Термотолерантные бактерии кишечная палочка

Бактерии колиформные всегда присутствуют в пищеварительном тракте животных и человека, а также в отходах их жизнедеятельности. Они также могут находиться на растениях, почве и в воде, загрязнение которой является серьезной проблемой из-за возможности заражения заболеваниями, вызванными различными патогенами.

Вред для организма

Являются ли бактерии колиформные вредными? Большинство из них не вызывают заболеваний, тем не менее, некоторые редкие штаммы кишечной палочки могут вызвать серьезные заболевания. Кроме людей, могут быть заражены овцы и крупный рогатый скот. Вызывает беспокойство то, что зараженная вода по своим внешним характеристикам ничем не отличается от обычной питьевой по вкусу, запаху и внешнему виду. Бактерии колиформные встречаются даже в колодезной воде, которую принято считать безупречной во всех смыслах. Проверка является единственным надежным способом узнать о наличии болезнетворных бактерий.

Что происходит при обнаружении?

Что делать, если бактерии колиформные или любые другие обнаруживаются в питьевой воде? В этом случае понадобится ремонт или модификация системы водоснабжения. При употреблении для дезинфекции предусмотрено обязательное кипячение, а также повторное тестирование, которое может подтвердить, что загрязнение не было устранено, если это были термотолерантные колиформные бактерии.

Организмы-индикаторы

Общие колиформные бактерии часто называют организмами-индикаторами, потому что они указывают на потенциальное наличие болезнетворных бактерий в воде, например, кишечной палочки. Хотя большинство штаммов являются безобидными и живут в кишечнике здоровых людей и животных, некоторые из них могут способствовать образованию токсинов, вызывать серьезные заболевания и даже приводить к летальному исходу. Если болезнетворные бактерии присутствуют в организме, то самыми распространенными симптомами являются расстройство желудочно-кишечного тракта, лихорадка, боль в животе и понос. Симптомы более ярко проявляются у детей или пожилых членов семьи.

Безопасная вода

Если общие колиформные бактерии в воде отсутствуют, то практически с полной уверенностью можно предположить, что она микробиологически безопасна для питья.
Если же они были обнаружены, то тогда будет оправданным проведение дополнительных тестов.

Бактерии любят тепло и влагу

Температура и погодные условия также играют немаловажную роль. Например, кишечная палочка предпочитает жить на поверхности земли и любит тепло, таким образом, колиформные бактерии в питьевой воде появляются в результате движения в составе подземных потоков при теплых и влажных погодных условиях, в то время как наименьшее количество бактерий будет найдено в зимнее время года.

Ударное хлорирование

Для эффективного уничтожения бактерий используют хлор, который окисляет все примеси. На его количество будут влиять такие характеристики воды, как уровень рН и температура. В среднем, вес сухого вещества на литр составляет приблизительно 0,3-0,5 миллиграмм. Чтобы убить общие колиформные бактерии в питьевой воде, требуется примерно 30 минут. Время контакта может быть сокращено за счет увеличения дозы хлора, но для этого могут потребоваться дополнительные фильтры для удаления специфического вкуса и запаха.

Губительный ультрафиолетовый свет

Популярным вариантом дезинфекции считаются ультрафиолетовые лучи. Этот способ не подразумевает использования каких-либо химических соединений. Однако это средство не применяется там, где общие колиформные бактерии превышают одну тысячу колоний на 100 мл воды. Сам прибор состоит из УФ-лампы, окруженной рукавом из кварцевого стекла, через который протекает жидкость, облучаемая ультрафиолетовым светом. Необработанная вода внутри аппарата должна быть полностью чистой и свободной от каких-либо видимых загрязнений, засоров или мутности, чтобы дать возможность облучения всех вредоносных организмов.

Другие варианты очистки

Существует множество других способов обработки, используемых для дезинфекции воды. Однако они не рекомендуется в качестве длительных по разным причинам.

• Кипячение. При 100 градусах по Цельсию в течение одной минуты эффективно убиваются бактерии. Этот метод часто используется для дезинфекции воды во время чрезвычайных ситуаций или при необходимости. Это занимает время и является энергоемким процессом и, как правило, применяется только в небольших количествах воды. Это не долговременный или постоянный вариант для дезинфекции воды.
• Озонирование. В последние годы этот метод используется в качестве способа улучшения качества воды, устранения различных проблем, в том числе бактериального заражения. Как и хлор, озон является сильным окислителем, который убивает бактерии. Но в то же время этот газ является нестабильным, и получить его можно только с помощью электричества. Блоки озонирования обычно не рекомендуются для дезинфекции, потому что они гораздо дороже хлорирования или ультрафиолетовых систем.
• Йодирование. Некогда популярный способ дезинфекции в последнее время рекомендуется только для кратковременного или экстренного обеззараживания воды.

Термотолерантные колиформные бактерии

Это особая группа живых организмов, которые способны ферментировать лактозу при 44-45 градусах по Цельсию. К ним относят род Escherichia и некоторые виды Klebsiella, Enterobacter и Citrobacter. Если в воде присутствуют посторонние организмы, это свидетельствует о том, что она была недостаточно хорошо очищена, загрязнена повторно, либо в ней в избытке содержатся питательные элементы. При их обнаружении необходимо сделать проверку на наличие именно устойчивых к повышенной температуре колиформных бактерий.

Микробиологический анализ

Колиформные организмы принадлежат классу граммотрицательных бактерий, которые внешне напоминают палочку, они живут и размножаются в нижнем отделе пищеварительного тракта животных и человека. В целом, бактерии включают в себя множество разновидностей, опасных в той или иной степени. Микробиологический анализ включает также идентификацию всевозможных вирусов и паразитов. Микробиологический анализ проводится не только для проверки питьевой воды, но и для проверки безопасности тех водоемов, где люди с удовольствием проводят свой досуг. Некоторых, конечно, не пугает купание в воде, где была обнаружена “палочка”, однако безопасность такой воды также регламентируется. Существуют определенные гигиенические требования к состоянию поверхностных вод.

Если были обнаружены колиформы, то это может говорить о том, что в воду попали патогенные микроорганизмы. Таким образом, начинают распространяться различные заболевания. В загрязненной питьевой воде можно встретить штаммы сальмонелл, шигелл, кишечной палочки и многих других возбудителей болезней, которые варьируются от легких нарушений пищеварительного тракта до тяжелейших форм дизентерии, холеры, брюшного тифа и многих других.

Бытовые источники заражения

За качеством питьевой воды ведут наблюдение, ее регулярно проверяют специализированные санитарные службы. А что может сделать обычный человек, чтобы обезопасить себя и оградить от нежелательного заражения? Какие существуют источники загрязнения воды в бытовых условиях?

1. Вода из кулера. Чем больше людей прикасаются к данному приспособлению, тем больше вероятность проникновения вредоносных бактерий. Как показывают исследования, вода в каждом третьем кулере просто кишит живыми организмами.
2. Дождевая вода. Как это ни удивительно, собранная после дождя влага является благоприятной средой для развития колиформных бактерий. Продвинутые садоводы не используют такую воду даже для полива растений.
3. Озера и водоемы также относят к группе риска, так как в стоячей воде быстрее размножаются все живые организмы, а не только бактерии. Исключением можно назвать океаны, развитие и распространение там вредоносных форм минимально.
4. Состояние трубопровода. Если сточные трубы не менялись и не очищались продолжительное время, то это может также привести к появлению неприятностей.

