Микроорганизмы в воде: Мікроорганізми у воді

Содержание

Микрофлора питьевой воды описание и определения| Лаборатория МГУ

В разделе: Вода
2018-06-26
26.06.2018

Тихонов Владимир

Кандидат биологических наук

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

	Температура, ^oС	Соленость воды, г/л	Давление, Па	Доза излучения, Гр
Микро-организмы	От —10 (Psychrobacter spp. ) до 122 ^oС (Methanopyrus kandleri)	0-200	от 10^-5 (Deinococcus radiodurans) до 5∙10⁵ (Halomonas salaria)	10 000
Человек	15—45 ^oС	0.05—1	от 0.3∙10⁵ до 2∙10⁵	5

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

Микроорганизм-возбудитель	Представитель микрофлоры	Болезнь, вызываемая возбудителем
Salmonella typhi	бактерия	брюшной тиф
Vibrio cholerae	бактерия	холера
Escherichia coli	бактерия	колиэнтериты
Leptospira spp.	бактерия	лептоспироз
Burkholderia pseudomallei	бактерия	мелиоидоз
Vibrio spp. (Vibrio parahaemolyticus)	бактерия	заболевания, вызванные парагемолитическими вибрионами (НАГ-вибрионы)
Legionella pneumophila	бактерия	легионеллез
Clostridium spp. (Clostridium botulinum)	бактерия	клостридиозы (ботулизм)
Salmonella spp.	бактерия	сальмонеллезы, паратифы А и Б
Shigella dysenteriae	бактерия	дизентерия
Shigella spp.	бактерия	шигеллез
Francisella tularensis	бактерия	туляремия
Hepatitis А	вирус	болезнь Боткина
Enterovirus C	вирус	полиомиелит
Enterovirus А, В	вирус	болезнь, вызванная вирусом Коксаки
Entamoeba histolytica	протист	амебная дизентерия
Naegleria fowleri	протист	первичный амёбный менингоэнцефалит
Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris	протист	энцефалит гранулематозный амёбный
Giardia intestinali	протист	лямблиоз
Cryptosporidium spp.	протист	криптоспоридоз

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 ^oС. Особенностью этого микроорганизма таже является усточивость к относительно высоким температурам, возбудитель инфекции может выживать при 50–55 ^oС. 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?

Подобно лесу, населенному множеством деревьев, толщу воды пронизывают одноклеточные водоросли, микроаэрофильные грибы (грибы которым для дыхания нужно немного кислорода), бактерии, в основном олиготрофные (те, кому не требуется много питания), свободноживущие протисты, и бактериофаги (вирусы бактериальных клеток). Эти микроорганизмы образуют плотную сеть из взаимодействий, поэтому их можно по праву назвать микрофлорой воды.

Как правило, эти микроорганизмы представлены видами, растущими при температуре 20 ^oС 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 ^oС. Этим пользуются экологи и микробиологи: по отношению числа бактерий, выросших при 22 ^oС, к бактериям, выросшим при 37 ^oС, 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 ^oС, 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).

Рисунок 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).

Железобактериям не требуется органического вещества, и энергию для жизнедеятельности они добывают из энергии химических связей: микроорганизмы переводят закисное железо Fe²⁺ в окисное Fe³⁺, после чего аккумулируют железо в слизях и капсулах. Даже при незначительном количестве (менее 0.3 мг/л) в воде клетки микроорганизмов активно аккумулируют железо Fe²⁺. Представители этих родов не патогенны, но могут снизить качество воды до полностью непригодного. Как правило, вместе с аккумуляцией железа происходит и аккумуляция солей марганца. В результате биообрастаний внутренние поверхности металлических трубопроводов покрываются наростами и отложениями (рис. 3).

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).

NH₃ + O₂ + НАДН₂ → NH₂OH + H₂O + НАД⁺

NH₂OH + H₂O → HNO₂ + 4H⁺ + 4e^—

1/₂O₂ + 2H⁺ + 2e^— → H₂O

NO₂^— + H₂O → NO₃^— + 2H⁺ + 2e^—

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.

Микроорганизмы в воде – опасность «живой» воды — BWT

Главная

Статьи

Вода и здоровье человека

Микроорганизмы в воде – опасность «живой» воды

Статьи

27.08.2020

Микроорганизмы – это группа живых существ, не видимых глазу человека, они могут быть одноклеточные или многоклеточные. В зависимости от наличия ядра они делятся на прокариоты (бактерии и археи) и эукариоты (некоторые грубы и протисты), а вот вирусы выделяют в отдельную группу.

