Цикл iii «экология микробов (микроэкологогия).

ЦИКЛ III «Экология микробов (микроэкологогия).

Генетика микроорганизмов»

Занятие № 1

ТЕМА: Распространение микробов в окружающей среде. Микрофлора почвы, воды, воздуха. Санитарно-бактериологическое исследование воды, воздуха, почвы.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: знатьосновы санитарной микробиологии: показатели санитарно-бактериологического состояния воды, воздуха и почвы (коли-индекс, коли-титр, общее микробное число (ОМЧ)) и методы их определения; санитарно-показательные микроорганизмы воды, воздуха и почвы

уметь учитывать результаты определения коли-индекса, коли-титра воды, ОМЧ воды, воздуха и почвы

Вопросы для самоподготовки:

1. Предмет санитарной микробиологии и требования, предъявляемые к санитарно-показательным микроорганизмам

2. Микрофлора воды, воздуха и почвы

3. Методы определения санитарно-показательных микроорганизмов воды, воздуха и почвы

Контрольные вопросы:

1) Выписать в тетрадь основные санитарно-показательные микроорганизмы

- воды ______________________________________________________________________

- воздуха ____________________________________________________________________

- почвы ______________________________________________________________________

2) Выписать определения понятий и нормативы по ГОСТу для питьевой воды:

коли-индекс __________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

коли-титр ____________________________________________________________________

общее микробное число (ОМЧ) __________________________________________________

_____________________________________________________________________________

6) Перечислите основные требования, предъявляемые к санитарно-показательным микроорганизмам: __________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7) Перечислить методы определения показателей санитарно-бактериологического состояния:

воды _________________________________________________________________________

воздуха ______________________________________________________________________

почвы ________________________________________________________________________

1. Заполнить таблицу «Основные функции нормальной микрофлоры»

Функция	Механизм реализации
Колонизационная резистентность
Детоксикационная
Синтетическая
Пищеварительная

Базовый текст

1. Предмет санитарной микробиологии и требования, предъявляемые к санитарно-показательным микроорганизмам

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, выявляет в них патогенные, условно-патогенные и санитарно-показательные микробы.

Обнаружение патогенных микробов в окружающей среде, продуктах питания и воде позволяет принять меры по борьбе и профилактике инфекционных заболеваний.

Условно-патогенные микробы, попав в продукты питания, быстро размножаются с накоплением токсинов и вызывают пищевые отравления (пищевые токсикоинфекции). Основными источниками распространения возбудителей большинства инфекционных болезней, поражающих человечество, являются люди и теплокровные животные. Наиболее массивное выделение ими микроорганизмов в окружающую среду происходит воздушно-капельным и фекальным путями.

Санитарно-микробиологическое исследование объектов окружающей среды обязано решить вопрос о наличии или отсутствии в них опасных для человека микроорганизмов.

Для оценки санитарного состояния объектов окружающей среды определяют санитарно-показательные микроорганизмы, которые служат показателями загрязненности и потенциальной опасности исследуемых объектов.

К санитарно-показательным микроорганизмам предъявляются следующие требования:

· должны обитать только в организме людей или животных и постоянно выделяться в окружающую среду в больших количествах;

· не должны иметь других мест обитания;

· не должны размножаться вне организма человека или обитать в почве и воде;

· не должны изменять свои свойства;

· сроки их выживания и устойчивость к различным факторам после выделения из организма в окружающую среду должны быть равными или превышать таковые у патогенных;

· должны встречаться в окружающей среде в значительно больших количествах, чем патогенные микроорганизмы;

· методы их обнаружения и идентификации должны быть простыми, методически и экономически доступными.

К основным санитарно-показательным микроорганизмам воды и почвы относят бактерии группы кишечных палочек (БГКП), энтерококки (основная разновидность Е. faecalis), протеи, сальмонеллы, клостридии (C. рerfringens), термофильные бактерии и бактериофаги энтеробактерий (колифаги). В состав БГКП включены представители различных родов семейства Enterobacteriaceae: Escherichia, Enerobacter, Citrobacter, Klebsiella. К группе термофильных бактерий относятся неродственные бактерии, представители различных семейств, способных размножаться при температуре 60ºС и выше (Lactobacillus lactis, Streptococcus thermophilus). Бактерии, принадлежащие к роду Proteus (Р.vulgaris и др.) широко распространены в природе и являются гнилостными. Они в большом количестве встречаются на разлагающихся останках животных и растений. Обнаружение этих бактерий в каких-либо пищевых продуктах свидетельствует о гнилостном распаде.