Разделы статьи:

• Основные задачи и принципы санитарно-микробиологического исследования воды
• Понятие о санитарно-показательном микроорганизме
• Понятие о санитарном показателе
• Понятие о санитарном нормировании
• Действующие государственные санитарно-микробиологические нормативы качества воды
• Общее микробное число (ОМЧ)
• Кишечная палочка (Escherichia coli), ГКБ, ОКБ, ТКБ
• Споры сульфитредуцирующих клостридий
• Колифаги
• Бактерии рода Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus
• Заключение, Литература

Кишечная палочка (Escherichia coli) является самым первым санитарно-показательным микроорганизмом, сохранившим свое значение до сих пор. Еще в 1888 г. Французский врач Е. Масе предложил использовать эту бактерию в качестве показателя фекального загрязнения воды. В третьем издании Руководства ВОЗ по контролю качества питьевой воды [20] в качестве показателя выбора для оценки свежего фекального загрязнения рекомендуется показатель E.coli (индексный). В качестве альтернативного показателя фекального загрязнения (при определенных обстоятельствах) рекомендуется показатель Термотолерантные Колиформные Бактерии (ТКБ) (индексный). Показатель Колиформные Бактерии (КБ) рекомендуется как технологический показатель для оценки качества водоподготовки (индикаторный). Согласно отечественной нормативной базе [7] Колиформные Бактерии (КБ) в терминологии ВОЗ соответствуют показателю Общие Колиформные Бактерии (ОКБ).

После выхода [14] в отечественной нормативной базе появился новый показатель ГКБ (Глюкозоположительные Колиформные Бактерии). Он является ничем иным, как попыткой коллектива авторов реанимировать вышедший из употребления показатель БГКП, который отличается от ГКБ только нормируемым объемом и диагностическая ценность которого также сомнительна. БГКП нормируются на литр, а ГКБ на 300 мл. Показатель ГКБ существует только в отечественной нормативной базе и больше нигде в мире.

ГКБ – это грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой, способные расти на среде Эндо (дифференциальная лактозная среда с солями желчи), и которые сбраживают глюкозу до кислоты и газа при 37°С за 24 часа.

Подозрительными на ГКБ считаются все колонии (любого оттенка с отпечатком или без, с металлическим блеском или без), кроме сухих, пленчатых, морщинистых или склонных к ползучему росту. Однако, этими свойствами обладают практически все представители семейства Enterobacteriacea, кроме представителей негазообразующих родов Shigella, Hafnia и некоторых других. Поскольку в данное семейство входит много сапрофитов и представителей эпифитной микрофлоры, которые прекрасно размножаются в условиях окружающей среды, показатель ГКБ не может рассматриваться в качестве показателя фекального загрязнения. ГКБ можно рассматривать (в определенной степени) как технологический показатель при проведении дезинфекционных мероприятий, например, водоподготовки.

ОКБ (Общие Колиформные Бактерии) – это грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой, которые способны сбраживать до кислоты и газа не только глюкозу, но и лактозу при температуре 37°С за 48 часов. Поэтому на среде Эндо они образуют темные малиновые, бордовые или красные колонии с отпечатком и металлическим блеском или без него. Отпечаток это изменение (потемнение) среды под колонией, который является следствием образования большого количества альдегидов и кислот при интенсивном сбраживании лактозы посредством муравьинокислого брожения, характерного для ОКБ.

В целом ОКБ более узкая группа микроорганизмов, чем ГКБ. Тем не менее, группа ОКБ включает достаточно большое число родов семейства Enterobacteriacea, представители которых способны сбраживать лактозу: Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Serratia, Pantoea, Rahnella и др. Среди этих микроорганизмов также присутствует большое число свободноживущих сапрофитов, поэтому показатель ОКБ также мало пригоден для оценки фекального загрязнения, но является важным технологическим (индикаторным) показателем.

Только начиная с показателя ТКБ (Термотолерантные Колиформные Бактерии) речь пойдет о показателях свежего фекального загрязнения. ТКБ – это грамотрицательные палочки, не обладающие цитохромоксидазой, которые способны сбраживать лактозу до кислоты и газа не только при температуре 37°С за 48 ч, но и при 44°С за 24 часа. На среде Эндо они также образуют темные малиновые, бордовые или красные колонии с отпечатком и металлическим блеском или без него.

Способность сбраживать лактозу при более высокой температуре, существенно сужает круг представителей семейства Enterobacteriacea, входящих в нормативный показатель. Кроме E. coli, которая является доминирующим представителем группы, в нее входят только отдельные представители родов Citrobacter, Enterobacter и Klebsiella.

