вовлекаются в новый круговорот. Чем энергичнее протекает процесс размножения органических веществ, тем больше развивается органическая жизнь, быстрее осуществляется круговорот веществ в природе.
Такая колоссальная работа микроорганизмов обуславливается их чрезвычайной быстротой размножения, разнообразием типов их питания и ферментных систем.
Нормальная микрофлора человека – это совокупность множества микробиоценозов. Микробиоценоз – это совокупность микроорганизмов одинакового места обитания, например, микробиоценоз полости рта или микробиоценоз дыхательных путей. Микробиоценозы организма человека связаны между собой. Жизненное пространство каждого микробиоценоза – это биотоп. Полость рта, толстый кишечник или дыхательные пути – это биотопы.
Для биотопа характерны однородные условия существования микроорганизмов. Таким образом, в организме человека сформированы биотопы, в которых расселяется определённый микробиоценоз. А любой микробиоценоз – это не просто определённое количество микроорганизмов, они связаны между собой цепочками питания. В каждом биотопе существуют следующие виды нормальной микрофлоры:
Нормальная микрофлора человека формируется с первого мгновения появления ребёнка на свет. На ее формирование оказывают влияние микрофлора матери, санитарное состояние помещения, в котором ребёнок находится, искусственное или естественное вскармливание. На состояние нормальной микрофлоры влияет также гормональный фон, кислотно-щелочное состояние крови, процесс вырабатывания и выделения клетками химических веществ (так называемая секреторная функция организма). К трёхмесячному возрасту в организме ребёнка формируется микрофлора, аналогичная нормальной микрофлоре взрослого человека.
Все системы человеческого организма, открытые для контакта с внешней средой, обсеменяются микроорганизмами. Закрытыми для контакта с микрофлорой окружающей среды (стерильными) являются кровь, спинномозговая жидкость (ликвор), суставная жидкость, плевральная жидкость, лимфа грудного протока и ткани внутренних органов: сердца, мозга, печени, почек, селезенки, матки, мочевого пузыря, легких.
Нормальная микрофлора выстилает слизистые оболочки человека. Микробные клетки выделяют полисахариды (высокомолекулярные углеводы), слизистая оболочка выделяет муцин (слизь, белковые вещества) и из этой смеси образуется тонкая биоплёнка, которая покрывает сверху сотни и тысячи микроколоний клеток нормальной флоры.
Эта плёнка толщиной не более 0,5 мм создаёт защищает микроорганизмы от химического и физического воздействия. Но если факторы самозащиты микроорганизмов превышают компенсаторные возможности человеческого организма, то могут возникнуть нарушения, с развитием патологических состояний и неблагоприятными последствиями. К таким последствиям можно отнести
Общее количество микроорганизмов нормальной флоры человека достигает 10 14 , что превышает количество клеток всех тканей взрослого человека. Основу нормальной микрофлоры человека составляют анаэробные бактерии (живущие в бескислородной среде). В кишечнике число анаэробов в тысячу раз превышает количество аэробов (микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород).
Как формируется нормальная микрофлора кишечника? Сначала слизистая желудочно-кишечного тракта обсеменяется случайно попавшими в него лактобациллами, клостридиями, бифидобактериями, микрококками, стафилококками, энтерококками, кишечная палочкой и другими микроорганизмами. Бактерии фиксируются на поверхности ворсинок кишечника, параллельно идёт процесс формирования биоплёнки
В составе нормальной микрофлоры человека выявляются все группы микроорганизмов: бактерии, грибы, простейшие и вирусы. Микроорганизмы нормальной микрофлоры человека представлены следующими родами:
Под влиянием ряда факторов (возраста, пола, сезона, состава пищи, болезни, введения антимикробных веществ и др.) состав микрофлоры может меняться или в физиологических границах, или выходя за них (см.
Дисбактериоз).
Микрофлора почвы характеризуется большим разнообразием микроорганизмов, которые принимают участие в процессах почвообразования и самоочищения почвы, кругооборота в природе азота, углерода и других элементов. В почве обитают бактерии, грибы, лишайники (симбиоз грибов с цианобактериями) и простейшие. На поверхности почвы микроорганизмов относительно мало, так как на них губительно действуют УФ-лучи, высушивание и т. д. Наибольшее число микроорганизмов содержится в верхнем слое почвы толщиной до 10 см. По мере углубления в почву количество микроорганизмов уменьшается и на глубине 3-4 м они практически отсутствуют.
