Результат микробиологического исследования на микрофлору: Посев на аэробную и факультативно-анаэробную флору

Посев на аэробную и факультативно-анаэробную флору

Это микробиологическое исследование, позволяющее определить качественный и количественный состав микрофлоры исследуемого биоматериала, в том числе выявить условно-патогенные микроорганизмы в высоком титре и патогенные микроорганизмы, определить их чувствительность к антибиотикам и бактериофагам.

При обнаружении микробиологическим методом микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору, или условно-патогенных микроорганизмов в титре менее диагностического не определяется чувствительность к антибиотикам и бактериофагам, так как это количество не является значимым и не требует лечения противомикробными препаратами.

К анаэробной флоре относятся актиномицеты, бактероиды, клостридии, эубактерии и фузобактерии, пептострептококки, пропионобактерии, вейлонеллы, превотеллы, гемеллы, порфиромонады, бифидобактерии.

Синонимы русские

Бактериологический посев на флору.

Синонимы английские

Culture, routine. Bacteria identification, bacteriophage and antibiotic susceptibility testing.

Метод исследования

Микробиологический метод.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Аспират из полости матки, биоптат, выделения из молочной железы, грудное молоко, материал из дренажа, содержимое желудка, желчь, содержимое желчного пузыря, мазок из зева (ротоглотки), мазок с конъюнктивы, мазок из носа, мазок из носоглотки, мазок из носовых пазух, мазок урогенитальный, мазок урогенитальный (с секретом предстательной железы), мазок из уретры, мазок с внутренней поверхности шейки матки (из цервикального канала), мокрота, постмассажная порция мочи с секретом предстательной железы, отделяемое абсцесса полости рта, отделяемое влагалища, отделяемое уха, плевральная жидкость, синовиальная жидкость, смыв из бронхов, соскоб с кожи, средняя порция утренней мочи, экссудат, эякулят.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Рекомендуется употребить большой объем жидкости (чистой негазированной воды) за 8-12 часов до сбора мокроты.
• За 3-4 часа до взятия мазков из ротоглотки (зева) не употреблять пищу, не пить, не чистить зубы, не полоскать рот/горло, не жевать жевательную резинку, не курить. За 3-4 часа до взятия мазков из носа не закапывать капли/спреи и не промывать нос. Взятие мазков оптимально выполнять утром, сразу после ночного сна.
• Сбор биоматериала рекомендуется проводить до начала противомикробной терапии.
• Женщинам исследование (процедуру взятия урогенитального мазка или сбор мочи) рекомендуется производить до менструации или через 2-3 дня после её окончания.
• Мужчинам — не мочиться в течение 3 часов до взятия урогенитального мазка или сбора мочи.
• Не проводить туалет полости рта в день взятия биоматериала на исследование.

Общая информация об исследовании

Нормальная микрофлора человека представляет собой совокупность микроорганизмов, населяющих кожу и слизистые оболочки человека. Наибольшее их количество (около 40 %) обитает в желудочно-кишечном тракте, остальная часть – на кожных покровах, зеве, глотке, в мочеполовой системе и др. Нормальная микрофлора подразделяется на постоянную (составляет до 90 % присутствующих в организме микробов), факультативную (менее 10 %) и случайную (не более 0,5 %).

По способности вызывать инфекционные заболевания микроорганизмы классифицируют на непатогенные (не вызывающие заболевания), условно-патогенные (в норме могут выделяться в небольших количествах и при определенных условиях активно размножаются, приводя к воспалению) и патогенные (являются возбудителями инфекционных заболеваний и в составе нормальной микрофлоры не обнаруживаются).

Бактериологическое исследование (посев на флору) позволяет определить качественный и количественный состав микрофлоры исследуемого клинического материала, в том числе выявить патогенные микроорганизмы. При обнаружении условно-патогенных микроорганизмов в высоком титре или патогенных микроорганизмов определяется их чувствительность к антимикробным препаратам (антибиотикам и бактериофагам).

Для чего используется исследование?

• Чтобы установить возбудителя инфекционного заболевания.
• Для подбора рациональной антимикробной терапии.
• Чтобы оценить эффективность проводимой терапии.

Когда назначается исследование?

При воспалительных заболеваниях различных локализаций (за исключением воспалительных заболеваний кишечника).

Что означают результаты?

Референсные значения для различных видов микроорганизмов зависят от их локализации (точки взятия биологического материала).

Что может влиять на результат?

Предшествующая противогрибковая или антибактериальная терапия.


Скачать пример результата

Также рекомендуется

Кто назначает исследование?

Терапевт, врач общей практики, педиатр, хирург, ЛОР, пульмонолог, уролог, гинеколог, дерматовенеролог, офтальмолог.

Литература

• Chernecky С.С. Laboratory tests and diagnostic procedures / С.С. Chernecky, B.J. Berger ; 5th ed. – St Louis : Saunders Elsevier, 2008. – 1232 p.
• Gill V.J., Fedorko D.P., Witebsky F.G. The clinician and the microbiology laboratory. In: Principles and practice of infectious disease / G.L. Mandell, Bennett J.E., R. Dolin (Eds) ; 6th ed. – Churchill Livingstone, Philadelphia, PA 2005. – 2701 p.
• Levinson W. Medical microbiology and immunology: examination and board review (Lange medical books series) / W. Levinson ; 8th ed. – NY : McGraw-Hill, 2004. – 654 p.

Бактериологическое исследование отделяемого половых органов

Бактериологическое исследование полученного из влагалища материала, которое позволяет оценить количественный состав микрофлоры, соотношение микроорганизмов, выявить снижение количества лактобактерий, увеличение роста факультативных или появление атипичных микроорганизмов.

Метод исследования

Микробиологический метод.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Соскоб урогенитальный.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Женщинам рекомендуется сдавать урогенитальный мазок или мочу до менструации или через 2 дня после ее окончания.

Общая информация об исследовании

Нормальная микрофлора влагалища благодаря стабильности количественного и видового состава препятствует заселению влагалища патогенными микроорганизмами и подавляет чрезмерное размножение условно-патогенных микроорганизмов (УПМ), входящих в небольшом количестве в нормальный микроценоз. Вагинальная микроэкосистема состоит из постоянно обитающих (облигатных) и транзиторных (случайных) микроорганизмов. Основными представителями нормальной микрофлоры влагалища являются:

• грамположительные облигатно-анаэробные и микроаэробные бактерии (лактобактерии, бифидобактерии, пептострептококки, клостридии, пропионобактерии, мобилункус),
• грамотрицательные облигатно-анаэробные бактерии (бактериоиды, превотеллы, порфиромонасы, фузобактерии, вейлонеллы),
• факультативно-анаэробные микроорганизмы (гарднереллы, коринебактерии, микоплазмы, стафило- и стрептококки, энтеробактерии, дрожжевые, грибы рода Candida).

У здоровых женщин репродуктивного возраста общее количество микроорганизмов в вагинальном отделяемом составляет 107-109 КОЕ/мл (колониеобразующих единиц на миллилитр) и состоит из более чем 40 разнообразных видов. Преобладают палочки Додерляйна — Lactobacillus spp. (95-98 %) — большая группа бактерий, в основном микроаэрофилов. Среди транзиторных микроорганизмов влагалища наиболее распространены коагулазоотрицательные стафилококки, в первую очередь S. epidermidis, Corynebacterium spp., Streptococcus spp., Bacteroides, Prevotella spp., Mycoplasma hominis, которые обычно присутствуют в умеренном количестве (до 104 КОЕ/г). Столь же часто, но в меньшем количестве встречаются Micrococcus spp., Propionibacterium spp., Veillonella spp., Eubacterium spp. Среди сравнительно редко встречающихся микроорганизмов обнаруживаются Clostridium spp., Bifidobacterium spp., Actinomyces spp., Fusobacterium spp., Ureaplasma urealyticum, Staphylococcus aureus, Neisseria spp., E. coli и другие колиформные бактерии, Mycoplasma fermentans, Gardnerella vaginalis, Candida spp.

Снижение количества лактобактерий и избыточный рост условно-патогенных микроорганизмов приводит к дисбиотическим нарушениям, которые могут клинически проявиться воспалением стенок влагалища — вагинитом, сопровождающимся выраженным зудом, жжением, аномальными выделениями.

Исследование микробиоценоза влагалища (бакпосев) помогает диагностировать дисбиоз (бактериальный вагиноз), выявить возбудителя неспецифического бактериального вагинита, грибковой инфекции, воспалительного заболевания органов малого таза или инфекций, передающихся половым путем.

Для чего используется исследование?

Для диагностики дисбиотических нарушений состава влагалищной микрофлоры;
• для выявления микроорганизма, вызвавшего развитие инфекционно-воспалительного процесса влагалища и органов малого таза;
• для диагностики неспецифического бактериального вагинита/вульвовагинита, бактериального вагиноза, кандидозного вульвовагинита.

Что означают результаты?

Результат интерпретируется лечащим врачом с учетом жалоб пациентки, анамнеза, клинических проявлений заболевания и исключения инфекций, передающихся половым путем.

В норме в посеве преобладают лактобациллы, условно-патогенные микроорганизмы отсутствуют или выявляются в небольшом количестве — менее 104.

Что может влиять на результат?

• Проведение гигиенических процедур, использование интравагинальных свечей, мазей, спреев за 24 часа до сдачи материала и наличие менструальных выделений искажает результат.
• Применение антибактериальных препаратов незадолго до исследования угнетает рост бактерий и снижает его диагностическую ценность.

Важные замечания

• Следует помнить, что все условно-патогенные микроорганизмы могут встречаться и у здоровых женщин и проявляют свои патогенные свойства только при значительной концентрации. Результаты исследования должны интерпретироваться с учетом симптомов заболевания и жалоб пациентки.

Вопрос: Валентина  |  28 Июля, 2021

Здравствуйте могу ли я сдать анализ Концентрацию токролимуса в крови у вас?

Здравствуйте. Данное  исследование  мы не делаем

Вопрос: Наталья  |  13 Июля, 2021

Возможен ли забор крови на анализы на дому

Здравствуйте. Нет, на дом на период пандемии не выезжаем

Бакпосев у/г материала на микрофлору на анализаторе + антибиотикограмма (определение чувствительности к антимикробным препаратам не проводится для Gardnerella spp.)

Срок выполнения, дней: 5-7

Код исследования: М35

Микроорганизмы, составляющие нормальную микрофлору мочеполовой системы, составляют её биоценоз. У женщин детородного возраста микробная флора влагалища представлена строгими и факультативными анаэробными микроорганизмами (к ним в большей степени относятся лактобациллы) и значительно в меньшей степени аэробными и микроаэрофильными условно-патогенными бактериями. Другие отделы (полость матки, внутренний канал шейки матки) — стерильны. 

У девочек до наступления полового созревания преобладает кокковая флора и грамположительные палочки (дифтероиды). 

У здоровых мужчин дистальные отделы уретры контаминированы грамположительными кокками и палочками в небольшом количестве. Проксимальные отделы уретры, простата и семявыводящие канальца – стерильны. 

Изменение численности того или иного вида микроорганизмов или появление несвойственных данному месту обитания бактерий ведут к появлению признаков инфекционно-воспалительных заболеваний. 

Наиболее часто наблюдаются вагинит, уретрит, цервицит (у женщин), уретрит, простатит (у мужчин). 

Выделяемые возбудители (условно-патогенные бактерии): энтеробактерии, неферментирующие грамотрицательные бактерии, стрептококки, энтерококки, стафилококки, коринеформные бактерии, гемофилы и дрожжеподобные грибы. 

Рациональный выбор антибиотиков — основа радикального излечения — возможен только с помощью микробиологической диагностики.  

Выполнение исследований на современных автоматических анализаторах позволяет обеспечить высокую воспроизводимость и качество результатов. 

Основные преимущества анализатора – точность и скорость. Также не стоит забывать и о еще нескольких преимуществах, которые отличают его от прочих приборов:

— незаменим при спорном диагнозе – если специалист не может поставить точный диагноз, то прибор сможет дать полноценную характеристику состояния пациента и помочь решить эту задачу;
— необходим при тяжелых заболеваниях пациентов, перед операцией, когда требуется быстрое и максимально результативное исследование;

— работает без использования дополнительных материалов, для эффективности его исследования не требуются специальные инъекции или реактивы;
— выдает понятные любому специалисту результаты, что позволяет использовать эту информацию на приеме у нескольких специалистов и не проходить каждый раз новое обследование.

Подготовка пациента: Диагностическое исследование проводится до начала антибактериальной терапии. При исследовании отделяемого уретры, сбор материала проводят до или не ранее 2 — 3 часов после мочеиспускания.

У женщин культуральное исследование не проводится во время менструации, т. к. в этот период микробная обсемененность резко снижается из-за кровотечения. Материал исследуют не ранее 5 — 7 дня месячного цикла и до его окончания.

Материал: Урогенитальное отделяемое.

Метод: Микробиологический.

Референсные значения (норма): Роста нет.
 

Основные показания к назначению анализа:
1. Неспецифические воспалительные заболевания мочеполовых путей бактериальной природы и контроль после лечения (на 7 — 14 день после отмены антимикробных препаратов).

Интерпретация результатов: 
В норме нет роста или идентифицирован рост условно-патогенных микроорганизмов в низком титре (до 10⁴ кое/тамп, мл). 
При патологии выявляется рост УПМ в диагностическом титре (более 10⁴ кое/тамп, мл), S. agalactiae и S. pyogenes расцениваются как патогенные стрептококки, к ним всегда определяется чувствительность к антибиотикам независимо от титра. 

Посев на микрофлору с изучением морфологических свойств и идентификацией возбудителя (МОЧА)

Посев мочи на микрофлору и чувствительность к антибиотикам — метод определения инфицированности мочеполовых путей. Основные показания к применению: клиническая картина инфицирования и контроль лечения.

Микробиологическое исследование мочи проводят при воспалительных заболеваниях мочевыводящих путей. Основной задачей данного исследования является доказательство этиологической роли микроорганизмов в развитии заболевания. При этом изучают: вид обнаруженных микроорганизмов, степень бактериурии, периодичность их выделения, определение чувствительности выделенных культур к антибиотикам (чувствительность к антибиотикам определяют обычно в случае выделения патогенных микроорганизмов).

При воспалительных процессах мочеполовых путей в моче чаще выявляются: стрептококки, стафилококки, эшерихии (E. coli), протей, клебсиелла, энтерококки, дрожжеподобные грибы. К нередким бактериям, обнаруживаемым в моче, можно отнести: Morganella morganii, Citrobacter freundii complex, Enterococcus faecalis, Klebsiella oxotoca, Kluyvera ascorbata, Proteus mirabilis. В норме их рост не определяется. При контроле лечения материал для посева берут на 5-7 день после последнего приема антибиотиков.

