Метод мембранных фильтров, позволяющий определять число бактерий в первичном посеве, превосходит по точности титрационные методы с использованием сред накопления. Кроме того, время анализа сокращается на сутки (Блинкин, 1963; Shаrpe, Michaud, 1975).
Методы исследования воды на наличие БГКП значительно усовершенствованы за счет внедрения различных приборов (Киченко, 1948; Анатолий, 1956; Киселева, Голубева, 1973; Shanahan, Fornwald, Chapman, 1958;).
К колиформным бактериям относят большую группу аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, не образующих спор грамотрицательных палочек, сбраживающих лактозу с образованием кислоты и газа, оксидазоотрицательных. На среде Эндо колиформные бактерии образуют плоские розовые или красные колонии с металлическим блеском или без него. Это относится к бактериям родов Escherichia, Salmonella, Shigella, Citrobacter, Еnterobacter, Klebsiella, Yersinia, Serratia, Hafnia, Edwardsiella, Morganella, Proteus, Providencia и др. Все они объединены в семейство Enterobacteriaceae. Семейство Vibrionaceae представляют бактерии родов Aeromonas и Vibrio (Пяткин, 1981; Определитель Берджи, 1997).
Род Escherichia
Бактерии рода Escherichia часто обнаруживают в воде, почве, выделениях животных и человека (Равич-Биреер, Богоявленская, 1967; Билетова, Корнелаева, Кострикова, 1980; Parr, 1938; Chapman, 1951; Lenk, 1966). Их можно считать показателями фекального загрязнения. Штаммы, содержащие энтеротоксины или другие факторы вирулентности, вызывают желудочно-кишечные заболевания, инфекции мочеполовых путей, а также внутрибольничные инфекции, в том числе септицемию и менингит (Тимаков, 1973; Пяткин, 1981; Королюк, Сбойчакова, 1999; Покровский и др., 1999; Перетрухина, 1999, 2001).
Ранее считалось, что наиболее эпидемически значимым показателем свежего фекального загрязнения являются типичные цитратотрицательные кишечные палочки. Однако рядом авторов показано, что E. coli, попадая из кишечника в почву и адаптируясь к ней, приобретает способность утилизировать цитраты. В настоящее время ученые сходятся во мнении, что цитратположительные кишечные палочки более устойчивы во внешней среде, чем E. coli, и могут долго выживать в воде (Киченко, 1962; Лях, 1976). В этой связи более надежным тестом является определение всей группы кишечных палочек (Минкевич, 1949; Корш, Артемова, 1978;).
Род Salmonella
Род Shigella
Возбудитель дизентерии впервые описан в 1888 г. А. Шантемесом и Ф. Видалем, в 1891 г. - А. В. Григорьевым, в 1898 г. подробно изучен К. Шига, в 1900 г. С. Флекснером и в 1915 г. К. Зонне, затем были открыты и изучены и другие возбудители этого заболевания. Согласно Международной классификации все дизентерийные бактерии объединены в род, получивший название Shigella (Пяткин, 1981).
Род Shigella включает четыре вида: Sh. flexneri, Sh. boydii, Sh. sonnei,Sh. dysenteriae, являющихся возбудителями дизентерии. Для идентификации Shigella проводят типирование по соматическим О-антигенам (Тимаков, 1973; Носова, Волгин, Хахарева и др., 1978; Токаревич, 1990; Земсков, Земсков, 1991; Определитель бактерий Берджи, 1997).
Бактерии родов Escherichia, Salmonella и Shigella являются патогенными микроорганизмами, поэтому их определение в водных объектах, сырье и продуктах из гидробионтов признано обязательным.
В последние годы отмечено уменьшение числа заболеваний, вызванных облигатно-патогенными микроорганизмами, и увеличение удельного веса, а также количества заболеваний, вызванных УПБ, особенно грамнегативными неферментирующими микроорганизмами и энтеробактериями. Показано, что фазовые преобразования возбудителя происходят при смене сапрофитических и паразитических фаз их жизнедеятельности. Так, в объектах окружающей среды микроорганизмы могут персистировать длительное время, используя эти экологические ниши как факторы передачи своего заразного начала. При этом заболевания и бактерионосительство зависят от видового состава и вирулентности возбудителя, попавшего в организм хозяина, и иммунного статуса последнего (Ларцева и др., 1997). Эволюционным проявлением УПБ является освоение ими новых биотопов, в том числе районов Кольского Заполярья.