Показателем биологического загрязнения воздуха помещений являются стрептококки и стафилококки.

В практике санитарно-микробиологических исследований о микробной обсемененности судят по микробному числу – общему количеству микробов, содержащихся в единице объема или массы исследуемого объекта (1 мл воды, 1 г почвы, 1 м³ воздуха). Содержание санитарно-показательных бактерий оценивают по двум показателям – титру и индексу. За титр принимают тот минимальный объем или массу исследуемого материала, в которых обнаруживают 1 санитарно-показательный микроорганизм; индекс показывает количество санитарно-показательных бактерий, содержащихся в 1 л жидкости, 1 г плотных веществ, 1 м³ воздуха.

Таблица 26. Основные микробиологические показатели состояния почвы

Характеристика почвы	Коли-титр	Перфрингенс-титр	Количество термофильных бактерий в 1 г почвы
Чистая	1,0 и выше	0,01 и выше	10²-10³
Загрязненная	0,9-0,01	0,009-0,0001	От 10³до 10⁵
Сильно загрязненная	0,009 и ниже	0,00009 и ниже	От 10⁵до 4х10⁶

Занятие № 2

Таблица 24. Функции нормальной микрофлоры организма человека

Функция	Механизм реализации
Колонизационная резистентность	Межмикробный антагонизм (продукция органических кислот, перекиси водорода, мурамидазы, бактериоцинов, микроцинов и др. антагонистически активных веществ). Активация иммунной системы (активация фагоцитоза, индукция синтеза иммуноглобулинов, лизоцима, интерферона, цитокинов)
Детоксикационная	Гидролиз продуктов метаболизма белков, липидов, углеводов, деконъюгация желчных и гидроксилирование жирных кислот, инактивация гистамина, ксенобиотиков и др.
Синтетическая	Образование аминокислот, летучих жирных кислот, витаминов, гормонов, биоактивных аминов и других биологически активных веществ
Пищеварительная	Усиление активности ферментов, пищеварительной и моторной функции ЖКТ

3. Методы определения микрофлоры организма человека

Для изучения нормальной микрофлоры применяются бактериоскопический, бактериологический, генетический (ПЦР) методы.

Бактериоскопический метод имеет большое самостоятельное значение для тех биотопов организма человека, в которых обитает большое количество различных видов микроорганизмов (полость рта, кишечник, влагалище). Он позволяет получить общее представление о составе микрофлоры (преобладание грам+ или грам- бактерий той или иной формы - кокки, диплококки, стрептококки, палочки, бациллы, стрептобациллы, фузиформные бактерии, наличие грибов и т.д.), а также выявить те микроорганизмы, которые не удается культивировать на питательных средах.

Бактериологический метод для биотопов с широким спектром микроорганизмов (полость рта, кишечник, влагалище) нужно выполнять с учетом данных бактериоскопии.

Основные принципы бактериологического исследования:

• использование качественной (видовой состав) и количественной (количественное соотношение разных видов) оценки микрофлоры;

• первичный посев материала без предварительного обогащения, так как обогащение нарушает количественные соотношения видов;

• использование большого набора различных питательных сред, подбор условий культивирования (аэробные, анаэробные и др.).

Однако следует отметить, что из 1000 различных видов микроорганизмов толстого кишечника культивируется только 10%. В связи с этим актуальным является использование генетических методов изучения микрофлоры организма человека, позволяющих выявить некультивируемые виды и более точно охарактеризовать микрофлору различных биотопов.

В настоящее время некоторые лаборатории используют для диагностики дисбактериоза косвенные методы, направленные на определении некоторых метаболитов кишечной микрофлоры.

Для скрининговых исследований на дисбактериоз используются достаточно быстрые биохимические методы, легко осуществляемые на практике. На кафедре микробиологии Тверской ГМА модифицирован экспресс-метод диагностики дисбактериоза кишечника, принцип которого заключается в том, что при взаимодействии протеиназ бактериальных культур с казеином, содержащимся в агаровой среде, происходит его расщепление (Червинец В.М. и соавт., 2003). При добавлении коагулянта белка на мутном фоне агара выявляются зоны просветления вокруг лунок с казеинолитически активными микроорганизмами. Далее при использовании определенных критериев величины зоны просветления проводят оценку степени дисбиоза.