Состав микрофлоры почвы меняется в зависимости от типа и состояния почвы, состава растительности, температуры, влажности и т.д. Большинство микроорганизмов почвы способны развиваться при нейтральном рН, высокой относительной влажности, при температуре от 25° до 45°С. В почве живут бактерии, способные усваивать молекулярный азот (азотфиксирующие), относящиеся к родам Azotobacter, Azomonas, Mycobacterium и др. Азотфиксирующие разновидности цианобактерий, или сине-зеленых водорослей, применяют для повышения плодородия рисовых полей. Такие бактерии, как псевдомонады, активно участвуют в минерализации органических веществ, а также восстановлении нитратов до молекулярного азота. Кишечные бактерии (семейство Enterobacteriaceae) - кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, сальмонеллезов, дизентерии, могут попадать в почву с фекалиями. Однако в почве отсутствуют условия для их размножения, и они постепенно отмирают. В чистых почвах кишечная палочка и протей встречаются редко; обнаружение их в значительных количествах является показателем загрязнения почвы фекалиями человека и животных и свидетельствует о ее санитарно-эпидемиологическом неблагополучии (возможность передачи возбудителей инфекционных заболеваний). Почва служит местом обитания спорообразующих палочек родов Bacillus и Clostridium. Непатогенные бациллы (Вас. megatherium, Вас. subtilis и др.) наряду с псевдомонадами, протеем и некоторыми другими бактериями являются аммонифицирующими, составляя группу гнилостных бактерий, осуществляющих минерализацию белков. Патогенные палочки (возбудитель сибирской язвы, ботулизма, столбняка, газовой гангрены) способны длительно сохраняться в почве.
В почве находятся также многочисленные представители грибов. Грибы участвуют в почвообразовательных процессах, превращениях соединений азота, выделяют биологически активные вещества, в том числе антибиотики и токсины. Токсинообразующие грибы, попадая в продукты питания человека, вызывают интоксикации - микотоксикозы и афлатоксикозы.
Микрофауна почвы представлена простейшими, количество которых колеблется от 500 до 500 000 на 1 г почвы. Питаясь бактериями и органическими остатками, простейшие вызывают изменения в составе органических веществ почвы.
Микрофлора воды , являясь естественной средой обитания микроорганизмов, отражает микробный пейзаж почвы, так как микроорганизмы попадают в воду с частичками почвы. Вместе с тем в воде формируются определенные биоценозы с преобладанием микроорганизмов, адаптировавшихся к условиям местонахождения, т. е. физико-химическим условиям, освещенности, степени растворимости кислорода и диоксида углерода, содержания органических и минеральных веществ и т. д.
В водах пресных водоемов обнаруживаются палочковидные (псевдомонады, аэромонады и др.), кокковидные (микрококки) и извитые бактерии. Загрязнение воды органическими веществами сопровождается увеличением анаэробных и аэробных бактерий, а также грибов. Особенно много анаэробов в иле, на дне водоемов. Микрофлора воды выполняет роль активного фактора в процессе самоочищения ее от органических отходов, которые утилизируются микроорганизмами. 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 и др. Поэтому вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы). Вода артезианских скважин практически не содержит микроорганизмов, обычно задерживающихся более верхними слоями почвы. Микрофлора воды океанов и морей также содержит различные микроорганизмы, в том числе светящиеся и галофильные (солелюбивые), например, галофильные вибрионы, поражающие моллюски и некоторые виды рыбы, при употреблении которых в пищу развивается пищевая токсикоинфекция.
