МИКРОФЛОРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Микрофлора почвы
Почва - главный резервуар и естественная среда обитания микроорганизмов, принимающих участие в процессах ее формирования и самоочищения, а также в круговороте веществ (азота, углерода,серы) в природе. В почве обитают бактерии, грибы, лишайники и простейшие.
В почве большинство представителей нормальной и патогенной микрофлоры человека и животных длительно не выживают. Однако некоторые бактерии, входящие в состав нормальной микрофлоры человека, включаются в биоценоз почвы. В почву они попадают с фекально-бытовыми и сточными водами различных предприятий.
В нормально функционирующей почве интенсивно протекает процесс самоочищения, в результате чего относительно быстро перерабатываются органические вещества в гумус и почва освобождается от несвойственных ей микроскопических грибов и бактерий.
Аспорогенные патогенные и условно-патогенные бактерии, вирусы выживают в течение нескольких дней, недель или месяцев; споры возбудителей сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены, ботулизма могут сохраняться много лет.
Микрофлора воды
Вода - естественная среда обитания разнообразных микроорганизмов: бактерий, простейших, грибов, водорослей и вирусов.
В прибрежной зоне открытых водоемов, особенно вблизи крупных населенных пунктов, вода содержит большое количество заносных микробов, в том числе патогенных и условно-патогенных для человека, обитающих в кишечнике животных и самого человека и возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций и др.).
Хотя вода и неблагоприятна для существования патогенных и условно-патогенных микробов, многие из них способны переживать в ней определенное время, а в некоторых случаях даже размножаться (холерный вибрион, легионеллы). Споры возбудителя сибирской язвы могут сохраняться в воде годы; многие месяцы переживают в воде энтеровирусы, сальмонеллы, лептоспиты, вирус гепатита А; меньше (дни, недели) - возбудители дизентерии, холеры, бруцеллеза. Условно-патогенные аспорогенные бактерии выживают в воде в течение нескольких недель.
Основной путь самоочищения воды - конкурентная активация сапрофитической микрофлоры, приводящая к быстрому разложению органических веществ и уменьшению численности бактерий, особенно фекального происхождения.
Микрофлора воздуха
Воздух не пригоден для размножения микроорганизмов, так как в нем недостаточно влаги и питательных веществ, а солнечная радиация и высушивание действуют на микроорганизмы губительно. Большее количество микроорганизмов присутствует в воздухе крупных городов, меньше - в воздухе сельской местности. Особенно мало микроорганизмов в воздухе над лесами, горами и морями. Воздух закрытых помещений содержит в основном микрофлору дыхательных путей и кожи человека, многие представители которой способны переживать в воздухе в течение времени, достаточного для инфицирования находящихся в нем людей.
Микрофлора пищевых продуктов
Многие пищевые продукты молоко и молочные продукты, мясо и мясные изделия, рыба, яйца, фрукты, овощи и др.) являются благоприятной средой для размножения микроорганизмов.
Микроорганизмы могут попасть в пищевые продукты при их заготовке, доставке, переработке и хранении. Источником этих микробов являются сырье, воздух, вода, оборудование, люди, занятые в процессе заготовки, доставки, переработки продуктов, а также животные (обычно грызуны), вступающие в контакт с продуктами. Через пищевые продукты (алиментарным путем) передаются возбудители кишечных инфекций, пищевых токсикоинфекций, зоонозов, микозов.
Микрофлора других сред
Кроме почвы, воды, воздуха, пищевых продуктов, микроорганизмы обнаруживаются на разнообразных предметах в окружении человека. В медицинских учреждениях, кроме бытовых предметов, имеются также специфические медицинские объекты (медицинский инструментарий и оборудование, перевязочный и шовный материалы, лекарственные препараты, растворы дезинфектантов, антисептиков, спецодежда, предметы ухода за больными). В перечисленных объектах обнаруживаются как свободноживущие, так и паразитические, микроорганизмы. Главным источником контаминации (загрязнения) условно-патогенными видами микроорганизмов являются выделения человека и реже - животных. Ряд возбудителей инфекционных заболеваний (легионеллы, псевдомонады, протеи, клебсиелла пневмонии, иерсинии) способны размножаться на некоторых объектах внешней среды (ванны, душевые и др.). Другие микроорганизмы – возбудители контактных, кишечных и капельных инфекций - сохраняются в окружающей среде в течение определенных сроков, достаточных для передачи новому хозяину. Эти сроки колеблются от нескольких минут (возбудители коклюша, кори, сифилиса) до многих месяцев (возбудитель туберкулеза) и лет (споры возбудителя сибирской язвы).