Лабораторное исследование и посев мочи необходимы для диагностики инфекции мочевых путей, особенно инфекции мочевого пузыря. В норме моча в почках и мочевом пузыре стерильна, но в пробе мочи, которую берут на исследование, обнаруживают различную микрофлору, обусловленную присутствием бактерий в уретре и на наружных половых органах. В норме мочевые пути от почек до последней трети уретры не содержат бактерий и моча здоровых лиц в мочевом пузыре стерильна. Однако, бактерии с кожи промежности или в кале могут попадать в уретру. Поэтому они практически всегда обнаруживаются в нижней трети уретры, не вызывая симптомов заболеваний. При бактериурии обычно превалирует какой-либо один вид бактерий, наличие двух и более видов бактерий, скорее всего, свидетельствует о загрязнении мочи при взятии пробы. Отсутствие бактерий в моче при однократном исследовании не позволяет исключить инфекцию при сомнительных результатах посева необходим подсчет колоний в 1 мл мочи.

В случаях получения сомнительных результатов бактериологического исследования мочи из средней порции и клинической необходимости забор мочи проводят проведением надлобковой пункции, что является «золотым стандартом» в случаях отсутствия четкой клинической картины заболевания, полимикробном инфицировании, обнаружении небольшого количества бактерий.

Выявление неспецифической микрофлоры и ее лекарственной резистентности у больных туберкулезом легких

Цель исследования – определить современный спектр неспецифической микрофлоры, а также ее лекарственную чувствительность при проведении микробиологической диагностики у больных туберкулезом легких. Проанализированы материалы бактериологического исследования 79 образцов мокроты, полученных от пациентов с различными клиническими формами туберкулеза. Положительные результаты получены в 52 случаях. Основным показанием к проведению исследования на наличие условно патогенных и облигатно-патогенных микроорганизмов служила фоновая патология. У больных с впервые выявленным туберкулезом микрофлора была представлена грамположительными кокками, преимущественно облигатными патогенами Streptococcus pyogenes и St. рneumoniae (55,6%). У пациентов с хроническими формами туберкулеза преобладала условно патогенная микрофлора (61,7%). Во всех случаях у больных туберкулезом, ассоциированным с вирусом иммунодефицита человека, обнаружено сочетание бактериального возбудителя (грамположительные кокки, микробы семейства Enterobacteriaceae) с грибами рода Candida. Зарегистрирована высокая частота лекарственной устойчивости неспецифической микрофлоры к фторхинолонам, кларитромицину, ампициллину, цефтриаксону. Не исключена связь между свойствами лекарственной резистентности неспецифической микрофлоры и микобактерий туберкулеза, что требует дальнейшего изучения. 

Показания для проведения и результаты исследования на неспецифическую микрофлору

Таблица 1. Клинические формы туберкулеза у пациентов с положительным результатом посева на неспецифическую микрофлору

Таблица 2. Микробный пейзаж нижних дыхательных путей у больных туберкулезом

Таблица 3. Лекарственная устойчивость неспецифической микрофлоры у больных туберкулезом

Введение

В настоящее время туберкулез, будучи ведущей инфекционной причиной заболеваемости и смертности во всем мире, представляет одну из актуальных проблем здравоохранения. Несмотря на стабилизацию и некоторое снижение основных показателей заболеваемости и распространенности туберкулеза в Российской Федерации, эпидемическая ситуация в отношении туберкулеза остается напряженной. Помимо выявления новых случаев туберкулеза ежегодно увеличивается количество больных как с первичными, так и с вторичными лекарственно-устойчивыми формами заболевания. Кроме того, туберкулезный процесс зачастую развивается на фоне неспецифических патологических воспалительных изменений в органах дыхания [1–3]. Совместное сочетание инфекционных патогенов [4–6] оказывает взаимное негативное влияние на прогноз и возможность клинического выздоровления [7, 8]. Так, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) на фоне туберкулеза поддерживает патологический процесс, замедляя репарацию, осложняя течение туберкулеза, и приводит к неблагоприятному исходу [9, 10]. Туберкулезный процесс у больных ХОБЛ характеризуется более тяжелыми формами с более высокой частотой образования полостей распада, бактериовыделением в мокроте, наличием осложнений, замедленной динамикой [10].

Целью работы стало определение спектра неспецифической микрофлоры и ее лекарственной чувствительности к антимикробным средствам у больных туберкулезом легких.

Материал и методы

Проанализированы результаты микробиологического исследования мокроты, полученной от 79 (21,7%) больных туберкулезом, поступивших на обследование и лечение в стационарные отделения противотуберкулезного диспансера г. Оренбурга в течение шести месяцев 2018 г. Всего за указанный период в стационаре обследовано 364 (100%) пациента. Изучен спектр нетуберкулезной микрофлоры, а также ее лекарственная чувствительность к антимикробным препаратам. Оценивались основные показания к направлению на анализ, результаты проведенного обследования и его эффективность. Исследование мокроты на неспецифическую микрофлору проводилось количественным методом, согласно приказу Минздрава России от 9 января 1995 г. № 8 «О развитии и совершенствовании деятельности лабораторий клинической микробиологии (бактериологии) лечебно-профилактических учреждений». Из 1 мл доставленной в лабораторию мокроты готовилась гомогенная эмульсия с последующим десятикратным поэтапным разведением и посевом на плотные питательные среды: 5% кровяной агар, желточно-солевой агар, среда Эндо, среда Сабуро. Посевы инкубировались при температуре 37 °С, через 24 часа учитывалась численность каждого вида микроорганизмов. Положительный результат регистрировался при наличии микроорганизма в этиологически значимых концентрациях – содержание бактерий ≥ 10⁷ КОЕ в 1 мл мокроты. Лекарственную чувствительность выделенных культур к антибактериальным препаратам оценивали диско-диффузионным методом, в соответствии со стандартами и методическими указаниями МУК 4.2.1890–04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам», утвержденными Главным государственным санитарным врачом РФ 4 марта 2004 г. Из всех участников исследования положительный результат посева на неспецифическую микрофлору зарегистрирован у 52. В свою очередь эти пациенты были разделены на две группы. В первую вошли 18 (34,6%) пациентов с впервые выявленным туберкулезом, во вторую – 34 (65,4%) пациента с хроническими формами заболевания.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета программ MS Excel. Для значений, описываемых нормальным распределением, рассчитывали среднюю арифметическую величину М, стандартное отклонение δ, стандартную ошибку средней величины m. Две выборки сравнивали с помощью непараметрического критерия хи-квадрат.

Результаты и обсуждение

На исследование мокроты на неспецифическую микрофлору за шесть месяцев 2018 г. из 364 пациентов, пребывавших в стационаре, было направлено 79 (21,7%). Основные причины направления на обследование представлены на рисунке.

Наличие хронических неспецифических заболеваний легких в анамнезе для направления на обследование послужило поводом для обследования в 69,6% случаев. С целью дифференциальной диагностики туберкулеза с неспецифическими заболеваниями легких в бактериологическую лабораторию были направлены образцы мокроты, полученные от 17,7% пациентов. Незначительная доля пациентов, обследуемых для выявления этиологии воспалительного процесса в легких при проведении дифференциальной диагностики внебольничной пневмонии и туберкулеза, может быть обусловлена специализированным характером уровня оказания медицинской помощи и качеством первичной дифференциальной диагностики на амбулаторно-поликлиническом этапе. При несоответствии клинической и рентгенологической картины или отсутствии положительной динамики туберкулезного процесса обследовались 12,7% пациентов.

Таким образом, основным показанием для выявления условно патогенных и облигатно-патогенных микроорганизмов стала фоновая патология.

В процессе исследования зафиксировано высокое число положительных результатов детекции неспецифических микроорганизмов – от 53% при имеющихся заболеваниях легочной системы до 67% при неэффективном лечении туберкулеза.

Половозрастной состав в группах сравнения не имел статистически достоверных различий. В первой группе мужчины составили 77,8% (средний возраст – 44,4 года), во второй – 85,3% (средний возраст – 43,2 года) (р > 0,05). В первой группе (n = 18) преобладали пациенты с длительным стажем курения в анамнезе (более десяти лет) – 11 (61,1%). Вo второй группе (n = 34) таковых насчитывалось 15 (44,1%) (р 0,05). Иная сопутствующая патология, коморбидная туберкулезу, ВИЧ-инфекция была зарегистрирована у шести (33,3%) пациентов первой группы и 19 (55,9%) пациентов – второй (р

В микробном пейзаже нижних дыхательных путей у больных туберкулезом были выделены две группы микроорганизмов (табл. 2). Ассоциации микроорганизмов, представленные бактериальным возбудителем и грибами рода Candida во всех случаях, зарегистрированы в двух (11,2%) пробах в первой группе и 21 (64,7%) пробе – во второй. Это сочетание встречалось только у пациентов с ВИЧ-инфекцией на поздних стадиях заболевания и скорее всего было связано с сопутствующими кандидозами, часто генерализованного характера при развитии выраженного иммунодефицита.

У больных с впервые выявленным туберкулезом микрофлора была представлена грамположительными кокками, преимущественно облигатными патогенами Streptococcus pyogenes и St. рneumoniae (55,6%). У пациентов с хроническими формами туберкулеза преобладала условно патогенная микрофлора – 61,7%.

Таким образом, проведенное исследование доказывает фактическое замещение резидентной микрофлоры несвойственными в норме грамотрицательными палочками, в том числе представителями условно патогенной микрофлоры рода Citrobacter. Данное обстоятельство связано с длительным антибактериальным лечением туберкулеза комбинацией нескольких антимикробных препаратов. Кроме того, установлено, что все облигатные патогены, такие как St. pyogenes и St. pneumoniaе, в обеих группах выявлены у пациентов с туберкулезом и ВИЧ-инфекцией.

В отношении зарегистрированной неспецифической микрофлоры были дополнительно проведены исследования профилей резистентности антимикробных препаратов (табл. 3). Лекарственную чувствительность выделенных штаммов оценивали с использованием антибактериальных препаратов первого ряда и по необходимости дополнительных средств, характеризующихся природной активностью в отношении выделенных микроорганизмов и клинически подтвержденной эффективностью при соответствующих инфекциях.

Согласно полученным результатам, зафиксирована высокая частота лекарственной устойчивости неспецифической микрофлоры к фторхинолонам, кларитромицину, ампициллину, цефтриаксону. Это важно учитывать при лечении пациентов с вторичной инфекцией.

Выводы

Микробный пейзаж нижних дыхательных путей больных туберкулезом легких в подавляющем большинстве случаев представлен грамположительными кокками, преимущественно условно патогенными микроорганизмами рода Streptococcus.

Не исключена связь между свойствами лекарственной резистентности неспецифической микрофлоры и микобактерий туберкулеза, что требует дальнейшего изучения.

Микробиологическое исследование мочи на аэробные и факультативно-анаэробные условно-патогенные микроорганизмы с идентификацией

АНМО «Ставропольский краевой клинический консультативно-диагностический центр»:

355017, г. Ставрополь, ул. Ленина 304

(8652) 951-951, (8652) 35-61-49 (факс)

(8652) 951-951, (8652) 31-51-51 (справочная служба)

Посмотреть подробнее

Обособленное подразделение «Диагностический центр на Западном обходе»:

355029 г. Ставрополь, ул. Западный обход, 64

(8652) 951-951, (8652) 31-51-51 (контактный телефон)

(8652) 31-68-89 (факс)

Посмотреть подробнее

Клиника семейного врача:

355017 г. Ставрополь, пр. К. Маркса, 110 (за ЦУМом)

(8652) 951-951, (8652) 31-51-51 (контактный телефон)

(8652) 31-50-60 (регистратура)

Посмотреть подробнее

Невинномысский филиал:

357107, г. Невинномысск, ул. Низяева 1

(86554) 95-777, 8-962-400-57-10 (регистратура)

Посмотреть подробнее

Обособленное структурное подразделение в г. Черкесске :

369000, г. Черкесск, ул. Умара Алиева 31

8(8782) 26-48-02, +7-988-700-81-06 (контактные телефоны)

Посмотреть подробнее

Обособленное структурное подразделение в г. Элисте :

358000, г. Элиста, ул. Республиканская, 47

8(989) 735-42-07 (контактные телефоны)

Посмотреть подробнее

ЗАО «Краевой клинический диагностический центр»:

355017 г. Ставрополь, ул. Ленина 304

(8652) 951-951, (8652) 35-61-49 (факс)

(8652) 951-951, (8652) 31-51-51 (справочная служба)

Посмотреть подробнее

Обособленное структурное подразделение на ул. Савченко, 38 корп. 9:

355021, г. Ставрополь, ул. Савченко, 38, корп. 9

8 (8652) 316-847 (контактный телефон)

Посмотреть подробнее

Обособленное структурное подразделение на ул. Чехова, 77 :

355000, г. Ставрополь, ул. Чехова, 77

8(8652) 951-943 (контактный телефон)

Посмотреть подробнее

Обособленное структурное подразделение в г. Михайловске:

358000, г. Михайловск, ул. Ленина, 201 (в новом жилом районе «Акварель»).

8(988) 099-15-55 (контактный телефон)

Посмотреть подробнее

экспертная диагностика от лаборатории АрхиМед

Золотистые стафилококки (Staphylococcus aureus) – грамположительные условно-патогенные бактерии рода Staphylococcus, являющиеся наиболее частой причиной стафилококковых, в частности внутрибольничных, инфекций. Золотистые стафилококки в норме могут располагаться на коже, слизистой оболочке носа и реже в гортани, влагалище, кишечнике. Они встречаются у 30% здоровых людей.

Если у человека слабая иммунная система или нарушен нормальный состав микрофлоры, то при повреждении кожи (слизистых оболочек) золотистый стафилококк может приводить к разнообразным местным и системным инфекционно-воспалительным поражениям:

• кожи (карбункулам, импетиго, фолликулиту),
• молочных желез (маститу),
• дыхательных путей и ЛОР-органов (тонзиллиту, гаймориту, отиту, фарингиту, лариноготрахеиту, пневмонии),
• мочевыводящих путей (уретриту, циститу, пиелонефриту),
• пищеварительной системы (энтеритоколиту, аппендициту, перитониту, парапроктиту, холециститу),
• костно-суставной системы (остеомиелиту, артриту).

