ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЯТИГОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ И МИКРОБИОЛОГИИ
Е.Г. ДОРКИНА
МИКРООРГАНИЗМы и окружающая среда
Методические указания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов очной формы обучения по дисциплине С2.Б.12 – микробиология
Пятигорск 2012
УДК 576. 8. 097 (076.5)
ББК 52.6 я 73
Д 68
Рецензент: ст. преп. каф. биохимии и микробиологии к.б.н. Н.В. Постникова
Е.Г. Доркина
Д Микроорганизмы и окружающая среда: методические указания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов заочной формы обучения по дисциплине С2.Б.12 – микробиология / Е.Г. Доркина. – Пятигорск: Пятигорская ГФА. 2012. – 29 с.
Методические указания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по микробиологии «Микроорганизмы и окружающая среда» составлены в соответствии с Примерной программой по микробиологии, утвержденной в соответствии с ФГОСТ-3 ВПО для студентов заочной формы обучения. В материалах указаний содержатся краткие сведения о микрофлоре почвы, воды, воздуха, организма человека и ее значении; понятия о санитарно-показательных микроорганизмах, описания методов оценки санитарно-гигиенического состояния объектов окружающей среды, причины дисбактериозов и препараты, предназначенные для нормализации нормальной микрофлоры кишечника. Доступная форма изложения поможет студентам в усвоении материала, написании вопросов контрольной работы и решению задач и упражнений по данному разделу.
УДК 576. 8. 097 (076.5)
ББК 52.6 я 73
Допущено к внутривузовскому изданию
Председатель ЭМС
проф. _____________________ В.В. Гацан
Протокол № 516 от «» 2012 г.
Ó Пятигорская государственная фармацевтическая академия, 2012
Содержание
Введение ……………………………………………………………………4
1. Значение санитарно-микробиологических исследований окружающей среды. Понятие санитарно-показательных микроорганизмов …………………………………………………………………..4
2. Микрофлора почвы и методы её санитарно-гигиенического состояния............................................................................................6
3. Микрофлора воды и методы оценки её санитарно-гигиенического состояния………………………………………………………………..9
4. Методы исследования микробиологической чистоты воды ……….11
5. Микрофлора воздуха и методы оценки её санитарного состояния..13
6. Микрофлора тела человека.………….…………………………...…..17
7. Микрофлора кожи.……………………….……………………………18
8. Микрофлора верхних дыхательных путей.…………….…………...19
9. Микрофлора пищеварительного тракта ……………………………..20
10. Значение микрофлоры человека ……………….……………………21
11. Понятие дисбиоза (дисбактериоза)……………………….………….23
12. Препараты для восстановления микрофлоры кишечника (эубиотики)…………………………………………….………………25
13. Методы санитарно-бактериологического исследования смывов с рук аптечных работников, посуды и оборудования……………………27
ВВЕДЕНИЕ
ЦЕЛЬ РАЗДЕЛА.
Изучить микрофлору почвы, воды, воздуха, микрофлору тела человека и ее значение, фитопатогенные микроорганизмы, типы взаимоотношений между микроорганизмами в микробиоценозах и другими организмами; уметь использовать эти знания для оценки санитарно-гигиенического состояния почвы, воды, воздуха; помещений, посуды, оборудования и персонала аптеки в соответствии с требованиями нормативных документов.
УЧЕБНО-ЦЕЛЕВЫЕ ВОПРОСЫРАЗДЕЛА.
Распространение микроорганизмов в почве, воде и воздухе. Санитарно-гигиеническое значение участия микробов в круговороте веществ в природе. Источники и пути попадания паразитических микробов в почву, воду и воздух; условия и сроки выживания. Понятие о санитарно-показательных микроорганизмах. Принципы санитарно-микробиологических исследований почвы, воды, воздуха. Микрофлора тела человека и её роль в норме и при патологии. Понятие о гнотобиологии. Аутохтонная и аллохтонная микрофлора. Дисбактериоз (дисмикробиоз). Факторы, влияющие на состав и функции микрофлоры. Препараты для восстановления микрофлоры кишечника (эубиотики). Санитарно-бактериологическое исследование с рук аптечных работников, посуды и оборудования аптеки.
