Хотько Н.И., Дмитриев А.П. - Водный фактор в передаче инфекций

Самоочищение воды в загрязненных водо­емах в натурных условиях изучил Ноskins (1936). Автор пришел к вы­воду, что очищение воды производит планктон. Наиболее активно действует план­ктон, находящийся в виде пленки на поверхности воды, а также план­ктон прикрепленный к берегам и дну водоема. На роль планктона в очищении воды указывают, также А.А.Ворошилова и Е.В.Дианова (1937), Аubert et al (1964, 1966), Вrison et al(1988), Д.Н.Лоранский с соавт. (1975).

На роль зоопланктона и зообентоса в самоочищении водоемов ука­зывает Раоletti (1970). Согласно Г.Л.Черниной (1968), водоросли аннистродеемус уско­ряли отмирание лептоспир, хлореллы оказывали стимулиру­ющее влияние. Сохранению и размножению лептоспир способствуют некоторые плесневелые гриб­ки. Е.И.Красильников, (1961) считает, что некоторые штаммы грибков (чаще всего актиномицеты) обладают антимикробной активно­стью.

Таким образом роль водорослей и планктона в отношении патоген­ных микроорганизмов оценивается как антагонистичная, данные о роли простейших противоречивы. Так, Johannson (1957), Ваumann (1962), Коvars et al (1967) считают, что в присутствии простейших микробы и вирусы сохраняются в воде дольше, т.к. они могут размножаться в простейших.

Большинство исследований склонны к антагонистическому взаимоотношению между простейшими и патогенными микроорганиз­мами. На это указывает работа Моsе et al (1970), что J.pyroformis вызывают гибель вирусов гриппа и вакцины, но, не на полиовирус I типа. Простейшие слабо действуют на вирусы гриппа и вакцины и не влияют на полиовирус. R.Мitchell (1979) считает, что у  E.coli хищниками являются амебы рода Vixillifere и реснитчатые. В обзоре Geldrich (1975) содер­жится ссылка на работу Gohustone и Кubinski, согласно которой ос­новным фактором очищения от фекальных бактерий, являются реснитчатые и жгутиковые простейшие. Аналогичного мнения придерживают­ся Неndricks а. Могrison (1967).

Важное место среди биологических факторов имеют взаимоотноше­ния микробных форм сапрофитов и патогенных. Чаще всего они носят антагонистический характер. Многие авторы пытались установить зависимость между сохранением (и накоплением) тех или иных пато­генных видов и общей обсемененностью экспериментальной воды микрофлорой. Так Н.Р.Дядичев (1959) указывает, что прибавление к воде мясопептонного бульона или пастеризованных фекалий приводило к интенсив­ному накоплению кишечных микроорганизмов особенно тифо-паратифозной,  а иногда шигелл. Фаза накопления пато­генной микрофлоры сменялся фазой отмирания, ввиду, антагонистического действия размножавшихся сапрофитов (Jangley et al, 1959), и обращают внимание на отмирание возбудителя брюшного тифа в сточных водах, что находит объяснение эго ограниченностью питательного материала, который более успешно ус­ваивается сапрофитными и условно-патогенными видами (Аегоbacter, аогоgenes, Е.соli, Рseudomonas fruorescens). А.В.Титова (1959). Nаkamura et al (1964), Wang et al, (1966), Н.П.Машаринов (1970) и др. ука­зывают на неблагоприятное действие сопутствующей сапрофитной микрофлоры на шигелл. Аналогичное явление в отношении эшерихий отмечают Саrlucci et al (1960), Н.Н.Надворный (1966), Маck обнаружил, что размножение колиформных бактерий в пробах речной и озерной воды, зависит от численности бакте­риальной популяции и ее видового разнообразия, состава природной бактериальной флоры.

В отличие от этих исследований, работа Virstraete et al (1976) показала, что в экосистеме, постоянно загрязнявшейся сточными и ка­нализационными водами (полисапробной) сохранение Е.соli мало зави­симо от многочисленных популяций микроорганизмов в этой системе. Не отмечено также значительного влияния на выживаемость S. typhi и B.рагаtyphi, а также Sh.sonnei, загрязнения воды различной бактери­альной флорой (Nishio, Nakamori, 1974), а по данным А.В.Титовой (1957), Н.Р.Дядичева (1959) сапрофитная микрофлора даже способствует длительному выживанию сальмонелл в воде.