В отдельных случаях возможна генерализация инфекции с развитием септикопиемии. Производимый золотистым стафилококком энтеротоксин вызывает пищевые отравления и синдром токсического шока. Основные источники инфекции: здоровые (носители) и больные люди, домашние и сельскохозяйственные животные, а также пища, содержащая возбудителя инфекции (чаще всего это сахаросодержащие молочные продукты). Инфицирование может происходить контактным и воздушно-пылевым путем. Возможно аутоинфицирование.
Для идентификации золотистого стафилококка проводится посев клинического материала на питательные среды, где при наличии S. aureus через 18-24 часа наблюдается рост колоний золотистого цвета.
Определение количества бактерий может потребоваться, например, чтобы понять, нужно ли проводить лечение: в некоторых случаях, если количество небольшое, лечение не проводится. Решение о его необходимости зависит от клинических проявлений, а также от количества стафилококка. При небольшом содержании микробов и отсутствии симптоматики лечение может вообще не понадобиться, т.к. и в норме на слизистой могут находиться эти микробы. Стафилококк в кишечнике обнаруживается постоянно, это не повод для лечения, но если его количество превышено, тогда нужны меры (бактерия может вызывать колики и расстройства). Стафилококк в мазке без симптомов вагинита также является нормой, в то время как большие количества стафилококка в мазке, наряду с повышением лейкоцитов, требуют лечения.
Наличие стафилококка не обязательно означает инфекцию, это может быть бессимптомное носительство, например при посеве мазков из носа и зева носительством считается количество бактерий до 10³. Однако более высокие показатели говорят нам о золотистом стафилококке как о причине заболевания, и это уже далеко не бессимптомное носительство.
Многое зависит от возраста пациента. Например, золотистый стафилококк в количестве 10⁴ является вполне нормальным показателем для детей старше 1 года, но у грудных детей в таком количестве уже потребует лечения.
В любом случае наличие стафилококка при отсутствии симптомов болезни – еще не повод к назначению лекарств.
Количество стафилококка может определяться до и после лечения. Если выясняется, что рост возбудителя обильный, значит, инфекция набирает обороты, предыдущая терапия была неудачной и срочно требуется новый курс лечения; умеренный и скудный рост микроорганизмов по результатам последних анализов говорит об успешности терапии. Кроме того, в дальнейшем необходимо контролировать количество стафилококков в течение 1 или 2 месяцев после пройденного лечения.

Подготовка к исследованию:
• За 3-4 часа до взятия мазков из ротоглотки (зева) не употреблять пищу, не пить, не чистить зубы, не полоскать рот/горло, не жевать жевательную резинку, не курить. За 3-4 часа до взятия мазков из носа не закапывать капли/спреи и не промывать нос. Взятие мазков оптимально выполнять утром, сразу после ночного сна.
• Исследование рекомендуется проводить до начала приема антибиотиков и других антибактериальных химиотерапевтических препаратов.
• Исключить прием слабительных препаратов, введение ректальных свечей, масел, ограничить (по согласованию с врачом) прием медикаментов, влияющих на перистальтику кишечника (белладонна, пилокарпин и др.), и препаратов, влияющих на окраску кала (железо, висмут, сернокислый барий), в течение 72 часов до сбора кала.
• Женщинам исследование (процедуру взятия урогенитального мазка или сбор мочи) рекомендуется производить до менструации или через 2 дня после ее окончания.

Повышение значений (положительный результат):

• Наличие инфекции, вызванной золотистым стафилококком.
• Бессимптомное бактерионосительство.

Понижение значений (отрицательный результат):

• Отсутствие инфекции, вызванной золотистым стафилококком, при условии что не проводилось лечение антибиотиками.

Микрофлора — обзор | Темы ScienceDirect

4.2.2 Микробиота

Недавно было признано, что микробиота, бактериальный состав в кишечнике животных, оказывает очень значительное влияние на многие аспекты биологии животного. Эти эффекты кажутся настолько распространенными, что кажется невероятным, чтобы микробиота не влияла на другие инфекции хозяина. Есть по крайней мере три способа, с помощью которых это могло произойти. Во-первых, микробиота оказывает метаболическое воздействие на пищу, которую съел хозяин, что, следовательно, влияет на фактическое питание хозяина.Таким образом, микробиота может быть частью воздействия питания хозяина на инфекцию. Во-вторых, микробиота влияет на локальную физиологию кишечника хозяина, что, следовательно, влияет на нишу, которую используют кишечные паразиты. Например, виды комменсальных бактерий могут влиять на создание патогенных бактерий. В-третьих, микробиота обладает иммунологическими эффектами как локальными в кишечнике, так и более системными, и эти иммунологические эффекты будут влиять на паразитов и другие инфекции. С нашей точки зрения инфрасообщества микробиота, таким образом, сама по себе является неотъемлемой частью этого инфрасообщества (на самом деле, она может иметь самую большую компонентную биомассу из инфрасообщества любого человека).Таким образом, это ясно указывает на то, что инфрасообщество является одновременно результатом процессов воздействия и восприимчивости, но что в этом случае инфрасообщество также является действующим лицом в процессах внутри хозяина, влияющих на восприимчивость. Таким образом, микробиота является примером того, как рассматривать и концептуализировать хост-инфраструктуру.

Микробиота стала доступной для анализа благодаря подходам к секвенированию ДНК; до этого с большей частью микробиоты, включая анаэробные виды, было трудно, если вообще возможно, работать с использованием классических микробиологических подходов (например,г. культура in vitro). Введение микробиоты: у человека микробиота состоит из более чем 1000 видов, присутствующих в больших количествах (около килограмма клеток; 9 из каждых 10 клеток в организме человека являются микробными), содержащих в ≥200 раз больше генов (т. Е. микробиом) как наш собственный геном, с метаболическими и другими эффектами (Candela et al ., 2010; Ding et al ., 2010; Eckburg et al ., 2005; Heijtz et al ., 2011; Ли и Мазманян, 2010 г .; Лей и др. ., 2006; Лей, 2010; Lozupone et al ., 2012; Pennisi, 2010; Раджилич-Стоянович и др. ., 2007; Turnbaugh и др. ., 2006, 2008, 2009). Большинство кишечных бактерий (микробиота) являются нормальными комменсальными колонистами кишечника; некоторые всегда являются патогенными (облигатные патогены), некоторые иногда являются патогенами (условно-патогенные микроорганизмы). Таким образом, микробиота кишечника представляет собой смесь таксонов с различными эффектами и отношениями к хозяину. Микробиота формирует развитие «нормального» кишечника человека и играет важную роль в иммунологической толерантности и «нормальной» иммунологической функции (Brugman and Nieuwenhuis, 2010; Candela et al ., 2010; Серф-Бенуссан и Габорио-Рутио, 2010 г .; Чанг и Каспер 2010; Хэнд и Белкайд, 2010; Ли и Мазманян, 2010). Появляется все больше доказательств того, что микробиота играет роль в нарушении регуляции иммунитета, например, при воспалительных заболеваниях кишечника (Round and Mazmanian, 2009). Было проведено исследование того, что формирует состав микробиоты человека. Люди начинают заселяться микробами с рождения (Manco et al ., 2010), поэтому события в материнском и детском возрасте могут иметь пожизненные последствия (Collado et al ., 2010; Gareau et al. ., 2010; Spor и др. ., 2011). В течение первого года жизни отдельные микробиоты различаются, но это сходится к смешению между основными таксономическими группами микробов (Firmicutes, Bacteriodetes и т. Д.) Примерно с 1 года жизни, которое сохраняется на протяжении всей жизни (Booijink et al ., 2010; Palmer и др. ., 2007; Тернбо и др. ., 2009). Несмотря на это, существует большая степень межиндивидуальной вариабельности микробиоты, так что люди имеют свои собственные «отпечатки пальцев» микробных видов (Kuczynski et al ., 2010). Существует как экологический (например, воздействие микробов, диета, эффекты инфекции), так и генетический компонент, контролирующий микробиоту (Benson et al ., 2010; Booijink et al ., 2010; Brugman and Nieuwenhuis, 2010; De Filippo ). et al ., 2010; Hilberbrandt et al ., 2009; Kuczynski et al ., 2010; Ley et al ., 2005; McKnite et al ., 2012; Palmer et al ., 2007; Spor и др. ., 2011; Stecher и др. ., 2010; Turnbaugh et al. ., 2009; Прогулка и др. ., 2010; Яцуненко и др. ., 2012).

С этой точки зрения, возможно, несколько удивительно, что на сегодняшний день существует довольно мало исследований, изучающих, как микробиота хозяина влияет на паразитарные инфекции. (Тем не менее, в настоящее время проводится много исследований микробных патогенов, в частности, стремятся использовать подходы, которые манипулируют микробиотой для обеспечения антипатогенной терапии, потому что комменсалы могут влиять на истеблишмент и т. Д.патогенных бактерий.) Однако недавно было обнаружено прямое влияние микробиоты хозяина на инфекции нематод. Например, успешное внедрение T. muris в кишечнике хозяина и жизнеспособность яиц нематод частично зависит от взаимодействия с кишечными бактериями (Hayes et al ., 2010). Кроме того, клинические синдромы, такие как вызванная Trichuris suis диарея у свиней, зависят от коинфекции спирохетами (Rutter and Beer, 1975). Эффекты также двухсторонние: T.suis у свиней изменяет микробиоту свиней, как и инфекция H. polygyrus в микробиоте мышей (Walk et al ., 2010; Wu et al ., 2012). Была обнаружена взаимосвязь между бактериальной инфекцией ( Bordetella bronchiseptica в дыхательных путях) и желудочно-кишечной нематодной инфекцией ( Graphidium strigosum ) у кроликов, так что гельминтозная инфекция была более распространена у совместно инфицированных животных по сравнению с гельминтозной инфекцией. только инфицированные животные (Murphy et al ., 2011; Pathak и др. ., 2012). Требуется больше такой работы, в частности, чтобы выявить направленность эффектов, что может потребовать, например, экспериментального анализа временных рядов (раздел 5).

Таким образом, недавние обширные данные показали, как микробиота хозяина оказывает всепроникающее влияние на биологию хозяина. Когда паразитологи рассматривают инфрасообщество хозяина, становится ясно, что микробиоту также необходимо учитывать. Невозможно вообразить, что микробиота не имеет отношения к формированию инфракоммунитов гельминтов и простейших, и ранние данные теперь показывают это.Это легко представить для кишечных паразитов, но влияние микробиоты на питание и иммунитет в масштабах всего организма делает это актуальным для паразитов, населяющих все ткани.

Микробная флора — обзор

2 Иммунология пробиотиков у тяжелобольных

Взаимодействие между микробной флорой и изменяющейся средой поверхности просвета при критических состояниях — быстро развивающаяся область иммунологии. Относительная ишемия кишечника и реанимация явно вызывают изменения в доступных концентрациях катехоламинов, окислительно-восстановительном состоянии, доступности питательных веществ, pH и осмоляльности, которые влияют на рост и прилипание бактерий (Ishibashi and Yamazaki, 2001).Кроме того, было обнаружено, что бактерии используют стратегии для усиления инфекции хозяина и избегания иммунного надзора в зависимости от того, насколько опасной стала микросреда хозяина. Эти стратегии включают внутриколоническую коммуникацию, молекулярную мимикрию, модуляцию экспрессии генов вирулентности, гипервариабельную геномику и образование биопленок (Alverdy et al., 2003). Например, когда E. coli подвергается стрессовым воздействиям со стороны хозяина, было показано, что она прилипает к слизистой оболочке, вызывая контактно-зависимые пути передачи сигнала в эпителии и приводя к высвобождению цитокинов и нейтрофилов, нарушению плотных контактов и апоптоз клеток.Наблюдение за этими взаимодействиями и реакциями микроба-хозяина привело к теории о том, что содействие поддержанию нормальной микрофлоры кишечника может снизить инвазивную тенденцию микробной популяции при наличии стрессовых событий-хозяев. Таким образом, впервые была изучена пробиотическая терапия.

Эндогенные пробиотические бактерии кишечника, такие как Bifidobacteria и Lactobacillus , играют жизненно важную роль в поддержании барьера слизистой оболочки кишечника и усилении иммунных ответов.Например, несколько исследований показали, что пробиотики способны усиливать местный иммунитет кишечника за счет повышения системных концентраций IgA и IgG (Alberda et al., 2007; Fang et al., 2000; Kaila et al., 1992). Также считается, что они производят противомикробные вещества, которые препятствуют росту патогенных бактерий (Silva et al., 1987).

Другие исследования показали опосредованную толл-подобными рецепторами активацию иммунной функции после использования пробиотиков (van der Kleij et al., 2002). На мышиных моделях колита ежедневное введение пробиотиков увеличивало проницаемость толстой кишки и уменьшало воспаление кишечника (Madsen et al., 2001). Этот эффект был недавно обнаружен в двух исследованиях на людях (Ebrahimi-Mameghani et al., 2013; Sanaie et al., 2013). В первом двойном слепом рандомизированном контролируемом исследовании 40 пациентов, поступивших в отделение интенсивной терапии, были рандомизированы для получения плацебо или пробиотика в течение 7 дней (Ebrahimi-Mameghani et al., 2013). Перед началом исследования и на седьмой день измеряли сывороточные уровни общей антиоксидантной способности (TAC), малонового диальдегида (MDA), C-реактивного белка (CRP) и оценки острой физиологии и хронического здоровья (APACHE II).Они обнаружили значительную разницу в уровнях CRP и шкале APACHE II между двумя группами в конце исследования ( p = 0,003 и 0,001, соответственно), хотя не было существенной разницы в уровнях TAC и MDA. между двумя группами.