Рис. 8. Микробы есть повсюду.

ОСНОВЫ САНИТАРНОЙ МИКРОБИОЛОГИИ
Санитарная микробиология - раздел медицинской микробиологии, изучающий микроорганизмы, содержащиеся в окружающей среде и способные оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Она разрабатывает микробиологические показатели гигиенического нормирования, методы контроля эффективности обеззараживания объектов окружающей среды, а также выявляет в объектах окружающей среды патогенные, условно-патогенные и санитарно-показательные микроорганизмы.
Для оценки санитарно-гигиенического состояния различных объектов окружающей среды, воды, пищевых продуктов и напитков проводятся санитарно-бактериологические исследования, целевое назначение которых состоит в определении эпидемической безопасности указанных объектов. Выявление в них патогенных микроорганизмов служит показателем эпидемической опасности.
О микробной обсемененности судят по микробному числу - общему количеству микроорганизмов, содержащихся в единице объёма или массы исследуемого объекта ( 1 см3 воды, 1г. почвы, 1м3 воздуха) . Содержание санитарно-показательных бактерий оценивается по двум показателям - титру и индексу. Титром называется тот минимальный объём или масса, в которой обнаруживаются данные бактерии; индексом - количество санитарно-показательных бактерий, содержащихся в 1 литре жидкости, 1г. плотных веществ, 1м3 воздуха.
К санитарно-показательным бактериям относятся представители облигатной микрофлоры организма человека и теплокровных животных, для которых средой обитания являются кишечник и воздушно-дыхательные пути. Возбудители кишечных инфекций имеют общий путь выделения (с фекалиями) с такими санитарно-показательными бактериями, как бактерии группы кишечной палочки - БГКП (в эту группу, кроме кишечной палочки, входят сходные по свойствам бактерии рода Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella ), энтерококки, клостридии перфрингенс; возбудители воздушно-капельных инфекций имеют общий путь выделения с бактериями, постоянно обитающими на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, выделяющимися в окружающую среду при кашле, чиханье, разговоре. В связи с этим в качестве санитарно-показательных бактерий для воздуха закрытых помещений предложены гемолитические стрептококки и золотистые стафилококки.

Действие физических, химических и биологических факторов внешней среды на микроорганизмы.

Содержание:

• Влияние физических факторов на микроорганизмы.
• Действие химических факторов на микроорганизмы.
• Влияние биологических факторов на микроорганизмы.

Микроорганизмы подвержены постоянному воздействию факторов внешней среды. Неблагоприятные воздействия могут приводить к гибели микроорганизмов, то есть оказывать микробицидный эффект, либо подавлять размножение микробов, оказывая статическое действие. Некоторые воздействия оказывают избирательный эффект на отдельные виды, другие - проявляют широкий спектр активности. На основе этого созданы методы подавления жизнедеятельности микробов, которые используются в медицине, быту, сельском хозяйстве и др.

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

Температура
По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на термофильные, психрофильные и мезофильные.

• Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста - 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена.
• Психрофильные виды(холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде. Но есть некоторые виды, например, иерсинии, психрофильные варианты клебсиелл, псевдомонад, вызывающие заболевания у человека.
• Мезофильныевидылучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Высокая температура вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм гибнет при температуре 60°С в течение 30 мин, а при 80-100°С – через 1 мин. Споры бактерий устойчивы к температуре 100°С, гибнут при 130°С и более длительной экспозиции (до 2 ч.).
Для сохранения жизнеспособности относительно благоприятны низкие температуры (например, ниже 0°С), безвредные для большинства микробов. Бактерии выживают при температуре ниже –100°С; споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте (до –250°С).

Влажность
При относительной влажности окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион – за 2 суток, а микобактерии – за 90 суток). Поэтому высушивание не используют как метод элиминации микробов с субстратов. Особой устойчивостью обладают споры бактерий.
Широко распространено искусственное высушивание микроорганизмов, или лиофилизация. Метод включает быстрое замораживание с последующим высушиванием под низким (вакуумом) давлением (сухая возгонка). Лиофильную сушку применяют для сохранения иммунобиологических препаратов (вакцин, сывороток), а также для консервирования и длительного сохранения культур микроорганизмов.
Влияние концентрации растворов на рост микроорганизмов опосредовано изменением активности воды как меры доступной для организма воды. И если содержание солей вне клетки окажется выше их концентрации в клетке, то вода будет выходить из клетки. Угнетение патогенных бактерий хлористым натрием обычно начинается при его концентрации около 3%.

