Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор эколого-географических особенностей Таганрогского залива и условно-патогенной микрофлоры в рыбах 9
1.1 Физико-географическая характеристика и гидрометеорологический режим Таганрогского залива 9
1.2 Влияние антропогенных факторов на состояние биоресурсов Таганрогского залива в современный период 18
1.3 Микрофлора рыбы и рыбного сырья .. 32
1.4 Условно-патогенные микроорганизмы в воде и в организме рыб и их роль в возникновении бактериальных заболеваний 44
Глава 2. Материалы и методы 58
Глава 3. Содержание санитарно - показательных микроорганизмов в рыбе Таганрогского залива. Анализ микробиологической безопасностиобъектов промысла 70
3.1 Гигиеническая оценка рыбы по микробиологическим показателям 70
3.2 Эколого- эпизоотические аспекты оценки состояния рыбы в Таганрогском заливе 86
Глава 4. Распространенность условно-патогенных бактерий и дрожжей в воде и организмах рыб и влияние экологических факторов на ихразвитие 93
4.1 Микробиологическая характеристика грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов, обсеменяющих рыбу и воду в местах промысла 93
4.2 Влияние экологических факторов на развитие условно-патогенных микроорганизмов 108
Глава 5 Изучение факторов патогенности и антибиотикорезистентности условно-патогенных микроорганизмов, колонизирующих воду и рыбу Таганрогского залива 119
5.1 Факторы патогенности УПМ, выделенных из воды и рыбы 119
5.2 Анализ устойчивости условно-патогенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам 127
Заключение 138
Список сокращений 140
Литература
- Микрофлора рыбы и рыбного сырья
- Эколого- эпизоотические аспекты оценки состояния рыбы в Таганрогском заливе
- Влияние экологических факторов на развитие условно-патогенных микроорганизмов
- Анализ устойчивости условно-патогенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам
Введение к работе
Актуальность исследования. Таганрогский залив представляет собой мелководный полузамкнутый водоем, сформированный на стыке двух крупных природных водных систем – р. Дон и Азовского моря. Как и многие другие водные объекты, подвержен многокомпонентному загрязнению, в особенности прибрежные его зоны. Зарегулирование речного стока, безвозвратные изъятия воды, небольшой размер и малая глубина Таганрогского залива способствуют накоплению в нем биогенных веществ и антропогенных поллютантов (Матишов и др., 2000; Довлатян, Королев, 2002; Беляев, 2003; Федоров, Беляев, 2004; Павленко и др., 2003, 2008; Кленкин и др., 2008). От качества водной среды зависит эпизоотическое и ветеринарно-санитарное благополучие объектов промысла.
Индикатором экологического состояния водной среды и рыбы может служить микробиоценоз рыб (Бычкова и др., 2000; Чухлебова, 2004). Показано, что в водных экосистемах в основном персистирует условно-патогенная микрофлора, в частности аэромонады, псевдомонады, вибрионы, энтеробактерии, ответственные за порчу рыбы при ее хранении (Пивоваров и др., 1989; Мухина, 1995; Ларцева, 1998), способные инициировать патологические процессы у гидробионтов (Ведеймейер и др., 1981; Рудиков, 1985; Борисенко, 1991; Аморос Хименес, 1993; Fouz et al., 1993; Бычкова и др., 1995; Конев, 1997; Юхименко, 1997) и людей, особенно при употреблении недоброкачественной продукции (Сомов, 1985; Varma et al., 1990; Liston, 1990; Hansmann, 2000; Ларцева, 2003; Ларцева, Пивоваров, 2007; Обухова, Ларцева; 2013). Основными факторами, определяющими их видовой и количественный состав, являются температура, гидролого-гидрохимический режим, органическое загрязнение и трофность водоемов (Обухова, 2004; Ларцева, Пивоваров, 2007).
Обладая ярко выраженной биологической и экологической пластичностью, условно-патогенные микроорганизмы (УПМ) способны к широкому распространению во внешней среде и длительной персистенции в организме (Прозоровский и др., 1998; Резников, 1999; Макаров, 2007; Kanno et al., 2009; Михайлова, 2011). Адаптационные возможности выражаются у них в проявлении ферментативной активности и антибиотикорезистентности. Формированию патогенных, вирулентных штаммов и с множественной антибиотикорезистентностью способствует воздействие биотических и абиотических факторов (Доморадский, 1997; Анганова, 2008, 2012; Обухова, Зайцев, 2015).