Во время критического заболевания многие пациенты страдают острой кишечной ишемией / реперфузионным повреждением, которое представляет собой адаптивную физиологическую реакцию, включающую сужение мезентериальных сосудов и гипоперфузию с целью увеличения перфузии центральных жизненно важных органов.Профилактика или лечение острой кишечной ишемии и реперфузионного повреждения в группах пациентов с высоким риском оказывает значительное влияние на заболеваемость и смертность. Исследования in vitro показали, что определенные штаммы пробиотиков (например, Bifidobacteria ) выделяют белковый фактор, который напрямую влияет на проницаемость эпителия и предотвращает инвазию потенциальных патогенов (Madsen et al., 2001). В одном недавнем исследовании использовалась модель на мышах для изучения защитных эффектов лечения пробиотиками при острой ишемии кишечника и реперфузионном повреждении (Salim et al., 2013). В этом исследовании у взрослых мышей моделировалась кишечная ишемия и реперфузионное повреждение путем окклюзии их верхней брыжеечной артерии. Мышей предварительно обрабатывали пробиотиками VSL # 3 в течение 3 дней или 2 недель (которые содержат 450 миллиардов жизнеспособных лиофилизированных бактерий, включая 4 штамма Lactobacillus [ Lactobacillus casei , Lactobacillus plantarum , Lactobacillus и Acidophilus , delbrueckii подвидов Bulgaricus ] и 3 штамма Bifidobacteria [ Bifidobacterium longum , Bifidobacterium breve и B . infantis ] и Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus ). Маркеры локального повреждения тканей оценивали по уровню миелопероксидазы и активации ядерного фактора каппа B (NFкB). Системные и местные цитокины, включая интерлейкин (IL) -1β, IL-10, фактор некроза опухоли (TNF) -α и интерферон гамма (INFγ), измеряли с помощью ELISA и множественных флуоресцентных анализов. Они обнаружили, что пробиотики уменьшают локальное воспаление и повреждение тканей из-за острой кишечной ишемии и реперфузионного повреждения.Было обнаружено, что двухнедельный курс пробиотиков более эффективен, чем трехдневное лечение. Уменьшение местного воспаления после 2-недельного курса пробиотиков коррелировало со значительным снижением уровней активного IL-1β и уровней тканевой миелопероксидазы. Уровни активного NFкB были значительно повышены у контрольных мышей, что указывает на то, что они испытали воспаление тканей, которое, по-видимому, ослаблялось введением пробиотиков. Введенные пробиотики не вызывали системного воспаления или повреждения легких.Таким образом, результаты этого исследования позволяют предположить, что пробиотики эффективны в снижении местного повреждения тканей в результате острой кишечной ишемии и реперфузионного повреждения за счет подавления провоспалительных медиаторов и рекрутирования иммунных клеток.

Хотя живые пробиотики явно модулируют иммунную и барьерную функции кишечника, также могут быть некоторые потенциальные преимущества использования пробиотической ДНК (Jijon et al., 2004). Некоторые исследования показали, что ДНК изолированных пробиотических бактерий столь же эффективна в ослаблении воспаления кишечника, как и лечение живыми бактериями (Katakura et al., 2005; Rachmilewitz et al., 2004). Использование изолированной бактериальной ДНК вместо живых бактерий при лечении сепсиса снизило бы вероятность возникновения сепсиса, связанного с пробиотическим штаммом, у пациентов в критическом состоянии, что, хотя и редко, но было задокументировано (Land et al., 2005).

Что такое микробиология? | Общество микробиологов

Микроорганизмы и их деятельность жизненно важны практически для всех процессов на Земле. Микроорганизмы имеют значение, потому что они влияют на все аспекты нашей жизни — они находятся в нас, на нас и вокруг нас.

Микробиология — это исследование всех живых организмов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Сюда входят бактерии, археи, вирусы, грибы, прионы, простейшие и водоросли, известные под общим названием «микробы». Эти микробы играют ключевую роль в круговороте питательных веществ, биоразложении / биоразложении, изменении климата, порче пищевых продуктов, причинах и контроле заболеваний, а также в биотехнологиях. Благодаря своей универсальности микробы можно задействовать разными способами: в производстве жизненно важных лекарств, производстве биотоплива, очистке от загрязнений и производстве / переработке продуктов питания и напитков.

Микробиологи изучают микробы, и некоторые из наиболее важных открытий, лежащих в основе современного общества, стали результатом исследований известных микробиологов, таких как Дженнер и его вакцина против оспы, Флеминг и открытие пенициллина, Маршалла и выявление связи между Helicobacter pylori и язвы желудка, а также Цур Хаузен, который выявил связь между вирусом папилломы и раком шейки матки.

Микробиологические исследования были и остаются центральным элементом решения многих текущих глобальных задач и задач, таких как обеспечение продовольственной, водной и энергетической безопасности для здорового населения на пригодной для жизни земле.Микробиологические исследования также помогут ответить на такие важные вопросы, как «насколько разнообразна жизнь на Земле?» И «существует ли жизнь где-нибудь во Вселенной»?

• Бактерии

  Больше, чем просто болезнетворные микроорганизмы — могут быть друзьями или врагами.

• Вирусы

  Самый маленький из микробов, но жив ли он?

• Грибы

  Больше, чем просто грибы.

• Простейшие

  Микробы, любящие какашку и многое другое.

• Водоросли

  Микробные электростанции, необходимые для жизни.

• Архей

  Впервые найдено существующим на грани жизни.

• Прионы

  Загадочные белки неправильной укладки.

Введение в микробиологию пищевых продуктов

Микроорганизмы

Самыми маленькими формами жизни являются бактерии, дрожжи, плесень и вирусы, которые называются «микроорганизмами» из-за их размера («микро» означает «маленький», а «организм» означает живое существо).

Бактерии

Бактерии — самые важные микроорганизмы для кухонного комбайна. Большинство из них безвредны, многие очень полезны, некоторые указывают на возможное присутствие грязи, болезнетворных организмов, порчи, а некоторые вызывают болезни. Существуют тысячи видов бактерий, но все они одноклеточные и делятся на три основные формы: сферические, прямые и спиральные. Чтобы их увидеть, вам понадобится микроскоп с увеличением примерно в 1000 раз. Все бактерии размножаются, делясь на две клетки.Затем две ячейки делятся на 4, 4 становятся 8 и так далее. В идеальных условиях это удвоение может происходить каждые 15 минут, так что в течение 5 часов будет более миллиона ячеек от исходной отдельной ячейки. Если будет 1000 исходных ячеек вместо одной, то за 5 часов будет более 1 миллиарда ячеек.

Некоторые палочковидные бактерии способны существовать в двух формах: спящие споры и активные вегетативные клетки. Вегетативные клетки образуют споры в неблагоприятных условиях как средство выживания.Формы спор предохраняют бактерии от голода, высыхания, замораживания, воздействия химикатов и тепла. Когда условия становятся благоприятными, споры прорастают, и каждая спора снова становится вегетативной клеткой, способной к размножению. Среди бактерий споруляция не является средством размножения, поскольку каждая клетка образует единственную спору, которая позже снова прорастает в единую клетку. Большинство спорообразующих бактерий, которые растут в присутствии воздуха, принадлежат к роду Bacillus, а большинство, которые растут только в отсутствие воздуха, относятся к роду Clostridium.

Дрожжи и плесень

Дрожжи имеют овальную форму и немного крупнее бактерий. Размножаются чаще всего бутонами. При почковании каждая клетка может производить несколько зачатков или вздутий, которые отрываются, образуя новые, полностью сформированные дочерние клетки.

Формы, обнаруженные на хлебе, фруктах, влажной бумаге или других поверхностях, на самом деле состоят из миллионов микроскопических клеток, соединенных вместе в цепочки. Цепи обычно имеют многочисленные ответвления, называемые гифами. Плесень может процветать в условиях, слишком неблагоприятных для бактерий или дрожжей.Они размножаются спорами, которые часто присутствуют в виде зеленых или черных масс на выступающих гифах.

Дрожжи и плесень растут на большинстве пищевых продуктов, на оборудовании и поверхностях зданий, где есть небольшие количества питательных веществ и влаги. Поскольку бактерии растут быстрее, их количество в большинстве продуктов намного превышает количество дрожжей и плесени. Однако бактерии считают неблагоприятными условия с низким pH, влажностью или температурой, а также с высоким содержанием соли или сахара. В таких средах преобладают дрожжи или плесень. Таким образом, они могут быть проблемой в сухих кормах, соленой рыбе, хлебе, соленьях, фруктах, джемах, желе и подобных товарах.

Вирусы

Вирусы — самые маленькие и простые микроорганизмы. В отличие от бактерий, дрожжей и плесени, вирусы не могут воспроизводиться самостоятельно. Вместо этого они должны сначала вторгнуться в клетки другого живого организма, называемого хозяином, прежде чем они смогут размножиться. Следовательно, они паразитируют. Вирусы обычно специфичны в выборе клеток-хозяев: одни заражают только один вид, а другие способны инфицировать близкородственные виды. В результате вирусы, поражающие бактерии, называемые бактериофагами, не могут инфицировать людей или других животных.С другой стороны, несколько вирусов животных, известных как зоонотис, могут инфицировать людей.

Вирусы важны для пищевого процесса в двух отношениях:

1. Как бактериофаг молочнокислых или других ферментативных бактерий. Инфекции бактериофагами заквасок могут серьезно повлиять на производство сыра, пахты, квашеной капусты, солений, вина, пива и других желательных ферментативных продуктов.
2. Как болезнь, передающаяся человеку с пищей. Хотя вирусам требуется живая клетка-хозяин и они не могут размножаться в пищевых продуктах, они могут оставаться жизнеспособными и заразными в течение долгих периодов времени даже в очень неблагоприятных условиях, таких как сушка, замораживание и пастеризация.

Факторы, влияющие на рост микроорганизмов

Кухонный комбайн снижает потенциальные проблемы со стороны микроорганизмов несколькими способами:

• Удаление или уничтожение их путем обрезки, мытья, нагревания, травления, добавления химикатов или поощрения конкуренции со стороны кислото- или спиртообразующих организмов.
• Сведение к минимуму загрязнения от оборудования, людей, окружающей среды и от необработанных пищевых продуктов.
• Сведение к минимуму роста микробов на оборудовании за счет очистки и дезинфекции, а также в самом продукте путем регулирования температуры хранения, pH и других факторов окружающей среды.

Хотя в нижеследующем обсуждении каждый фактор, влияющий на рост, рассматривается отдельно, в природе эти факторы возникают одновременно. Когда более чем одно состояние несколько неблагоприятно для роста микробов, их ингибирующие эффекты накапливаются.

Температура

Температура — наиболее эффективное средство контроля роста микробов. Исходя из толерантности к широкому диапазону температур, микроорганизмы примерно классифицируются следующим образом:

1. Психрофии растут только при низких температурах.
2. Психротрофы хорошо растут при низких температурах, но лучше при комнатной температуре.
3. Мезофилы лучше всего растут при температуре человеческого тела или около нее, но хорошо растут при комнатной температуре.
4. Термофилы растут только при температурах, примерно равных температуре, которую может выдержать человеческая рука, и обычно совсем не при температуре тела или ниже.

Если говорить более конкретно об этих температурных пределах роста, значит вступить в противоречие, которое продолжается с момента зарождения микробиологии, поскольку существует множество видов, которые растут в температурных диапазонах, перекрывающих эти.Однако для пищевой микробиологии эти выводы актуальны:

Рис. 1. Низкие температуры ограничивают рост организмов, вызывающих пищевые отравления и порчи продуктов. (Берр и Эллиот, 1960; Лейстнер и др., 1975)

1. Некоторые психротрофные микроорганизмы очень медленно растут в пищевых продуктах при температуре ниже нуля, но обычно не ниже 19 ° F. Есть несколько сообщений о росте, обычно плесени, при 14 ° F, но нет достоверных сообщений о росте ниже этой температуры. Это означает, что стандартная температура хранения замороженных продуктов, 0 ° F, не допускает роста микробов.Однако многие микроорганизмы выживают при замораживании (Michener and Elliott, 1964).
2. Большинство психротрофов с трудом вырастают выше 90 ° F.
3. Большинство болезнетворных организмов пищевого происхождения являются мезофилами. Кухонный комбайн может чувствовать себя в безопасности, зная, что продукты, находящиеся выше или ниже пределов, указанных на Рисунке 1, и правильно повернутые, останутся безопасными. Хорошее практическое правило — хранить скоропортящиеся продукты при температуре ниже 40 ° F или выше 140 ° F.
4. В диапазоне температур, в котором растут как мезофильные, так и психротрофные организмы (около 41 ° F.примерно до 90 ° F) психротрофы растут быстрее, вызывая порчу и в то же время часто препятствуя росту болезнетворных организмов пищевого происхождения (Elliott and Michener, 1965).

Рис. 2. Рост бактерий на курице при трех температурах. (По данным Ayres et. Al., 1950)

Рисунок 3. Влияние температуры на время порчи куриного мяса (по данным Lochhead and Landerkin, 1935 и Barnes and Shrimpton, 1957).

В пределах диапазона роста скорость роста быстро увеличивается при повышении температуры (рис. 2).И наоборот, скорость роста микробов быстро снижается при понижении температуры, и, следовательно, порча пищевых продуктов происходит намного медленнее. Этот эффект особенно заметен вблизи точки замерзания. Обратите внимание на рис. 3, что при падении примерно с 41 ° F до примерно 32 ° F срок годности при хранении (время до порчи) увеличивается более чем вдвое.

Активность в воде

Активность воды (a _w ) — это термин, описывающий доступность воды для микроорганизмов. Это лишь приблизительно связано с процентом влажности.Чистая вода имеет коэффициент _w , равный 1,00, а атмосфера над водой в закрытом контейнере будет иметь равновесную относительную влажность (ERH), равную 100%. Если мы добавим унцию камней в литр воды в таком контейнере, ERH и a _w не изменятся. Но если мы добавим унцию соли, ERH упадет примерно до 98%, а _w — до 0,98. Камни не растворяются в воде, но соль растворяется, тем самым уменьшая долю воды, которая может попасть в атмосферу. Точно так же количество воды, доступной для микроорганизмов, присутствующих в растворе, уменьшается.И все же процент влажности в контейнере с камнями такой же, как и в контейнере с солью, а именно 98%.

Правила GMP для консервированных пищевых продуктов с низким содержанием кислоты определяют активность воды как давление пара пищевого продукта, деленное на давление пара чистой воды при идентичных условиях давления и температуры. Правила определяют продукты с низкой кислотностью как продукты питания, кроме напитков, с конечным равновесным значением pH более 4,6 и активностью воды более 0.85.

Таблица 1. Пределы активности воды (a _w ) для роста основных болезнетворных организмов пищевого происхождения. *

Микроорганизм	Минимальный Вт для роста	Номер ссылки
Сальмонелла	0,945	Кристиан и Скотт, 1953
Clostridium botulinum	0,95	Скотт, 1957
Clostridium perfringens	0.93	Канг и др., 1969
Золотистый стафилококк	0,86 **	Скотт, 1962
Vibrio parahaemolyticus	0,94	Beuchat, 1974

* Эти ограничения являются самыми низкими из зарегистрированных, при всех остальных оптимальных условиях роста. Если другие условия менее оптимальны, минимальное значение _w будет выше.

