Введение к работе
Актуальность проблемы.
Иерсиниоз - острая кишечная инфекция (с частыми внекишечными осложнениями) из класса сапронозов, с алиментарным путем заражения, возбудитель которой - Yersinia enterocolitica сероваров 03; 05; 09. Иерсинии убиквитарно распространены во внешней среде, отличаясь полигостальностыо, т.е. чрезвычайно широким кругом хозяев в почвенных, водных и наземных экосистемах (от простейших, гидробионтов, грызунов до приматов и человека) (Литвин В.Ю. и др., 1998, 2010; Сомов Г.П. и др., 1991; Пушкарева В.И., 1994, 2010). Г.В. Ющенко (1986) установила значительную роль грызунов в агрокомплексах, которые инфицируют субстраты (воду, корма, подстилку), представляя угрозу для сельскохозяйственных животных.
Признано, что в агрокомплексах основным хозяином иерсинии являются свиньи. Взрослые животные переносят инфекцию почти бессимптомно, поросята, напротив, испытывают диарею, обезвоживание организма, учащение дыхания и сердцебиения, судороги.
Несмотря на отсутствие официальной регистрации заболеваний в России, по отдельным публикациям можно представить распространение иерсиниоза в отдельных регионах. Это Вологодская, Саратовская, Нижегородская, Тюменская области, где показатели варьируют от нескольких десятков до 2000 случаев в год с неуклонным ростом (Киселева И.С., 2005; Мамлеева Д.А., 2008; Соколов П.Н. и др., 2009). Ретроспективный анализ заболеваемости по материалам ЦГСЭН Вологодской области с 1991 по 2002 гг. выявил в разные годы от нескольких десятков до 400 - 600 случаев кишечного иерсиниоза. При этом у 22% больных заболевания были связаны с употреблением продуктов животного происхождения или контактом с сельскохозяйственными животными (Макарова В.Н., 2006). По данным Центра гигиены и эпидемиологии Тюменской области заболеваемость псевдотуберкулезом и кишечным иерсиниозом стабильно высокая и регистрируется практически повсеместно (12,3 случая на 100000 человек в 2008 г.). Бактериологические исследования
на иерсинии 3831 пробы продуктов и смывов с оборудования пищевых предприятий выявили 3% положительных результатов, причем Y. enterocolitica составляли 70,7% (Соколов П.Н. и др., 2009).
В Скандинавских странах, близких к нам по климатическим условиям, кишечному иерсиниозу отводится третье место после сальмонеллеза и кампилобактериоза (Ahvonen P. et al., 1973; Fredriksson-Ahomaa М. et al., 2000; Grahek-Ogden D. et al., 2007).
Можно предположить, что в масштабе России среди острых кишечных инфекций и пищевых токсикоинфекций неясной этиологии (по данным Федерального центра гигиены и эпидемиологии 481409 случаев за 2009 год) определенную долю составляет кишечный иерсиниоз.
Известно, что одним из ведущих факторов передачи Y. enterocolitica человеку служат мясные продукты (Ющенко Г.В., 1986; Киселева И.С., 2005; Boer Е., 1987; Lake R. J., 2000). Г.В. Ющенко (1986) показала, что различное сырье на мясокомбинатах инфицировано в 4 - 12% случаях, полуфабрикаты - в 10,7%, мясо и готовая продукция на предприятиях торговли - в 5 - 10 %.
Глобализация экономики обусловливает трансконтинентальное перемещение огромных объемов мяса, которое в современных условиях может бесконтрольно вовлекаться в технологический процесс.
Особую эпидемиологическую значимость при этом представляют психрофильные свойства Y. enterocolitica (Сомов Г.П. и др., 1991). Процессы переработки, хранения, перевозки продуктов осуществляются при низких температурах - в промышленных холодильниках, рефрижераторах, цехах по приготовлению полуфабрикатов, что создает благоприятные условия существования иерсинии. Влияние абиотических факторов на эпидемиологически важные свойства Y. enterocolitica в процессах производства и хранения мясных продуктов изучено крайне слабо. О способности иерсинии формировать биопленки на мясе имеются лишь единичные и противоречивые сведения (Atkinson S. et al., 2009; Kim T.J. et al., 2008). Длительность и формы существования иерсинии в субстратах
агрокомплекса не изучались. Растущее эпидемиологическое и эпизоотологическое значение иерсиниозов определяет актуальность исследований в этом направлении.