Все вышесказанное определяет актуальность изучения условно-патогенных микроорганизмов в микробиоценозе рыб и влияния экологических факторов, детерминирующих их распространенность.
Цель работы – провести изучение качественно-количественного состава условно-патогенных микроорганизмов в микробиоценозе рыб и определить влияние эколого-географических факторов, детерминирующих их распространенность.
В задачи исследования входило:
1. Изучить спектр условно-патогенных микроорганизмов в микрофлоре рыбы и среды ее обитания, их таксономическую характеристику, доминирующие группы и соотношение их численности.
-
Определить значение эколого-географических факторов на распространенность и сезонные колебания УПМ.
-
Оценить микробиологическую безопасность рыбы с позиции содержания санитарно-показательных и регламентированных условно-патогенных микроорганизмов.
-
Определить и оценить частоту встречаемости ферментов патогенности и устойчивость к антибактериальным препаратам у микроорганизмов, выделенных из воды и рыбы.
-
Провести анализ эпизоотической ситуации по бактериальным болезням в популяциях рыб Таганрогского залива.
Научная новизна. Определен таксономический состав условно-патогенных микроорганизмов, выделенных из воды и рыбы Таганрогского залива, выявлены доминирующие группы бактерий, соотношение их численности, изучены факторы па-тогенности и антибиотикорезистентность. У азовских рыб диагностированы заболевания бактериальной и протозойной этиологии, имеющие эпизоотическое значение.
Проведен мониторинг микробиологической безопасности промысловых рыб Таганрогского залива для потребителя и предложены нормативные показатели в качестве критерия санитарного состояния водных экосистем.
Установлены природные и антропогенные факторы, от которых зависит спектр условно-патогенных микроорганизмов, и показано, что применение системного подхода, основанного на теории единства организма и среды, повышает результативность микробиологических исследований и позволяет объективно оценить санитарно-экологическую и эпизоотическую ситуацию в водоеме.
Соответствие паспорту специальности. Результаты научного исследования соответствуют специальности 03.02.08 Экология, п. 2.2 «Системная экология – изучение взаимодействия сообществ с абиотической средой обитания, в том числе созданной и измененной в результате строительной и хозяйственной деятельности», п. 2.3 «Прикладная экология – разработка принципов и практических мер, направленных на охрану живой природы, как на видовом, так и на экосистемном уровне».
Основные защищаемые положения. Распространенность условно-патогенных микроорганизмов в воде и рыбе Таганрогского залива, их таксономическая характеристика, соотношение их численности и влияние эколого-географических факторов на их развитие постулируются как конечный результат взаимодействия компонентов экосистемы и используются в качестве биоиндикаторов в оценке загрязнения водоемов.
Показатели бактериальной обсемененности мышечной ткани рыб – важный критерий в оценке санитарного состояния ихтиофауны, среды обитания рыб и микробиологической безопасности объектов промысла для потребителя.
Условно-патогенные микроорганизмы в гидроэкосистеме Таганрогского залива характеризуются набором факторов патогенности и множественной анти-биотикорезистентностью, что свидетельствует об их этиологической значимости и потенциальной опасности водных микробиоценозов.
Фактический материал и личный вклад автора. В основу диссертационной работы положен фактический материал микробиологических исследований, полученный в период 2007–2013 гг. Отбор образцов и первичный бактериологический посев проведены при непосредственном участии автора. Микробиологический анализ, включающий идентификацию микроорганизмов и обработку полученных данных, выполнен автором лично. Анализ и обобщение результатов, формулировка выводов и положений, выносимых на защиту, выполнены автором лично при участии научного руководителя.
Практическая значимость работы. Полученные результаты диссертационной работы используются в государственном мониторинге комплексных исследований водных биологических ресурсов (ВБР) и среды их обитания в Азовском море, в разработке прогнозов промысловой обстановки и научно обоснованных рекомендаций по мерам, обеспечивающим сохранение и рациональное использование запасов ВБР, безопасность и качество продуктов из ВБР, для Федерального агентства по рыболовству. Материалы работы публикуются в ежегодном Экологическом вестнике Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области». Основные выводы и положения диссертационной работы используются в Институте наук о Земле ЮФУ при подготовке и чтении курсов лекций «Общая гидрология», «Современные проблемы экологии и природопользования», «Экологический мониторинг: теория и практика» по направлению бакалавриата «География» и магистерской программе «Экологический мониторинг и охрана природы».