Встречаются микроорганизмы в воде как пресной, так и соленой, даже в океане на глубине 11 км, где давление в 1072 раза выше, чем нормальное атмосферное. Мертвое море было названо так потому, что считалось, что из-за его солености оно не приспособлено ни для рыб, ни для других организмов.

Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

Фильтры механической очистки

Фильтр с активированным углем

Удаление железа и марганца

Фильтры под мойку

Получить консультацию

Уровень содержания в нем минеральных солей достигает 33% в сравнении с 4% Средиземного моря. Однако в настоящее время стало известно, что в нем обитают около 70 видов оомицетов и высших грибов, а некоторые бактерии способны жить и в устье реки Иордан.

Не пугают микроорганизмов ни сильно низкие, ни сильно высокие температуры. Что уже говорить о воде, которая по трубам бежит у нас из-под крана. В ней могут содержаться такие особо опасные бактерии как холерный вибрион, сальмонеллы, шигеллы (возбудители дизентерии), иерсиния ентероколитика, палочка сине-зеленого гноя, палочка сине-зеленого гноя, энтеропатогенные кишечные палочки.

Встречаются в питьевой воде и опасные вирусы: аденовирусы, энтеровирусы, ротавирус, вирус гепатита А, энтеровирусы гепатита ни А, ни В, гепатита Е, норволк вирус, мелкие круглые вирусы. Попадают в нее и опасные простейшие: энтамеба гистолитика, гиардиа интестиналис, криптоспоридум парвум, дракункулюс мединензис. Не застрахованы потребители муниципальной воды и от глистных цист, колиформных бактерий, спор клостридий, фекальных стрептококков, колифагов. Они являются возбудителями самых тяжелых заболеваний. Поэтому для использования водопроводной воды необходимо устанавливать системы водоочистки и водоподготовки.

Микроорганизмы в воде хранят в себе тайную опасность. Крепкий здоровый организм взрослого человека способен бороться с большинством возбудителей. А вот неокрепший иммунитет детей больше подвержен воздействию бактерий, поэтому они чаще страдают от расстройств желудочно-кишечного тракта. Многие кипятят воду для борьбы с микроорганизмами, действительно при температуре 100 С гибнут некоторые бактерии, но далеко не все. Чтобы убить вирус гепатита, нужна более высокая температура, а прионы или возбудители коровьего бешенства не погибнут, даже если воду кипятить в течение 7 часов. Некоторые глисты цисты гибнут при температуру 60 С, почти все при кипячении, а для уверенности в их полном отсутствии необходимо кипятить воду в течение 30-40 мин.

Чтобы устранить опасные микроорганизмы в воде санитарно-эпидемиологическая служба и жилищно-коммунальные хозяйства проводят регулярное хлорирование. Такая процедура создает иллюзию безопасности, потому что часть бактерий и вирусов устойчивы к хлору. Да и сам хлор, попадая в наш организм, может увеличить риск раковых заболеваний, способствовать возникновению артериосклероза, оказывать негативное влияние на сердечнососудистую систему, привести к снижению иммунитета.

Но даже сам этот элемент не так опасен, как его канцерогенные соединения, которые отравляюще действуют на наш организм. Самостоятельное хлорирование не достаточно для борьбы с микроорганизмами в воде. После его проведения необходимо очистить воду от хлорсодержащих соединений. А затем воздействовать ультрафиолетовым или ионизирующим излучением, ультразвуком или фильтрованием. Установки ультрафиолетовой фильтрации – самый надежный способ избавления от микроорганизмов в воде, за исключением фильтров обратного осмоса воды, которые после обработки дают сверхчистую воду из любого водного потока.

Установки Уф могут быть использованы как в быту, так и на производстве. Для использования фильтров на предприятии лучше провести анализ воды и определить уровень ее загрязненности, а затем приобрести необходимое оборудование. Для домашнего использования рекомендована схема «фильтрация — дозирование или умягчение воды — доочистка». Фильтрация будет очищать от крупных загрязнений, дозирование и умягчение призвано защитить нагревающиеся приборы от накипи, а за счет снижения жесткости экономить моющие средства. Конечной фазой является доочистка до питьевой воды высокого класса.

Самой важной задачей, стоящей на этапе проектирования бассейна, стоит считать выбор чаши, который оп. ..

Каждый бассейн нужно подвергать основательной очистке как минимум один раз в год. Мы собрали в одной…

Все статьи

Мы используем файлы «cookie», чтобы обеспечить максимальное удобство пользователям. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie.