Цель работы - экспериментальная оценка воздействия основных абиотических факторов на численность, размножение, устойчивое сохранение, вирулентность и формирование биопленок Yersinia enterocolitica на мясных продуктах, а также субстратах агрокомплекса.
Задачи:
-
Выявить возможные источники и пути распространения иерсиний в агрокомплексе (на примере крупной свинофермы).
-
Разработать методические подходы для оценки популяционной динамики иерсиний в агрокомплексе и в мясных продуктах при условиях, имитирующих реальные технологии хранения, переработки и реализации.
-
Оценить численность, вирулентность популяции Y. enterocolitica в субстратах свинокомплекса и мясных продуктах при действии реальных абиотических факторов (температура, вакуум, рН, влажность).
-
Изучить возможность и условия формирования биопленок К enterocolitica на кормах для животных и мясных продуктах при реальных температурах их хранения.
-
Выявить изменчивость основных фенотипических свойств иерсиний, изолированных из разных объектов.
-
Методами трансмиссионной и сканирующей микроскопии продемонстрировать стратегию существования иерсиний (адгезия, колонизация, размножение, формирование биопленок) на мясных продуктах и кормах животных. С помощью витальных красителей оценить жизнеспособность иерсиний в биопленках.
Научная новизна:
Крупный свинокомплекс является мощным источником распространения иерсиний и других условно-патогенных бактерий в окружающей среде и представляет потенциальную эпидемиологическую и
эпизоотологическую опасность, что было подтверждено на основе применения современных методов диагностики и индикации иерсиний.
В длительных опытах (210 суток) установлено устойчивое существование Y. enterocolitica в концентрациях, близких к исходным, в ряде мясных продуктов при температурах их хранения в промышленных холодильниках (-20С).
Впервые с помощью трансмиссионной электронной микроскопии выявлена колонизация и размножение Y. enterocolitica 09 в продуктах из свинины при современных технологиях изготовления, а также в кормах для животных.
Впервые установлено, что воздействие ряда факторов (вакуума, температуры и влажности) создает интегративный эффект, который приводит к резкому увеличению концентрации кишечных иерсиний на контаминированных мясных изделиях.
Установлено изменение культуральных свойств Y. enterocolitica (ускорение биохимических реакций: уреазы, каталазы, ферментации Сахаров; сохранение агглютинабельности, цитопатогенности и плазмиды вирулентности р45).
Впервые показано формирование биопленок Y. enterocolitica на мясе и кормах для животных, изученных с помощью сканирующей электронной микроскопии.
Практическая значимость
Предложенная витальная окраска является экспресс-методом для выявления жизнеспособных микробных клеток как в планктонном состоянии, так и в биопленках. Оригинальный метод, представленный в диссертации, оформлен в виде Методических рекомендаций: «Оценка жизнеспособности биопленок, сформированных Y. enterocolitica двухкомпонентным ультрафиолетовым красителем Live/Dead» (2011), утвержденных на совете по внедрению научных достижений в практику в
ФГБУ «НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздравсоцразвития России (протокол №14 от 07.04.2011г.).
Материалы диссертации представлены: на IV Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (2005); на XV Московском Международном ветеринарном конгрессе (Москва, 2007); Н-м Ежегодном Всероссийском инфекционном конгрессе (Москва, 2010), на Ш-м Ежегодном Всероссийском инфекционном конгрессе (Москва, 2011).
Материалы диссертации отмечены: грамотой на IV Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (2005); дипломом на XV Московском Международном ветеринарном конгрессе (Москва, 2007); грамотой на конкурсе молодых ученых на И-м Ежегодном Всероссийском инфекционном конгрессе (Москва, 2010).
Материалы диссертации используются при чтении лекций по специальным курсам на кафедре инфектологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова.
Материалы диссертации используются при чтении лекций по специальным курсам студентам ветеринарно-санитарного факультета ГОУ ВПО МГУПБ.
Положения, выносимые на защиту:
-
Эпидемическая угроза распространения иерсиний связана с животными, субстратами агрокомплекса, а также последующей переработкой, хранением и реализацией мясных продуктов.
-
Эпидемиологическая и диагностическая значимость современного методического комплекса для индикации иерсиний в кормах и мясном сырье, сохранения потенциала вирулентности и оценки возможности заражения человека.
-
Эпидемиологическая опасность формирования биопленок в условиях пищевой индустрии.
Апробация работы
Апробация диссертации состоялась на научной конференции отделов эпидемиологии и природноочаговых инфекций ФГБУ «НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздравсоцразвития России 22 февраля 2011 года.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 5 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации
