Мікрофлора повітря
Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі. Мікроби потрапляють до повітря з поверхні грунту та рослин, з відходами виробництва, із тваринних організмів. Мікрофлора атмосферного повітря є вторинною та досить бідною за видовим складом. Вона залежить від інтенсивності сонячної радіації, вітру, опадів, пори року.
При чханні, кашлі, розмові із верхніх дихальних шляхів людини в повітря викидається безліч краплінок слизу з епітеліальнімі клітинами та мікроорганізмами. Зважені в повітрі краплинки утворюють стійкий мікробний аерозоль, дрібнодісперсні фракції якого здатні проникати навіть в середні та нижні відділи респіраторного тракту людини.
Повітряно-крапельним шляхом відбувається передача збудників т. з. респіраторних інфекцій - грипу та корі, туберкульозу, кашлюку, дифтерії, краснухи, паротиту. Мікробний аерозоль може стати причиною розвитку алергічних захворювань, особливо за наявності в повітрі цвільовіх грибів та актиноміцетів.
Розповсюдження мікробів за участі повітря може реалізовуватись й іншим шляхом, якщо викинуті з респіраторного тракту краплинки вісіхають на поверхнях і перетворюються на бактеріальній пив. Доведено, що в білковому субстраті деякі бактерії виживають довше і такий бактеріальній пил може інтенсивно переміщуватись з повітряними потоками.
Мікробіологічні дослідження повітря мають за мету контроль стану повітряного середовища замкнених приміщень: операційних, асептичного палат і блоків, боксів аптек, дитячих закладів і бактеріологічних лабораторій.
Для дослідження мікрофлори повітря використовують наступні методи:
1. Звичайна седіментація - т. з. чашковій метод Коха з пасивним Осадження мікробів на поверхню щільного поживного середовища за певний час, зазвичай 5-10хв.
2. Примусова седіментація мікроорганізмів повітря з використанням спеціальних приладів - імпакторів типу приладу Кротова (мікроби осаджують на поверхню щільних поживних середовищ) та імпінджерів типу приладу Дьяконова (при продуванні повітря мікроби поступають в рідкі поживні середовища). Ці методи найбільш надійні, бо дозволяють давати кількісну характеристику забрудненості повітря мікроорганізмами та вивчати їх видовий склад.
3. Фільтраційній метод - повітря продувають крізь воду або мембранні фільтри з наступним мірнім висівом на поживні середовища.
Критеріями оцінки мікробіологічного стану повітря замкнених приміщень є:
а) Загальне мікробне число (ЗМЧ) - кількість бактерій в перерахунку на 1м3 повітря, що виросли при посіві на поверхню поживного агару. Посіви інкубують добу при 370с, потім ще добу при температурі ~ 200С.
б) Індекс санітарно-показових бактерій - кількість в перерахунку на 1м3 повітря умовно-патогенних мікробів дихальних шляхів - гемолітічніх стрептококів, золотистого стафілокока, грамнегативних бактерій, дріжджеподібніх та цвільовіх грибів.
Велике значення для профілактики гнійних ускладнень має мікробна чистота повітря в таких місцях, як, наприклад, операційні приміщення, для яких ЗМЧ в 1м3 повітря не повинно перебільшувати до операції 500, а після - 1000.
Мікрофлора ротової порожнини
Ротова порожнина людини являє собою унікальну екосистему з багатством харчових ресурсів, постійною вологістю, оптимальними значеннями рН і температури, що створюють сприятливі умови для адгезії, колонізації та розмноження мікроорганізмів.
Однак наявність в ротовій порожнині слини та її бактерицидних компонентів (імуноглобулінів, лізоціму, ферментів), а також потужного епітеліального покриву, обмежує можливість оральних мікроорганізмів викликати патологічні зміни.
В наш час описано кількасот видів мікроорганізмів, що складають нормальну мікрофлору ротової порожнини. До її складу входять бактерії, віруси, гриби та найпростіші.
Серед мікробів ротової порожнини зустрічаються автохтонні (постійні) та аллохтонні види - іммігранти з інших біотопів хазяїна (носоглотки, кишечнику та ін.) Та заносна мікрофлора із зовнішнього середовища. Автохтонне мікрофлора поділяється на облігатну, яка постійно мешкає в ротовій порожнині, та тимчасову - транзиторне, до складу якої частіше входять патогенні або умовно-патогенні бактерії.
Основна маса грампозитивних коків ротової порожнини представлена гетерогенної групою стрептококів, які приймають активну участь у процесах, що призводять до вражень твердих тканин зуба і пародонта (Streptococcus mutans, S.sanguis, S.mitis, S.salivarium). Вони відрізняються за здатністю ферментуваті вуглеводи, утворювати перекис водню, синтезувати полісахариди. Ці види зустрічаються у ротовій порожнині в різних кількісних співвідношеннях, які залежать від дієти, гігієни ротової порожнини та інших факторів.
Друга група грампозитивних коків - пептококі, які активно розщеплюються пептони та амінокислоти. Найчастіше вони зустрічаються в асоціаціях з фузобактеріямі та спірохетамі при різних захворюваннях ротової порожнини.
Грамнегативні анаеробні коки представлені родом Veillonella, які приймають активну участь в розщепленні лактату, пірувату, ацетату. За рахунок катаболізму лактату утвореного стрептококом вейлонеллі можуть здійснювати протікаріозну дію.
Таблиця 1. Бактерії, що входять до складу зубного нальоту
Морфологічні
форми
Відношення до фарбування за Грамом
Грампозітівні мікроорганізми
Грамнегативні
мікроорганізми
Аеробі,
Факультативні
анаеробі
Анаеробі
Аеробі,
Факультативні
анаеробі
Анаеробі
Коки
Стрептококи
Пептококі
Стрептококи
Нейсерії
Вейлонеллі
Палички
Актіноміцеті
Лактобактерії
Корінебактерії
Біфідобактерії
Пропіонібактерії
_______< br />
Бактероїді
Фузобактерії
Лептотріхії
Порфіромонасі
Спірохеті
________< br />
________< br />
Лептоспірі
Трепонема
Борелії
Грампозітівні палички представлені родом Lactobacillus, характерною ознакою представників якого є розщеплення вуглеводів з утворенням великої кількості молочної кислоти, зберігаючи життєздатність у кислого середовищі. Це явище є одним з факторів, що сприяють розвитку карієсу зубів людини.
Грамнегативні анаеробні та мікроаерофільні бактерії частіше за все відносяться до бактероїдів, які не мають каталази і ферментують цукри до газів, а пептони - з утворенням амінокислот. До них належать три роди: Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia.
Bacteroides melaninogenicus та B.gingivalis характеризуються низькою сахаролітічною активністю, але глюкозу розщеплюються з утворенням суміші кислот, причому рН середовища залишається досить високим (~ 6.0). Через наявність великої різноманітності протеолітичних ферментів мають велике патогенетичне значення.
Рід Фузобактерії, що представлений веретеноподібнімі паличками складає разом з бактероїдамі автохтонне мікрофлору ротової порожнини. Утворюють з пептони або глюкози молочну кислоту.
Представники роду Leptotrichia (L.buccalis) мають вигляд попарно розташованих зернистих паличок, часто ніткоподібної форми. Ферментують глюкозу з утворенням великої кількості молочної кислоти, що призводить до зниження рН (~ 4.5).
Представники роду Actinomyces кінцевими продуктами розщеплення глюкози мають молочну, оцтова, мурашиний та янтарної кислоти, характеризуються слабкою протеолітічною активністю, приймають участь в утворенні зубного каменю, зубних бляшок.
Бактерії роду Корінебактерії мають здатність знижувати окисно-відновній потенціал, створюючи таким чином умови для розвитку анаеробів.
Спірохеті, що мешкають в ротовій порожнині, відносять до трьох родів:
Treponema, Borrelia, Leptospira, представники яких відрізняються один від одного за біохімічними та ін. особливостями.
В ротовій порожнині зустрічаються й мікоплазми (M.orale, M.salivarium), які гідролізують аргінін та не ферментують глюкозу.
Практична частина
Найпоширенішим методом дослідження мікрофлори повітря є чашечний метод (м-д Коха), суть якого полягає у культивуванні (при певних умовах) мікроорганізмів, що осіли на щільне середовище (МПА, КА) чашки Петрі. Кількість колоній, що виросли на середовищі визначається безпосередніми підрахунками. Колонія не завжди є результатом поділу однієї клітини. У зв'язку з цим фактом виникає необхідність виражати кількість мікроорганізмів в КУО (колонієутворюючіх одиницях) на 1м3 повітря. Це співвідношення знаходить свою реалізацію у формулі Омелянського (для методу Коха):
;
при тому, що х - кількість мікробів в 1м3 повітря;
а - кількість колоній в чашці Петрі;
в - площа чашки Петрі;
t - час експозиції;
5 - час за розрахунками Омелянського;
100 - площа, на яку відбувалось осадження;
1000 - досліджуваний об'єм повітря.
Об'єктами досліджень стали приміщення буфету та кафедри мікробіології.
В результаті підрахунків з'ясовані наступні значення КУО:
а) для мікробіологічної аудиторії;
б) для буфету.
При дослідженні отриманих колоній їх розрізняють за такими ознаками, як:
форма, Консистенція, розмір, край, колір, профіль, поверхня.