В отношении холерных вибрионов данные о влиянии сапрофитной микрофлоры противоречивы. Так, Read et al (1939) не установили влияния сапрофитов на возбудителя холеры, тогда как Е.И.Коробкова (1969) указывает на отрицательное влияние сапрофитов на V.сholerae. Sobsiy, Cooper (1973), показали, что наибольшая степень инактивации вируса полиомиелита I типа наблюдалась в смешанных культурах бак­терий и водорослей. Вибрионы оседали на взвешенных частицах и инактивировались микрофлорой.

В работе Fеrrо et al. (1971) пока­зано, что бактериологическая активность зависела от общего числа бактерий в воде. Так, с уменьшением числа бактерий от 62 млн. до 1,6 млн в 1 мл, антистафилококковая активность снижалась в 2 раза, а бактериологическая активность в отношении тифозной па­лочки - более, чем в 3 раза. С уменьшением числа бактерий до 130 тыс. в 1мл антистафилококковая активность снижалась в 7 раз, а ак­тивность против тифозной палочки в 2 раза. При концентрации мик­робов 16,7 тыс. в 1мл антистафилококковая активность снижалась еще в 3 раза, а активность против тифозных палочек была равна нулю.

Имеется целая серия исследований показывающих способность ав­тохтонной микрофлоры моря ингибировать аллохтонную микрофлору. (Robinfield а. Zobell, 1947; Ф.И.Kопп, 1948; С.С.Речменского, 1951; Мооге, 1954; А.А.Лейбензон и А.Ф.Зак, 1958; О.Ф.Стоянского с соавт. (1961); Frobischer, 1962; Мitchell, 1968; Е.М.Маркинович, 1969; Рeters, 1970.

Рассматривая вопросы микробного антагонизма (или синергизма) в водной среде, мы приводили данные исследований, где не проводилось точной дифференциации микрофлоры действующей на патогенных возбудителей. В нашем распоряжении имеется ряд материалов, авторы которых пытались выяснить взаимодействие определенных микробных видов.

Так, Р.И.Пиковская и Н.Д.Соходзе (1946) указывают на антагонисти­ческое действие Е.соli на возбудителей тифо-паратифозных заболеваний. Подробное исследование по этому вопросу провели Л.Г.Перети, К.Т.Медвинская (1946). Авторы установили, что Е.соli при темпе­ратурах 15-37°С выступала активным антагонистом возбудителей брюшного тифа и дизентерии. При более низких температурах антагонистические свойства не проявлялись. Антагонистические признаки раз­личных штаммов кишечной палочки были выражены в разной степени. В.аегоgenes обладал в отношении возбудителей дизентерии и брюшного тифа  антагонистическими свойствами.

Данные о действии кишечной палочки на вирусные агенты противоречивы, так Кеlli и Sanderson (1961) пишут об антаго­нистичном действии коли-форм и клебсиелл на энтеровирусы; А.Е.Эссель с соавт. (1968) считают, что кишечная палочка адсорбирует энтеро­вирусы, а вирусы оказывают определенное воздействие на бакте­рии. По данным Меtcalf. Stiles (1967) бактериальная микрофлора сточ­ной жидкости способствует выживанию вирусов. Согласно работе Э.В.Рабышко (1977) кишечная палочка увеличивает выживаемость энтеровирусов, тогда как энтерококки оказывали на энтеровирусы и другую кишечную микрофлору антагонистическое действие. О проти­вовирусной активности морской бактерии vibrio marinus сообщает Мitchell (1976).

Г.Л.Чернина (1968) указывает на антагонистическое действие на лептоспир микробов кислотообразователей. Напротив, кокки способствовали выживанию лептоспир в воде.

Jakashachi (1969) отмечает положительную корреляцию между вы­делением парагемолитических и “железных” бактерий. Раverdy (1973) изучал действие четырех видов микробактерий на 24 вида грамотрицательных и 10 видов грамположительных бактерий. В ряде случаев установлены антагонистические свойства микробактерий, что позволяет автору рассматривать их как один из факторов самоочищения водое­мов.

Значительную работу по выявлению микробных антагонистов к ав­стралийскому (НВs Аg) антигену гепатита В провели Gradow et al (1975). Из 22 испытанных разнообразных патогенных и сапро­фитных видов только Рsеudomonas fluorescens, Рsеudomonas aeruginosa, Рseudomonas oleorans оказались антагонистами НВs Аg.

