Микроэкологическая характеристика кишечного биоценоза жителей крупного промышленного города

Человек и окружающая среда представляют собой единую экологическую систему, находящуюся в состоянии биологического равновесия. С современных позиций нормальную микрофлору рассматривают как совокупность микробиоценозов различных биотопов, центральным и наиболее густо заселенным из которых является микробиоценоз кишечника [4–6].

Эколого-гигиеническая оценка состояния окружающей среды показала, что город вносит существенные изменения в природные условия. Включение города Волгограда и области в зону экологического неблагополучия обусловлено наличием крупных промышленных предприятий, имеющих выброс продуктов химического и микробиологического синтеза, а также предприятий металлургической промышленности и теплоэнергетического комплекса. По данным лаборатории Госкомприроды (2008–2012 гг.), промышленный комплекс региона относится к источникам сложноструктурных отрицательных промышленных воздействий, представляющих совокупность химических, физических и пси- хофизиологических компонентов. Большинство предприятий расположены в северной и южной частях города, что определило возможность выделения трех основных территорий с разными характеристиками загрязнения окружающей среды: север, центр, юг. До настоящего времени актуальным представляется изучение микрофлоры кишечника в зависимости от экологии региона проживания лиц обследуемых групп, что и явилось побудительным мотивом для проведения данного исследования.

В связи с вышеизложенным целью работы явилось установление закономерностей микроэкологических нарушений кишечника в зависимости от уровня техногенного прессинга региона проживания.

Для реализации поставленной цели изучена микрофлора кишечника у 182 человек (средний возраст 21,3±3,1), 55 из которых проживали в северном, 60 – в центральном, 67 – в южном топодеме города.

Бактериологическое исследование проводил по стандартной методике [2]. При исследовании микрофлоры кишечника учитывали: общее количество микроорганизмов, лакто- и бифидобактерии, микробы семейства Enterobacteriaceae , стафилококки, стрептококки, дрожжеподобные грибы (см. табл. 1).

Таблица 1

Питательные среды и условия культивирования, использованные при изучении кишечной микрофлоры

Микроорганизмы	Питательная среда	Условия культивирования
Энтеробактерии	Эндо, висмут-сульфит	24 ч, аэробное, +37 ºС
Стафилококки	Желточно-солевой агар	48 ч, аэробное, +37 ºС
Фекальные стрептококки	Кровяной агар (5%)	72 ч, аэробное, +37 ºС
Дрожжеподобные грибы	Сабуро	48 ч, аэробное, +30 ºС
Лактобактерии	РМС	48 ч, анаэробное, +37 ºС
Бифидобактерии	Блаурокка	48 ч, анаэробное, +37 ºС

Культуры, выросшие на питательных средах при высеве из наибольших разведений, подвергали групповой (анаэробные, неспорообразующие бактерии), родовой (лактобациллы, фекальные стрептококки, стафилококки, неферментирующие грамотрицательные энтеробактерии) идентификации. Таксономическую принадлежность выделенных чистых культур к вышеуказанным группам оценивали на основании роста бактерий в аэробных и анаэробных условиях, отношения к окраске по Граму, характеру роста на селективных средах, биохимической и серологической идентификации, согласно определителю Берджи. Плотность популяции определяли путем подсчета микроорганизмов в 1 г испражнений (КОЕ/г).

Статистическая обработка проведена общепринятыми для медико-биологических исследований методами с помощью про- граммных пакетов EXCEL 7.0 (Microsoft, USA) и АРКАДА (Диалог-МГУ, Россия) [3].

Микробиоценоз кишечника является открытой биологической системой, наиболее заселенной микроорганизмами, состав флоры которой меняется под влиянием экзогенных и эндогенных факторов, способствующих возникновению качественных и количественных сдвигов в биоценозах. Вместе с тем ротовая полость является достаточно стабильной экосистемой, в которой присутствуют постоянно встречающиеся микроорганизмы, так называемые характерные виды (аутохтонная флора), добавочные и случайные виды (транзиторная, аллохтонная флора), попадающие извне с водой, пищей и воздухом [1].

Частота встречаемости различных видов микроорганизмов в зависимости от региона проживания лиц обследуемых групп представлена в таблице 2.

Таблица 2

Частота встречаемости микроорганизмов в микробиоценозе кишечника в зависимости от региона проживания

Микроорганизм	Северный топодем		Центральный топодем		Южный топодем
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
Lactobacillus spp.	51	92,7	60	100,0	59	88,1
Bifidobacterium spp.	53	96,4	60	100,0	61	91,1
Esherichia coli:	55	100,0	60	100,0	64	95,5
- нормальная ферментация	47	85,5	54	90,0	49	73,1
- лактозонегативные	6	10,9	6	10,0	21	31,3 *
- гемолитические формы	3	5,5	2	3,3	5	7,5 *
Staphylococcus aureus	10	18,2 *	3	5,0	23	34,3 *
Staphylococcus epidermidis	28	50,1	29	48,3	47	70,1 *
Enterococcus spp.	8	14,5	9	15,0	12	17,9
Klebsiella spp.	7	12,7 *	2	3,3	11	16,4 *
Enterobacter spp.	12	21,8 *	7	11,7	14	20,9 *
Citrobacter spp.	13	23,6 *	6	10,0	16	23,9 *
Proteus spp.	4	7,3 *	1	1,7	8	11,9 *
Candida spp.	8	14,5 *	4	6,7	23	34,3 *

Примечание. В таблице использованы следующие обозначения: * – p < 0,05 по сравнению с показателями в центральном топодеме.

