Определение санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ)

Определение санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ) — специфический метод санитарной микробиологии. К санитарно-показательным микроорганизмам (СПМ) относят представителей облигатной микрофлоры организма человека и теплокровных животных, обитающих в кишечнике или воздушно-дыхательных путях. В качестве таковых выступают не все представители нормальной микрофлоры человека и животных, а лишь те, которые удовлетворяют следующим основным требованиям.

1. Микроорганизм должен постоянно обитать в естественных полостях человека и животных и постоянно выделяться во внешнюю среду.

2. Микроорганизм не должен размножаться во внешней среде (исключая пищевые продукты) или размножается незначительно и короткое время.

3. Длительность выживания микроорганизма во внешней среде должна быть не меньше, а несколько больше, чем сроки выживания патогенных микроорганизмов, выводимых из организма теми же путями.

4. У микроорганизма не должно быть во внешней среде «двойников» или аналогов, с которыми его можно перепутать.

5. Микроорганизм не должен сколько-нибудь значительно изменять свои биологические свойства в окружающей среде.

6. Рост СПМ на питательных средах не должен зависеть от влияния других присутствующих микроорганизмов.

7. В объекте внешней среды СПМ должны быть по возможности распределены равномерно (равномерность распределения при исследовании плотных объектов достигается искусственно при помощи гомогенизации).

8. Методы обнаружения, идентификации и количественного учета должны быть современными, простыми и легко доступными.

Предполагается, что чем больше объект загрязнен выделениями человека и животных, тем больше будет обнаружено СПМ и тем вероятнее присутствие патогенных микроорганизмов. Естественно, что приведенный выше перечень требований, предъявляемых к СПМ, вряд ли может быть полностью реализован для одного микроорганизма. Однако чем большему числу требований соответствует тот или иной вид, тем выше его ценность в качестве санитарно-показательного микроорганизма. Поэтому более надежным является параллельное определение присутствия в исследуемом материале нескольких видов СПМ. Такой подход позволяет компенсировать недостатки одного микробиологического показателя за счет сопоставления с другими.
Для более точной оценки в число СПМ включают и некоторые сапрофитные бактерии, которые в естественных условиях обитают вне организма человека и животных (аммонифицирующие и нитрифицирующие бактерии, некоторые спорообразующие бактерии, актиномицеты, цианобактерии, целлюлозолитические бактерии, бделловибрионы, грибы и др.).
Выявление таких микроорганизмов может служить показателем процессов самоочищения. В исследуемых объектах чаще всего определяют следующие СПМ.

СПМ чаще всего выявляют методом посева на определенные питательные среды. Содержание СПМ оценивают по двум показателям — титру и индексу. Титром называется выраженное в миллилитрах (для твердых тел в граммах) наименьшее количество исследуемого материала, в котором обнаруживаются данные бактерии. Индексом называется количество СПМ, обнаруженных в 1 л жидкости (1 г плотных веществ, 1 м3 воздуха). Индекс — величина, обратная титру. Как дополнительный показатель часто используется наиболее вероятное значение микробного индекса (most probable number — MPN, или наиболее вероятное число — НВЧ). Определение этого показателя осуществляют с использованием жидких сред.
Подсчет НВЧ производят при помощи специальных таблиц Хоскенса-Муре, разработанных для «симметричного» (применяется одинаковое число пробирок для каждого разведения, которые обычно кратны 10) и «асимметричного» (используют разное количество пробирок в отдельных разведениях) способов посева. Полученные значения имеют доверительные границы, в пределах которых истинное количество искомого микроорганизма может колебаться с вероятностью 95%. Соответственно, указывают НВЧ и диапазон его возможных колебаний (нижний и верхний пределы).

К СПМ относятся представители разных систематических групп бактерий. Ниже будут кратко охарактеризованы наиболее распространенные из них. Родоначальником СПМ можно по праву считать кишечную палочку. В 1888 г. французский иследователь Mace (Масе) впервые указал на возможность использования этого микроорганизма в качестве показателя фекального загрязнения воды. В 1895 г. Смитом (Smith) и Фройденрайхом (Freudenreich) был разработан бродильный метод обнаружения кишечной палочки, что позволило воплотить идею на практике. И сегодня наиболее важными СПМ во всем мире считаются бактерии группы кишечной палочки (БГКП). Под этим общим названием объединяют бактерии семейства Enterobacteriaceae родов Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Serratia.
К категории БГКП относят аэробные и факультативно-анаэробные грам-отрицательные не образующие спор и не обладающие оксидазной активностью палочки, сбраживающие лактозу и глюкозу до кислоты и газа при 37 °С в течение 24 ч. Эти бактерии выделяются в окружающую среду только с испражнениями человека и теплокровных животных. Среди БГКП также выделяют колиформные бактерии, которые сбраживают только лактозу при 37 °С с образованием кислоты и газа (общие колиформные бактерии), и фекальные кишечные палочки (термотолерантные колиформные бактерии), сбраживающие лактозу с образованием кислоты и газа при 43-44,5 °С.
Из последних к Е. coli относятся только бактерии, не способные расти на среде, содержащей в качестве единственного источника углерода и энергии цитрат. Эти бактерии являются показателями свежего фекального загрязнения. При массивном загрязнении продуктов питания Е. coli могут вызвать у человека пищевую токсикоинфекцию. Причиной таковой чаще всего бывают холодные закуски (салаты и пр.) и продукты, не подвергавшиеся перед употреблением повторной термической обработке.

Определение санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ)

Бактерии рода Enterococcus. В 1910 г. Хаустон (Houston) предложил использовать в качестве показателя фекального загрязнения наличие еще одного постоянного обитателя кишечника человека—энтерококка. Значительный вклад в изучение систематического положения и в развитие эффективных методов идентификации этих микроорганизмов внесли отечественные исследователи А. П. и Г. П. Калина. Сегодня род включает 16 видов; основные его представители, поражающие человека,— Е. faecalis, Е. faecium и Е. durans.
Отмирание энтерококков во внешней среде может идти неодинаковыми темпами, которые зависят от химического состава объектов, их физического состояния и характера внешних воздействий. Энтерококки весьма устойчивы ко многим неблагоприятным воздействиям (нагревание, высокие концентрации хлорида натрия, желчи, некоторые ПАВ, значительные колебания pH), что делает их очень удобным показателем при исследовании некоторых специфических объектов. В стандарте ВОЗ по воде количественное определение энтерококков используется как дополнительный показатель фекального загрязнения.
В РФ выявление энтерококков регламентируется при исследовании воды открытых водоемов, плавательных бассейнов (с пресной и морской водой), а также ряда пищевых продуктов. Причиной заболеваний, вызванных этими микроорганизмами, часто являются молоко и молочные продукты, изделия из измельченного мяса. Необходимо отметить, что некоторые штаммы энтерококков используются при производстве ряда пищевых продуктов (некоторые сыры, кисломолочные продукты и др.). В этих случаях энтерококки не имеют санитарно-показательного значения.

Бактерии рода Proteus. Экологические исследования Канту (Cantu, 1911), Левин (Levine, 1942), Н. И. Гамовой-Каюковой и Т. М. Федоровой (1947), посвященные изучению распространенности Proteus в природе, вкупе с санитарномикробиологическими исследованиями Стурдза (Sturdza с сотр., 1963) позволили с успехом использовать этот микроорганизм в качестве СПМ. Он очень широко распространен в природе; его можно обнаружить в организме человека и на разлагающихся останках растений и животных. Род включает 4 вида; основными объектами санитарной микробиологии являются Р. vulgaris и Р. mirabilis.
Наличие Р. vulgaris свидетельствует о загрязнении объекта органическими веществами (так как его чаще обнаруживают в гниющих остатках, особенно в сточных водах с высоким содержанием органических веществ животного происхождения), а наличие Р. mirabilis — о фекальном загрязнении (его чаще обнаруживают в фекалиях). Обнаружение протеев в пищевых продуктах свидетельствует о загрязнении, приводящем к гнилостному распаду и порче. Причиной пищевых токсикоинфекций, вызванных протеем, могут быть мясные изделия, рыбные блюда, овощные салаты и гарниры. В отечественной практике выявление протеев проводится при исследовании воды открытых водоемов, лечебных грязей, ряда пищевых продуктов.