Согласен

Вход на сайт

Восстановить пароль

Введите код авторизации из письма, после чего Вы будете перенаправлены в «Личный кабинет» для изменения пароля.

Регистрация

Получать новости об акциях и скидках

Сообщить о поступлении

Получить консультацию по товару, снятому с производства

Получите предложение по аренде диспенсеров

Купить товар у дилера

Заказать оптом

Получить консультацию

Частное лицо

Сообщить о поступлении

Нажимая на кнопку «Отправить», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо!

Ошибка!

—>

Патогенные микробы в воде и продуктах питания: изменения и вызовы | Обзоры микробиологии FEMS

Журнальная статья

Томас Эгли,

Томас Эгли
*

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

пабмед

Google ученый

Вольфганг Кёстер,

Вольфганг Кёстер

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

пабмед

Google ученый

Лео Мейле

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

пабмед

Google ученый

Микробиологические обзоры FEMS , том 26, выпуск 2, июнь 2002 г. , страницы 111–112, https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2002.tb00603.x

Опубликовано:

0 2 июня 2002 г. 90

Фильтр поиска панели навигации

FEMS Microbiology ReviewsЭтот выпускFEMS JournalsMicrobiologyBooksJournalsOxford Academic
Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации

FEMS Microbiology ReviewsЭтот выпускFEMS JournalsMicrobiologyBooksJournalsOxford Academic
Термин поиска на микросайте

Расширенный поиск

Несмотря на достигнутый в последнее время прогресс в области медицины и пищевых технологий, болезни, передающиеся с пищей и водой, по-прежнему (и все чаще) представляют серьезную проблему для здоровья человека как в развивающихся, так и в развитых странах. За исключением очевидных эпидемических случаев, болезни, передающиеся с пищей и водой, часто остаются нераспознанными, а их влияние на здоровье человека и экономику недооценивается. По оценкам, число случаев заболеваний пищевого происхождения во всем мире превышает 1 миллиард случаев в год, не принимая во внимание социальные издержки и последствия.

Что касается болезней, передающихся с пищей и водой, наше общество претерпело значительные изменения, особенно за последние два десятилетия. Во всем мире наблюдается резкий рост населения с распространением бедности и низкими стандартами в отношении состояния гигиены пищевых продуктов и воды. Кроме того, похоже, что больше людей, чем когда-либо, очень восприимчивы к инфекциям из-за недоедания, плохого медицинского обслуживания, старения или ослабления иммунитета. Также увеличилась наша мобильность на этой планете не только из-за туристической и деловой активности, но иногда и по политическим или экономическим причинам. Наконец, что не менее важно, и это особенно относится к промышленно развитым странам, изменились наши привычки в образе жизни и питании; это находит отражение не только в видах предпочитаемых продуктов, но и в технологии их производства и приготовления, а также в их распределении и хранении. В результате такой глобализации мы сталкиваемся со сдвигом в спектре важнейших патогенов и их свойств.

Сообщается, что за последние два десятилетия постоянно растущее число микробов, так называемых «появляющихся патогенов», вызывает озабоченность. В этом контексте следует напомнить, что термин «появляющиеся» используется для обозначения того, что численность этих патогенов, по-видимому, увеличилась в определенных регионах, для организмов, которые либо упускались из виду, либо их было трудно идентифицировать, а также для видов, для которых Роль пищи и воды как средств передачи была признана лишь недавно. Спектр «появляющихся» патогенов, имеющих отношение к продуктам питания и продуктам питания, отличается от проблематичного для воды. В пищевых продуктах в последнее время наибольшее внимание привлекают в основном представители бактериальной группы. Salmonella enteritidis с множественной лекарственной устойчивостью Salmonella typhimurium DT 104, Escherichia coli серотип O157:H7 и Campylobacter ( jejuni или coli 9004) обычно связаны со вспышками пищевого происхождения. Кроме того, Listeria monocytogenes , психротрофный организм, также может рассматриваться как «появляющийся» патоген, поскольку рост в переработанных мясных, молочных и рыбных продуктах во время хранения (вместе с относительно низкой дозой заражения) был причиной недавних вспышек в развитых странах. странах, таких как Австралия, Франция, США и Швейцария. При обнаружении прионов был идентифицирован новый тип инфекционного агента, например, агент ГЭКРС (вызывающий губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота) из зараженного корма для крупного рогатого скота, который был связан с новой трансмиссивной губчатой энцефалопатией у людей. Для воды, включая питьевую воду и воду для рекреационных целей, список наиболее важных эмерджентных патогенов шире и включает вирусы (калици и другие вирусы), бактерии (патогенные штаммы E. coli, Yersinia, Legionella и Aeromonas ) и простейшие ( Cryptosporidium, Giardia, Entamoeba histolytica ).

