какие микроорганизмы паразитируют внутри клеток

Какие микроорганизмы паразитируют внутри клеток

Нельзя также не учитывать, что основные успехи в лечении инфекционных болезней стали возможны в связи с открытием антибактериальных средств, а также иммунотерапии, т.е. в связи со специфической этиотропной терапией.

Наконец, успехи в профилактике и борьбе с многими инфекционными болезнями были достигнуты почти исключительно на основе знания этиологических факторов и разработки специфических средств и методов борьбы с ними. Наглядным примером в этом отношении является специфическая иммунопрофилактика инфекций, с помощью которой удалось ликвидировать натуральную оспу, резко снизить заболеваемость полиомиелитом, корью, дифтерией, коклюшем, столбняком и др.

Возбудителям инфекционных болезней, как и всяким живым существам, присущи самовоспроизведение, изменчивость, саморегуляция, размножение, раздражимость, реактивность и другие биологические свойства. Не менее существенным их свойством является феномен паразитизма, главным образом определяющий сущность всякого инфекционного процесса.

В наиболее общем виде понятие «паразитизм» подразумевает форму взаимоотношений между двумя организмами разных видов, при которой один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве источника питания и (или) среды обитания, причем оба организма находятся между собой в антагонистических отношениях.

Когда речь идет о паторенности микрорганизмов, то подразумевается постоянный видовой генотипический признак, характеризующий потенциальную способность микроорганизмов приживаться в тканях организма хозяина и размножаться в них, вызывая патологические изменения, т. е. инфекционный процесс. Таким образом, патогенность микроорганизмов отличается от патогенности факторов любой другой природы своей биологической сущностью, свойственной живому.

— придающие устойчивость к защитным факторам организма (капсульные полисахариды и полипептиды; липополисахариды и протеиды клеточной стенки и др.);
— токсические (экзо- и эндотоксины), проявляющиеся в некротизирующем действии на ткани хозяина в месте локализации паразита и обусловливающие специфику общих клинических проявлений болезни.

Оболочечные антигены, расположенные на поверхности микробной клетки, являются основными носителями свойств, определяющих специфичность микроорганизмов: с ними связаны образование и накопление специфических антител в инфицированном организме и др.

Специфическим свойством патогенных микроорганизмов является их органотропность (или тканевый тропизм), представляющая собой приспособленность их к обитанию в среде определенных органов и тканей, выработавшуюся в процессе эволюционного развития. Попадание патогенного микроба в организме не в ту среду, к которой он адаптирован, не сопровождается развитием типично протекающего инфекционного процесса.

Таким образом, можно утверждать, что качественное своеобразие всего класса инфекционных болезней определяется в первую очередь спецификой их причинного фактора, т. е. спецификой живого возбудителя.

В клиническом плане наиболее характерными специфическими особенностями этого класса болезней, принципиально отличающими его от неинфекционных, являются:
— характерное для массы инфекционных болезней циклическое течение заболевания, т. е. определенная последовательность развития, нарастания и убывания симптомов;
— возможность течения инфекционного процесса без клинически выраженных проявлений, в виде бессимптомного («здорового») носи-тельства;

— зачастую возникающая более или менее продолжительная невосприимчивость к повторному заболеванию, вызываемому тем же видом и типом возбудителя, после перенесенного заболевания в результате иммунной перестройки;
— развитие в результате некоторых инфекций повышенной чувствительности к возбудителю, определяющей возможность рецидивов и реинфекций.

Источник

Роль микробиоты кишечника в поддержании здоровья

Микрофлора представляет собой метаболически активную и сложную экосистему, состоящую из сотен тысяч микроорганизмов — бактерий, вирусов и некоторых эукариот. Подобно невидимому чулку, биоплёнка покрывает все слизистые нашего организма и кожу. Микробиота объединяет более чем 10 14 (сто биллионов) клеток микроорганизмов, что в 10 раз превышает число клеток самого организма. Микробиота находится в содружественных отношениях с организмом человека: организм хозяина предоставляет среду обитания и питательные вещества, микроорганизмы защищают организм от патогенных возбудителей, способствуют поддержанию нормальных иммунологических, метаболических и моторных функций. Выделяют несколько важных биотопов, которые отличаются плотностью распределения микроорганизмов и составом: кожные покровы, слизистые оболочки ЖКТ, дыхательных путей, урогенитального тракта и проч. Самой многочисленной считается микробиота кишечника, на её долю приходится 60% микроорганизмов, колонизирующих организм человека.