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 27 работ, включая 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК, получено 2 патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, списка сокращений и списка литературы, включающего 363 источника.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и признательность своему научному руководителю проф., д.г.н. Ю. А. Фёдорову за ценные советы, постоянную и всестороннюю помощь, оказанную при выполнении диссертационной работы. Автор также благодарит к.б.н. О. А. Зинчук, О. Н. Александрову, проф., д.г.н. П. М. Лурье, к.б.н. Я. Н. Фролову за поддержку и м.н.с. А. В. Демидову за помощь в сборе микробиологического материала и его обработке.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на научно-практической конференции грантодержателей РФФИ «Вклад фундаментальных исследований в развитие современной инновационной экономики Краснодарского края» (Анапа, 2009); на Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2009); в материалах Международной научно-практической конференции «Теория и практика актуальных исследований» (Краснодар, 2012); на Международной научно-практической конференции «Дни науки-2012» (Прага, 2012); на II Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (Владивосток, 2012); на конференции «Современные рыбохозяйственные и экологические проблемы Азово-Черноморского региона» (Керчь, 2013); в сборниках научных трудов ФГУП «АзНИИРХ» (Ростов-на-Дону, 2008, 2011, 2012, 2014); на Международ-
ной научной конференции «Актуальные вопросы рыбного хозяйства и аквакуль-туры бассейнов южных морей России» (Ростов-на-Дону, 2014); на Международной научной конференции молодых ученых«Современные вопросы экологического мониторинга водных и наземных экосистем» (Ростов-на-Дону, 2015).
Микрофлора рыбы и рыбного сырья
Глобальные экологические проблемы, связанные с изменением климата, потерей биологического разнообразия, опустыниванием и другими негативными для окружающей среды процессами, возрастанием экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф, загрязнением атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, а также морской среды, затрагивают интересы Российской Федерации и ее граждан. Президентом Российской Федерации 30 апреля 2012 г. утверждены Основы государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 г. (Экологический вестник, 2013).
Ихтиофауна Таганрогского залива вдвое беднее собственно Азовского моря и включает 55 видов, относящихся к 36 родам и 16 семействам. Она состоит преимущественно из пресноводных, солоноватых форм и мигрантов, среди которых к редким относятся 3, к исчезающим и уязвимым – 6 (Воловик, Чихачев, 1998). Промысловое значение имеют такие виды рыб как сельдь, судак, лещ, сазан, тарань, рыбец, тюлька, хамса, кефаль, бычки и др. Некоторые из них дают небольшие уловы, обычно не отражаемые в статистических сведениях. Основные породы рыб, на которых базируется рыбная промышленность, представлены еще меньшим числом видов. Снижение биоразнообразия ихтиофауны и запасов большинства аборигенных ценных видов рыб – осетровых, судака, рыбца, леща, тарани и др., привело к тому, что дальневосточный акклиматизант – пиленгас за короткий период стал одним из доминирующих промысловых компонентов ихтиофауны моря, уступая по величине промыслового запаса лишь тюльке, хамсе и бычкам.
Достаточно крупным по видовому разнообразию и численности в Таганрогском заливе является семейство карповых. Это лещ Abramis brama (Linnaeus, 1758), серебряный карась Carassius auratus gibelio (Bloch, 1782), черноморско-азовская шемая Chalcalburnus chalcoides mento (Heckel, 1836), сазан Cyprinus carpio carpio (Linnaeus, 1758), чехонь Pelecus cultratus (Linnaeus, 1758), вырезуб Rutilus frisii frisii (Nordmann, 1840), красноперка Scardinius erythrophthalmus (Linnaeus, 1758), рыбец Vimba vimba (Linnaeus, 1758) и др. Бычковые представлены 12 видами (Манило, 2010), а на долю кефалевых, сельдевых, окуневых и осетровых приходится от 3 до 4 видов. Три вида (белуга, черноморско-азовская шемая, вырезуб) включены в Красную книгу Российской федерации (Старцев и др., 2010).