Clostridium perfringens является постоянным и нормальным обитателем кишечного тракта. В качестве СПМ предложен Кляйном (Klein) в 1895 г. Разработанный Кляйном энтеритный тест (посев на молоко с последующим его бурным сбраживанием) и классические работы Вильсон (Wilson) и Блер (Blair) (1924— 1925), предложивших железо-сульфитную среду, позволили легко идентифицировать С. perfringens. Обнаружение этого микроорганизма свидетельствует о некогда имевшем место фекальном загрязнении (так как эти бактерии образуют споры, что позволяет им длительно сохраняться в окружающей среде). В РФ количественный учет клостридий предусмотрен при исследованиях почвы, лечебных грязей, воды открытых водоемов.
Выявление спор С. perfringens рекомендовано при оценке эффективности технологических процессов очистки воды (поскольку споры весьма устойчивы к обеззараживанию хлором и неблагоприятным факторам). Определение этого микроорганизма проводят и в некоторых пищевых продуктах, но уже как возможного возбудителя пищевых отравлений. Пищевые токсикоинфекции, вызванные С. perfringens в большинстве случаев связаны с употреблением мясных продуктов (вторые мясные блюда, птица и т. и.), описаны отравления рыбой и молоком.

Термофилы — достаточно разнородная группа преимущественно спорообразующих бактерий и актиномицетов, способных размножаться при 50-60 °С. Термофильные микроорганизмы можно нередко выделить из объектов внешней среды (почвы, воды, воздуха, пищевых продуктов и пр.), реже из кишечника человека и животных (при этом их количество в фекалиях обычно бывает небольшим). В природе термофильные микроорганизмы активно размножаются в подвергающихся самонагреванию скоплениях органических субстратов и в термальных источниках. Соответственно, основным источником заражения исследуемых объектов термофилами являются навоз, разложившиеся фекалии и всевозможные компосты (в том числе разлагающийся мусор).
Попадая в разнообразные субстраты окружающей среды, имеющие низкую температуру, термофилы пребывают в них практически в латентном состоянии. Это позволяет с полным правом использовать такие микроорганизмы в качестве показателя специфического загрязнения окружающей среды. В отечественной практике этот показатель используют при исследовании почвы. Обнаружение термофилов также проводят при исследовании консервов (в этом случае — показатель эффективности автоклавирования).

Бактерии рода Salmonella в качестве СПМ предложены Вильсон (Wilson) и Блер (Blair) в 30-х гг. XX в. Попадают во внешнюю среду только с фекалиями человека и животных, поэтому их наличие в исследуемом субстрате всегда свидетельствует о фекальном загрязнении. Кроме того, вне организма человека и животных эти бактерии обычно не способны к размножению. Представители Salmonella являются самыми распространенными возбудителями острых кишечных заболеваний и поэтому могут быть индикаторами возможного присутствия других возбудителей инфекций с аналогичными патогенезом и эпидемиологией. Чаще всего на наличие сальмонелл исследуют воду, почву и пищевые продукты. Пищевые токсикоинфекции, вызываемые сальмонеллами, как правило, связаны с употреблением продуктов животного происхождения.