Имеются данные ещё об одной стороне воздействия бактериальной микрофлоры на вирусную: cпособность трансмиссии энтеровирусов и фагов на бактериях кишечной группы и водной микрофлоры (Кокина А.Г. с соавт. 1967).

Приведенные выше материалы дают основание считать наличие сложных взаимоотношений между отдельными представителями микрофлоры. В 20-х годах нашего века было начато изучение роли бактериофагов в очищении водоемов от патогенной бактериальной микрофлоры. Были найдены фаги к возбудителям всех кишечных инфекций, установлена мозаичность отдельных патогенных возбудителей в отношении фагов (фаговары), доказано присутствие фагов в водоемах - так называемые свободные фаги. Классические работы по изучению этих биологичес­ких образований были выполнены Ли (1923),  Негеlle (1926).

Изучался вопрос и рядом отечественных ученых. Так, Н.К.Клемпарская (1939) выделяла бактериофаги из арыков в Средней Азии, А.Е.Крисс и Е.А.Рукина (1947) - из моря. Jonescu et al (1959), Risch et al (1965) указывают на длительное сохранение бактериофагов в воде. В последние десятилетия роль фагов в процессах самоочищения вод изучается менее интенсивно. Так, Wang et al (1966) показали, что выживаемость шигелл в воде, в условиях эксперимента зависела от количества фагов жидкости. Было установлено незначительное содержание природных фагов в сточных водах. Vjstraete et al. (1976) определили, что в экосистеме, постоянно загрязняемой сточными водами, сохранение Е.соli помимо прочих факторов зависило от действия бактериофагов.

В последние два десятилетия внимание многих исследователей бы­ло привлечено к изучению Вdellovibrio bacteriovorus, начало чему бы­ло положено работами французских исследователей Guelin, Zamblin.

Вdellovibrio bacteriovorus (“ВВ”) является паразитом многих бакте­рий. Элементарные частицы “ВВ” прикрепляются к стенке клетки микроба хозяина, внедряются в цитоплазму и размножаются в ней. На искусственных питательных средах “ВВ” не растет (Ф.Х.Ибрагимов, 1970). В какой-то степени действие “ВВ” напоминает действие фагов, но отличается, как указывает Р.М.Абиева (1971), следующим: “ВВ” делится в клетки бинарным путем, тогда как фаг использует продук­ты клеточного метаболизма для синтеза собственных белков и ДНК. “ВВ” размножается  в живых и в убитых клетках. В отличие от фагов, действие которых узко специфично, “ВВ” имеет широкий диапазон действия, вызывая гибель многих бактериальных форм. Вместе с тем следует отметить, что имеются и определенные разновидности “ВВ”. Сначала считали, что он действует только на грамотрицательные формы, но в 1968г. Вurder and Drens, выделили штамм “ВВ”, действо­вавший на грамположительные формы. Обнаружены штаммы, которые действуют на грамположительные и на грамотрицательные формы. Обладает “ВВ” и вирулицидными свойствами. “ВВ” проходят через бактериальные фильтры. обладает иммуногенностью.

По данным З.С.Веркловой (1973) патогенные микробы в присутствии “ВВ” претерпевают глубокие изменения (морфологические, биохими­ческие, серологические). Эти изменения необратимы.Для человека и лабораторных животных “ВВ”, видимо, безвреден.

“ВВ” выживает в экспериментальных условиях в воде более 30 дней. Между отдельными штаммами обнаружено различие в устойчи­вости к физическим влияниям, химическим препаратам и антибиоти­кам (Sidorenko et al. 1975).

По данным Г.И.Сидоренко с соавт. (1973) оптимальная рН для “ВВ” - 7,0-7,2, но он может быть активным в пределах рН - 6,2-7,5.

“ВВ ” встречаются в различных водоемах, преимущественно загряз­ненных. Так из морской воды “ВВ” выделяли Мitchell (1967), Раоletti et al. (1967) ,Varon et al. (1969) ,  и др. По данным Раоletti et al. (1967), Г.И.Сидоренко с соавт. (1969) “ВВ” в основном встреча­ется в прибрежных участках моря, вдали от берегов его мало или со­всем отсутствует.