Что же касается показателя E. coli, то, на наш взгляд, более корректно его было бы называть «предполагаемые E.coli» как в первой версии стандарта ISO 9308-1:1990, потому что перечень предлагаемых подтверждающих тестов не всегда достаточен для достоверной идентификации. На сегодняшний день в РФ показатель E. coli для водных объектов не нормируется. Он только определяется в рамках ГОСТ Р [3], который носит рекомендательный характер. По версии этого документа к E. coli будут относится грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой, дающие типичный рост на среде Эндо, которые способны сбраживать лактозу до кислоты и газа при 44°С за 24 часа и образовывать индол на среде с триптофаном. Результаты определения показателей ГКБ, ОКБ, ТКБ и E.coli представляются в виде КОЕ/100 мл; колиформные бактерии не должны обнаруживаться в 100 мл питьевой воды при трехкратном исследовании нормируемого объема [13-15].

Для определения колиформных показателей широко используется мембранный метод посева, хотя не меньшее значение имеет и титрационный метод. Методики определения данных показателей сильно варьируют в зависимости от исследуемого объекта и нормативно-методических документов. Основной плотной дифференциальной средой для определения колиформных показателей в отечественных методиках является среда Эндо, однако в последней редакции стандарта ISO 9308-1:2000 среда Эндо заменена другой лактозной средой – Тергитол 7. Причиной для такой замены послужила потенциальная канцерогенность фуксина – анилинового красителя, входящего в состав среды Эндо. Для метода НВЧ используют жидкие среды обогащения. Для потенциально чистых объектов используют лактозо-пептонную воду, для потенциально загрязненных – среду Кесслера или ее аналоги. 

Необходимо отметить питательные среды нового поколения, которые часто называют «хромогенными». В отличие от традиционных сред они позволяют определять не признак, например утилизацию лактозы, но непосредственно отдельные ферменты, наличие которых характерно для искомых микроорганизмов. Хромогенные среды для идентификации E. coli, например, Chromocult® или Coli ID, позволяют определять фермент β-глюкуронидазу, высокоспецифичный для эшерихий. Наличие этого фермента и способность образовывать индол с 95% вероятностью свидетельствует о принадлежности энтеробактерий к виду E. coli. Эти же среды позволяют определять и фермент β–галактозидазу, характерную для ОКБ, однако ценность этого диагностического теста сомнительна: данным ферментом обладают и аэромонады, свободноживущие оксидазоположительные палочки, не относящиеся к ОКБ. Компания Merck попыталась усовершенствовать хромогенную среду Chromocult EC и ввела в нее селективную добавку, ингибирующую рост аэромонад [11].

Из инновационных технологий в области санитарной бактериологии воды следует отметить тест-системы, использующие сухие среды на специальных пластиковых подложках. Примером таких тест-систем являются подложки Petrifilm™линейки Aqua и, в частности, продукт «Aqua Coliform Count Plate» (AQCC,  3M™Petrifilm™), который предназначен для определения ОКБ и ТКБ в воде. Уникальность петрифильмов (сред на подложках) заключается в простоте использования. Исключается трудоемкий этап приготовления питательных сред, облегчается их хранение и утилизация. Однако главное преимущество перед традиционными средами и средами на подложках других производителей заключается в том, что уже на этапе первичного посева при получении изолированных колоний петрифильмы позволяют определять не только способность бактерий утилизировать лактозу до кислоты, но и выявлять газообразование. Это позволяет в большинстве случаев сократить анализ до 1-2 суток. Кроме того, петрифильмы AQCC (в отличие от среды Эндо) можно инкубировать при 44°С, что позволяет в полной мере использовать селективный фактор высокой температуры уже на этапе первичного посева, благодаря чему при анализе ТКБ существенно сокращаются время и трудоемкость [9,17].

На селективных петрифильмах «Aqua Coliform Count Plate» (AQCC,3M™ Petrifilm™) колонии ОКБ и ТКБ окрашиваются в интенсивный красный цвет с образованием пузырьков газа вокруг колонии [17].