Микрофлора кишечника состоит из группы микроорганизмов, представленных более чем 1000 видами, 99% из которых приходится на 30–40 главных видов. В научных кругах кишечную микрофлору называют также дополнительным органом.

Состояние микробиоты кишечника определяет качество и продолжительность жизни. У каждого человека есть свой индивидуальный характер распределения и состава микробиоты. Частично он определяется генотипом хозяина и первоначальной колонизацией, которая происходит сразу после рождения. Различные факторы, такие как тип родов, кормление грудью, образ жизни, диетарные предпочтения, гигиенические условия и условия окружающей среды, использование антибиотиков и вакцинация, могут определять окончательные изменения в структуре микробиоты.

При изменении состава или функции микробиоты развивается дисбиоз. Дисбиотические состояния изменяют моторику кишечника и его проницаемость, а также искажают иммунный ответ, тем самым создавая предпосылки для развития провоспалительного состояния. Такие изменения, особенно в отношении иммунных и метаболических функций хозяина, могут вызывать или способствовать возникновению ряда заболеваний, например, сахарного диабета, ожирения, неврологических и аутоиммунных заболеваний. Недавние исследования показали, что микробиота участвует в этиопатогенезе многих гастроэнтерологических заболеваний, таких как синдром раздраженного кишечника, воспалительные заболевания кишечника, целиакия, неалкогольный стеатогепатит и новообразования желудочно-кишечного тракта.

Кишечная микрофлора и иммунитет

Кишечная микробиота имеет решающее значение для развития лимфоидных тканей, а также для поддержания и регуляции кишечного иммунитета.

В кишечнике происходит сенсибилизация иммуноцитов, которые затем заселяют другие слизистые оболочки и циркулируют между различными органами. Этот механизм обеспечивает формирование клонов лимфоцитов и образование специфических антител в участках слизистой оболочки, отдалённых от очага первичной сенсибилизации.

Иммунокомпетентные ткани пищеварительного тракта объединены в лимфоидную ткань. Лимфоидная ткань представлена лимфоцитами, расположенными между эпителиальными клетками кишечника, лимфоцитами собственного слоя, пейеровыми бляшками (скопления лимфоидной ткани в тонкой кишке) и лимфоидными фолликулами.

Попавшие в просвет кишечника или на слизистые оболочки антигены распознаются иммуноглобулинами памяти (IgG), после чего информация передаётся в иммунокомпетентные клетки слизистой оболочки, где из сенсибилизированных лимфоцитов клонируются плазматические клетки, ответственные за синтез IgА и IgМ. В результате защитной деятельности этих иммуноглобулинов включаются механизмы иммунореактивности или иммунотолерантности. Благодаря индукции иммунологической толерантности в кишечнике не возникают нежелательные воспалительные реакции против кишечной микробиоты и пищевых белков.

Кишечная микробиота и обмен веществ

Кишечная микробиота вносит непосредственный вклад в метаболизм питательных веществ и витаминов, необходимых для жизнедеятельности организма хозяина, при этом извлекая энергию из пищи. Эта энергия образуется путём реакции сбраживания не усваиваемых углеводов (клетчатки), в результате реакции образуются короткоцепочечные жирные кислоты, водород и углекислый газ.

Короткоцепочные жирные кислоты обеспечивают работу колоноцитов.

Короткоцепочные жирные кислоты считаются тонкими регуляторами иммунитета, энергетического обмена и метаболизма жировой ткани. Например, короткоцепочные жирные кислоты участвуют во взаимодействии бактерий и иммунитета, подавляя сигналы, которые могут привести к развитию аутоиммунных реакций. Пропионовая и масляная жирная кислота положительно влияют на метаболизм глюкозы. Наконец, короткоцепочные жирные кислоты обеспечивают подкисление просвета толстой кишки, предотвращая рост бактериальных патогенов.

Кишечная микробиота принимает непосредственное участие в метаболизме желчных кислот, источником которых является холестерин. В печени из холестерина синтезируются первичные желчные кислоты — холевая и хенодезоксихолевая, которые поступают в кишечник. Бактероиды и лактобациллы далее превращают первичные желчные кислоты во вторичные желчные кислоты — дезоксихолевую и литохолевую. Изменение нормального баланса кишечных бактерий приводит к неадекватному синтезу желчных кислот.

Микробиота и нервная система

Ещё более удивительные данные о взаимосвязи кишечной микробиоты и нервной системы. Микробиота кишечника тесно общается с центральной нервной системой. Микробиота кишечника производит такие нейроактивные молекулы, как ацетилхолин и серотонин, дофамин, которые являются главными медиаторами сигналов в ЦНС, а также регулируют работу мозга через активацию иммунных сигнальных путей. Дополнительно, блуждающий нерв активно участвует в двунаправленных взаимодействиях между кишечной микробиотой и мозгом для поддержания гомеостаза как в головном мозге, так и в кишечнике.

Недавние исследования показали, что микробиом влияет на свойства и функцию микроглии. Микроглия защищает мозг от различных патологических состояний через активацию иммунного ответа, фагоцитоза и продукцию цитокинов. Кроме того, микроглия ответственна за формирование нейронных цепей, которые участвуют в развитии мозга. Различные дисбиотические состояния, в том числе вызванные приёмом антибиотиков приводят к угнетению созревания клеток микроглии. Незрелая микроглия приводит к нарушению иммунной активации.

Астроциты — самая многочисленная клеточная популяция в ЦНС, и они почти в пять раз превосходят численность нейронов. Подобно микроглии, астроциты выполняют несколько важных функций по поддержанию целостности ЦНС, включая контроль кровообращения в головном мозге, поддержание стабильности гематоэнцефалического барьера. Астроциты регулируют баланса ионов и оказывают влияние на передачу сигналов между нейронами. Чрезмерная активация астроцитов является пусковым механизмом в развитии дисфункции ЦНС и неврологических расстройств. Чрезмерная активация происходит под действием метаболитов микрофлоры.

Целостность гематоэнцефалического барьера регулируется также метаболитами микробиоты, которые опосредуют передачу большего количества микробных сигналов между осью кишечник-мозг.

Дисбиоз микробных видов в кишечнике может вызывать атипичные иммунные сигналы, дисбаланс в гомеостазе организме-хозяина и привести к прогрессированию заболеваний ЦНС. Например, рассматривается роль микробиоты в патогенезе рассеянного склероза-заболевания, характеризующимся демиелинизацией аксонов нервных клеток. При болезни Паркинсона, которая проявляется моторными симптомами, включая тремор, мышечную ригидность, медлительность движений и аномалию походки наблюдается накопление α-синуклеина в нейронах. Избыточное отложение α-синуклеина в нервной системе инициируется кишечной микрофлорой до того, как возникают симптомы поражения ЦНС, что связано с некоторыми специфическими пищеварительными симптомами (запоры и нарушение двигательной функции толстой кишки). Бактериальный состав кишечника влияет на болезнь Паркинсона: тяжесть симптомов, в том числе постуральная нестабильность и нарушение походки, связана с изменениями численности некоторых видов Enterobacteriaceae, уменьшение количества Lachnospiraceae приводит к более серьёзному ухудшению моторных и немоторных симптомов у пациентов с болезнью Паркинсона. Болезнь Альцгеймера — ещё одно нейродегенеративное заболевание, которое приводит к серьёзным нарушениям функции ЦНС — обучению, памяти и поведенческим реакциям. Болезнь Альцгеймера характеризуется отложением пептида амилоид-β (Aβ) снаружи и вокруг нейронов, вместе с накоплением белка тау внутри корковых нейронов. Перегрузка амилоидом и агрегация тау нарушают синаптическую передачу. Изменение состава и разнообразия микробиоты вносит определённый вклад в патогенез болезни Альцгеймера. Активированная микроглия способствует развитию заболевания, увеличивая отложение амилоида.

Ожирение и состав микробиоты

При ожирении и сахарном диабете наблюдаются изменения в составе микробиоты кишечника, в частности, снижение популяционного уровня сахаролитических бактероидов, влияющих на интенсивность метаболических процессов, а также увеличение доли бактерий класса Firmicutes (Esherichia coli, Clostridium coccoides, Clostridium leptum). Снижение содержания сахаролитических бактерий уменьшает выработку коротко-цепочных жирных кислот, обеспечивающих трофику и деление эпителия кишечника, его созревание, оказывающих антимикробное действие и регуляторное действие в отношении ионов и липидов.

Дополнительно при ожирении отмечается хроническое системное воспаление, сопровождающееся секрецией провоспалительных цитокинов (интерлейкины — ИЛ, С-реактивный белок, α-фактор некроза опухоли — α-ФНО и др.) в висцеральной жировой ткани. Нарушения в составе кишечной микрофлоры приводят к усилению эффекта системного воспаления за счёт увеличения концентрации бактериальных липополисахаридов, стимулирующих выработку провоспалительных компонентов.

Диагностика состояния кишечной микробиоты

Существует два метода определения микробиоты — стандартный анализ на дисбактериоз и оценка состава микробиоты методом масс-спектрометрии по крови (ГХ-МС). В основе методики масс-спектрометрии лежит определение присутствия микроорганизмов по их клеточным компонентам (высшие жирные кислоты, альдегиды, спирты и стерины). Методика разработана профессором Осиповым Г.А. Метод ГХ-МС позволяет одновременно измерять более сотни микробных маркёров непосредственно в образце, позволяющих сделать заключение о некультивируемых и труднокультивируемых патологических возбудителях. Метод универсален также в отношении грибов и вирусов.

Источник

Микрофлора питьевой воды

Термин «микрофлора воды» описывает всю совокупность микробов, находящихся в воде в определённых связях друг с другом. Если филолог решит проследить этимологию термина, то он будет несколько обескуражен, поскольку «микро» в переводе с греческого означает «маленький», а «флора» с латинского — «растение» в честь богини цветения Флоры (Древний Рим).

Термин «микрофлора» вошёл в обиход благодаря ботаникам, которые описали и зарисовали первые одноклеточные микроорганизмы, используя только что изобретённые микроскопы. У многих представителей они обнаружили зелёные пигменты, как и у растений, и потому решили, что это были маленькие растения. Однако с развитием науки и систематики выяснилось, что большинство представителей микрофлоры имеют такое же далёкое отношение к флоре, как и человек — к бактериям. В современном научном мире чаще используется термин «микробиом», означающий совокупность всех микроорганизмов.

Что же такое микроорганизмы?

Микробы или микроорганизмы — это собирательный термин, который включает в себя совершенно различные группы организмов размером менее 0.1 мм (рис. 1).

Рисунок 1 — Представители микрофлоры воды

Указанные группы могут попадать в питьевую воду и тем или иным образом ухудшать её качество. В воде также могут находиться яйца гельминтов, и, хотя по размеру эти жизненные формы можно отнести к микроорганизмам, научное сообщество не включает их в данное понятие.

Устойчивость микрофлоры в окружающей среде

Особенностью микроорганизмов является их высокая устойчивость в окружающей среде. Это связано с появлением и совершенствованием адаптаций к факторам среды (температуре, влажности, содержанию токсичных солей и элементов, pH среды) на протяжении 2,4 млрд лет эволюции. «Все есть везде» — девиз современной микробиологии, и это действительно так: микроорганизмы обнаруживаются в гидротермальных источниках на дне океанов («черные курильщики») и в атмосфере, под слоями тысячелетней мерзлоты (подземные озера Антарктиды) и в жерлах вулканов. Вот некоторые границы устойчивости микроорганизмов в окружающей среде в сравнении с человеком (табл. 1).

Таблица 1 — Границы устойчивости микроорганизмов и человека к некоторым факторам окружающей среды в сравнении с человеком

Если кто-то спросит Вас: «Есть ли жизнь на Марсе?», можете с уверенностью говорить: «Да». В 1976 году для исследования Марса США запустили космический аппарат «Викинг». О стерилизации его основных узлов никто не думал, так как полагали, что ни один живой организм не вынесет столь суровые условия. Однако современные расчёты показывают, что микроорганизмы не только способны не умирать, но и при благоприятных условиях возвращаются к жизни. Таким образом, сейчас на Марсе где-нибудь в районе равнины Хриса есть готовые возродиться споры бактерий.

К счастью, большинство высокопатогенных и опасных для человека микроорганизмов не устойчивы в окружающей среде, но сам факт наличия у «близких родственников» опасных микроорганизмов чрезвычайной устойчивости должен настораживать человечество.

Питьевая вода

Питьевая вода — это безопасная для человека вода, которую можно потреблять в неограниченных количествах. В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется СанПиН 2.1.4.1074-01 (центральное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1116-02 (фасованная вода).В этих нормативных документах подробно описаны требования к микробиологическим показателям качества воды, однако ввиду того, что человек употребляет воду из различных источников, не прошедших водоподготовку (в том числе обеззараживание), например, колодцев, ручьёв и родников, опишем представителей микрофлоры, с которыми мы сталкиваемся.

Патогенные микроорганизмы (опасная микрофлора воды)

Начнём с того, чего ни в коем случае не должно быть в питьевой воде, но, к сожалению, регулярно там обнаруживается. Патогенные микроорганизмы могут вызвать серьёзные, вплоть до летальных случаев, заболевания человека. Носителями могут быть как животные, так и человек, вода же является лишь средой, с которой возбудитель попадает в организм. В табл. 2 представлены микроорганизмы, заражение которыми возможно через питьевую воду.

Таблица 2 — Патогенные микроорганизмы, заражение которыми может произойти через водный источник

Жирным выделены микроорганизмы, для которых естественным местом обитания являются абиотические (неживые) объекты окружающей среды.

Приведённая в таблице микрофлора не характерна для водоёмов, её также можно назвать аллохтонной (от гр. «аллос» — другой). По современным представлениям санитарной микробиологии эти микроорганизмы не размножаются в окружающей среде, в том числе и в воде, и со временем их содержание снижается. Это связано с тем, что перечисленные микроорганизмы требовательны к температуре, питанию, содержанию ростовых веществ. Кроме того, собственная микрофлора водоёма подавляет рост патогенных микроорганизмов.

Перечисленные микроорганизмы могут обнаружиться в природных водах: в поверхностных водах, в колодцах, реже — в родниках, практически никогда — в воде скважин. Патогенная микрофлора не обнаруживается в воде централизованного водоснабжения и бутилированной воде при соблюдении технических норм и правил.

По наблюдению эпидемиологов патогенные микроорганизмы обнаруживаются в стоках больниц, а также в местах массового распространения заболеваний, возбудителями которых являются эти микроорганизмы. Патогенные агенты попадают в источники питьевой воды вместе с почвенным стоком по сети почвенных трещин и капилляров.

Сопорозные микроорганизмы (микроорганизмы, способные накапливаться в воде)

Среди патогенной микрофлоры выделяют особую группу организмов, которые могут не только сохраняться в природных источниках, но и активно размножаться там — сапронозы или сапронозные инфекции. Для них окружающая среда, и, в частности, вода, является естественным источником обитания. Среди бактерий это НАГ-вибрионы, лигионеллы, буркхальдерии и клостридии, среди протистов — Неглерия Фоулера и представители Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris. Но даже от них можно уберечься, выполняя минимальные меры предосторожности. Так отмечено, что в летнее время в стоячей воде, богатой органическим веществом, например, болотах, могут накапливаться клостридии. Опасны они тем, что многие виды выделяют в среду сильнейшие природные токсины, такие как ботулотоксин и тетанотоксин.

Важно: учёные фиксировали массовый падёж птиц в Канаде и США, отравившихся ботулотоксином при употреблении природной воды. Ни в коем случае не пейте воду из стоячего водоема (болото, озеро, пруд), особенно в странах с жарким климатом. Даже если Вы проведёте фильтрацию этой воды, ботулотоксин не исчезнет. Кипячения около 30 мин достаточно, чтобы токсин разрушился, но риск все равно будет высоким.