Рода Citrobacter и Enterobacter.
Рядом ученых было показано, что бактерии родов Citrobacter и Еnterobacter обитают в почве и на растениях, реже обнаруживаются в кишечнике, и поэтому имеют меньшее санитарно-показательное значение, чем бактерии рода Escherichia (Schubert, 1956;Coetzee, 1962; Selenka, 1964; Valayer, Moatti, Enjalbeet, 1975; Sangjundavon, Gjerde, 1978). Однако при оценке выживаемости E. coli в воде была установлена недостаточная устойчивость этих бактерий в загрязненных водоемах, а также сделан вывод о необходимости определения условно-патогенных бактерий семейства Enterobacteriaceae для оценки качества водоемов и гидробионтов (Артемова, 1971; Будагян, 1973; Lenk, 1966).
Бактерии родов Salmonella и Citrobacter, проявляя сходные биохимические и гликолитические свойства, различаются по способности декарбоксилировать аминокислоты лизин и орнитин. Бактерии рода Citrobacter по лизиндекарбоксилазе отрицательны, бактерии рода Salmonella по лизин- и орнитиндекарбоксилазе положительны, что не всегда учитывается исследователями. Так, в результате изучения санитарно-микробиологического состояния Кольского залива (Пономарева Л.В., 1978) показано, что в воде Кольского залива были обнаружены различные виды сальмонелл и шигелл. Этот факт вызывает сомнение, поскольку бактерии родов Salmonella и Shigella проявляют слабую устойчивость в загрязненных водоемах, быстро отмирают при низких температурах, а также попадают в окружающую среду эпизодически в период заболеваний сельскохозяйственных животных. Противоречивость результатов исследований можно объяснить своеобразным поведением патогенных микроорганизмов, особенно в условиях антропогенного загрязнения.
При действии химических и физических факторов в загрязненных водоемах преобладают условно-патогенные микроорганизмы родов Citrobacter, Еnterobacter, Yersinia и др.
В отношении преимущества цитратпозитивных микроорганизмов мнения микробиологов разделились. Достоинства цитратпозитивных кишечных палочек заключаются в том, что они являются более чувствительными и тонкими санитарно-показательными индикаторами загрязнения водных объектов (Корш, Артемова, 1978).
В процессе биологической очистки фекальных сточных вод в смеси с промышленными E. coli (Эшерих, 1885) оказалась менее устойчивой, чем бактерии родов Citrobacter и Enterobacter (Сухачева, 1975).
При исследовании речной воды, содержащей сальмонеллы, также преобладали представители родов Citrobacter и Enterobacter.
Бактерии рода Citrobacter являются условно-патогенными, обнаружены в почве, воде, сточных водах и пищевых продуктах, встречаются в фекалиях человека и животных (Определитель бактерий Берджи, 1997; Покровский и др., 1999; МР № 1, 2001).
Бактерии рода Еnterobacter широко распространены в природе, встречаются в пресной воде, сточных водах, почве, на растениях и овощах, в фекалиях человека и животных. Некоторые виды вызывают различные инфекции, септицимию, менингит.
Род Proteus.
Бактерии родов Proteus обнаружены в кишечнике человека и животных, навозе, почве и загрязненных водоемах. Они обладают ярко выраженной протеолитической активностью, образуют сероводород, осуществляют окислительное дезаминирование фенилаланина и триптофана, гидролизуют мочевину, разлагают тирозин.
Род Morganella.
Бактерии рода Morganella встречаются в фекалиях человека, животных и рыб. Эти микроорганизмы осуществляют окислительное дезаминирование фенилаланина и триптофана, разлагают тирозин и восстанавливают нитраты.
Род Providencia.
Бактерии рода Providencia, выделенные из фекалий человека и животных, осуществляют окислительное дезаминирование триптофана, разлагают тирозин, не гидролизуют мочевину, не образуют сероводород.
Род Klebsiella.