Беспокойство вызывает не только патогенность этих организмов, т. е. токсины, которые они продуцируют, и факторы их вирулентности. Не менее важными стали два дополнительных аспекта, демонстрирующих высокую степень гибкости и стратегии выживания патогенов. Во-первых, это их способность легко приобретать устойчивость к одному или нескольким противомикробным препаратам. Во-вторых, это их способность передавать генетический материал, связанный с патогенностью (например, расположенный на так называемых островах патогенности) и несущие резистентность участки ДНК (транспозоны, инсерционные элементы) по горизонтали другим организмам. Недавно было показано, что в кишечнике теплокровных организмов и в окружающей среде происходит горизонтальный перенос факторов вирулентности и детерминант устойчивости к антибиотикам. Например, энтерококки составляют значительную часть комменсальной безвредной кишечной флоры животных и человека. Поскольку полирезистентные энтерококки повсеместно присутствуют в пищевых продуктах и поскольку они узко специализируются на приобретении и распространении плазмид среди грамположительных бактерий, они представляют собой новое измерение передачи генетического материала через пищу. За последнее десятилетие резко возросло количество ванкомицин- или полирезистентных энтерококков, выделенных от больных, экспрессирующих одновременно множество факторов вирулентности. Тем не менее, до сих пор неизвестно, демонстрируют ли гены, связанные с вирулентностью, подвижность, подобную наблюдаемой с генами устойчивости к антибиотикам. Благодаря событиям горизонтального переноса генов эволюция новых патогенов и повторное появление подавленных патогенов (таких как полирезистентные Mycobacterium tuberculosis штаммов) достигли пугающих размеров.

Последние достижения в области биохимии, иммунологии, генетики и нанотехнологий также привели к значительным изменениям в отношении скорости, чувствительности и специфичности новых технологий. Молекулярные методы, первоначально разработанные в области медицинской диагностики, которые позволяют обнаруживать и идентифицировать патогены, в настоящее время становятся доступными. Кроме того, увеличение геномной и протеомной информации о патогенах раскрывает до сих пор неизвестные свойства этих организмов. Несколько методов, использующих определенные последовательности ДНК и РНК или определенные клеточные структуры (например, поверхностные компоненты) в качестве мишеней, в настоящее время уже используются при анализе качества пищевых продуктов и воды. В основном это изменение в методах сопровождается более быстрой и/или более селективной идентификацией патогенов. Такими методами можно обнаружить даже «некультивируемые» виды. Однако, хотя эти методы представляют собой очень многообещающие инструменты для будущего, многие из них все еще нуждаются в улучшении в отношении устойчивости и надежности, прежде чем они будут применимы для рутинного анализа.

Мы намерены представить в этом специальном выпуске избранные примеры широкого спектра вирусных, бактериальных и простейших патогенов, связанных с болезнями, передающимися через воду и пищу, а не полный список. Помимо «появляющихся» патогенов, упомянутых выше, большинство «классических» патогенов по-прежнему вызывают озабоченность, в частности, но не только в развивающихся странах. Salmonella, Campylobacter, Clostridium и Staphylococcus spp. хорошо известно, что они вызывают болезни пищевого происхождения, а «классические» патогены, передающиеся через воду, включают Виды Vibrio, Salmonella, Shigella и вирус гепатита А. Ясно, что важность различных патогенов зависит от многих факторов, таких как климат, культурные традиции, методы ведения сельского хозяйства, экономическая ситуация, здравоохранение, демографическая структура и многие другие. Чтобы проиллюстрировать это в области качества питьевой воды: основное внимание сосредоточено на Cryptosporidium в США, Австралии и Великобритании, тогда как Campylobacter , по-видимому, является наиболее серьезной проблемой в Швеции.

Мы надеемся, что темы, выбранные в этом выпуске, вызовут общий интерес к микробиологии болезней, передающихся через воду и пищу, и помогут активизировать усилия по пониманию механизмов патогенности и экологии различных патогенов, что может привести к повышению безопасности воды и пищевых продуктов.

© Федерация европейских микробиологических обществ, 2002 г.

© Федерация европейских микробиологических обществ, 2002 г.