Многие вибрионы, например, Vibrio parahaemolyticus, встречаются в прибрежных зонах, и их появление имеет сезонный характер. Полагается, что носителями этого микроорганизма являются морские обитатели, а заражение человека происходит через заглатываемую воду или вместе с едой, пораженной вибрионами. Таким образом, в жаркий летний период следует избегать попадания воды в рот и не питаться необработанной термически морокой едой (рыба и моллюски).

Наибольший интерес среди сапронозных возбудителей инфекций вызывают легионеллы. Эти микроорганизмы не всегда заражают человека (в основном поражаются дети, старики, заядлые курильщики и люди с пониженным иммунитетом), однако широкое распространение легионелл и высокая смертность от легионеллеза (до 20 % случаев) вызывает опасения у исследователей-эпидемиологов. В природе эти бактерии паразитируют внутри простейших, а попадая в организм человека в виде вдыхаемого аэрозоля воды, легионеллы принимают иммунные клетки наших лёгких за те самые простейшие, в которых они обычно паразитируют, и происходит инфицирование человека. Есть несколько задокументированных случаев, когда заражение происходило через проглатывание воды. Излюбленным местом обитания легионелл являются замкнутые водопроводные системы с подогревом, кондиционеры, спа, джакузи, общественные душевые, градирни. Оптимальная температура для роста и размножения — 32–42 o С. Особенностью этого микроорганизма таже является усточивость к относительно высоким температурам, возбудитель инфекции может выживать при 50–55 o С. В том числе по этой причине недавнее предложение понижения температуры горячей воды вызвало столь бурную дискуссию в российском обществе.

Автохтонные микроорганизмы (естественные обитатели поверхностных водоемов)

Выше мы коснулись патогенных микроорганизмов, которые тесно связаны с человеком или животными. А кто же явлетется истинным хозяином поверхностных водоемов?

Как правило, эти микроорганизмы представлены видами, растущими при температуре 20 o С и ниже, то есть их оптимальная температура роста не совпадает с оптимумом роста патогенных микробов, которые лучше всего растут при температуре, близкой к температуре тела человека — 37 o С. Этим пользуются экологи и микробиологи: по отношению числа бактерий, выросших при 22 o С, к бактериям, выросшим при 37 o С, определяют индекс самоочищения водоема. Например, при фекальном загрязнении водоемов, это отношение близко к 1, а при значениях 4 и выше считается, что водоем очистился (ссылка на СанПиН).

Важно: чаще автохтонные микроорганизмы безопасны для человека из-за невысокого содержания в воде и невозможности размножаться при температуре 37 o С, однако серьёзную опасность для человека могут представлять их токсины.

Микроорганизмы — проценты токсинов

Водоросли (микроорганизмы, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл) — обитатели спокойных и богатых питательными элементами водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в воду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов человека и животных: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria) и почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski). Это явление часто встречается в спокойных непроточных водоемах в летний период.

Важно: помимо открытых водоёмов водоросли способны размножаться в воде при её хранении, например, в бутылях для кулеров, при условии наличия источника света и ненадлежащей очистке тары при повторном использовании.

Микромицеты (микроскопические грибы), наряду с водорослями продуцируют чрезвычайно токсичные микотоксины, такие как патулин, афлотоксины и зеараленон. Особенностью этих токсинов является их устойчивость к температурной обработке и высокая онкогенность. Следует отметить, что в основном отравления микотоксинами происходят через пищу, однако, учитывая содержание грибов открытых водоёмах Российской Федерации (до 1 000 КОЕ/мл), можно утверждать, что возможно влияние микотоксинов на человека через потребление воды. В большинстве случаев микромицеты встречаются в водоемах в виде дрожжеподобных форм (не образуют разветвленный мицелий) и спор, представленых родами Aspergillis, Fusarium, Penicillum, Cladosporium, Alternaria. Часто споры микромицетов и выделяемые микромицетами вещества активно влияют на иммунную систему человека, являясь активными сенсебилизаторами аллергических реакций. Основным местообитанием микромицетов являются почвы, поскольку для развития необходим кислород, но есть и микроаэрофильные микромицеты, основным местообитанием которых является вода. Эти микроорганизмы не встречаются в подземных водах, могут находися в окрытых водоемах, а также находится и даже размножаться в водопроводе.