Микроорганизмы рода Klebsiella широко распространены в объектах окружающей среды и в последнее время наряду с Escherichia и Enterococcus отнесены к наиболее достоверным показателям биологического загрязнения. Бактерии рода Klebsiella обнаруживают в фекалиях человека и животных, в воде, на рыбе и других пищевых продуктах, что представляет определенную эпидемиологическую опасность. Они могут вызывать у человека оппортунистические инфекции, бактериемию, пневмонию, инфекции мочевых путей. Клетки Klebsiella имеют капсулы, неподвижны, способны расти на среде Симмонса с цитратом, сероводорода не образуют, восстанавливают нитрат, некоторые виды гидролизуют мочевину, образуют капсульный К-антиген. В настоящее время известно более 80 видов этого антигена, используемого для серотипирования бактерий рода Klebsiella.
Род Yersinia.
Бактерии рода Yersinia впервые были выделены микробиологом А. Иерсеном в 1894 г. (Пяткин, 1981). В род включены три вида бактерий: Y. pestis (Минх, 1878; Йерсин и Китазато, 1894), Y. pseudotuberculosis (Малласе, Виньяль, 1883), Y. enterocolitica (Шляйфштайн и Колмэн, 1939). Эти бактерии развиваются при оптимальной температуре 30…37 °С, но могут расти и в диапазоне от -2 до +45 °С. Ферментируют ряд углеводов, что используется в дифференциации видов.
В 1954 г. представители рода Yersinia на основании ферментации эскулина, рамнозы, салицина, продукции р-галактозидазы включены в семейство Enterobacteriaceae.
Виды Y. pseudotuberculosis и Y. enterocolitica патогенны для животных и человека, представители вызывают хроническое желудочно-кишечное расстройство, септицемию, мезентеральный лимфоденит. В городах Архангельске и Мурманске была отмечена вспышка псевдотуберкулеза у взрослых и детей. Эпидемическое распространение инфекции связано с употреблением инфицированных пищевых продуктов. Y. pseudotuberculosis хорошо переносит низкие температуры, поэтому микроорганизмы этого вида опасны для регионов с холодным климатом.
Род Edwardsiella.
Род Edwardsiella часто встречается в кишечнике животных, патогенны для многих видов рыб, особенно обитающих в пресной воде, в некоторых случаях могут вызвать оппортунистические инфекции у человека. Подвижные бактерии, оксидазоотрицательные, каталазоположительные, декарбоксилируют лизин и орнитин.
Род Serratia.
Род Serratia встречается в почве, воде и природных источниках, на поверхности растений, в пищеварительном тракте животных, некоторые виды вызывают различные инфекции и септицемию, инфекции животных и человека. Бактерии подвижны, индолотрицательны, способны расти на среде Симмонса с цитратом, декарбоксилируют лизин, орнитин. Не расщепляют аргинин, не образуют сероводород, не гидролизуют мочевину, гидролизуют желатину.
Род Hafnia.
Бактерии рода Hafnia часто встречаются в сточных водах, почве, молочных продуктах, фекалиях человека и животных. Вызывают инфекции у человека, локализуются в крови, мочевых путях и ранах. Подвижны, оксидазоотрицательны, каталазоположительны, индол и сероводород не образуют, на среде Симмонса с цитратом не растут, декарбоксилируют лизин и орнитин, не расщепляют мочевину, аргинин (Чистович, 1969; Лабинская, 1972; Тимаков, 1973; Пяткин, 1981; Определитель бактерий Берджи, 1997; Покровский и др., 1999; МР № 1, 2001).
Семейство Vibrionaceae, род Aeromonas.
Бактерии рода Aeromonas, семейства Vibrionaceae встречаются в морской и пресной воде, в сточных водах, некоторые виды патогенны для человека, вызывают такие заболевания как диарея, бактериемия. Патогенны для рыб и других животных. У рыб этот возбудитель вызывает красную эпизоотию или «краснуху карпа». Этот возбудитель может проникать через поврежденные кожные покровы и вызывать раневые инфекции, мионекрозы, аэромоноз. У людей при употреблении загрязненной воды могут наблюдаться гастоэнтериты (Пяткин, 1981; Борисенко, 1991; Юхименко, Койдан, 1997; Юхименко, 1998; Покровский и др., 1999; МР № 1, 2001).
Таким образом, колиформные бактерии относятся к санитарно-показательным микроорганизмам. Их наиболее часто обнаруживают в загрязненных объектах. БГКП обладают высокой чувствительностью и определяются при небольших источниках загрязнения. Кишечные палочки являются основным критерием для оценки качества питьевой воды, воды источников водоснабжения, пресной и морской воды, а также при определении эффективности очистки и обеззараживания сточных вод и оценке процессов микробного самоочищения водоемов (Andrews, Presnell, 1972).