Микрофлора воздуха взаимосвязана с микрофлорой почвы и воды. В воздух также попадают микроорганизмы из дыхательных путей и с каплями слюны человека и животных. Солнечные лучи и другие факторы способствуют гибели микрофлоры воздуха. Большее количество микроорганизмов присутствует в воздухе крупных городов, меньшее – в воздухе сельской местности. Особенно мало микроорганизмов в воздухе над лесами, горами и морями. В воздухе обнаруживаются кокковидные и палочковидные бактерии, бациллы и клостридии, актиномицеты, грибы и вирусы. Много микроорганизмов содержится в воздухе закрытых помещений, микробная обсемененность которых зависит от степени уборки помещения, уровня освещенности, количества людей в помещении, частоты проветривания и др. Количество микроорганизмов в 1 м³ воздуха (так называемое микробное число, или обсемененность воздуха) отражает санитарно-гигиеническое состояние воздуха, особенно в больничных и детских учреждениях. Косвенно о выделении патогенных микроорганизмов (возбудителей туберкулеза, дифтерии, коклюша, скарлатины, кори, гриппа и др.) при разговоре, кашле, чиханье больных и носителей можно судить по наличию санитарно-показательных бактерий (золотистого стафилококка и стрептококков), так как последние являются представителями микрофлоры верхних дыхательных путей и имеют общий путь выделения с патогенными микроорганизмами, передающимися воздушно-капельным путем. С целью снижения микробной обсемененности воздуха проводят влажную уборку помещения в сочетании с вентиляцией и очисткой (фильтрацией) поступающего воздуха; применяют обработку помещений лампами ультрафиолетового излучения.
Воздух как среда обитания для микроорганизмов менее благоприятен, чем почва и вода, так как в нем содержится очень мало или не содержится совсем питательных веществ для размножения микроорганизмов. Тем не менее, попадая в воздух, многие микроорганизмы могут сохраняться в нем более или менее долго. В воздухе микроорганизмы распределены неравномерно. В пыльном и грязном воздухе микроорганизмов больше, чем в чистом, так как они адсорбируются на поверхности твердых частиц. Воздух особенно загрязнен вблизи земной поверхности, а по мере удаления от нее он становится все более чистым. В воздухе центра города микроорганизмов больше, а на окраинах меньше. Летом микроорганизмов в воздухе содержится больше, зимой меньше.
Микроорганизмы обнаружены даже в облаках. На больших высотах встречают микроорганизмы, образующие пигменты, которые повышают их устойчивость к неблагоприятным условиям жизни, особенно к ультрафиолетовым лучам. Выше 84 км над уровнем моря микроорганизмы не обнаруживаются.
Численность и видовой состав микроорганизмов в воздухе . В естественных условиях в воздухе обнаруживаются сотни видов сапрофитных микроорганизмов, представленных кокками (в том числе сарцинами), спорообразующими бактериями и мицелиальными грибами, отличающимися большой устойчивостью к ультрафиолетовым лучам и к другим неблагоприятным воздействиям внешней среды. Воздух открытых пространств относительно чист, а воздух закрытых помещений загрязнен значительно больше. В воздухе закрытых помещений при плохом проветривании накапливаются микроорганизмы, выделяемые через дыхательные пути человека. Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из мокроты и слюны при кашле, разговоре, чихании. Даже здоровый человек при чихании и кашле выделяет в воздух 10…20 тысяч КОЕ, а больной человек – во много раз больше.
Количество микроорганизмов в воздухе варьирует в больших диапазонах: от единичных бактерий до десятков тысяч КОЕ/1м 3 . Так воздух Арктики содержит 2…3 КОЕ в 20 м 3 , а в городах с промышленными предприятиями в воздухе обнаруживается огромное количество бактерий. В лесу, особенно хвойном, микроорганизмов в воздухе очень мало, на них губительно действуют фитонциды леса. Над Москвой на высоте 500 м в 1м 3 воздуха обнаружено от 1100 до 2700 КОЕ микроорганизмов, а на высоте 2000м – 500-700 КОЕ. Спорообразующие бактерии и мицелиальные грибы были найдены на высоте 20 км, другие группы микроорганизмов – на высоте 61…77 км.
Человек в среднем вдыхает за сутки 12000…14000 дм 3 воздуха. При этом в дыхательных путях задерживаются 99,8% микроорганизмов, содержащихся в воздухе.
Загрязнение воздуха патогенными микроорганизмами . При чихании, кашле и разговоре в воздух выбрасывается множество капелек жидкости, внутри которых содержатся микроорганизмы. Эти капельки могут часами удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии, т.е. образуют стойкие аэрозоли. За счет влаги микроорганизмы в капельках живут дольше. Таким воздушно-капельным путем происходит заражение многими острыми респираторными заболеваниями (грипп, корь, дифтерия, легочная чума и др.). Подобный путь распространения возбудителей – одна из основных причин развития не только эпидемий, но и крупных пандемий гриппа, а в прошлом и легочной чумы.