Важно: в Российской Федерации содержание микромицетов и водорослей в воде не регламентируется.

Микрофлора водопроводной воды

Выше мы описывали микрофлору в основном природной воды. Следует обсудить микробиологический состав той воды, которая течёт у нас из крана. Следует понимать, что перед тем, как вода попадает к нам в дом через централизованный водопровод, она проходит процессы водоподготовки, которые включают в себя дезинфекцию воды.

Важно: в Российской Федерации главными источниками воды являются открытые водоёмы, а основным методом дезинфекции — хлорирование воды.

Считается, что содержание свободного хлора в концентрациях 0.3-0.5 мг/л свидетельствует о санитарной безопасности воды. Но как уже было сказано выше, микроорганизмы научились приспосабливаться к различным условиям среды, поэтому водопроводная вода также содержит микрофлору. Условно микроорганизмы водопроводной воды также можно разделить на автохтонные и аллохтонные.

Автохтонные микроорганизмы водопровода — это организмы, которые научились закрепляться в системе водоснабжения и даже размножаться. Как правило они существуют в виде биоплёнок — полисахаридных слизеподобных образованиях, которые многократно повышают устойчивость организмов в окружающей их среде (хлорированной водопроводной воде) (рис. 2).

a — стадии развития биоплёнок на поверхностях;

б — фотография биоплёнки на сканирующем микроскопе

К автохтонным микроорганизмам водопровода можно отнести железобактерии (роды Gallionella, Leptothrix, Crenothrix, Siderocapsa), нитрифицирующие бактерии (роды Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina) и различные олиготрофные организмы, которые для функционирования требуется минимальное содержание органического вещества (роды Leptothrix, Crenothrix).

Рисунок 3 — Отложение солей железа и марганца в водопроводе в ходе жизнедеятельности железобактерий.

Нитрифицирующие бактерии участвуют в образовании обрастаний вместе с железобактериями. Эти микроорганизмы переводят аммонийный и нитритный азот, присутствующий в воде, в нитраты (рис. 4).

Рисунок 4 — Схема микробиологической нитрификации в воде

Основной вред нитрифицирующих бактерий заключается в том, что при высоком содержании в воде аммония и нитритов, а также при обеззараживании воды хлорамином, они могут накапливать в воде нитраты — пищу для других бактерий. Таким образом, нитрифицирующие бактерии являются центрами обрастаний и биопленок в системе водоснабжения. Также эти микроорганизмы в системах водоснабжения ухудшают дезинфицирующие (частично разрушают хлорамин — вещество для дезинфекции воды) и органолептические свойства (запах и цвет), а высокое содержание образовавшихся нитратов может вызывать метгемоглобинемию (особенно часто у детей).

Потенциально опасные микроорганизмы в биопленках

Биопленки, созданные железобактериями и нитрификаторами, часто в качестве «гостей» занимает опасная для человека микрофлора. Биопленки создают уникальные условиях, помогая микроорганизмам перенести неблагоприятные воздействия окружающей среды: влияние дезинфицирующих агентов, температуры и питательных элементов.

Настоящей проблемой являются внутрибольничные инфекции, возбудители которых находятся в больницах в виде биопленок. Биопленки могут содержать опасные бактерии как внутри водопровода, попадая внутрь при плохой дезинфекции либо нарушении водопроводной сети, так и на «выходе», при попадании в систему водоснабжения с фекалиями (рис. 5)

Рисунок 5 — Биоплёнки, образующиеся водопроводном бытовом кране.

Показано, что представители следующих условно-патогенных и патогенных родов бактерий могут образовывать биопленки: Psudomonas (сепсисы, отравления), Mycobacterium (туберкулез, лепра), Campylobacter (кампилобактериоз), Klebsiella (сепсисы, пневмония), Aeromonas (отравления), Legionella (легионелез), Helicibacter (язва, рак желудка), Salmonella (сальмонелез). Исследование бытовых кранов кухонь и душевых в Индии показало, что из 187 выделенных штаммов потенциальных патогенов, 20 % образовывали биопленки. Таким образом, даже если вода при водоподготовке отвечает всем санитарным требованиям, на выходе она может повторно загрязнятся через биопленки, образованные на кране.

Источник