Таблица 25. Препараты-пробиотики

Группы препаратов	Монокомпонентные	Поликомпонентные	Комбинированные, сорбированные и метаболитные
Бифидо-содержащие	Бифидумбактерин в порошке (B. bifidum). Бифидумбактерин сухой (B.bifidum).	Бификол сухой (B. bifidum и E. coli M-17). Линекс (B.infantis, L.acidophilus, E. faecium). Бифиформ (В. longum и Enterococcus faecium).	Бифилиз сухой (B.bifidum и лизоцим). Бифидумбактерин форте, пробифор (B. bifidum, адсорбированные на активированном угле в дозах 5,0 x10⁷ и 5,0 x10⁸ м.к. соответственно).
Лакто-содержащие	Лактобактерин сухой (L.plantarum 8RA-3). Биобактон сухой (L.acidophilus 12). Гастрофарм (L.bulgaricus LB-51).	Ацилакт сухой (L.acidophilus - 3 разных штамма).	Кипацид (ацилакт + лизоцим). Аципол (L.acidophilus и полисахарид кефирных грибков).
Коли-содержащие	Колибактерин сухой (E.coli М-17).	Бификол сухой (B.bifidum и E. coli M-17).	Биофлор (E.coli М-17 с экстрактами из сои, овощей и прополиса).
Из других видов бактерий	Споробактерин (B.subtilis). Бактиспорин (B.subtilis). Бактисубтил (B.sereus).	Биоспорин (B. subtilis и B.licheniformis).	Хилак-форте содержит комплекс метаболитов E. coli , L.acidophilus, L.helveticus, E.faecalis, молочную, фосфорную и лимонную кислоты.

Для коррекции дисбиоза необходимы адекватные дозировки пробиотических препаратов с соответствующей длительностью курса. Наиболее распространенным подходом в терапии дисбактериоза является "метод вытеснения", основанный на применении больших доз лечебных бактериальных препаратов. Выявлена прямая зависимость между применяемой дозой и позитивной клинической динамикой.

Пребиотики – это препараты немикробного происхождения, способные оказывать позитивный эффект на организм хозяина через селективную стимуляцию роста или усиления метаболической активности нормальной микрофлоры кишечника. Основные препараты-пребиотики: лактулоза (дюфалак, лактусан), памба (пара-амино-метил-бензойная кислота), лизоцим, патотенат кальция.

Синбиотики - это препараты, полученные в результате рациональной комбинации пробиотиков и пребиотиков. Часто это биологически активные добавки, входящие в состав функционального питания, обогащенные одним или несколькими штаммами представителей родов Lactobacillus и Bifidobacterium. В РФ известны несколько препаратов: Биовестин-лакто, содержащий бифидогенные факторы и биомассу B.bifidum, B.adolescentis, L.plantarum; Мальтидофилюс, содержащий мальтодекстрин и биомассу B.bifidum, L.acidоphilus, L.bulgaricus; Бифидо-бак, включающий фруктоолигосахариды из топинамбура и комплекс из бифидобактерий и лактобацилл, Бифидумбактерин-мульти 1, 2 и 3 содержащие набор различных видов бифидобактерий (B.bifidum, B.longum, B.adolescentis), характерных определенному возрасту пациента, а также набор витаминов, микроэлементов и антиоксидантов; ламинолакт, содержащий энтерококки, аминокислоты, пектины и морскую капусту

Занятие № 3

Генная инженерия

· Получение белковых веществ животного происхождения (интерфероны, инсулин, интерлейкины, активатор тканевого плазминогена, гормон роста)

· Получение высокоэффективных субъединичных вакцин (Аг вируса гепатита В, вируса гриппа, РС-вируса, вирус осповакцины, гены синтеза протективных Аг вирусов гриппа, гепатита В, вируса Эпштейна-Барр, ЦМВ)

· Диагностика вирусных и бактериальных инфекций с обнаружением нуклеиновых кислот возбудителя (методы молекулярной гибридизации, ПЦР)

· Получение белковых препаратов-диагностикумов (белки ВИЧ, Аг капсидов вирусов полиомиелита и гепатита А)

· Картирование генов эу- и прокариотов

ЦИКЛ III «Экология микробов (микроэкологогия).

Генетика микроорганизмов»

Занятие № 1