1. Значение санитарно-микробиологических исследований окружающей среды. Понятие санитарно-показательных микроорганизмов.
Медицинская микробиология изучает экологические особенности патогенных, условно-патогенных и сапрофитных микроорганизмов и их взаимоотношение с организмом хозяина; изучает загрязнение микроорганизмами окружающей среды и формирование источников инфекционных заболеваний.
Окружающая среда не является средой обитания для патогенных микроорганизмов, так как они в ней не размножаются. Патогенные и условно-патогенные микробы обитают в организме больных и бактерионосителей. Люди и теплокровные животные служат резервуаром и источником распространения инфекционных заболеваний. В окружающую среду патогенные микроорганизмы и представители нормальной микрофлоры макроорганизма попадают, в основном, двумя путями: фекальным и воздушно-капельным.
Заражение окружающей среды патогенными микробами делает её фактором передачи инфекции. Из почвы, воды и воздуха микроорганизмы могут попадать и загрязнять пищевые продукты, лекарственное сырьё и препараты, производственные помещения аптек; попадать в организм человека и вызывать заболевания.
Для выявления в окружающей среде микроорганизмов, оказывающих неблагоприятное воздействие на состояние здоровья человека, проводятся санитарно-бактериологические исследования почвы, воды, воздуха, пищевых продуктов.
Методы выявления микроорганизмов в объектах окружающей среды, методы контроля ее санитарного состояния и гигиенического нормирования разрабатывает санитарная микробиология. В практике санитарно-микробиологических исследований используется определение общей микробной обсемененности, патогенных, условно-патогенных и санитарно-показательных микроорганизмов.
Обнаружение патогенных микроорганизмов служит показателем прямой эпидемической опасности и позволяет принять соответствующие меры по борьбе с инфекционными заболеванием. Однако обнаружение в объектах окружающей среды патогенных микроорганизмов затруднено, т.к. они пребывают там временно, содержатся в небольших количествах, а методы их выявления длительны и трудоёмки.
Для оценки санитарного состояния объектов окружающей среды чаще применяются косвенные методы: 1) определение общей микробной загрязнённости; 2) выявление санитарно-показательных микроорганизмов.
К санитарно-показательныммикроорганизмам (СПМО) относятся представители облигатной (иногда факультативной или транзиторной) микрофлоры кишечного и респираторного отдела организма человека и теплокровных животных.
Они обладают следующими свойствами:
а) постоянно выделяются в большом количестве с калом из кишечника или капельками слизи из респираторного тракта, т.е. теми же путями, что и патогенные бактерии;
б) постоянно обитают в естественных полостях человека и животных и не имеют других местобитания;
в) способны сохраняться в окружающей среде в течение сроков, близких к срокам выживания некоторых патогенных бактерий;
г) не способны интенсивно размножаться в окружающей среде, т.е. их количество остаётся постоянным определённый период времени после попадания в окружающую среду;
д) легко обнаруживаются современными микробиологическими методами и поддаются количественному определению;
е) являются достаточно типичными для дифференциации от других видов и достаточно стабильными по своим признакам.
Санитарно-показательные микроорганизмы косвенно указывают на возможное присутствие патогенных микроорганизмов и свидетельствуют о загрязнённости окружающей среды выделениями человека и животных. Если повышается их количество в объектах окружающей среды, повышается и вероятность наличия в ней патогенных и условно-патогенных организмов.
Основной показатель фекального загрязнения почвы и воды - бактерии группы кишечной палочки (БГКП) или колиформные бактерии. Водух оценивают по содержанию стафилококков и стрептококков, попадающих в него вместе с другими микробами из дыхательных путей и полости рта человека. К СПМО относят также эшерихии, клостридии, энтерококки, колифаги (бактериофаги).
Общая микробная загрязнённость оценивается по микробному числу – общему количеству микроорганизмов, содержащихся в единице объёма или массы исследуемого объекта (1 мл воды, 1 г почвы, 1 м3 воздуха).
Содержание санитарно-показательных микроорганизмов оценивается по двум показателям – титру и индексу.