По данным Н.Г. Богуцкой и А.М. Насеке (2004) за последние 50 лет по данным учетных съемок «АзНИИРХ» в Азовском море черноморско азовская шемая Alburnus mento (Heckel, 1836) в уловах встречается исключительно редко. Данный факт обусловлен не столько относительной малочисленностью вида, сколько распределением шемаи преимущественно в мелководной зоне, не облавливаемой контрольными тралами. Шемая проходная рыба, питается планктоном, крупными ракообразными и молодью рыб. Молодь шемаи задерживается в нерестовых реках очень долго – от 5 месяцев до года (Троицкий, 1973). Занесена была в Красные книги России и Ростовской области. Основным местом размножения шемаи в Ростовской области является бассейн реки Северский Донец. С 1972 г. основной учет шемаи в р. Дон осуществляется на ихтиологической площадке рыбопропускного шлюза (РПШ)
Кочетовского гидроузла. Начиная с 2000 г. наблюдается постоянный рост численности ее донской популяции. Главным образом увеличение численности шемаи, происходит за счет эффективной работы по ее искусственному воспроизводству рыбоводными предприятиями. Рост донской популяции шемаи позволил организациям «АзНИИРХ» и «Аздонрыбвод» предложить изменить категорию статуса редкости этого вида со «2» (сокращающиеся в численности таксоны и популяции с неуклонно сокращающейся численностью, которые при дальнейшем воздействии факторов, снижающих численность, могут в короткие сроки попасть в категорию находящихся под угрозой исчезновения) на «5» (восстанавливаемые и восстанавливающиеся таксоны и популяции, численность и распространение которых под воздействием естественных причин или в результате принятых мер приближаются к состоянию, когда не будут нуждаться в срочных мерах по сохранению и восстановлению) (Экологический вестник, 2011).
До недавнего времени судак Sander lucioperca (Linnaeus, 1758) являлся одной из основных промысловых рыб в Азово-Донском районе. Так, еще в 1998 г. его вылов в этом районе составлял 680,3 т. В 2008 г. в р. Дон и на подходах к нему в Таганрогском заливе было добыто менее 1т (Жукова и др., 2009). В настоящее время запасы судака с 1994 года формируются за счет искусственных генераций (Экологический вестник, 2010). Судак – полупроходная рыба, питается преимущественно малоценными рыбами, живет он в море и на икрометание идет в пресные водоемы не высоко, в частности в дельту и нижние участки р. Дон, распространяясь в пойменных водоемах и в некоторых притоках рек (Маныч, Сал, Тузлов). Незначительные его количества заходят и в северные приазовские реки (Миус, Берда, Обиточная). Судак придерживается опресненных участков, обитая в Таганрогском заливе, в восточных и северо-восточных частях моря (Троицкий, 1973). Следует отметить, что в последние 40 лет судак размножается в основном в дельте и авандельте Дона (Жукова и др., 2009).
Эколого- эпизоотические аспекты оценки состояния рыбы в Таганрогском заливе
Одним из микробиологических показателей оценки безопасности живой рыбы является V. parahaemolyticus. Парагемолитические вибрионы – условно-патогенные галофильные микроорганизмы семейства Vibrionaceae, обитающие в соленых водоемах. V. parahaemolyticus устойчивый к посолу и замораживанию, при минус 18 С сохраняется 19 дней, нагревание до 80 С переносит в течение 15 мин. Опасность заражения парагемолитическими вибрионами существует везде, где население использует в питании рыбу, моллюсков, ракообразных, особую опасность представляют сырые гидробионты. Другой филогенетически близкородственный вид галофильных вибрионов – Vibrio alginolyticus (Montieri et al, 2010), не введен в действующие нормативные документы как микробиологический показатель, но является патогеном для людей, вызывая раневые инфекции, отиты, гастроэнтериты, а также гидробионтов, причиняя огромный вред аквакультуре. Причем инфицированы в основном донные рыбы и мидии (Григорьев, 1975; Долгова, 2002; Беленева и др., 2004; Ларцева, Пивоваров, 2007; Reilly et al, 2011). Галофильных вибрионов V. parahaemolyticus и V. alginolyticus выделяют из морской воды, а так же соленой и вяленой рыбы. Хранение рыбной продукции при комнатной температуре приводило к еще более интенсивному его обсеменению. Доказана их этиологическая роль в возникновении раневых инфекций, отитов, септицемий и других нозологических форм. Случаи токсикоинфекций зарегистрированы в городах на побережье