Дослідивши вищевказані ознаки складаємо таблицю № 1.
Наступними завданнями практичних робіт були роботи по виділенню чистих культур мікроорганізмів методом штриха, що віснажується, перевірка їх однорідності світловою мікроскопією з додаванням емерсії і т.д.
Таблиця 1. Морфолого-культуральні властивості мікроорганізмів.
Пож. серед
К-ість
колоній
одного
типу
Ознаки колоній
Морфологія
клітин
Форма
Розмір, мм
Колір
Поверхня
Профіль
Край
Консистенції.
МПА
4
амебоїдна
4-8
жовтий
зморшкувата
кратероподібній
хвилястих
тверда
маленькі коки
МПА
2
амебоїдна
8-14
білий
зморшкувата
випуклою
хвилястих
м'яка
бацілі
МПА
6
округла
5-6
білий
блискуча
випуклою
рівний
м'яка
бацілі
МПА
2
округла
1-3
рожева.
гладенька
випуклою
рівний
м'яка
коки
КА
6
округла
2-5
жовтий
блискуча
випуклою
рівний
м'яка
тетракокі
КА
5
округла
1-3
Рожев
гладенька
випуклою
рівний
м'яка
коки
КА
3
амебоїдна
8-9
біла
зморшкувата
випуклою
хвилястих
м'яка
бацілі
КА
4
амебоїдна
6-9
жовта
зморшкувата
кратероподібній
хвилястих
тверда
маленькі коки
Вивчення біохімічних та фізіологічних властивостей мікроорганізмів.
Вищезазначені властивості відіграють провідну роль в ідентифікації та сістематіці мікроорганізмів. Біохімічні властивості, в першу чергу, досліджуються шляхом визначення здатності мікроорганізмів утилізувати певні вуглеводи за участю специфічних ферментів, та здатності нейтралізувати інші речовини (наприклад, визначення каталазної активності бактерій).
Грампозітівність та грамнегатівність мікроорганізмів визначається в реакції з 3% розчином КОН.
Рухливість визначається характером росту мікроорганізмів засіяних уколом у напіврідке поживна середовище.
Отримані практично дані, використовуємо при заповненні таблиці:
Таблиця 2.
Морфолого-культуральні та фізіолого-біохімічні властивості виділеної культури.
Ознаки колонії
Рожева, округла, 1-3 мм, край рівний, профіль випуклою, поверхня гладенька, м'яка Консистенція
Морфологія клітин
коки
Спороутворення
невіявлене
Рухливість
невіявлена
Грампозітівність
Грамнегатівність
Грамнегативні
Засвоєння цукрів
Виявлена гідролізаційна атівність до глюкози
Мікрофлора зубного нальоту та ротоглотки
При дослідженні мікрофлори зубного нальоту відбір зразку проводився стерильною зубочисткою, готувався препарат, який після фарбування розглядався з імерсією.
При вивченні мікрофлори зіву проби брались ватним тампоном, попередньо змоченою у фізрозчіні. Після цього проводився висів проби на МПА газоном з одночасним використанням методу стандартних паперових дисків насичених розчином антибіотиків для перевірки чутливості культури до їх дії. Результатом є утворення зон затримки росту, діаметр яких залежить від чутливості мікроорганізму та, відповідно, активності антибіотика.
Таблиця 3.
Паралельно з методом стандартних паперових дисків використовували метод блоків, при якому використовують поверхневі культури продуцентів антімікробніх речовин. Результати чутливості мікроорганізмів внесли до наступної таблиці:
Таблиця 4.
Чутливість мікрофлори ротоглотки до антибіотиків та метаболітів актиноміцетів.
Назва антибіотиків та актиноміцетів
Діаметр зон затримки росту
Тетраціклін
25 мм
Ерітроміцін
5-7 мм
Бензілпеніцілін
19мм
Streptomyces sp.1
24 мм
Streptomyces cyanogenes, Streptomyces griseus
Висновок
В результаті проведення курсу практичної мікробіології з ознайомлення екологічних ніш мікроорганізмів, їх складу у різних біотопах, фізико-хімічних та біологічних властивостей, патогенезу та важливих корисних функцій опанували комплекс цінних методик, а саме:
а) Визначення КУО за методом Коха та з використанням методик Омелянського;
б) отримання чистих культур методом штриха, що віснажується;
в) вивчення специфічних морфологічних та фізіолого-біохімічних особливостей виділеної культури;
г) визначення мікрофлори зубного нальоту та ротоглотки;
д) опанування важливого в медицині метода визначення активності певних антибіотиків та екзометаболітів актиноміцетів на бактеріальні колонії.
Київський національний університет ім. Тараса Шевченка