Listeria monocytogenes встречаются повсеместно. Особенно широко распространены в разлагающемся материале, довольно устойчивы во внешней среде. L. monocytogenes относится к группе потенциально патогенных микроорганизмов. У человека может вызывать листериоз (листереллез). Первая массовая вспышка этого заболевания в последние десятилетия была зарегистрирована в Канаде в 1981 г. Источником заражения в первую очередь может быть мясная и молочная продукция. Так же как и Salmonella, L. monocytogenes может указывать на возможность обсеменения субстрата и другими патогенами со сходными свойствами. В нашей стране наличие L. monocytogenes регламентируется в пищевых продуктах.

Bacillus cereus относится к условно-патогенным микроорганизмам. Эта почвенная сапрофитная бактерия распространена повсеместно. В. cereus, попавшие в пищевые продукты (как животного, так и растительного происхождения), часто вызывают тяжелые пищевые отравления. Первые описанные вспышки массовых отравлений, возбудителями которых были признаны В. cereus, произошли в Норвегии в 1950 г. (Hauge, 1950). Впоследствии подобные заболевания достаточно регулярно регистрировались во многих странах Европы. Ситуацию осложняет то, что эти бактерии образуют споры, устойчивые к некоторым термическим режимам обработки пищевых продуктов (обычно овощей). Споры могут сохраняться и при стерилизации (молоко, консервы). Поэтому отечественные нормативы предусматривают определение В. cereus в ряде пищевых продуктов. Обнаружение этих микроорганизмов в воздухе помещений указывает на высокую запыленность.

Галофилъные парагемолитические вибрионы Vibrio parahaemolyticus можно обнаружить в морской воде, морепродуктах (рыбе, беспозвоночных), планктоне. Бактерии устойчивы к высоким концентрациям хлорида натрия. Наиболее активно эти микроорганизмы размножаются в теплый период года. При попадании в организм человека в достаточном количестве V. parahaemolyticus способен вызывать серьезные пищевые токсикоинфекции. Первые вспышки заболеваний, вызванных этим микроорганизмом после употребления в пищу сырой рыбы, моллюсков, крабов и др., были зарегистрированы в Японии в 50-х гг. XX в. Кроме того, описаны случаи заболеваний, вызванных солеными овощами. В последние годы заболевания, вызванные V. parahaemolyticus, отмечались в целом ряде стран Азии, Европы и Америки. Это обусловило введение в практику обязательного выявления парагемолитических вибрионов при исследовании морской рыбы, морских беспозвоночных и продуктов из них.

Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка). В 1895 г. Хаустон (Houston) впервые предложил использовать в качестве СПМ этот микроорганизм. Бактерия распространена повсеместно (почва, вода, растения, животные, особенно водные). Нормальной средой для обитания Р. aeruginosa является кишечный тракт человека и животных. Эта бактерия считается основным возбудителем инфекционных заболеваний человека, вызываемых псевдомонадами. Предполагается, что обнаружение синегнойной палочки в воде может свидетельствовать как о фекальном загрязнении, так и об общем загрязнении органическими остатками (так как этот микроорганизм является сильным протеолитиком). В отечественной практике обязательному исследованию на наличие Р. aeruginosa подвергаются питьевые бутилированные и минеральные воды. Определение синегнойной палочки проводят также при исследовании воздуха медицинских стационаров.

Патогенные стафилококки Staphylococcus aureus являются обитателями носоглотки, зева и кожных покровов человека, а также некоторых теплокровных животных. Попадая во внешнюю среду (за исключением пищевых продуктов), патогенные коагулазоположительные стафилококки не размножаются. Присутствие этого микроорганизма в воздухе помещений указывает на орально-капельное загрязнение, а его выявление на находящихся там предметах говорит о капельном или контактном обсеменении загрязненными руками человека. Впервые стафилококки как возбудители пищевых интоксикаций обнаружил Денис (Denys) в 1894 г., что в 1929 г. еще раз подтвердил Кери (Cary).
Причиной стафилококковых интоксикаций могут служить практически любые продукты вследствие того, что этот микроорганизм нетребователен к условиям для размножения и накопления токсинов. Поскольку наличие определенного количества Staphylococcus aureus в пищевых продуктах может привести к тяжелым пищевым интоксикациям, содержание этих микроорганизмов строго нормируется во многих продуктах. Целесообразно использовать этот микроорганизм в качестве санитарно-показательного и при оценке санитарного состояния предприятий общественного питания (особенно пищеблоков в детских дошкольных и подростковых учреждениях).