Черного, Азовского, Балтийского и Японского морей (Григорьев, Пивоваров, 1975; Либинзон и др., 1977; 1985; Григорьев и др., 1985; Бойко и др., 1994; Ларцева, Пивоваров, 2007). В связи с этим, приобретает актуальность усовершенствовование технологии производства продукции из гидробионтов с учетом параметров устойчивости вибриофлоры к внешним фактором, включая систематический микробиологический контроль от сырья до готовой продукции (Шикулов с соавт., 1987; 1989; Ларцева, 1998). Учитывая то, что рыба и рыбное сырье занимают приоритетное место по показателю нестандартных проб, характеристика V. parahaemolyticus и V. alginolyticus представляется наиболее значимой. Результаты проведенных исследований показали отсутствие парагемолитического вибриона в мышцах азовских рыб. Однако, из представителей галофильных вибрионов обнаружен Vibrio alginaliticus в мышцах бычков, пиленгаса и судака, как из восточной, так и западной части (с. Весело-Вознесенка, с. Золотая коса, Долгая коса, с. Шабельское) Таганрогского залива. Выделенные штаммы обладали гемолитической и лецитиназной активностью. Пик их развития регистрировали в весенне-летний период 2007 г. в пределах 39-51 % проб рыб. В остальные годы высеваемость вибрионов не превышала в 10 % проб. Вероятно, в 2007 г. сложилась экологическая обстановка, благоприятная для размножения популяции вибрионов.
При проведении микробиологических исследований особое место занимают исследования на патогенные микроорганизмы, в частности сальмонеллы. Род Salmonella относится к семейству Enterobacteriacea. Они обнаруживаются в открытых водоемах, питьевой воде и остаются жизнеспособными от 11 до 120 сут., а в морской воде – от 15 до 27 сут. Показано, что сальмонеллы могут выживать в рыбе более 100 сут. Уже при значениях температуры воды около плюс 26 С выделение их из воды и рыбы значительно увеличивается. Границы температурного режима для роста сальмонелл находятся от 7С до 45 С (Wyatt et al., 1979; Голубева и др., 1985; Ларцева, Пивоваров, 2007).
Исследование рыбы на наличие сальмонелл проводили в 6 районах Таганрогского залива. За анализируемый период в мышцах серебряного карася, шемаи, пиленгаса, судака, бычка-кругляка и бычка-сирмана сальмонеллы обнаружены не были.
Динамика уровня микробиологической безопасности рыбы по годам исследования во всех случаях положительная, то есть в основном снижается доля неудовлетворительных проб. Так, за семь лет количество таких проб уменьшилось в сравнении с 2013 г. соответственно в 3,5; 4,4; 4,3; 6,4; 3,9 и 1,6 раза.
Средняя величина дает обобщающую характеристику статистической совокупности, однако доля неудовлетворительных проб подвержена не только годовым, но и сезонным колебаниям, также значительно варьируется в конкретных районах лова.
Сезонная обсемененность рыб МАФАнМ характеризовалась циклическими колебаниями с подъемом в весенние месяцы – в апреле, мае (30,5 % и 25,7 % неудовлетворительных проб соответственно), затем незначительным снижением в июне (23,2 %), и вновь подъем отмечен в июле (27,4 %) и сентябре (20,2 %). Причем с мая прослеживалась тенденция увеличения контаминации мышц колиформными бактериями (БГКП), средний процент неудовлетворительных проб в апреле составил – 3,8, в мае 10,8, в июне – 13,2. Пик максимального загрязнения мышц колиформными бактериями отмечали в июле (20,4 % проб). Согласно данным литературы, весенние пики количественных показателей развития микроорганизмов были, в первую очередь, связаны с увеличением количества органического вещества и вовлечением его в биологический круговорот гидроэкосистемы, а также с большим поступлением в водоем аллохтонной микрофлоры в паводковый период. Летом вода поверхностных водоемов значительно загрязнена различными колиформными бактериями с их повышением к середине лета. Поэтому значение этих бактерий возрастало при различных кишечных заболеваниях у людей (Леонова и др., 1991). Наиболее существенным стало снижение количества неудовлетворительных по микробиологичским показателям проб в осенний период. Основная их доля была отмечалась в сентябре (превышение КМАФАнМ – 20,2 % и с наличием БГКП – 8,2 % проб соответственно). В октябре фиксировали резкое снижение уровня неудовлетворительных проб по показателю КМАФАнМ (5,5%), и отсутствие проб с наличием БГКП. В ноябре рыба с превышением гигиенических нормативов по микробиологическим показателям не выявлена.