** Троллер и Стинсон (1975) показали, что минимальное значение _w для продукции токсина выше, чем для роста — 0.93 в своих экспериментах.

Большинство бактерий не могут расти в пище или другой среде, где a _w ниже 0,94. Бактериям требуется более высокое значение _w , чем дрожжам, которые, в свою очередь, требуют более высокое значение _w , чем плесени. Таким образом, любое условие, которое снижает a _w , сначала подавляет бактерии, затем дрожжи и, наконец, плесень (Elliott and Michener, 1965). Но у каждого вида есть свои пределы, которые взаимосвязаны с другими факторами роста. В таблице 2 приведены пределы роста основных болезнетворных организмов пищевого происхождения при a _w в оптимальных условиях.

Определенные плесени и бактерии могут расти на рыбе, погруженной в насыщенный солевой раствор, где a _w составляет около 0,75. Некоторые плесени могут расти в пищевых продуктах с _w 0,62–0,65 (Elliott and Michener, 1965). На этих нижних пределах рост идет очень медленно. Коэффициент a _w полностью высушенных пищевых продуктов, таких как крекеры или сахар, составляет около 0,10, и такие продукты являются микробиологически стабильными только благодаря этому фактору. Стабильность кормов со средней влажностью (aw 0,75 — 0,90), таких как сухофрукты, джемы и мягкие влажные корма для домашних животных, зависит от комбинации факторов, таких как низкий a _w , низкий pH, пастеризация, химические добавки и непроницаемые упаковка.

pH

pH — это термин, используемый для описания кислотности или щелочности раствора. При pH 7 содержится равное количество кислоты (ион водорода: H +) и щелочи (ион гидроксила: OH-), поэтому раствор является «нейтральным». Значения pH ниже 7 являются кислыми, а значения выше 7 — щелочными. pH выражает концентрацию H + логарифмически, то есть кратно 10. Например, при pH 5 H + в 10 раз больше, чем при pH 6; при pH 3 H + в 100 раз больше, чем при pH 5, и так далее.

pH оказывает сильное влияние на рост микроорганизмов.Большинство бактерий лучше всего растут при pH около 7 и плохо или совсем не растут при pH 4. Следовательно, дрожжи и плесень преобладают в продуктах с низким pH, где бактерии не могут конкурировать. Исключение составляют молочнокислые бактерии; они могут расти в продуктах с высоким содержанием кислоты и фактически производить кислоту, чтобы дать нам кислое молоко, соленые огурцы, ферментированное мясо и подобные продукты. Некоторые штаммы, называемые Leuconostoc, придают апельсиновому соку неприятный привкус. Значения pH некоторых пищевых продуктов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Средние значения pH выбранных пищевых продуктов (Lopez, 1987)

Значение pH	Избранные продукты
2.3	Лимонный сок (2,3), клюквенный соус (2,3)
3,0	Ревень (3,1) Яблочное пюре (3,4), Вишня, RSP (3,4) Ягоды (3,0 — 3,9), Квашеная капуста (3,5) Персики (3,7), Апельсиновый сок (3,7) Абрикосы (3,8)
4,0	Капуста красная (4,2), груши (4,2) Помидоры (4,3)
4,6	Равиоли (4,6) Пимиентос (4,7)
5,0	Спагетти в томатном соусе (4.9) Инжир (5,0) Лук (5,2) Морковь (5,2) Зеленая фасоль (5,3), фасоль со свининой (5,3) Спаржа (5,5), Картофель (5,5)
6,0	фасоль лима (5,9), тунец (5,9), тамалес (5,9) треска (6,0), сардины (6,0), говядина (6,0) свинина (6,1), сгущенное молоко (6,1) сосиски (6,2), курица ( 6,2) Кукуруза (6,3) Лосось (6,4)
7,0	Крабовое мясо (6,8), молоко (6,8) Спелые оливки (6,9) Гомини (7,0)

Самые низкие пределы pH для роста болезнетворных организмов пищевого происхождения показаны в таблице 3.Многие исследователи, сообщившие об этих значениях, также определили, что неблагоприятные факторы, такие как низкая температура или низкая активность воды, увеличивают минимальный pH для роста. Но процессор может быть уверен, что эти минимальные значения предотвратят рост этих патогенов при любых обстоятельствах.

Таблица 3. Минимальный минимальный уровень pH для роста основных болезнетворных организмов пищевого происхождения *

Микроорганизм	Рост зарегистрирован на уровне, но не ниже	Номер ссылки
Золотистый стафилококк	pH 4.5
Сальмонелла	4,0	Чанг и Гёпфер, 1970
Clostridium botulinum
Типы A и B	4,8	Национальная ассоциация канеров, 1971a
Тип E	5,0	Национальная ассоциация канеров, 1971a
Clostridium perfringens	5,0
Vibrio parahaemolyticus	4.8	Beuchat, 1973
Bacillus cereus	4,9	Ким и Гепфер, 1971

* Примечание. Эти ограничения являются самыми низкими из зарегистрированных, при всех остальных оптимальных условиях роста. Если другие условия менее оптимальны, предел pH будет выше.

Население

Высокая начальная бактериальная нагрузка увеличивает вероятность того, что порча произойдет в предельных условиях (Chung and Goepfert, 1970) (см. Рисунки 4 и 5).Этот факт имеет большое значение для обработчика охлажденных пищевых продуктов, срок годности которых увеличивается за счет хорошей санитарии. Высокий уровень спор также увеличивает вероятность того, что некоторые из них выживут и испортят продукты, подвергшиеся тепловой обработке.

Кислород

Кислород необходим для роста некоторых микроорганизмов; их называют аэробами. Другие не могут расти в его присутствии и называются анаэробами. Третьи могут расти как с кислородом, так и без него, и их называют микроаэрофильными.Строгие аэробы растут только на пищевых поверхностях и не могут расти в пищевых продуктах, хранящихся в жестяных банках или других герметично закрытых емкостях. Анаэробы растут только под поверхностью продуктов или внутри контейнеров. Аэробный рост быстрее анаэробного. Следовательно, в продуктах, в которых существуют оба условия, например, в свежем мясе, поверхностный рост очевиден, а подповерхностный рост — нет.

Рисунок 4. Влияние количества заражающих бактерий на порчу куриного мяса. (Ayres et.др., 1950)

Рис. 5. Влияние количества заражающих бактерий на время порчи куриного мяса. (Эйрес и др., 1950)

Смертельное воздействие температуры

Тепло — наиболее практичное и эффективное средство уничтожения микроорганизмов. Уменьшение микробных клеток происходит медленно, чуть выше максимальной температуры роста. Однако уровень смертности заметно увеличивается с повышением температуры. Пастеризация, разрушение вегетативных клеток болезнетворных микроорганизмов, заключается в температуре 140 ° F в течение 30 минут или около 161 ° F в течение 16 секунд.Дрожжи, плесень и вегетативные клетки бактерий, вызывающих порчу, также погибают при температурах пастеризации. Чтобы сделать пищевые продукты коммерчески стерильными, необходима реторта, способная работать при температурах выше 212 ° F. Консервы обрабатывают определенные консервы при температуре 240 ° F или 250 ° F в течение значительного периода времени, иногда в течение часа или более в зависимости от продукта и размера банок. Коммерческая стерильность — это уничтожение и / или подавление организмов, имеющих значение для общественного здравоохранения, а также организмов, не имеющих значения для здоровья, которые могут испортить продукт.Микробиологи стерилизуют среду при 250 ° F (121 ° C) в течение 15 или 20 минут. Эти примеры иллюстрируют необходимость высоких температур и достаточного времени для уничтожения популяции бактерий.

В исследованиях термического разрушения, также называемых исследованиями времени термической смерти, логарифм числа выживших наносится в зависимости от продолжительности времени, в течение которого тестируемые культуры подвергаются воздействию данной температуры. Результатом обычно является прямая линия (рис. 6), хотя есть много исключений (Humphrey and Nickerson, 1961).Наклон этой линии становится более крутым при повышении температуры, указывая на то, что для уничтожения популяции при более высоких температурах требуется меньше времени. Также требуется больше времени, чтобы убить большую популяцию организмов, чем убить небольшую популяцию (Таблица 4).

Рисунок 6. Уменьшение количества бактериальных спор при воздействии смертельных температур (Williams et. Al., 1937)

Скорость термического разрушения выше у продуктов с высоким a _w , чем у продуктов с низким a _w (Calhoun and Frazier, 1966).Микробные загрязнители в сухих пищевых продуктах, таких как шоколад (Goepfert and Biggie, 1968) или сушеная костная мука (Riemann, 1968), трудно уничтожить с помощью тепла. Рекомендуемый процесс пастеризации для уничтожения сальмонеллы в жидком яичном белке перед замораживанием составляет 140 ° F (60 ° C) в течение 3,5 минут (USDA, 1969), тогда как для высушенного яичного белка — от 140 (60 ° C) до 158 ° F (70 ° C) в течение нескольких минут. дней (Banwart and Ayres, 1956). Риман (1968) смог убить сальмонеллу в мясокостной муке более легко при температуре 194 ° F (90 ° C) после добавления воды для доведения a _w до 0.90.

Таблица 4. Влияние размера исходной популяции спор на время разрушения. (Из Рида и Борера, 1961)

Микроорганизм	Споры (количество)	Температура ° F (° C)	Время разрушения (минуты)
Плоский кислый # 26	45 000	239 (115,9)	62–65
	400	239 (115,9)	от 25 до 28
Clostridium botulinum № 90	90 000	221 (105.8)	18-20
	900	221 (105,8)	12–14

Споры Clostridium botulinum обладают высокой устойчивостью к термическому разрушению при активности воды от 0,2 до 0,4 (сухое тепло) и гораздо менее устойчивы к теплу при активности воды выше этого диапазона. Это открытие может быть практичным для высокотемпературной кратковременной стерилизации сухим жаром (Национальная ассоциация консервных заводов, 1976a).

Другими факторами, влияющими на скорость термического разрушения бактерий, являются наличие или отсутствие органических веществ, масла или жира, pH, штамм организмов, качество доступных питательных веществ и возраст культуры.Как правило, бактерии погибают быстрее при более низких и более высоких значениях pH, чем в более нейтральных диапазонах. При переработке многих пищевых продуктов важным фактором является тщательный контроль pH.

Охлаждение до температур ниже диапазона роста, но выше нуля останавливает размножение, но убивает несколько клеток, за исключением чрезвычайно чувствительных организмов, таких как вегетативные клетки Clostridium perfringens. Замораживание убивает часть микробной популяции в течение нескольких часов, и хранение продолжает быть смертельным, но гораздо медленнее.Скорость сокращения популяции зависит от вида пищи, как показано на Рисунке 7; наиболее быстрое падение аэробного количества на чашке («общее количество») произошло в апельсиновом соке, который является кислым продуктом. Споры бактерий умирают очень медленно, если вообще умирают, во время замораживания и хранения в замороженном виде. Например, вегетативные клетки Clostridium perfringens обычно все погибают, но споры выживают. Золотистый стафилококк и родственные ему организмы хорошо выживают, но в большинстве случаев существует широкий разброс чувствительности среди микроорганизмов, даже среди близкородственных видов (рис. 8).В любом случае замораживание не является надежным средством уничтожения микроорганизмов, поскольку некоторые клетки исходной популяции почти всегда выживают.

Рисунок 7. Влияние замороженного хранения на уровень бактерий в различных пищевых продуктах.

Рисунок 8. Выживаемость сальмонелл при хранении в замороженном состоянии.

Организмы-индикаторы

«Индикаторы» называются так потому, что их присутствие в пище в больших количествах означает одну из трех возможностей заражения: болезнетворные бактерии или грязь; брак или некачественная; или подготовка в антисанитарных условиях.

Подсчет аэробных чашек

Подсчет в аэробных чашках (APC) измеряет только ту часть бактериальной флоры, которая способна вырасти до видимых колоний в произвольных условиях теста, предусмотренных в разрешенный период времени. Он не измеряет общую бактериальную популяцию в образце пищи, но является наилучшей оценкой. Изменение условий, таких как состав агаровой среды или температура инкубации, изменяет спектр организмов, которые будут расти. Необходимо строго придерживаться стандартных условий испытаний, которые побудили некоторых называть APC «стандартным подсчетом планшетов».”

В зависимости от обстоятельств высокое значение APC может указывать на грубое обращение с пищей или на то, что она содержит ингредиент низкого качества. Интерпретация зависит от знания нормального АПК для этой пищи. Аномальный APC указывает на то, что что-то вышло из-под контроля. Микробиолог часто может предложить эту причину, тем самым помогая санитарию. Вот некоторые из проблем, которые может выявить расследование высокого APC:

• Несоблюдение операций сортировки, обрезки, мойки и уничтожения для надлежащего удаления или уничтожения бактерий из сырых ингредиентов.
• Неадекватная термическая обработка.
• Санитарное оборудование, особенно в конце технологического процесса.
• Срок хранения продукта в холодильнике истек или приближается к концу.
• Продукт слишком долго хранился при комнатной температуре или выше.
• Пища, по крайней мере, частично разложилась.

Бактерии группы кишечной палочки

Колиформные бактерии представляют собой стержни, не образующие споры, которые в больших количествах встречаются в кале человека и животных.Обычно они присутствуют в сырых продуктах животного происхождения, таких как мясо, молоко и яйца, а также естественным образом встречаются в почве, воде и поверхностях растений. Они чувствительны к нагреванию и быстро погибают при бланшировании или пастеризации. Большое количество колиформ после теплового процесса указывает на неприемлемую степень загрязнения после нагревания или указывает на температурно-временное злоупотребление пищей, достаточное для роста. Высокие уровни колиформ требуют исследований для определения источника загрязнения или неправильного обращения с температурой.

Присутствие в пище кишечной палочки, члена группы кишечной палочки, обычно указывает на прямое или косвенное заражение фекалиями человека или животных. Хотя это может быть правдой в широком смысле, нельзя предполагать количественную связь между количеством кишечной палочки и степенью заражения фекалиями. E. coli хорошо растет вне тела животного и процветает в нечистом оборудовании для обработки пищевых продуктов.

пищевое отравление

Болезни человека, вызываемые пищевыми микроорганизмами, обычно называют пищевым отравлением.Обычное использование единой классификации связано, прежде всего, со сходством симптомов различных болезней, связанных с пищевыми продуктами (см. Таблицу 5). Помимо болезней, вызванных пищевой аллергией или пищевой чувствительностью, болезни пищевого происхождения можно разделить на два основных класса: пищевая инфекция и пищевая интоксикация. Пищевая инфекция возникает при употреблении в пищу продуктов, зараженных патогенными, инвазивными бактериями пищевого отравления. Затем эти бактерии размножаются в организме человека и в конечном итоге вызывают болезнь. Пищевая интоксикация возникает после приема заранее сформированных токсичных веществ, которые накапливаются в процессе роста определенных типов бактерий в пищевых продуктах.