Излучения
Солнечный свет губительно действует на микроорганизмы, исключением являются фототрофные виды. Наибольший микробицидный эффект оказывает коротковолновые УФ-лучи. Энергию излучения используют для дезинфекции, а также для стерилизации термолабильных материалов.
УФ-лучи (в первую очередь коротковолновые, т.е. с длиной волны 250-270 нм) действуют на нуклеиновые кислоты. Микробицидное действие основано на разрыве водородных связей и образовании в молекуле ДНК димеров тимидина, приводящем к появлению нежизнеспособных мутантов. Применение УФ-излучения для стерилизации ограничено его низкой проницаемостью и высокой поглотительной активностью воды и стекла.
Рентгеновскоеи g-излучение в больших дозах также вызывает гибель микробов. Облучение вызывает образование свободных радикалов, разрушающих нуклеиновые кислоты и белки с последующей гибелью микробных клеток. Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмасс.
Микроволновое излучение применяют для быстрой повторной стерилизации длительно хранящихся сред. Стерилизующий эффект достигается быстрым подъемом температуры.

Ультразвук
Определенные частоты ультразвука при искусственном воздействии способны вызывать деполимеризацию органелл микробных клеток, под действием ультразвука газы, находящиеся в жидкой среде цитоплазмы, активируются и внутри клетки возникает высокое давление ( до 10 000 атм). Это приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (молока, фруктовых соков), питьевой воды.

Давление
Бактерии относительно мало чувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления до некоторого предела не сказывается на скорости роста обычных наземных бактерий, но в конце концов начинает препятствовать нормальному росту и делению. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3 000 – 5 000 атм, а бактериальные споры - даже 20 000 атм.
В условиях глубокого вакуума субстрат высыхает и жизнь невозможна.

Фильтрование
Для удаления микроорганизмов применяют различные материалы (мелкопористое стекло, целлюлоза, коалин); они обеспечивают эффективную элиминацию микроорганизмов из жидкостей и газов. Фильтрацию применяют для стерилизации жидкостей, чувствительных к температурным воздействиям, разделения микробов и их метаболитов (экзотоксинов, ферментов), а также для выделения вирусов.

ДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

Способность ряда химических веществ подавлять жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации химических веществ и времени контакта с микробом. Дезинфектанты и антисептики дают неспецифический микробицидный эффект; химиотерапевтические средства проявляют избирательное противомикробное действие.

По механизму действия противомикробные вещества разделяются на:
а) деполимеризующие пептидогликан клеточной стенки,
б) повышающие проницаемость клеточной мембраны,
в) блокирующие те или иные биохимические реакции,
г) денатурирующие ферменты,
д) окисляющие метаболиты и ферменты микроорганизмов,
е) растворяющие липопротеиновые структуры,
ж) повреждающие генетический аппарат или блокирующие его функции.

У микроорганизмов химической деструкции прежде всего подвергаются белки и липиды цитоплазматической мембраны, белковые молекулы жгутиков, фимбрий, секс-пили, порины клеточной стенки грамположительных бактерий, связывающие белки периплазмы, протеиновые капсулы, экзотоксины, ферменты-токсины и ферменты питания. Деструкция гетерогенных полимеров (белки, полиэфиры и др.) происходит как при действии окислителей, так и при действии гидролизующих и детергентных антисептиков ( кислоты, щелочи, соли двух- и поливалентных металлов и др.).

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

К биологическим средстваммогут быть отнесены препараты, содержащие живых особей - бактериофагов и бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии. Фаги и антагонисты оказывают прямое повреждающее действие на патогенных и условно-патогенных микробов; изготовленные из них лекарственные препараты предназначены для местного применения, для них характерна специфичность действия на микроорганизмы и безвредность для пациента; целью их внесения в организм человека и животных является лечение или профилактика инфекционных заболеваний. По механизму действия они близки к химическим антисептикам.
Необходимо также помнить и о молочно-кислых бактериях, которые вызывают процесс молочно-кислого брожения. Некоторые молочно-кислые бактерии способны синтезировать антибиотики и с их помощью подавлять развитие болезнетворных микробов.
Препараты, содержащие бактерии (эубиотикиилипробиотики): колибактерин, лактобактерин, бифидумбактерин, бификол, микрококкобактерин, линекс, бактисубтил и другие.
Препараты, содержащие бактериофаги:бактериофаг брюшнотифозный, бактериофаг дизентерийный, бактериофаг сальмонеллезный, бактериофаг коли-протейный, бактериофаг стафилококковый, бактериофаг стрептококковый, бактериофаг пиоцианеус, бактериофаг синегнойный, бактериофаг клебсиеллезный, пиофаг комбинированный и другие.