“ВВ” обнаруживался в различных пресноводных водоемах, сточных водах. Представляют интерес работы С.Н.Буковской (1974), Г.А.Багдасарьяна с соавт. (1977). С.Н.Буковская обнаруживала “ВВ” в 54,9% проб воды водоема, причем “В В” появлялся в воде не сразу в месте поступления загрязнении, а на некотором отдалении от него. Чаще “ВВ” обнаруживался в пробах, содержащих аэромонас, реже - в пробах, со­держащих энтерококк, лактозоположительные кишечные палочки. По данным Г.А.Багдасарьян с соавт. отмечено отсутствие “ВВ” в зоне поступления промышленных стоков и повышения частоты его выделе­ния из воды по мере удаления от источника загрязнения (от 16,6% на участке 3-х суточного пробега воды и до 75% к концу 5 суточного пробега). Выявлена четкая зависимость степени влияния химических веществ от возраста исходной популяции “ВВ”.

По данным Н.А.Чувильской с соавт. (1976) концентрация “ВВ” пропорциональна температуре воды. Этим авторы объясняют меньшую концентрацию кишечной палочки в жаркое лето. Н.А.Чувильская с соавт. (1979) установила парал­лели в концентрации микробов хозяев и визирующих их “ВВ”.

Э.А.Москвитина с соавт. (1979) выделяли “ВВ” из 48,6% проб от­крытых водоемов (Дон, Темерник). Они лизировали холерных вибрио­нов, лучше всего при температуре 37°С. Гибель холерных вибрионов наступала на 3-4 день.

Г.А.Багдасарян с соавт. (1981), указывают на наличие зависимости между количеством “В В” и бактерий группы кишечной палочки. “ВВ” могут служить индикаторными микроорганизмами в отношении на­личия патогенной микрофлоры и фекального загрязнения воды, и это сохраняется при поступлении в водоем нефтепродуктов и поверхно­стно-активных веществ. Данные положения подтверждаются в работе И.Н.Букаевой с соавт. (1984), которые указывают также на наличие прямой связи между содержанием в воде “ВВ” и заболеваемостью кишечных инфекций. Многие авторы, и в частности у нас Ф.Х.Ибрагимов (1979), находили “ВВ” также в почках, кишечнике домашних животных и птиц. Большинство исследователей, изучавших “ВВ” придают этому фактору важное значение в са­моочищении водоемов. Особняком стоит мнение Fry, Starples (1974), отрицающих сколько-нибудь важную роль “ВВ” в самоочищении вод реки.

Факторы, влияющие на сохраняемость патогенных микроорганизмов в воде и самоочищение водоемов.

Имеется еще ряд факторов, которые оказывают определенное влияние на выживае­мость микроорганизмов, но данные носят более отрывочный характер, или генез наблюдаемых явлений не может быть пока объяснен. К этим факторам относится в частности действие лучистой энергии.

Бактерицидное действие солнечных лучей на микроорганизмы естественно сказывается в поверхностных слоях водоемов (Reynolds, 1965; Ganeson, Saxon 1967). В экспериментальной работе (погружение на разную глубину моря стеклянных бутылей, за­полненных смесью морской воды и сточной жидкости), установили пропорциональность бактерицидного действия и интенсивность корот­коволновой радиации. Летальное действие солнечного света уменьша­лось с глубиной погружения бутылей, и - в период от апреля к сентяб­рю. О губительном действии солнечных лучей на энтeровирусы указы­вают Gireer et al (1965).

Обстоятельную работу по изучению действия солнечного света на полиовирус I типа опубликовали Вitton с соавт. (1979). В ко­лодезной воде, зараженной искусственно, под воздействи­ем излучения за 3 часа погибало 80% вирусов. Особенно быстро отми­рал вирус в первые 20 минут экспозиции. На колиформные бактерии солнечный свет действовал еще энергичнее, чем на вирусы. Фотоинактивация снижалась, если вода была загрязнена нонтронитом (трехслойной глиной). Авторы установили также, что фотоинактивация теряет значение на глубине более 15-24см.