.7 Грамотрицательные неферментирующие палочки
Род Pseudomonas.
Бактерии рода Pseudomonas широко распространены в природе, выделяются из кишечника человека и животных. Бактерии этого рода факультативные аэробные гетеротрофы, подвижны, не растут в кислой среде. Предпочтительная температура для роста как правило составляет 5…25 оС (Gilligan, 1991; Gibb, 1992).
В природе существует до 200 видов псевдомонад - сапрофитов и паразитов. В последние годы особое значение в патологии человека и животных приобретает вид Ps. аеruginosa. (Мюнх и др., 1985; Ларцева и др., 1997; Перетрухина, 1999; МР № 1, 2001; Gilligan, 1991; Aragone, Maurizi, Clara, 1992; Gibb, 1992).
Ps. аеruginosa была обнаружена А. Люке в 1862 г. (Пяткин, 1981). Кишечный тракт человека и животного представляет собой наиболее оптимальную среду обитания для этих микроорганизмов (Collins, 1957; Carter, Leise, 1958; Selenka, 1958; Shewan, Hobbs, Hodgkiss, 1960; Palleroni, 1984; Yabuuchi, 1992; Raven, Simhon, Gimmon, 1993). Ps. aеruginosa может использоваться в качестве санитарно-показательного микроорганизма и индикатора загрязнения окружающей среды органическими остатками. Эти бактерии обнаруживаются в пищевых продуктах, богатых белками (мясо, рыба), могут вызывать заболевания рыб, а также пищевые токсикоинфекции (Будагян, 1965; Мудрецова-Висс, 1971; Перетрухина, 1999; МР № 1, 2001).
Присутствие в воде северных рек синегнойной палочки свидетельствует о санитарно-эпидемиологическом неблагополучии водоисточника. Тесная корреляция с количеством сальмонелл, наличие активного антагонистического потенциала по отношению к индикаторным микроорганизмам, стабильность диагностических свойств и факторов патогенности позволяют отнести ее к приоритетному показателю биологического загрязнения и неудовлетворительного эпидемиологического состояния водной экосистемы при различных условиях антропогенного загрязнения северных рек (Новиков, Ласточкина, Болдина, 1990).
При исследовании выживаемости кишечной палочки, сальмонелл, фекальных стрептококков и синегнойной палочки в воде отмечено их разную жизнестойкость. Так, выживамость кишечной палочки и сальмонелл не определялась сезонами года, тогда как стрептококки и синегнойная палочка сохранялись в воде более длительное время летом, чем весной и осенью. Кроме того, синегнойная палочка оставалась одинаково жизнеспособной в стерильной и нестерильной воде. Автором сделан вывод, что Ps. aeruginosa наиболее адекватный и объективный тест-микроб для оценки санитарно-эпидемиологической ситуации водоема (Ларцева и др., 1997).
Наряду с бактериями рода Pseudomonas широкое распространение в окружающей среде находят и другие бактерии родов Moraxella, Alcaligenes, Acinetobacter, Flavobacterium, Erythrobacter (Мюнх и др., 1985; Ларцева и др., 1997; МР № 1, 2001; Vandamme, Gillis, 1993).
Род Flavobacterium.
Бактерии рода Flavobacterium широко распространены в природе, в частности, в пресных и морских водах, пищевых продуктах, клинических образцах (Shewan, 1960; Ursing, Bruun, 1991). Оптимум роста этих микроорганизмов находится при температуре ниже 30 оС.
Род Acinetobacter.
Первые сведения о бактериях рода Acinetobacter опубликованы в 1954 г. Эти бактерии способны использовать органические вещества как источник углерода и энергии. Оптимум роста 30…32 °С. Изучение распространенности ацинетобактеров в окружающей среде и клинических образцах показало их частую встречаемость в поверхностных и сточных водах. Способны вызывать различные заболевания, пневмонию, трахеобронхит, реже - менингит (Определитель бактерий Берджи, 1997; Покровский и др., 1999; МР № 1, 2001).
На основании проведенного литературного обзора сделан вывод о том, что микробиологический мониторинг в силу своей информативной значимости может быть тест-индикатором изменений экологической ситуации в условиях антропогенных нагрузок и характеризовать санитарное состояние водоема.