Из представленных данных следует, что в микробиоценозе людей, независимо от то-подема проживания, наиболее часто встречались нормальные симбионты (лакто-, бифидобактерии, кишечная палочка). Однако их распространенность была различной.

Так, у людей, проживающих в центральном топодеме, представители аутохтонной флоры обнаруживались у всех обследованных (100 %), в то время как у жителей северного и южного регионов для бифидобактерий она была 96,4 и 91,1 % соответственно, что не имело достоверных различий по топодемам (p > 0,05).

В то же время распространенность лактобактерий в кишечном микробиоценозе жителей южного топодема была ниже, чем в северном и центральном топодемах. Обращало на себя внимание увеличение гемолитических форм и ферментативно неполноценных штаммов кишечной палочки в кишечнике лиц, проживающих в южных районах г. Волгограда.

Обсемененность золотистым стафилококком в северном и южном районах была выше, чем в центральном, в 3,64 и в 6,86 раза соответственно (p < 0,01), в то время как рас- пространенность S. aureus в северном и центральном топодемах не имела достоверных различий, а в южном была в 1,45 раза выше, чем в центральном (p < 0,05).

Изучение распространенности клебсиелл выявило достоверные различия в обсеменен-ности данными микроорганизмами кишечного тракта лиц групп обследования. При этом процент обнаружения клебсиелл у людей, проживающих в северных районах города, был в 3,85 раза выше, чем в центре, а в южных – в 4,97 раза, чем в центральном топодеме (p < 0,01). Аналогичные данные были получены при изучении распространенности в кишечном микробиоценозе других представителей семейства Enterobacteriaceae : Enterobacter , Citrobacter , Proteus .

Наибольший процент обнаружения дрожжеподобных грибов рода Candida зарегистрировано в южном топодеме – 34,3 %, в то время как в центральном топодеме данный показатель был в 5,11 раза ниже и составил 6,7 %.

Плотность колонизации данными микроорганизмами в зависимости от эколого-географических особенностей региона проживания также была различной (см. табл. 3).

Таблица 3

Плотность колонизации микроорганизмами кишечника лиц обследуемых групп в зависимости от топодема, M±m, КОЕ/г

Микроорганизм	Северный топодем	Центральный топодем	Южный топодем
Lactobacillus spp.	1,9±0,8 × 105 *	7,3±1,2 × 108	2,1±0,9 × 103 *#
Bifidobacterium spp.	2,3±1,1 × 106 *	4,5±2,6 × 108	5,7±0,6 × 104 *#
Esherichia coli	1,3±0,9 × 108 *	2,1±0,9 × 109	4,7±1,4 × 107 *#
Staphylococcus aureus	4,9±2,7 × 104 *	3,6±0,7 × 102	7,8±1,6 × 106 *#
Staphylococcus epidermidis	2,7±0,7 × 106 *	3,9±1,5 × 105	1,8±0,9 × 106 *
Enterococcus spp.	3,3±1,2 × 107	1,1±0,7 × 107	7,1±3,4 × 106 *#
Klebsiella spp.	5,4±0,5 × 106 *	3,3±1,1 × 104	7,7±1,8 × 106 *
Enterobacter spp.	1,9±0,9 × 105 *	2,5±1,7 × 103	2,3±1,6 × 106 *
Citrobacter spp.	2,8±1,3 × 103	1,7±0,9 × 103	3,3±2,1 × 104 *#
Proteus spp.	3,9±1,7 × 105 *	5,1±2,1 × 102	4,8±2,5 × 106 *#
Candida spp.	9,1±0,8 × 104 *	4,9±0,5 × 102	8,7±2,5 × 105 *#

Примечание . В таблице использованы следующие обозначения: * – p < 0,05 по сравнению с показателями в центральном топодеме; # – p < 0,05 по сравнению с северным топодемом.

Обращаясь к данным таблицы, заметим, что уровень микробной колонизации кишечника у жителей, проживающих в различных топодемах города, значительно разнится.

Так, плотность колонизации кишечного тракта нормальными симбионтами в северном и южном топодеме достоверно ниже, чем в центральном.

Уровень колонизации условно-патогенными микроорганизмами в северном, а особенно южном топодемах, напротив, значительно превышают таковые показатели, полученные при обследовании микрофлоры кишечника у лиц, проживающих в центральном топодеме. Так, плотность колонизации золотистым стафилококком в южном топодеме составляет 7,8±1,6 х 10 ⁶ КОЕ/г, в то время как в центральном - лишь 3,6±0,7 х 10 2 КОЕ/г (p<0,01).

Аналогичные данные получены при изучении плотности бактериальной обсемененно-сти энтеробактериями и дрожжеподобными грибами рода Candida .

Экспрессия уровня колонизации нарастала в ряду: микробиоценоз кишечника жителей центрального топодема < микробиоценоз кишечника жителей северного топодема < микробиоценоз кишечника жителей южного топодема.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о различиях в видовом составе, распространенности и плотности бактериальной колонизации микробиоценоза кишечника в зависимости от топодема. При этом экологогеографические особенности района прожива- ния и уровень техногенного прессинга являются предопределяющими факторами возникновения и поддержания микроэкологического неблагополучия кишечного биоценоза.