Длительность сохранения патогенной микрофлоры в воде, несом­ненно, зависит от массивности заражения воды. Наблюдается полная аналогия с сохраняемостью микробов на других объектах - напри­мер, на предметах быта, в продуктах питания. В подтверждении этого положения можно сослаться на работу В.И.Полтева и И.А.Каркадиновской (1945), максимальная сохраняемость Вг. melitensis в воде при концентрации возбудителя 1 млн. (4 мес, 9 дней), при концентрации возбудителя 10 тыс. (2 мес, 7 дней), при концентрации 100 в 1 мл - (1 мес, 21 день). Об аналогичной закономерности в отношении длительности сохранения холерного вибриона указывается в работе А.В.Шишкина с соавт. (1976).

О сохраняемости ряда микроорганизмов в талой воде имеются сведения О.А.Ласткова и В.Т.Подгорновой (1975). В эксперименте показали, что микроорганизмы в талой воде (т.е. воде, образовавшейся после таяния льда), выживали значительно дольше, чем в той же воде, но не подвергшейся замораживанию. Причина этого феномена пока не ясна. Авторы ссылаются на данные А.Сент-Дъери (1969) о том, что талая вода в течение некоторого времени сохраняет льдообразную структуру молекул, которая может влиять на жизнедеятельность микроорганизмов. Помимо факторов, воздействующих на аллохтонную микрофлору, природа которых известна, многие авторы указывают на присутствие в воде других бактерицидных факторов. Это в первую очередь относится к факторам в морской воде, упоминания об этом можно найти еще в работах (Giaxa. 1889), Кеtchum et al (1949), Vассаго et al (1950), Огban (1956), В.А.Яковенко (1959), Е.М.Ромасевич-Дондуа (цит. по О.Н.Толстошей) (1959), Ргаmor et al (1963), Jony (1963),  Genovee, Вгиni (1956), Сагtег et al (1970), Рараdakis (1971), Nахаmur et al (1964) которые считают, что этот фактор является термолябильным и погибает под воздействием хлора. Рараdakis сообщает, что нагревание до 60°С в течение 30 мин. заметно снижало, а автоклавирование полностью уничтожало бактерицидную активность морской воды; фильтрация воды через фильтр Зельца, увеличивала бактерицидность воды. Исследователи (В.А.Александров, (1940) Вrison (1966) отрицают роль такого фактора. Морской воде приписывают вирулицидные свойства - Л.В.Григорьева (1962), Gioglia Zoddo (1962), Рlissier et al (1963) Ruschi, Вendinelli (1967) и др., Л.В.Григорьева (1968) считает, что автоклавирование снижало, но полностью не устраняло этих свойств.

Есть сообщения, правда весьма немногочисленные о присутствии бактерицидного фактора неизвестной природы имеются в грунтовой воде. Об этом,  в частности пишет Мeyer, (1959). Этот фактор, по мнению автора, не адсорбируется гидратом окиси кальция и углекислым кальцием, переносит кипячение и автоклавирование, проходит через фильтры. Данная субстанция вызывает отмирание возбудителей брюш­ного тифа и паратифа В, она не обладает олигодинамическим дей­ствием и отличается от субстрата вырабатываемого водорослями.

Могriz еt аl., 1986 сообщает, что устойчивость к действию антибиотиков и металлов штаммов эширихий, выделенных из воды рек, стоков и от госпитализированных больных были одинаковы.

Выше в этой главе приводились материалы, характеризующие воздействие различного рода на микроорганизмы, в первую очередь  патогенные попавшие в те или иные водоисточники. Действие их различно и в основном неблагоприятно для патогенной микрофлоры, для которой внешняя среда, в частности вода, не является местом естественного пребывания патогенных микроорганизмов. Совокупность различных факторов, а также механических процессов; разбавление стоков, оседание взвешенных частиц, обуславливает самоочищение водоема и водоисточников от патогенной микрофлоры, что имеет определенное значение. Недостаточно рассматривать роль водоемов, как элемент внешней среды, где происходит гибель патогенных микроорганизмов. Не следует забывать о сложных, пока еще недостаточно изученных про­цессов изменчивости, которым подвергается патогенная микрофлора в воде. Практическим работникам хорошо известно, что штаммы патогенных микроорганизмов, непосредственно выделенные из воды, нередко находятся в стадии диссоциации, изменения тех или иных характерных для данного вида морфологических, серологических, био­логических, и вирулентных свойств, и лишь многократные пересе­вы, проведенные через культуру ткани или восприимчивых животных, могут в ряде случаев (10%) приблизить их к эталонным штаммам. Об этом имеются указания и в специальной литературе Dauber et al. (1974), Хотько и соавт.(1986).