Период времени между употреблением зараженных пищевых продуктов и появлением болезни называется инкубационным периодом. Инкубационный период может составлять от менее одного часа до более трех дней, в зависимости от возбудителей или токсичного продукта.

Таблица 5. Характеристики основных бактериальных пищевых отравлений и пищевых инфекций. (NAS-NRC, 1975) *

Болезнь	Этиологический агент	Инкубационный период	Признаки
Ботулизм	Clostridium botulinum A.B.E.F токсин	Обычно 1-2 дня; от 12 часов до более 1 недели	Затруднение оттока, двоение в глазах, затруднение речи. Иногда тошнота, рвота и диарея на ранних стадиях. Запор и аномальная температура. Дыхание становится затрудненным, часто наступает смерть от паралича дыхательной мускулатуры.
Стафилококковое пищевое отравление	Стафилоккальный энтеротоксин	от 1 до 6 часов; в среднем 3 часа	Тошнота, рвота, спазмы в животе, диарея и острая прострация.Температура ниже нормы во время острого приступа, позже может повыситься. Быстрое выздоровление — обычно в течение 1 дня.
Сальмонеллез	Специфическая инфекция, вызываемая Salmonella spp.	В среднем около 18 часов; диапазон от 7 до 72 часов	Боли в животе, диарея, озноб, лихорадка, частая рвота, прострация. Продолжительность болезни: от 1 дня до 1 недели.
Шигеллез (бациллярная дизентерия)	Shigella sonnei, s. flexneri, s.dysenteriae, s. Boydii	Обычно от 24 до 48 часов; диапазон от 7 до 48 часов	Спазмы в животе, лихорадка, озноб, диарея, водянистый стул (часто содержащий кровь, слизь или гной), спазм, головная боль, тошнота, обезвоживание, прострация. Продолжительность: несколько дней.
Энтеропатогенная Escherichia coli инфекция	Escherichia coli серотипов, ассоциированных с инфекциями младенцев и взрослых	Обычно от 10 до 12 часов; диапазон от 5 до 48 часов	Головная боль, недомогание, лихорадка, озноб, диарея, рвота, боль в животе.Продолжительность: несколько дней.
Clostridium perfringens пищевое отравление	Clostridium perfringens	Обычно от 10 до 12 часов; диапазон от 8 до 22 часов	Спазмы и диарея в животе, тошнота и недомогание, очень редко рвота. Обычно речь идет о мясных и птицеводческих продуктах. Быстрое восстановление.
Bacillus cereus пищевое отравление	Bacillus cereus	Обычно около 12 часов; диапазон от 8 до 16 часов	Аналогично Clostridium perfringens отравление
Vibrio Parahaemolyticus пищевое отравление	Vibrio Parahaemolyticus	Обычно от 12 до 14 часов; диапазон от 2 до 48 часов	Боль в животе, водянистая диарея, обычно тошнота и рвота, умеренная температура, озноб и головная боль.Продолжительность: от 2 до 5 дней.

* Повторяется из раздела «Предотвращение микробных и паразитарных опасностей, связанных с обработанными пищевыми продуктами», страницы 6-7, с разрешения Национальной академии наук, Вашингтон, округ Колумбия.

Организмы пищевого происхождения

кишечная палочка

Некоторые штаммы E. Coli, обнаруженные в кале человека, сами по себе являются патогенными, вызывая инфекции и болезни. Их называют энтеропатогенной кишечной палочкой или ЕЕС. В одном обширном исследовании фекалий тех, кто занимается обработкой пищи (Hal and Hause, 1966), 6.4% рабочих являлись носителями организмов ЕЭС.

Золотистый стафилококк

S. aureus, обычно называемый «стафилококком», обычно присутствует на коже, слизистых оболочках, а также в прыщах и нарывах у людей и других животных. Он почти всегда присутствует в небольших количествах в сыром мясе и в продуктах, которые интенсивно обрабатываются руками человека. Штаммы пищевого отравления обычно происходят из человеческих источников. Пастеризация или приготовление пищи разрушает организм, но не его токсин.Пища, загрязненная стафилококками, может вызвать пищевое отравление после того, как эти организмы были уничтожены жарой.

Наличие стафилококка в приготовленной пище имеет два уровня значимости.

1. Низкие числа (не более нескольких сотен на грамм) указывают на степень контакта с кожей человека или слизистой носа, перекрестное заражение от сырого мяса или выживших из более крупного населения.
2. Высокие числа (100 000 или более на грамм) указывают на то, что бактериям было позволено расти в пище, что создает потенциальную серьезную опасность присутствия токсина.

Уберечь продукты от заражения стафилококками часто бывает трудно или невозможно. Таким образом, комбайн должен хранить продукты при температуре, исключающей рост стафилококка (см. Таблицу 1). Только во время роста стафилококк образует токсин. Эпидемиологическое расследование для определения источника возбудителя утомительно, но визуальный осмотр рук рабочих может оказаться полезным. Хорошо информированный санитарий также будет стремиться к температурно-временным злоупотреблениям продуктами, загрязненными стафилококком.

Национальный исследовательский совет Национальной академии наук перечислил следующие шаги по ограничению заболеваемости и уровня стафилококка в пищевых продуктах (NAS-NRC, 1975):

1. Максимально сокращайте прямое и косвенное воздействие продуктов, особенно приготовленных, на человека. При необходимости использования используйте резиновые или пластиковые перчатки или продезинфицируйте руки. Людям с инфицированными порезами, ссадинами, фурункулами или прыщами никогда не следует трогать приготовленную пищу.
2. Проверьте сырье и исключите производственные партии, содержащие высокие уровни S.aureus.
3. Процесс уничтожения микроорганизмов.
4. Устранение перекрестного заражения сырых и приготовленных продуктов.
5. Храните приготовленную пищу не более 2–3 часов при температуре от 40 ° F до 140 ° F.

Контроль роста стафилококка в ферментированных продуктах, таких как сыр или колбасы, требует контроля ряда факторов обработки (см. NAS-NRC, 1975). Низкий pH, относительно высокий уровень молочнокислых бактерий, соли и нитрита помогают подавить образование токсинов.

Сальмонелла

Инфекция, вызванная сальмонеллой, или сальмонеллезом, почти всегда вызывается употреблением зараженной пищи или напитков.Заражение происходит из кишечного тракта людей или животных, являющихся носителями сальмонеллезных организмов. Большинство взрослых могут противостоять инфекции из нескольких клеток, но заболевают, проглатывая миллионы. Младенцы, пожилые люди и инвалиды гораздо более чувствительны и могут быть поражены некоторыми клетками сальмонеллы. После выздоровления жертва может оставаться носителем в течение периода от недели до постоянного проживания.

Домашние животные, такие как собаки, домашние птицы, свиньи, лошади, овцы и крупный рогатый скот, являются переносчиками этих патогенов.На момент убоя носители не проявляют внешних симптомов болезни. Пока на бойни продолжают поступать носители сальмонеллы на убой, заражение готового сырого мяса сальмонеллой неизбежно. Даже при явно удовлетворительных санитарных условиях процедуры убоя и разделки могут распространять следы фекалий от животного-носителя на впоследствии убитых животных посредством оборудования, воды и контакта рук (NAS-NRC, 1969).

Сальмонеллу часто обсуждают, как если бы это был единый организм.Фактически в пределах рода Salmonella идентифицировано более 1300 серотипов. Все они довольно чувствительны к теплу, поэтому свежепастеризованные или приготовленные продукты не попадают в организм (USDA, 1966). Основными путями его попадания в приготовленную пищу являются перекрестное заражение от сырых продуктов или животных (через руки, оборудование, воздух, вода), повторное заражение от людей-носителей или грубое недоваривание. Регулирующие органы незамедлительно возбуждают аресты, отзыва и другие судебные иски против продуктов и фирм, поставляющих обработанные пищевые продукты, зараженные сальмонеллой.

Сухие и полусухие ферментированные колбасы редко вызывают пищевые болезни. Однако недавние исследования Министерства сельского хозяйства США показали, что сальмонелла может выжить в процессе ферментации и сушки (Смит и др., 1975). Salmonella в натуральных оболочках животных также переживает короткие периоды засолки, но погибает быстрее в кислых или щелочных оболочках (Gabis and Silliker, 1974).

Сальмонелла также может расти вне тела животного при благоприятных условиях. По этой причине он появился в самых разных продуктах питания и кормах, в дополнение к продуктам из мяса и птицы.Некоторые из них — пивные дрожжи, кокосовое мясо, краситель кошенили, сушеные или замороженные яйца, лапша, заварной крем, сушеные корма для животных, хлопковая мука, конфеты, шоколад, сухое молоко, рыба и моллюски, выпечка с кремовой начинкой, колбасные оболочки и арбузы. . NAS-NRC (1969-1975) дал обширные рекомендации по оценке, контролю и искоренению проблемы сальмонеллы.

Costridium botulinum

C. botulinum вызывает редкое, но часто смертельное заболевание, называемое ботулизмом. Это вызвано нейротоксином, который вырабатывается во время роста в отсутствие воздуха.За исключением детского ботулизма, неповрежденные споры безвредны. У младенцев, глотающих споры, обычно из меда, развиваются симптомы ботулизма. Ботулизм обычно возникает после приема пищи, содержащей предварительно сформированный токсин, но иногда организм заражает раны, образуя токсин в мышцах жертвы. Существует семь типов C. botulinum (от A до G), четыре из которых (A и B, связанные с мясом и овощами, E, морская среда и F) вызывают заболевания человека. Только однажды сообщалось, что тип C вызывает заболевание человека.Тип G — это новое, не полностью изученное открытие (Schmidt, 1964, USPHS, 1974).

К счастью, токсины, независимо от их типа, обладают очень низкой устойчивостью к нагреванию и инактивируются при кипячении в течение 10 минут. Таким образом, все свежеприготовленные, но надлежащим образом приготовленные продукты безопасны (Riemann, 1973). Все штаммы C. botulinum могут образовывать споры, которые проявляют различную устойчивость к нагреванию. Споры типов A и B обладают высокой устойчивостью. Споры типа E погибают за доли минуты при 212 ° F (Perkins, 1964). Консервная промышленность под техническим руководством Национальной ассоциации производителей пищевых продуктов (бывшая Национальная ассоциация производителей консервов) установила время и температуру автоклавирования, необходимые для обеспечения коммерческой стерильности консервов с низким содержанием кислоты (NCA, 1968, 1971b, 1976b). .NFPA также подало в FDA первоначальную петицию, которая в конечном итоге была преобразована в правила GMP для консервов с низким содержанием кислоты.

Споры ботулина широко распространены в почвах. Тип А преобладает в западных штатах и ​​в Новой Англии; тип B, в восточных и южных штатах. Тип E обычно ассоциируется с морской или пресной водой во всем мире и является психротропным (Riemann, 1973). Тип F был изолирован слишком редко, чтобы установить его характер распределения (Eklund et.др., 1967).

C. botulinum не будет расти ниже pH 4,8. Следовательно, ботулизм вызывает беспокойство только в продуктах с низким содержанием кислоты, которые определяются как продукты с конечным равновесным pH выше 4,6. Большинство вспышек происходит из-за домашних консервов из овощей, мяса, рыбы и перезрелых фруктов (USPHS, 1974).

Консервы вяленые содержат соль и нитрит. Консерванты защищают от разрастания спор ботулина, которые могли пережить минимальную обработку, часто при кипячении или ниже (Halvorson, 1955; Ingram and Hobbs, 1954; Pivnick et.др., 1969).

Было зарегистрировано 34 вспышки ботулизма типа E среди рыбных продуктов, приготовленных в США и Канаде (Lechowich, 1972). Большинство из них были копчеными или слабосолеными. FDA выделило ботулинический тип B, E и F из пастеризованного мяса синего краба (Kautter et. Al., 1974). NAS-NRC (1975) рассмотрел меры, направленные на минимизацию возможности возникновения вспышек от копченой рыбы, а FDA опубликовало правила, разработанные для борьбы с этой проблемой (FDA, 1970).

Clostridium perfringens

с.perfringens — спорообразующий организм, который, как и ботулин, растет только при отсутствии воздуха. Лучше всего он растет в блюдах из мяса или птицы, тушеных блюдах или подливках, хранящихся в тепле. Такие продукты соответствуют строгим требованиям к питанию, а температура выдержки до 122 ° F способствует их росту. Сами споры безвредны, но вегетативные клетки, которые могут вырасти в огромных количествах в этих продуктах, образуют споры в кишечном тракте жертвы. В процессе споруляции остатки вегетативных клеток растворяются, высвобождая яд, вызывающий болезнь.

Вегетативные клетки, вызывающие болезнь, очень нежные. Их можно уничтожить или уменьшить до безопасного низкого уровня путем приготовления пищи или замораживания. Споры широко распространены в природе и в небольшом количестве присутствуют в различных продуктах питания (Hall and Angelotti, 1965; Strong et. Al., 1963). Они встречаются в кале, почве, пыли, воде, морских отложениях, сырой пище и даже приготовленной пище.

Отравление C. perfringens — проблема, характерная для пищевой промышленности. Только правильный контроль температуры предотвращает проблему.Хорошее практическое правило — держать готовые к употреблению влажные продукты при температуре ниже 40 ° F или выше 140 ° F. Злоупотребление временем-температурой — серьезная опасность для здоровья. Поскольку споры повсюду, эпидемиологическое исследование штаммов для определения источника спор является относительно бесполезным занятием. Однако, если серологические тесты показывают, что те же самые типы присутствуют в пище и фекалиях жертвы, определенное блюдо может быть инкриминировано. К сожалению, биологические материалы (антисыворотки) для этой цели пока отсутствуют в продаже.Таким образом, определение наличия большого количества клеток C. perfringens остается наиболее подходящим исследовательским тестом.