Гемолитические стрептококки впервые были предложены в качестве СПМ Гордоном (Gordon) в 1902 г. Эти бактерии являются обитателями носоглотки и зева, выделяются с капельками слизи орально-капельным путем. Гемолитические стрептококки не способны размножаться во внешней среде (исключение составляют некоторые пищевые продукты, например молоко). Сроки их выживания во внешней среде аналогичны таковым для большинства других возбудителей воздушно-капельных инфекций. Следовательно, обнаружение этих бактерий в воздухе помещений свидетельствует о его возможном загрязнении патогенами.

Энтеровирусы, кишечные или пассированные через организм человека, представляют особый интерес при исследовании загрязненной воды. Необходимо учитывать присутствие ряда пикорновирусов (вирусы полиомиелита, вирусы Кокса-ки, ЕСНО-вирусы и др.), аденовирусов, реовирусов и вируса гепатита.

Санитарно-показательное значение имеют и бактериофаги, которые, как правило, сопутствуют тем бактериям, к которым они адаптированы. Следовательно, их можно использовать как показатели возможного присутствия патогенных бактерий. Однако бактериофаги могут длительно сохраняться и переживать соответствующие бактерии. Это тем не менее не исключает возможности использовать бактериофаги кишечных бактерий для гигиенической оценки внешней среды. Устойчивость фагов к хлору дает возможность обнаружить, что сточные воды до их хлорирования имели соответствующие индикаторные бактерии.

Очень важным элементом санитарно-микробиологических исследований является определение степени порчи и недоброкачественности изучаемых объектов, обусловленных наличием микроорганизмов. Чаще всего речь идет о порче пищевого сырья и недоброкачественности пищевых продуктов, вызываемых разнообразными бактериями, дрожжами и плесневыми грибами. Хорошо известны случаи порчи и разрушения различного промышленного сырья органического происхождения и изделий из него (естественные волокна и ткани, лекарственное сырье и готовые препараты и пр.), строительных материалов и сооружений, микробной коррозии трубопроводов, биоразрушения искусственных материалов и соединений и т. п. Понятно, что в данном случае вряд ли возможно создать унифицированную схему исследований, которая позволяла бы выявлять микробиологическую порчу и вызывающие ее микроорганизмы. Каждая из рассматриваемых проблем требует индивидуального творческого подхода, что обусловлено разнообразием микроорганизмов-возбудителей и условий каждого процесса.

В заключение необходимо отметить, что на результаты санитарно-микробиологических анализов могут повлиять различные факторы, поэтому при проведении таких исследований необходимо соблюдать следующие основные принципы:
— правильный отбор проб;
— осуществление серийных анализов (сопоставление результатов анализов позволяет получить пространственную и динамическую характеристику объекта);
— повторное взятие проб;
— применение только стандартных и унифицированных методов исследования, что делает полученные результаты легко сравнимыми;
— одновременное использование комплекса тестов (наиболее чувствительных прямых методов и количественных и качественных косвенных методов);
— оценка объектов должна проводиться по совокупности санитарно-микробиологических тестов с учетом прочих гигиенических показателей (результатов, полученных при помощи органолептических, химических, физических и других методов) на основе узаконенных норм.

Следует иметь в виду, что устанавливаемые санитарно-микробиологические нормативы отнюдь не являются статичными величинами, они могут изменяться с течением времени в зависимости от требований, предъявляемых обществом к безопасности исследуемых объектов.

- Вернуться в оглавление раздела "Медицинская микробиология"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 19.09.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.