Раздел выпуска:

Редакция

Скачать все слайды

Реклама

Цитаты

Альтметрика

Дополнительная информация о метриках

Оповещения по электронной почте

Оповещение об активности статьи

Предварительные уведомления о статьях

Оповещение о новой проблеме

Оповещение о текущей проблеме

Получайте эксклюзивные предложения и обновления от Oxford Academic

Ссылки на статьи по телефону

Последний

Самые читаемые

Самые цитируемые

Когезиновый комплекс дрожжей: слипчивость сестринских хроматид и далее

Подходы in situ, in vivo и in vitro для изучения конъюгации плазмиды AMR в кишечном микробиоме

Регуляторно-метаболические адаптации в ассимиляции азота морскими пикоцианобактериями

Модели рыбок данио COVID-19

Подробно об общих механизмах уклонения патогенов от иммунного ответа в фаголизосомах: потенциальные терапевтические мишени широкого спектра действия против инфекционных заболеваний

Реклама

Микроорганизмы и бактерии | Примеси в воде

Какие микроорганизмы и бактерии вероятны в очищенной воде?
Бактерии в очищенной воде являются остатками бактерий в питательной воде и бактерий, выделяемых биопленками в системе очистки воды. Было обнаружено, что наиболее распространенными являются условно-патогенные грамотрицательные неферментирующие палочки, такие как Pseudomonas, Flavobacterium и Acinectobacter; они очень распространены в природе. Их присутствие в системах водоподготовки демонстрирует способность приспосабливаться к средам с низкой концентрацией питательных веществ и к большому диапазону температур.

Откуда берутся микроорганизмы и бактерии?
Некоторые микроорганизмы и бактерии присутствуют в питательной воде, используемой для снабжения систем очистки воды, хотя предыдущие обработки (хлор, озон и т. д.) уменьшили их количество до очень низкого уровня. Поскольку свободный хлор со временем повреждает мембраны обратного осмоса (RO), любой хлор обычно удаляют предварительной обработкой (часто активированным углем) на первом этапе процесса очистки. К сожалению, это позволяет бактериям расти в воде на мембранах обратного осмоса и после них.

На какие приложения влияют микроорганизмы и бактерии?
Бактерии и побочные продукты их разложения, такие как эндотоксины, могут влиять на многие биологические процессы, включая ПЦР, клинический анализ и тестирование. Они обеспечивают альтернативные источники биологически активного материала, которые могут подавлять или улучшать результаты. Бактерии также могут образовывать биопленки, которые могут накапливаться и вызывать закупорку насосов, колонок ЖХ, детекторов и трубок, вызывая проблемы со многими методами, включая ВЭЖХ и ЖХ-МС.

Как осуществляется мониторинг микроорганизмов и бактерий?
Не существует оперативных методов мониторинга бактерий в очищенной воде, которые были бы достаточно быстрыми или чувствительными. Обычная процедура состоит в том, чтобы взять образцы и собрать любые бактерии на фильтре, который затем инкубируют в среде, такой как агар RA2, в течение нескольких дней перед подсчетом образовавшихся колоний. Полученное значение представляет собой общее количество жизнеспособных клеток (TVC). Поскольку количество бактерий неизвестно, когда используется вода, важно убедиться, что система очистки воды спроектирована так, чтобы свести к минимуму накопление бактерий, а системы регулярно контролируются в автономном режиме.

Какие уровни важны?
Значение примесей зависит от области применения. Для работы с высокой чувствительностью необходимы бактериальные TVC с концентрацией 1 КОЕ/мл или ниже. Для менее чувствительных анализов могут быть приемлемы более высокие уровни TVC — <10 или <50. В фармакопее указана норма <100 КОЕ/мл, но многие лаборатории работают в соответствии с гораздо более жесткими стандартами.

Как ELGA удаляет микроорганизмы и бактерии?
Обычно в системах ELGA бактерии удаляются мембранами обратного осмоса с высоким уровнем подавления. Последующий резервуар для хранения защищен вентиляционной фильтрацией с фильтрацией 0,2 мкм. Любой дальнейший рост бактерий ограничивается рециркуляцией через двухволновую ультрафиолетовую камеру. Это подвергает воду воздействию УФ-излучения с длиной волны 185 нм, которое окисляет остаточные биомолекулы, которые затем можно удалить с помощью ионообменных смол, и бактерицидного УФ-излучения с длиной волны 254 нм, которое сводит к минимуму накопление бактерий и выделение биологически активных продуктов.