Bacillus cereus

B. cereus — спорообразующий организм, который растет в присутствии кислорода и широко распространен в большинстве сырых продуктов. Поскольку споры выдерживают кипячение в течение нескольких минут, они остаются жизнеспособными в приготовленной пище в небольшом количестве. Организм плохо конкурирует с другими бактериями в сырой пище, но во влажных, приготовленных блюдах, разогретых (до 122 ° F), он вырастает до миллионов на грамм за несколько часов.В этих условиях пища становится ядовитой. B. cereus хорошо растет в самых разных готовых продуктах, таких как мясо, птица, соусы, пудинги, супы, рис, картофель и овощи. Заболевание аналогично таковому при перфрингенсе (см. Таблицу 5), хотя механизм заболевания неизвестен. У взрослых симптомы довольно легкие, но маленькие дети могут серьезно заболеть. В большинстве случаев пострадавшие быстро выздоравливают и не обращаются за медицинской помощью. Таким образом, регистрируются только крупные вспышки, которые становятся частью статистической записи.

Подобно C. perfringens, B. cereus в первую очередь вызывает озабоченность в сфере общественного питания. Соответствующий контроль — поддерживать горячую пищу в горячем состоянии (более 140 ° F), а холодную — в холодной (до 40 ° F). Эпидемиологическое исследование штаммов для определения источника спор также оказывается бесполезным.

Вибрион парагемолитический

V. parahaemolyticus — это не образующий спор, слегка изогнутый стержень, тесно связанный с организмом, вызывающим холеру. Он широко распространен и растет в солоноватых водах, эстуарных отложениях, сырой рыбе и моллюсках по всему миру.Он хорошо конкурирует с организмами порчи при температуре 41 ° F и выше. В наибольшем количестве это происходит летом, когда более высокие температуры вызывают быстрый рост.

V. parahaemolyticus является основной причиной пищевых отравлений в Японии, где регулярно употребляется сырая рыба. В других местах заболевание встречается реже, поскольку организм быстро умирает во время пастеризации или приготовления пищи. Тем не менее, приготовленные морепродукты могут быть повторно загрязнены водой или сырыми морепродуктами. Первые подтвержденные вспышки в США произошли в 1971 и 1972 годах от крабового мяса, креветок и лобстеров.Во время одной вспышки в Японии 22 человека умерли, еще 250 заболели.

Патогенность организма человека определяется путем его культивирования на специальной среде — соляном агаре, содержащем кровь человека. Если организм может расти и разрушать клетки крови в этой среде, так называемый тест Канагавы, он помечается как «положительный по Канагаве» и считается способным вызывать заболевание человека. Японцы обнаружили, что около 1% штаммов V. parahaemolyticus из прибрежных вод являются положительными в Канагаве (Sakazaki et.др., 1968). С другой стороны, Twedt et. al. (1970) сообщили, что до 90% штаммов из устьевых вод США являются положительными по Канагаве. Однако значение теста Канагавы до конца не изучено.

Чтобы снизить частоту этих вспышек, рыбная промышленность должна:

• Храните сырые морепродукты при температуре 40 ° F или ниже;
• Храните приготовленные морепродукты осторожно, отдельно от сырых морепродуктов, морской воды, антисанитарного оборудования и грязных контейнеров; и
• Храните приготовленные морепродукты при температуре ниже 40 ° F или выше 140 ° F

Листерия

До 1980-х годов большинство проблем, связанных с болезнями, вызываемыми Listeria, касалось крупного рогатого скота или овец.Ситуация изменилась со вспышками заболеваний, связанных с пищевыми продуктами, в Новой Шотландии, Массачусетсе, Калифорнии и Техасе. В результате широкого распространения в окружающей среде, способности выживать в течение длительного времени в неблагоприятных условиях и способности расти при температурах охлаждения листерия теперь признана важным патогеном пищевого происхождения.

Люди с ослабленным иммунитетом, такие как беременные женщины или пожилые люди, очень восприимчивы к вирулентным листериям. Listeria monocytogenes является наиболее патогенным видом, вызывающим листериоз.У людей попадание бактерий в организм человека может сопровождаться гриппоподобным заболеванием, или симптомы могут быть настолько легкими, что остаются незамеченными. Может развиваться носительское состояние.

После инвазии макрофагов вирулентные штаммы Listeria могут размножаться, что приводит к разрушению этих клеток и септицимии. В это время организм имеет доступ ко всем частям тела. У здоровых взрослых смерть наступает редко; тем не менее, уровень смертности может составлять около 30% у лиц с ослабленным иммунитетом, новорожденных или очень молодых.

Как упоминалось ранее, Listeria monocytogenes представляет собой особую проблему, поскольку может выжить в неблагоприятных условиях.Он может расти в диапазоне pH 5,0-9,5 в хорошей питательной среде. Организм пережил среду pH 5 творога и созревающего чеддера. Это солеустойчивые выживающие концентрации до 30,5% в течение 100 дней при 39,2 ° F. Но только 5 дней при температуре 98,6 ° F.

Ключевым моментом является то, что температура охлаждения не останавливает рост листерий. Он способен удваиваться каждые 1,5 дня при температуре 39,2 ° F. Поскольку высокая температура, превышающая 175 ° F, дезактивирует организмы Listeria, постобработка загрязнения из источников окружающей среды становится критической контрольной точкой для многих пищевых продуктов.

Yersinia enterocolitica

Несмотря на то, что Yersinia enterocolitica не является частой причиной заражения людей в США, она часто вызывает болезни с очень серьезными симптомами. Иерсиниоз, инфекция, вызываемая этим микроорганизмом, чаще всего протекает в форме гастроэнтерита. Наиболее сильно страдают дети. Симптомы псевдоапендицита привели к множеству ненужных аппендэктомий. Смерть случается редко, и выздоровление обычно занимает 1-2 дня. Артрит был определен как нечастое, но серьезное последствие этой инфекции.

Y. enterocolitica обычно присутствует в пищевых продуктах, но, за исключением свинины, большинство изолятов не вызывают заболеваний. Как и листерия, этот организм может расти при низких температурах. Он чувствителен к теплу (122 F, хлорид натрия (5%) и кислотности (pH 4,6) и обычно инактивируется условиями окружающей среды, которые убивают сальмонеллы.

Campylobacter jejuni

C. jejuni был впервые выделен из диарейного стула человека в 1971 году. С тех пор он постоянно получал признание в качестве болезнетворного организма человека.

Энтерит, вызванный C. jejuni, в основном передается от продуктов животного происхождения к человеку в развитых странах. Однако в развивающихся странах преобладает фекальное заражение продуктов питания и воды и контакт с больными людьми или животными.

Несмотря на то, что молоко чаще всего во всем мире определяется как носитель Campylobacter, можно ожидать, что в будущих исследованиях птица, продукты из нее и мясо (говядина, свинина и баранина) станут основными резервуарами и носителями.

C. jejuni быстро погибает при комнатной температуре и атмосфере и плохо растет в пище.

Принципы зоотехники будут играть важную роль в борьбе с этим вездесущим организмом. Гигиенические процедуры убоя и обработки предотвратят перекрестное загрязнение, в то время как адекватное охлаждение и аэрация вызовут снижение микробной нагрузки. Кроме того, тщательное приготовление продуктов из мяса и птицы с последующим надлежащим хранением должно способствовать сохранению целостности пищевых продуктов и уменьшению загрязнения.

Микотоксины

Микотоксины — это вредные побочные продукты плесени, которые растут на пищевых продуктах и ​​кормах. Они веками вызывали тяжелые болезни и смерть животных. Впервые они привлекли внимание современных ученых в 1960 году, когда в Англии погибло 100 000 индюшат, которые съели арахисовую муку из Африки и Южной Америки. Позже было показано, что вовлеченные микотоксины являются афлатоксинами, группой тесно связанных органических соединений, которые могут вызывать острые заболевания и смерть. Вдохновленные этими первыми открытиями и исследованиями в области антибиотиков, исследователи обнаружили десятки штаммов плесени, которые продуцируют самые разные микотоксины, поражающие животных.В настоящее время выявлено около 60 токсинов. Из них лишь некоторые были признаны загрязнителями пищевых продуктов. Эти цифры, вероятно, будут увеличиваться по мере продолжения исследований микотоксинов и улучшения методов идентификации.

Исторически микотоксины были связаны с отравлением человека и даже смертью. Спорынья — один из первых микотоксинов, поражающих человека. Он образуется плесенью, растущей на зернах злаков. Отравление спорыньей произошло в долине Рейна в 857 году, и с тех пор о нем неоднократно сообщалось.Самая последняя вспышка болезни произошла в 1951 году на юге Франции. Многие россияне погибли во время Второй мировой войны, поедая заплесневелые зерна. Японцы сообщили о токсичности для человека от употребления заплесневелого риса; болезнь вызвала серьезное повреждение печени, кровотечение и некоторые смертельные случаи (Mirocha, 1969).

Хотя такие инциденты случаются редко, есть свидетельства того, что низкие уровни афлатоксинов в рационе способствуют развитию рака печени у людей. Обширные лабораторные исследования также показали, что даже при очень низких диетических уровнях афлатоксин может вызывать рак печени у крыс, мышей, обезьян, уток, хорьков и радужной форели.Эпидемиологические исследования в Юго-Восточной Азии и Африке связали высокую заболеваемость раком печени человека с уровнем афлатоксина до 300 частей на миллиард (частей на миллиард) в 20% основных продуктов питания и от 3 до 4 частей на миллиард в 7% пищевых продуктов. В одном географическом районе 95% кукурузы и 80% арахиса содержали афлатоксин в среднем на уровне 100 частей на миллиард.

Хотя прямых доказательств того, что афлатоксины вызывают рак печени человека в Соединенных Штатах, нет, FDA обеспокоено эффектом длительного низкого уровня потребления известного высококанцерогенного вещества в наших пищевых продуктах.В 1965 году FDA установило неофициальный допуск уровня действия дефектов в 30 частей на миллиард для арахиса и арахисовых продуктов. С улучшением практики сбора, хранения и сортировки, разработанной Министерством сельского хозяйства США и промышленностью, уровень загрязнения афлатоксинами постепенно снижался, а FDA снизило уровень неофициальных действий до 20 ppb в 1969 году. FDA предложило в Федеральном реестре от 6 декабря 1974 года норму, устанавливающую допуск 15 частей на миллиард к общему количеству афлатоксинов в очищенном арахисе и арахисовых продуктах, используемых в пищу для человека.Сегодня пределы составляют 0,5 частей на миллиард для молока, 20 частей на миллиард для пищевых продуктов и 100 частей на миллиард для кормов.

Плесень, образующая микотоксины, может присутствовать на любой пище, не разогретой в закрытом контейнере. Следовательно, следует предположить, что они присутствуют и способны продуцировать токсин, если позволяют условия. Но обнаружение токсигенной плесени в пище не означает, что она содержит микотоксин. И наоборот, отсутствие видимого роста плесени, продуцирующей афлатоксин, не означает, что токсин отсутствует, поскольку афлатоксины могут продуцироваться, когда рост плесени незначителен.

Есть несколько способов определить, вырабатывает ли плесень в пищевых продуктах, подвергшихся злоупотреблениям, микотоксины. Пищу можно хранить с ее естественно загрязняющими плесневыми грибами или инокулировать токсигенным штаммом и хранить до тех пор, пока плесень не разовьется. Затем пищу можно проверить на наличие или отсутствие токсина. Такие эксперименты продемонстрировали, что плесневые грибки производят микотоксины на большом количестве зерен и семян злаковых, сухих бобах и фруктах, специях, орехах и вяленом мясе. Как и бактерии, плесневые грибки нуждаются в влажности, температуре и питательных веществах для оптимального роста и выработки токсинов.В большинстве случаев первоначальное заражение плесенью происходит на полях до или во время сбора урожая. Рост плесени во время хранения продолжается, если влажность и температура хранения остаются высокими.

Афлатоксин был обнаружен во всем мире в кукурузе, ячмене, копре, маниоке, специях, сухом молоке, древесных орехах, семенах хлопка, арахисе, рисе, пшенице и зерновом сорго. В США он был обнаружен в кукурузе, инжир, зерновом сорго, хлопковых семенах, арахисе и некоторых древесных орехах.

Для контроля уровня афлатоксина в грецких орехах и орехах пекан промышленность полагается на электронные и визуальные методы сортировки, а также продувку и вакуумирование.Операторы кукурузных мельниц используют ультрафиолетовый («черный») свет высокой интенсивности для обнаружения возможного загрязнения афлатоксинами. Обжарка снижает уровень афлатоксина в некоторых случаях до 50% (Escher et. Al., 1973).

Универсальное решение проблемы — устранение условий, которые способствуют росту плесени, когда это возможно, и тем самым предотвращение образования микотоксинов. В некоторых случаях (кукуруза, арахис) рост плесени и образование токсинов происходит до сбора урожая. Зерна кукурузы, поврежденные насекомыми и птицами, очень восприимчивы; поэтому борьба с этими вредителями поможет облегчить проблемы с плесенью.Для большинства восприимчивых пищевых продуктов критический период наступает сразу после сбора урожая, во время хранения и начальной сушки, когда содержание влаги достаточно велико для роста плесени.

Порча

Самая распространенная микробиологическая проблема, с которой сталкивается пищевая промышленность, — это простая порча бактериями, дрожжами или плесенью, которые не опасны для здоровья. Охлаждение замедляет порчу; правильное замораживание, сушка, консервирование и травление полностью останавливают его. Охлажденные продукты должны быть доставлены потребителю до того, как порча микроорганизмами сделает их непригодными для употребления.Проблемы порчи в других процессах возникают только при отклонении от установленных технологий. Приняв соответствующие меры предосторожности, можно значительно снизить вероятность порчи продукта и продлить срок его хранения.

Охлажденные продукты

Популярность охлажденных / охлажденных продуктов растет с удивительной скоростью. Большинство из этих продуктов удобны в использовании и имеют имидж «близкий к свежему». Некоторые из этих продуктов частично готовятся или обрабатываются перед охлаждением.Это тепло снижает микробную популяцию, но не делает ее «коммерчески стерильной». Из-за этого охлажденные продукты имеют ограниченный срок хранения. На это влияет температура и жестокое обращение со стороны клиентов.

Охлажденные продукты находятся в наших магазинах уже много лет. Такие продукты, как молоко, сыр, йогурт и другие молочные продукты, печенье и бисквитное тесто, яйца, салаты и мясные продукты, обычно можно найти в холодильных камерах или гастрономах. Оптимальная температура хранения — 33 ° F. или как можно ближе к замерзанию.Однако в большинстве холодильных шкафов температура составляет около 45 или даже 45 ° F. Такое колебание температуры сокращает срок хранения продуктов и может привести к проблемам, имеющим значение для общественного здравоохранения.