Помимо воздушно-капельного пути патогенные микроорганизмы могут распространяться через воздух «пылевым» путем. Объясняется это тем, что находящиеся в выделениях больных (каплях мокроты, слизи и т.п.) микроорганизмы окружены белковым субстратом, поэтому они более устойчивы к высыханию и другим факторам. Когда такие капли высыхают, они превращаются в своеобразную микробную пыль, содержащую многие патогенные микроорганизмы.
Частицы микробной пыли имеют диаметр от 1 до 100 мкм. У частиц диаметром более 100 мкм сила тяжести превышает сопротивление воздуха, и они быстро оседают. Скорость переноса пыли зависит от интенсивности воздушных перемещений. Микробная пыль играет особенно важную роль в эпидемиологии туберкулеза, дифтерии, туляремии и других заболеваний.
Для снижения микробной обсемененности воздуха в производственных помещениях применяют физические способы его очистки и обеззараживания. С помощью системы приточно-вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется из помещений, а на его место поступает более чистый атмосферный воздух. Фильтрация поступающего воздуха через специальные воздушные фильтры значительно повышает эффективность вентиляции.
Наибольшее распространение получил метод фильтрации воздуха через волокнистые пористые или зернистые материалы. Несмотря на то, что волокнистые фильтры имеют диаметр не менее 5 мкм и слабое уплотнение (промежутки не менее 50 мкм), они легко задерживают большинство микроорганизмов со средним размером около 1 мкм.
Фильтры, пропитанные специальной пылесвязывающей жидкостью, задерживают до 90-95% микроорганизмов и частиц пыли, находящихся в воздухе. После очистки воздух подвергают обеззараживанию. Применяя воздушные фильтры тонкой очистки (ФТО) можно добиться эффективности очистки до 99,999%. Требуемая степень очистки воздуха в помещении определяется условиями и характером выпускаемого продукта. Современное оборудование для биологической очистки воздуха обеспечивает организацию общих и специальных зон. Линия биологической очистки воздуха, как правило, включает несколько работающих последовательно технологических элементов: масляный фильтр, фильтр грубой очистки, головной и индивидуальные фильтры тонкой очистки. Набор отдельных элементов в системе определяется конкретной задачей производства.
Обеззараженный воздух можно получить, используя УФ-облучение. С этой целью помещение оборудуется стационарными или переносными бактерицидными лампами из расчета 2,0-2,5 Вт/м 3 объема помещения. Работа ламп в течение 6 час позволяет уменьшить количество микроорганизмов в воздухе на 80-90%. Однако следует иметь в виду, что работа обычных ламп должна проводиться в отсутствии людей, так как их излучение оказывает неблагоприятное воздействие на кожу, слизистые оболочки организма и глаза. Обеззараживание воздуха в присутствии людей можно проводить, только используя ультрафиолетовые бактерицидные облучатели-рециркуляторы, которые рассчитаны на периодическую и непрерывную работу.
Обычно в воздухе производственных помещений пищевых предприятий должно содержаться не более 500 КОЕ/м 3 . Для некоторых производств допустимые показатели содержания микроорганизмов в воздухе более жесткие, их значения приводятся в нормативной документации.
Санитарная оценка воздуха. Для определения микроорганизмов воздуха используют следующие методы:
седиментационный (метод Коха), фильтрационный (воздух пропускают через стерильную воду);
методы, основанные на принципе ударного действия воздушной струи с использованием специальных приборов. Последние методы надежнее, так как они позволяют точно определить количественное загрязнение воздуха микроорганизмами и изучить их видовой состав.
На предприятиях пищевой промышленности, в производственных цехах и в местах хранения продуктов необходимо соблюдать определенную влажность, температуру и микробиологическую чистоту воздуха.
Санитарную оценку воздуха закрытых помещений осуществляют по следующим показателям: КМАФАнМ (количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов); содержание плесневых (мицелиальных) грибов и дрожжей; количество санитарно-показательных стрептококков в 1м 3 воздуха.
По числу клеток (КОЕ) в 1 м 3 воздуха судят о степени обсеменения стрептококком носоглоточных микроорганизмов человека и, следовательно, о возможном присутствии в воздухе патогенных микроорганизмов.
