Введение к работе
Актуальность проблемы. Ухудшение эпидемиологической обстановки в России по кишечным инфекциям в последние годы указывает на необходимость усиления контроля качества водных источников.
Эффективность санитарно-эпидемиологического контроля водных объектов должна базироваться не только на соблюдении существующих микробиологических критериев оценки качества воды, изложенных в документах санитарного законодательства, но и на фундаментальных исследованиях, способствующих совершенствованию индикации патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов в водных экосистемах. Особенно это важно в свете концепции о возможности сапрофитического существования в окружающей среде микроорганизмов, патогенных для человека и животных. Данная концепция предполагает изучение поведения микроорганизмов на популяционном уровне, то есть в сообществах. Это является основополагающим подходом при изучении экологии бактерий во внешней среде (Павлова И.Б., 1999).
Экология бактерий является одним из фундаментальных разделов биологии, изучающих взаимодействие микроорганизмов с окружающей средой. Водные экосистемы по богатству и разнообразию микроорганизмов патогенных и потенциально-патогенных для человека и животных не уступают почвенным и наземным. Известно, что микрофлора озерной и прудовой воды представлена всеми основными родами энтеробактерий (Пушкарева В.И., Троицкая В.В., 1994)2, однако, наиболее устойчивыми из них являются сальмонеллы (Рахманин Ю.А. и др., 2002)3. Факторы, способствующие длительной персистенции сальмонелл в водных экосистемах мало изучены. По данным литературы известно, что выживаемость сальмонелл в воде сопровождается изменением их биологических свойств.
В этой связи актуальным является изучение факторов выживания популяций сальмонелл в водной среде и путей их циркуляции, связанных с различными гидробионтами.
Симбиотическое взаимодействие патогенных микроорганизмов с представителями биоценоза различных естественных экосистем позволяет им выживать в среде обитания в межэпидемические периоды (Литвин В.Ю. с соавт, 1997)4.
Павлова И.Б. Закономерности развития популяций бактерий в окружающей среде (электронно-микроскопическое исследование). Дисс. в виде научн. доклада на соиск. уч.ст.д б.н. - М., 1999;
Пушкарева В.И., Троицкая В.В. Спонтанная зараженность некоторых гидробионтов потенциально-патогенными бактериями// Патогенные бактерии в сообществах. - М., 1994.-С. 70-74;
Рахманин Ю.А. и др. Научное обоснование бактериологических критериев оценки качества воды поверхностных источников централизованного питьевого водоснабжения. // Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиене окружающей среды. - М: НИИЭЧиГОС им. А.Н. Сысина.-2002.-С. 140-161;
Литвин В.Ю. и др. Эпидемиологические аспекты экологии бактерий - М ФАРМАРУС ПРИНТ. 1997;
рос национальная]
БИБЛИОТЕКА {
Цель работы. Изучить факторы выживания популяций сальмонелл, способствующие их длительной персистенции в водных экосистемах. Для решения этой проблемы были поставлены следующие задачи: 1. Разработать методические подходы к исследованию существования популяции S.typhimurium в воде in vitro;
-
Разработать методические подходы к исследованию взаимоотношений популяции S.typhimurium в воде с некоторыми гидробионтами (водорослями, инфузориями, червями и дафниями) in vitro;
-
Изучить морфологические свойства популяции S.typhimurium из проб воды in vitro с использованием методов сканирующей электронной микроскопии при различных температурных режимах;
-
Провести исследование биохимических свойств S.typhimurium из проб воды in vitro при различных температурных режимах;
-
Провести сравнительный анализ биологических свойств музейной культуры S.typhimurium из проб воды in vitro и сальмонелл, выделенных из проб воды поверхностных водоемов;
-
Изучить морфологические свойства популяции S.typhimurium при их взаимоотношении с гидробионтами in vitro.
Научная новизна. Разработаны методические подходы к исследованию биологических свойств популяции S.typhimurium в воде как изолированно, так и -при взаимодействии с водорослями, инфузориями, червями, дафниями с применением методов сканирующей электронной микроскопии и биохимической идентификации в микротестсистеме.
Экспериментальными исследованиями показано, что основным фактором выживания популяций сальмонелл в водной среде является популяционная изменчивость, обеспечивающая, им жизнеспособность и устойчивость к воздействию абиотических и биотических факторов в условиях их сапрофитического существования в водной среде.
Популяционная изменчивость сальмонелл в водной среде независимо от влияния абиотических факторов обеспечивает им персистенцию как в микроколониях, закрытых покровами, так и в виде клеток сферопластного типа и L-форм, объединенных общими чехлами, что способствует защите клеток от воздействия абиотических факторов среды обитания.
Установлена корреляция между морфологическими изменениями клеток сальмонелл и изменением их биохимических свойств по ряду ферментов.
Другим фактором выживания популяций сальмонелл в водной среде является их способность к симбиотическим взаимоотношениям с одноклеточными водорослями, инфузориями, червями и дафниями, о чем свидетельствовали процессы адгезии и колонизации бактерий к поверхностям этих гидробионтов. Показана способность клеток сальмонелл к размножению на хитиновом покрове дафний при низких температурах, что указывает на возможность длительной персистенции сальмонелл на поверхностях низших ракообразных.
Практическая значимость работы. Разработана методика подготовки препаратов для сканирующей электронной микроскопии, позволяющая изучать популяции бактерий при их взаимоотношениях с гидробионтами.
На основании результатов исследований разработаны и утверждены «Методические рекомендации по изучению морфологических и ферментативных свойств популяций сальмонелл, выделенных из воды», утвержденные РАСХН 06.04.2004. Данная методика предназначена для совершенствования методов идентификации сальмонелл при выделении их из проб воды различных водных источников.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на:
Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях» (Воронеж, 23-25 сентября, 2002);
II Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2003);
Заседании лаборатории инфекционных и паразитарных болезней научно-исследовательского института экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН им. А.Н. Сысина (НИИЭЧиГОС РАМН).
Публикации. Результаты исследований отражены в 6 научных работах.
Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы.
Диссертация изложена на 131 страницах машинописного текста, содержит таблицу и 39 рисунков, включающих схемы, фотографии и сканограммы. Список литературы включает 150 работ отечественных и зарубежных авторов.