Титр – минимальная масса или объём, где обнаруживаются данные бактерии.
Индекс – количество санитарно-показательных микроорганизмов, содержащихся в 1 л жидкости, 1 г плотных веществ, в 1 м3 воздуха.
Микрофлора почвы и методы её санитарно-гигиенического состояния.
Из всех объектов окружающей среды почва особенно изобилует микроорганизмами, где они находят наиболее благоприятные условия для своей жизнедеятельности (питательные вещества, достаточное количество влаги, защищённость от солнечных лучей).
Микробные биоценозы почвы характеризуются большим разнообразием видов. В их состав входят бактерии, грибы, лишайники, простейшие, бактериофаги, водоросли, вирусы. К почвенным бактериям относятся аммонифицирующие бактерии, участвующие в минерализации белков (p. Pseudomonas, p. Proteus, спорообразующие палочки p. Bacillus), азотфиксирующие бактерии (p. Azotobacter, Azomonas, Mycobacter), нитрифицирующие (p. Thiobacillus), клубеньковые (p. Rhizobium), серо- и железобактерии. В почве находятся многочисленные представители грибов, актиномицетов. Количество простейших в почве составляет 500 – 500 000 на 1 г почвы.
Микроорганизмы почвы участвуют в процессах почвообразования и самоочищения почвы, в круговороте углерода, азота и других элементов.
Микробы распределены в различных слоях почвы неодинаково: а) на поверхности и в небольшом верхнем слое содержится мало микроорганизмов (гибнут под воздействием УФ-лучей и высушивания); б) в верхнем слое почвы толщиной 10-20 см содержится наибольшее количество микроорганизмов, здесь активно протекают процессы разложения органических веществ: в) по мере углубления количество микроорганизмов снижается и на глубине 3-4 м встречаются единичные особи.
Количественный и качественный состав микрофлоры почвы зависит от состава почвы (плодородия), рН, температуры, освещения, количества влаги, способов обработки почвы, времени года и других факторов. В бедных песчаных почвах содержится105 микробных тел на 1 г почвы, в обрабатываемых почвах – 108-109 в 1 г почвы. Много микроорганизмов в почве летом (июнь-август), меньше всего зимой. В почве богатой органическими остатками содержится много гнилостных анаэробных и аэробных бактерий, актиномицетов, грибов и простейших. Особенно много микроорганизмов в культурной почве, на юге, летом, на глубине 10-20 см, т.к. большинство микроорганизмов почвы способно развиваться при нейтральном рН, высокой относительной влажности и температуре 25-45 °C.
Вместе с испражнениями, мочой, прочими выделениями, с отбросами и трупами животных и человека, погибших от инфекционных заболеваний в почву попадают бактерии группы кишечной палочки, Str. faecalis, возбудители брюшного тифа, сальмонеллёзов, дизентерии, а также другие патогенные и условно-патогенные микроорганизмы (возбудители холеры), C. perfringens, C. sporogenes.
Почва не является благоприятной средой для этих микроорганизмов. Через некоторое время наступает их гибель из-за недостатка питательных веществ, высыхания, действия света, и, в основном, из-за антагонизма постоянных обитателей почвы (бактерий, актиномицетов, грибов). Антагонизм обусловлен выделением бактериоцинов постоянными обитателями почвы, действием бактериофагов, жизнедеятельностью простейших.
Тем не менее, патогенные, условно-патогенные микробы и представители нормальной микрофлоры человека и животных некоторое время сохраняются в почве. Сроки выживания неспоровых патогенных бактерий в почве – от нескольких дней до нескольких месяцев. Долго сохраняются в почве споры. Так, споры возбудителя сибирской язвы (Bac. anthracis), столбняка (C. tetani), ботулизма (C. botulinum), газовой гангрены (C. perfringens и т.д.) сохраняются в почве в течение нескольких лет.
Кроме того, почва служит местом обитания различных животных (грызунов), на которых паразитируют переносчики возбудителей чумы, туляремии, москитной лихорадки, геморрагических лихорадок, энцефалитов, сельского лейшманиоза и т.д. В почве проходят определённые стадии цисты простейших (амёбы, балантидии). Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (в почве находятся яйца аскариды, власоглава, анкилостомид). Обитающие в почве грибы, образующие токсины, могут вызывать алиментарно-токсическую алейкемию, эрготизм, аспергиллёзы, пенициллинозы, мукоромикозы, хромомикозы и т.д.
Таким образом, почва является фактором передачи ряда возбудителей инфекционных заболеваний. Особенно много патогенных микроорганизмов встречается в плодородной почве, на полях орошения, куда выпускают сточные воды. Учитывая это, проводят санитарно-гигиенический контроль состояния почвы и мероприятия, направленные на защиту почвы от загрязнения и инфицирования.
Для текущего санитарного надзора осуществляют определение общего микробного число (ОМЧ), БГКП, титра строгих анаэробов, термофильных бактерий, нитрифицирующих бактерий.
По эпидемическом показаниям проводят определение патогенных микроорганизмов.
| Критерии | Показатели |
| Общая микробная загрязненность | Общее микробное число – ОМЧ-число микробов в 1 г почвы |
| СПМО: - E. coli и БГКП (р.Enterobacter, р.Citrobacter, р.Klebsiella); - Str. faecalis; - C. perfringens. | Титр и индекс БГКП, перфрингенс-титр, титр и индекс энтерококка. |
| Нитрифицирующие бактерии | Титр |
| Термофильные м/о | Индекс |
Важным критерием санитарного состояния почвы и ее способности к самоочищению является перфрингенс-титр почвы – минимальное количество почвы в г, в котором еще определяется C. perfringens. При фекальном загрязнении почвы уже через 4-5 мес эшерихии исчезают, а клостридии обнаруживаются в титре 0,01 г. На свежее фекальное загрязнение указывают: обнаружение энтерококков, большое количество БГКП при отсутствии нитрифицирующих бактерий и термофилов, относительно высокое содержание вегетативных форм клостридий. Определение термофильных бактерий помогает оценить загрязнение почвы навозом компостом или сточными водами и стадию разложения органического субстрата. Появление нитрифицирующих бактерий указывает на развитие процессов самоочищения. Для более полной оценки процесса самоочищения определяют также группы микроорганизмов, быстро разрушающих органический субстрат: бациллы, актиномицеты, грибы.
Для определения микробного числа почвы осуществляют посев десятикратных разведений почвы в глубину или на поверхность сусло-агара (для роста дрожжевой и грибной микрофлоры) и МПА (для роста бактериальной флоры). Затем подсчитывают количество выросших колоний для каждого разведения и вычисляют микробное число, зная, что 1 колония – это 1 клетка. Расчет числа клеток в 1 г почвы с учетом:- навески; разведения; объема посева.
БГКП в почве определяют методом бродильных проб или методом мембранных фильтров. При высокой степени загрязнения используют прямой посев почвенной суспензии (1:10) на среду Эндо.
Перфрингенс-титр почвы определяется путём посева 10-кратных разведений почвенной суспензии на среду Вильсона-Блера, на которой C. perfringens образует чёрные колонии, а образующийся газ разрывает среду, или на среду Тукаева (молочная среда), на которой данный микроорганизм интенсивно сбраживает лактозу и молоко створаживается, а образующийся газ разрывает сгустки казеина и вытесняет в верхнюю часть пробирки. Расчет: максимальное разведение, где есть признаки роста клостридий.
Число термофильных бактерий определяют глубинным посевом на плотные среды с инкубированием при 60°С в течение суток. Титр нитрифицирующих бактерий определяют посевом 10-кратных разведений почвенной суспензии на жидкую синтетическую среду Виноградского.
Требования к микробиологической чистоте почвы представлены в таблице.
| Категория почвы | Титр БГКП | Титр нитрифицирующих бактерий | Титр клостридий | Индекс термофильных бактерий |
| Чистая | ³ 1 | ³0,1 | ³0,001 | 100-1000 |
| Загрязненная | 0,9 – 0,01 | 0,09 – 0,001 | 0,009 – 0,0001 | 1000 – 100 000 |
| Сильно загрязненная | £0,0009 | £0,0009 | £0,00009 | 100 000 - 4 000 000 |