Введение к работе
Актуальность темы
Теоретическая предпосылка настоящей работы - проблема сохранения в разных почвах патогенных микроорганизмов. Естественные почвы обычно обладают самоочищающей способностью (Мишустин и др., 1979). Она определяется комплексом почвенных свойств, препятствующих сохранению в почвах большинства возбудителей болезней. Однако современное техногенное воздействие на почву приводит к быстрому расширению спектра патогенных агентов человека, выживающих в объектах окружающей среды. Создание таких условий заложено в самом техническом прогрессе, когда появляются многочисленные разнообразные новые местообитания и экологические ниши, весьма благоприятные для потенциально патогенных микроорганизмов на фоне неуклонного снижения иммунных барьеров человека (Литвин и др., 1997).
Для оценки патогенной опасности почвенных объектов важно, чтобы используемый метод позволял провести быстрый и точный скрининг почвы на наличие потенциально патогенных микроорганизмов. Когда речь идет об уменьшении риска заболевания человека, именно быстрота обнаружения и точность определения патогена выходят на первый план.
Поэтому в рамках настоящей работы представлялось важным оценить почву как биотоп, где возможно сохранение патогенных микроорганизмов, и попытаться, с одной стороны, вскрыть механизм взаимодействия конкретного патогена со сложной системой – почвой, а с другой, - провести скрининг почвенных объектов, расположенных в местах частого и массового пребывания людей для оценки риска заражения.
Цель работы
Определить выживаемость патогенных бактерий в почвах различных типов (на примере Coxiella burnetii и амебо-резистентных бактерий) и изучить влияние свойств почв на выживаемость патогенных микроорганизмов.
Задачи исследования
-
Определить выживаемость C. burnetii в исследуемых почвах после инокуляции в эксперименте.
-
Оценить динамику количества C. burnetii в различных почвах при разных температурах.
-
Выделить амебо-резистентные бактерии (АРБ) из почвенных и песчаных объектов, расположенных в местах частого и массового пребывания людей.
-
Дать характеристику выделенным АРБ методом построения филогенетического дерева.
-
Выявить почвенные свойства, влияющие на выживаемость патогенных бактерий в почве.
-
Провести оценку применимости метода амебного со-культивирования для скрининга почв на наличие амебо-резистентных бактерий.
Защищаемые положения
-
Патогенные бактерии (C. burnetii, АРБ) выживают (сохраняют жизнеспособность) в почвенной среде, в почвах разных типов в течение длительного времени.
-
Выживаемость патогенных бактерий (C. burnetii, АРБ) в почвах связана обратной зависимостью с активностью органо-минеральной матрицы: при уменьшении содержания органического вещества (черноземы, +20С) и удельной поверхности почв (городские почвы) выживаемость увеличивается.
-
Метод амебного со-культивирования позволяет выявлять наличие в почвах потенциально патогенных бактерий и обнаруживать новые виды.
Научная новизна
Проведенное исследование позволило выделить из почвенных и песчаных объектов, расположенных в местах частого и массового пребывания людей, 33 вида потенциально патогенных бактерий, многие из которых ранее не выделяли из почвенной среды.
Обнаружены 4 потенциальных представителя новых видов/родов (типирование по гену rrs, сходство 97%), а также новый вид рода Acinetobacter (секвенирование всего гена rpoB, сходство 94.9%), идентифицированные последовательности генов которых помещены в GenBank.
Впервые определена выживаемость патогенной -протеобактерии C. burnetii в разных почвах (дерново-подзолистой, серой лесной, черноземе, каштановой и болотной почве высокогорья), которая составляет не менее 20 дней.
Установлено, что из всех почвенных свойств наибольшее ингибирующее влияние на выживаемость C. burnetii в черноземе оказывает содержание органического углерода: выживаемость C. burnetii в черноземе при +20С уменьшается при увеличении содержания органического углерода.
Показано, что у коксиеллы существует широкий диапазон экологической толерантности по отношению к температуре почвы (от -20 до +20С), при этом количество сохранившихся в почве коксиелл увеличивается с уменьшением температуры независимо от типа почвы, а при температуре исследуемых почв -20С имеет место консервация C. burnetii в жизнеспособном состоянии.
Впервые для скрининга почв на наличие потенциально патогенных бактерий использован метод амебного со-культивирования, который, как показало данное исследование, также позволяет каталогизировать почвенные микроорганизмы и выявлять новые виды/роды бактерий в почвенной среде.
Научно-практическая ценность и реализация результатов работы
Полученные данные свидетельствуют о том, что почвы и пески в местах частого и массового пребывания людей содержат потенциально патогенные для человека бактерии.
Организациям практического здравоохранения рекомендуется включить обследование территории на наличие амебо-резистентных бактерий в комплекс необходимых мер по оценке эпидемиологической опасности мест проживания людей.
Метод амебного со-культивирования позволяет с достаточной быстротой и точностью проводить скрининг почв на наличие потенциальных патогенов человека и обнаруживать новые виды микроорганизмов.
Увеличение содержания органического углерода в черноземах способствует снижению выживаемости C. burnetii, возбудителя Q-лихорадки.
Апробация работы
Основные результаты работы представлены на Российско-Итальянском студенческом форуме по экологии и наукам об окружающей среде (Палермо, Италия, 23-26 июля, 2003), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (Суздаль, 19-22 мая, 2005), нескольких рабочих совещаниях Центра ВОЗ Средиземноморского Университета (Марсель, Франция, ноябрь 2005 – октябрь 2006) и заседании лаборатории экологии риккетсий ГУ НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи РАМН (Москва, 6 апреля 2007).
По материалам диссертации имеется 5 печатных работ, в том числе 3 статьи и 2 тезисов.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, списка литературы (97 отечественных и зарубежных источника). Объем работы составляет страниц машинописного текста, в том числе 6 таблиц и 18 рисунков.