Влияние экологических факторов на развитие условно-патогенных микроорганизмов
Внешние признаки патологии у серебряного карася проявлялись в виде образования некротических полостей в мышцах под кожей. При гистологическом анализе в печени, почках и селезенке были обнаружены споры I. hoferi. В этих органах регистрировали толстостенные многоядерные «покоящиеся споры» диаметром 50-230 мкм, вокруг которых формировались гранулемы, а также гигантские клетки, характерные для гранулемотозного воспаления.
Наличие в паренхиматозных органах карася, множественного скопления так называемых «покоящихся спор» и некротической полости в мышцах у одной из зараженных особей позволило диагностировать это заболевание как ихтиофоноз.
Обзор литературы, посвященной ихтиофонозу, показывает что I. hoferi поражает около 80 видов морских и пресноводных рыб. По данным (Post,1987; Справочник...,1999), ихтиофоноз наносит существенный ущерб рыбоводству, являясь причиной гибели рыб. Значительные эпизоотии ихтиофоноза наблюдали у лососей, выращиваемых в форелевых питомниках Европы, Америки и Японии (Мyazaki, Kubota, 1979; Rand, Cone, 1990; Uno, 1990), хотя массовая гибель рыб отмечалась редко. Болезнь протекает хронически и может продолжаться до года и более, при этом повреждению чаще всего подвергаются хорошо васкуляризированные (снабжаемые кровью) органы рыб (Post, 1987; Sindermann, 1990; Noga, 1996). Вспышка болезни произошла среди атлантическо-скандинавской сельди в Северном, Норвежскиом морях и западной части Балтийского моря. У берегов Дании была зарегистрирова массовая гибель рыб (Карасева, Донецков, 2003).
В 2011 г. в восточной части Таганрогского залива (районах с. Весело Вознесенка, с. Золотая коса) отмечали особей бычка-сирмана с клиническими признаками заболевания. Больных рыб регистрировали в июне-июле при температуре воды 21-27С. При визуальном осмотре число рыб С внешними патологиями составляло в выборке (не менее 100 экз.) 10-13 %. Степень поражения рыб была различной: от небольших изъявлений кожи с точечными кровоизлияниями под плавниками до обширных папул на поверхности тела частично заполненные кровянистой жидкостью и изъявлений на голове. Патолого-анатомическое вскрытие показало изменение окраски печени от бежевой до темно-коричневой и серозно-кровянистые выделения из кишечника. Бактериальная обсемененность мышц (105-106 КОЕ/г) и печени (104-105 КОЕ/г) больных бычков превышала аналогичные показатели у клинически здоровых особей в 10-100 раз.
Возбудителями заболевания являлись условно-патогенные бактерии – Vibrio vulnificus, V. fisheri. Механизмы вирулентности вибрионов связаны с продукцией экзотоксина и протеаз, следствием чего является мионекроз (Fouz et. al., 1993; Нjeltnes, Roberts, 1994). Вибрионы являются специфической микрофлорой морской воды и населяющих ее гидробионтов. Они ассоциированы с различными морскими организмами от планктона до рыб, их обнаруживали в гемолимфе и тканях здоровых устриц, мидий и креветок. Установлена прямая корреляция между температурой, соленостью воды и присутствием в ней этого микроорганизма (O Nell et al, 1992; Peterkin, 1994; Thakur, Vaidya, 2003). По данным ежегодных отчетов ФГБНУ «АзНИИРХ» соленость воды в Таганрогском заливе в 2011 г. была максимальной (средние значения - 8,97 ), в сравнении с предыдущими годами исследований (2007 – 5,76 ; 2008 – 6,33 ; 2009 – 7,86 ; 2010 – 8,65 ) (Жукова и др.,2009; Куропаткин и др.,2009; 2013; 2015). Увеличения солености воды является фактором активизации роста и развития вибрионов в микробиоценозе рыб и воды Таганрогского залива. В ассоциации с вибрионами из язв и кишечников (у некоторых особей из печени) выделяли сульфитредуцирующих клостридий. Известно, что клостридии вызывают заболевание в тех случаях, когда они проникают в раны, то есть являются возбудителями раневых инфекций, или когда микробы попадают в пищу, размножаются в ней, выделяют экзотоксины и вызывают пищевые токсикоинфекции. Показано, что Clostridium perfringens является возбудителем раневых инфекций, вызывая заболевание в тех случаях, когда проникает в раны. У человека С. perfringens вызывает три типа поражений – пищевые токсикоинфекции (энтеротоксемию), некротический энтерит и газовую гангрену (анаэробный сепсис) (Коротяев, Бабичев, 2000).
В литературе, в основном зарубежной, имеются сведения о случаях инфицирования гидробионтов сульфитредуцирующими клостридиями. Эмфизематозный миозит (газовая гангрена) был диагностирован у дельфинов и других китообразных (Dunn, 1990 ). Инфекция может проникать в местах инъекций (Greenwood, Taylor, 1978). Описан случай гибели самки атлантического бутылконосого дельфина вследствие клостридиального миозита, резвившегося после укусов самца (Buck et al., 1987).
Именно донные рыбы наиболее сильно подвержены бактериальному прессингу, в результате которого микроорганизмы могут аккумулироваться в тканях. Обсемененность рыб возрастает в связи с дополнительным поступлением агрязняющих веществ и бактерий из донных осадков. В зонах сброса токсических отходов предприятий, а также при отклонении от нормы в условиях индустриального выращивания часто регистрируют у рыб язвы и опухолевые кожные новообразования (Гирагосов и др., 2007). Промысловой статистикой неоднократно отмечается наличие язвенных и опухолевых поражений кожи у черноморской камбалы-калкан (Scophthalmus maeoticus maeoticus) в шельфовой зоне северо-восточной части Черного моря (Бойко и др., 2013). Нами были выделены вегетативные клетки C. perfringens от черноморской камбалы-калкан с язвами и изъявленными новообразованиями. Причем инфицированной оказалась кровь и печень. В тоже время у особей с патологическими изменениями кожи, но с неповрежденными покровами, клостридии в тканях отсутствовали. Обсемененность клостридиями жабр (от 10 до 100 КОЕ/г) не зависила от наличия их в воде (Морозова, Федоров, 2015).
Заболевания, выявленные в восточной части Таганрогского залива у бычка-сирмана (вибриоз) и у серебряного карася (ихтиофоноз), имеют эпизоотическую и санитарную значимость. Для выявленных болезней было характерно хроническое течение. В летнее время повышение температура воды и солености способствовало развитию вибрионов. Vibrio vulnificus, V. fisheri являлись возбудителями заболевания у бычка-сирмана. Донные рыбы наиболее сильно подвержены загрязнению бактериями, которые могут аккумулироваться в тканях. У особей бычка-сирмана из микробных ассоциаций кожных язв высевались вегетативные клетки сульфитредуцирующих клостридий (C. perfringens, C. sporogenes), которые могут присоединяеться к микрофлоре имеющегося инфекционного процесса. Споры клостридий изолировали из жабр и кишечников клинически здоровых рыб, но эпизоотического значения они не имели.
Присутствие возбудителя Ichthyophonus hoferi у серебряного карася свидетельствует о том, что в водоеме есть природные очаги ихтиофоноза. Больные рыбы могут служить источником инфицирования в естественных водоемах других видов рыб, предрасположенных к данному заболеванию.
Анализ устойчивости условно-патогенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам
Рыбы, являясь верхним трофическим звеном водной экосистемы, становятся индикаторами ее загрязнения. Для поддержания жизнедеятельности рыбам необходимо пропускать через жаберный аппарат и кишечный тракт большое количество воды (Анисимова, Лавровский, 1983), и, по видимому, микрофлора этих органов и всего организма в целом формируется под воздействием гидромикрофлоры. Результатом такого взаимодействия становится реакция организма на изменения условий среды абиотического, биотического и антропогенного характера. Универсальные экологические факторы, такие как температура, водородный показатель и кислород оказывают влияние на всех гидробионтов в водной среде. Именно температура определяет динамику размножения микроорганизмов, и продолжительность отдельных фаз роста бактериальной популяции (Warren, 1980; Conroy, 1986; Литвин, 1985), сезонность тех или иных микроорганизмов, определяя их рост, развитие, уровень микробной контаминации рыб, являясь одной из причин возникновения у них инфекций (Ведеймейер,1981; Конев, 1997).
Весной в гидроэкосистеме Таганрогского залива при температуре воды (5,0-18,0 C) преобладали в основном психрофильные бактерии, представители родов Асinetobacter, Aeromonas, Bacillus, Flavobacterium, Pseudomonas, Staphylococcus, по количеству штаммов превалировали Асinetobacter sp., A. calcoaceticus, Flavobacterium sp., P. alcaligenes, P. fluorescens, P. stutzeri. Псевдомонады, доминирующие в микрофлоре рыб весной и осенью, составляли 23,5-27,3 % от общего числа изолятов. Летом их численность снижалась до 19,7 %.
Доминирующие весной и осенью псевдомонады, составляли в микрофлоре рыб – 23,5-27,3 %. Численность их в воде достигала максимальных значений до 29,5 %, снижаясь летом в 1,2-1,4 раза, в среднем составляя в рыбе 19,7 %. Немаловажное значение псевдомонады имеют как бактерии учавствующие в порчи рыбного сырья и этиологические агенты при различных патологических процессах рыб. Особое беспокойство вызывает P. aeruginosa, колонизирующая ткани судака, бычка-кругляка и пиленгаса, представляя санитарную и эпидемиологическую опасность для населения и самих гидробионтов. В ассоциации с псевдомонадами из организма рыб, независимо от сезона и района промысла выделяли других представителей группы неферментирующих бактерий рр. Асinetobacter, Alcaligenes, Moraxella, Chrysebacterium, Empedobacter, Flavobacterium, Empedobacter (в среднем 10-15 %) с динамикой роста к сентябрю до 18-23 %. По данным Бжевской (1998) и Ларцевой (2007) с мая по сентябрь в дельте Волги регистрировали постоянную встречаемость ацинетобактеров как в воде, так и рыбе, с максимальным их подъемом в августе. В наших исследованиях ацинетобактеры в микрофлоре рыб были вторыми по численности из группы неферментирующих бактерий. Максимум их развития (до 10,6 % от общего числа изолятов) приходился на конец августа начало сентября.
Летом с повышением температуры воды (24-27 С) количество аэромонад (19-20,2 %) и энтеробактерий (17-21,9 %) в микробиоценозе рыб достигало своего максимума. Наиболее широким оказался спектр бактерий семейства Enterobacteriaceaе. Если среди весной встречались энтеробактерии 3-х родов – цитробактеры, энтеробактеры и эдвардсиеллы, то летом уже из 10 родов.
В современный период одной из особенностей формирования кислородного режима Азовского моря явилось проникновение зон дефицита кислорода на акваторию Таганрогского залива, особенно центральной и восточной частей (63,5-80 % насыщения) в летний период. Однако характерной особенностью кислородного режима является резкое снижение содержание кислорода в придонном горизонте в 2008, 2009, 2013 гг. (от 10-48 % насыщения). В многолетней динамике масштабы и вероятность развития гипоксии в заливе ниже, чем в море. Это связано с тем, что в заливе более выражены горизонтальный перенос водных масс и интенсивность их фотосинтетической аэрации. Однако характерной особенностью кислородного режима является резкое снижение содержание кислорода в придонном горизонте в летний период (Александрова и др., 2013). Низкая концентрация растворенного кислорода в воде с повышением температуры увеличивает скорость ее прохождения с бактериями и токсикантами через жабры и кишечник (Ведемейер, 1980; Беляков, Яфаев, 1989; Bragg, 1991; Литвин, 1999). Следствием этого являются высокие индексы видового разнообразия условно-патогенными микроорганизмами организма рыб в течение летнего периода (табл. 4.6).
Концентрация биогенов в Таганрогском заливе практически никогда не достигает аналитического нуля, поэтому азот и фосфор постоянно присутствуют в форме, доступной для микроводорослей. В заливе сложились все условия для «цветений воды», кислород, образующийся в воде в процессе фотосинтеза, в воде не удерживается, но микроводоросли расходуют его больше, чем производят (Никитина, 2010). Сезонные изменения температуры и водородного показателя воды сводятся к созданию оптимальных условий для развития определенных групп условно-патогенных бактерий. Так, защелачивание водной среды (Рh от 8,4 до 9,67) летом (Александрова и др., 2012 ; 2013), связанное с ежегодными «цветениями» водоема сине-зелеными водорослями, способствует подавлению роста бактерий, предпочитающих кислые и нейтральные среды, и создает преимущества для размножения аэромонад и энтеробактерий.