Комитет по охлажденным пищевым продуктам и микробиологическим критериям Национальной ассоциации производителей пищевых продуктов опубликовал документ «Соображения безопасности для охлаждаемых пищевых продуктов нового поколения» в январском выпуске журнала Dairy and Food Sanitation за 1988 год. Многие моменты, рассмотренные в этом разделе, были взяты из этой статьи.

Необходимо учитывать несколько важных моментов при подготовке, обращении и распределении. Прежде всего, всегда предполагайте, что в пищевом продукте присутствуют патогенные организмы. Во-вторых, температуры охлаждения могут замедлить или предотвратить размножение большинства патогенных микроорганизмов, но некоторые из них будут продолжать размножаться (психротрофы). Психротропные патогены включают Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, непротеолитические штаммы C. botulinum, некоторые штаммы энтеротоксигенной E. coli и Aeromonas hydrophilia.Несколько других болезнетворных организмов пищевого происхождения, способных расти при температуре чуть выше 41 ° F, включают: Vibrio parahemolyticus; Bacillus cereus; Золотистый стафилококк и некоторые штаммы сальмонелл. В-третьих, производителям следует ожидать некоторого температурного воздействия на продукты питания во время хранения и распределения; это включает обработку на уровне потребителя.

Последние два пункта для рассмотрения относятся к маркировке. Заявление «Хранить в холодильнике» должно быть видным на этикетке продукта и снаружи коробки.Кроме того, на этих продуктах должна быть указана дата «Продать до» или «Использовать до». Это поможет переработчикам контролировать свой продукт, но не является гарантией от проблем. Если запас не повернут должным образом, устаревший продукт все равно будет удален.

Переработчик охлажденных пищевых продуктов должен включать в себя как можно больше процедур, которые помогут уменьшить микробную популяцию и минимизировать воспроизводство. Некоторые из этих методов обработки включают: нагревание, подкисление, консерванты, снижение активности воды и упаковку в модифицированной атмосфере.Несмотря на то, что модифицированная атмосфера включена в качестве потенциального барьера, необходимо отметить, что атмосфера с пониженным содержанием кислорода может фактически способствовать анаэробным патогенам. Для многих продуктов модифицированная атмосфера действительно способствует повышению качества продукта, а не безопасности.

Одним из примеров продукта, в котором успешно используется принцип множественных барьеров, является пастеризованный сырный спред. В продукте используется комбинация пониженной активности воды (добавление соли и фосфатов) и мягкой термической обработки для устранения неспорообразующих патогенов и подавления роста спорообразующих патогенных микроорганизмов.

Любой производитель, который рассматривает возможность продажи охлажденных пищевых продуктов, должен иметь обширные исследования срока годности, проводимые людьми, обладающими знаниями в области микробиологии пищевых продуктов.

Консервы

Срок годности консервов обусловлен уничтожением микроорганизмов, способных к росту внутри контейнера при нормальном обращении и хранении. Для достижения этой оптимальной ситуации консервным предприятиям следует:

• Соблюдайте правила GMP для продуктов с низким содержанием кислоты.
• Уменьшите уровень спор в пище, поддерживая программу санитарии, особенно для бланшировщиков и других мест, где процветают термофильные спорообразователи, а также путем мониторинга ингредиентов на предмет спорообразующих бактерий.Как правило, пища с высоким содержанием спор требует большего времени и / или температуры в автоклаве при тех же или аналогичных операциях (Рисунок 6 и Таблица 4). Процесс, одобренный обрабатывающим органом, должен быть зарегистрирован в FDA для каждого малокислотного и подкисленного продукта питания, продаваемого в США. При одинаковом времени выдержки и / или температуре вероятность порчи будет выше у консервов с большим количеством исходных спор. уровень, когда все остальные факторы одинаковы (Таблица 6).
• Соблюдайте надлежащие санитарные меры и методы обращения с контейнерами во время охлаждения контейнера и периода постохлаждения.Также важно быстро охладить обработанные нагреванием контейнеры до температуры примерно 100 ° F (38 ° C), поскольку термофильный рост может произойти с низким числом спор, если контейнеры штабелируются или закрываются в горячем состоянии.
• Поддерживайте хорошие швы на банках и плотно закрывающиеся крышки на стеклянных контейнерах путем регулярного контроля и тестирования.

Таблица 6. Влияние уровня плоско-кислых спор на частоту порчи овощных консервов. (Рид и Борер, 1961).

Товар	спор в банке до обработки (количество)	Частота брака (в процентах) *
Горох консервированный	2,160	0
	13 000	66
Кукуруза консервированная	900	16.7
	38 000	100

* После инкубации обработанных банок при 130 ° F (54,4 ° C)

Сухие продукты

Сухие продукты не портятся под действием микробов, если они достаточно высушены. Большинство продуктов требует естественной или искусственной сушки, прежде чем они станут стабильными. Добавление сахара или соли, как в цукатах или соленой рыбе, служит той же цели, поскольку влага становится недоступной для использования микроорганизмами. Подходящим термином для обозначения доступности воды для микроорганизмов является активность воды (a _w ).

Хотя микроорганизмы не могут расти на сухих кормах, те, которые выживают в процессе сушки, остаются живыми в течение длительного времени. Они быстро возобновляют свою деятельность после регидратации. В неблагоприятных условиях хранения, позволяющих воде проникать в продукт, плесень обычно растет первой из-за более широкого диапазона толерантности к _w (Watson and McFarlane, 1948) и меньшей конкуренции со стороны других организмов.

Ферментированные и маринованные продукты

Ферментированные и маринованные пищевые продукты обязаны своей стабильностью микробному развитию органических кислот молочными бактериями или добавлению таких кислот в пищевые продукты, особенно в присутствии относительно высокого уровня соли.Порча может произойти либо в период ферментации, либо при хранении конечного продукта. Ферментация может закончиться неудачей, если бактериофаг атакует закваску, если температура неподходящая или количество сбраживаемых углеводов недостаточное.

Для предотвращения порчи в период брожения:

1. Добавьте молочнокислые бактерии в качестве закваски. Храните закваску в чистой культуре, чтобы устранить бактериофаг.
2. Добавьте сбраживаемый углевод или органическую кислоту.
3. Поддерживайте уровень соли на достаточно высоком уровне, чтобы подавить рост бактерий, вызывающих порчу, и позволить более солеустойчивым молочным продуктам расти.
4. Контролируйте температуру для лактации.

Для уменьшения или устранения порчи при хранении маринованных или ферментированных продуктов:

1. Добавьте химические консерванты, такие как бензоаты, сорбаты или пропионаты, подходящие для продукта и приемлемые для регулирующих органов.
2. Пастеризуйте продукт, если это возможно, для уничтожения или подавления микроорганизмов, вызывающих порчу.
3. Храните соленые огурцы полностью покрытыми рассолом, чтобы предотвратить появление плесени и развитие дрожжей.

Исследование связывает генетический состав бактерий в кишечнике человека с несколькими заболеваниями — Harvard Gazette

Мы действительно никогда не одиноки, даже в наших собственных телах. В человеческих существах обитают триллионы бактерий, грибов, вирусов и других микроорганизмов, составляющих человеческий микробиом. В последние годы сочетание этих резидентных бактерий и присутствие определенных видов бактерий было связано с различными состояниями, от ожирения до рассеянного склероза.

Теперь, сделав еще один шаг, исследователи из Гарвардской медицинской школы и Диабетического центра Джослина вышли за рамки микробных видов. Анализируя генетический состав бактерий в кишечнике человека, команда успешно связала группы бактериальных генов или «генетических сигнатур» с множеством заболеваний.

Работа приближает ученых к разработке тестов, которые могут предсказать риск заболевания или определить наличие болезни на основе выборки генетического состава микробиома человека.

Результаты, которые будут опубликованы 18 мая в Nature Communications, связывают наборы бактериальных генов с наличием ишемической болезни сердца, цирроза печени, воспалительного заболевания кишечника, рака толстой кишки и диабета 2 типа. Анализ показывает, что три из этих состояний — ишемическая болезнь сердца, воспалительное заболевание кишечника и цирроз печени — имеют многие из одних и тех же бактериальных генов. Другими словами, люди, чей кишечник несет в себе эти бактериальные гены, с большей вероятностью имеют одно или несколько из этих трех состояний.

«Эта работа представляет собой значительный прогресс в современном понимании взаимосвязи между микробами, обитающими в кишечнике человека, и конкретными заболеваниями», — заявила команда. Они добавили, что в случае подтверждения в ходе дальнейших исследований, результаты могут послужить основой для разработки инструментов, которые могут измерить риск человека для ряда состояний на основе анализа одного образца фекалий.

«Это открывает окно для разработки тестов, использующих перекрестные заболевания, генные индикаторы здоровья пациентов», — сказал первый автор Брейден Тирни, аспирант программы биологических и биомедицинских наук в HMS.«Мы определили генетические маркеры, которые, по нашему мнению, могут в конечном итоге привести к тестам или только одному тесту, чтобы выявить связи с рядом заболеваний».

Исследователи предупреждают, что их исследование не было разработано для выяснения того, как и почему эти микробные гены могут быть связаны с различными заболеваниями. По их словам, до сих пор остается неясным, участвуют ли эти бактерии в развитии болезни или они просто сторонние наблюдатели в этом процессе.

Целью исследования было определить, могут ли группы генов достоверно указывать на наличие различных заболеваний.Однако эти недавно идентифицированные генетические признаки микробов можно было бы изучить дополнительно, чтобы определить, какую роль, если таковая имеется, играют организмы в развитии болезни.

«Наше исследование подчеркивает ценность науки о данных для выявления сложного взаимодействия между микробами и людьми», — сказал старший автор исследования Чираг Патель, доцент кафедры биомедицинской информатики Института Блаватника при HMS.

Исследователи начали со сбора данных микробиома у 13 групп пациентов, в общей сложности более 2500 образцов.Затем они проанализировали данные, чтобы выявить связи между семью заболеваниями и миллионами видов микробов, микробными метаболическими путями и микробными генами. Опробовав различные подходы к моделированию — вычислив в общей сложности 67 миллионов различных статистических моделей — они смогли наблюдать, какие особенности микробиома последовательно оказывались наиболее сильными кандидатами, связанными с заболеванием.

Из всех различных микробных характеристик — видов, путей и генов — микробные гены обладают наибольшей прогностической силой.Другими словами, по словам исследователей, группы бактериальных генов или генетических сигнатур, а не просто наличие определенных семейств бактерий, были наиболее тесно связаны с наличием данного состояния.

«Это открывает окно для разработки тестов, использующих перекрестные заболевания, генные индикаторы здоровья пациента».

— Брейден Тирни

Некоторые из основных наблюдений включали:

• Кластеры бактериальных генов или генетических сигнатур, а не отдельные бактериальные гены, по-видимому, причастны к различным типам заболеваний человека.
• Ишемическая болезнь сердца, воспалительное заболевание кишечника и цирроз печени имеют схожие генетические признаки кишечного микробиома.
• Диабет 2 типа, напротив, имеет микробиомную подпись, в отличие от любого другого протестированного фенотипа.
• Анализ не обнаружил устойчивой связи между присутствием вида бактерий Solobacterium moorei и раком толстой кишки — связь, о которой ранее сообщалось в многочисленных исследованиях. Однако исследователи идентифицировали определенные гены у S.moorei, связанный с колоректальным раком. Это открытие указывает на то, что анализ на уровне генов может дать биомаркеры заболевания с большей точностью и большей специфичностью по сравнению с существующими подходами. Патель сказал, что этот результат подчеркивает идею о том, что не просто наличие определенного семейства бактерий может предвещать риск, но, скорее, штаммы и генные сигнатуры микробов имеют значение. Он добавил, что способность идентифицировать взаимосвязи с такой точностью будет иметь решающее значение для разработки тестов, которые могут надежно измерить риск.Таким образом, в этом конкретном примере тест, предназначенный для измерения риска рака толстой кишки путем простого обнаружения присутствия S. moorei в кишечнике, может быть не таким надежным, как более совершенный тест, который измеряет бактериальные гены для обнаружения присутствия определенных штаммов бактерий. S. moorei, которые связаны с раком толстой кишки.
• Два состояния — воспаление уха и доброкачественные опухоли мягких тканей, называемые аденомами, — показали слабую связь с микробиомом кишечника, что позволяет предположить, что микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека, вряд ли могут играть роль в развитии этих состояний, и при этом они не Вероятно, это надежные индикаторы наличия этих условий.

В предыдущем исследовании команда HMS использовала огромное количество общедоступных данных о секвенировании ДНК из микробиомов полости рта и кишечника человека, чтобы оценить размер вселенной микробных генов в организме человека. Анализ показал, что в коллективном микробиоме человека может быть больше генов, чем звезд в наблюдаемой Вселенной.

Учитывая огромное количество микробных генов, которые находятся в организме человека, новые результаты представляют собой важный шаг вперед в понимании сложности взаимодействия между человеческими заболеваниями и микробиомом человека, заявили исследователи.

«Конечная цель вычислительной науки — генерировать гипотезы на основе огромного массива данных», — сказал Тирни. «Наша работа показывает, что это возможно, и открывает столько новых возможностей для исследований и исследований, что мы ограничены только временем, людьми и ресурсами, необходимыми для проведения этих тестов».

Среди

со-следователей были Инсюань Тан и Александр Костич.

Это исследование было поддержано Национальным институтом здравоохранения (T32 DK110919), Национальным научным фондом (1636870), Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (R01AI127250), Премией Американской диабетической ассоциации «Путь к остановке диабета» (1-17-INI). -13) и Программу премий семьи Смит за выдающиеся достижения в области биомедицинских исследований.

Познакомьтесь с «психобиомом»: кишечными бактериями, которые могут изменить то, как вы думаете, чувствуете и действуете | Наука

Недавно изолированные бактерии, выращенные на чашках с агаром, или их продукты могут действовать как «психобиотики».

Кен Ричардсон

Элизабет Пенниси Май.7 января 2020 г., 9:00

КЕМБРИДЖ, МАССАЧУСЕТС— Катя Гавриш ищет новые препараты для мозга в, казалось бы, маловероятном месте: образцах человеческого стула. Серьезный и целеустремленный микробиолог, прошедший обучение в России и обожающий классическую музыку, она стоит перед большой анаэробной камерой в лаборатории Holobiome, небольшой начинающей компании. Она проникает в камеру со стеклянным фасадом через рукава, похожие на Человека Мишлен, и начинает разбавлять образец внутри. Это первый шаг к изоляции и культивированию бактерий, которые, как надеются Гавриш и ее коллеги по Holobiome, позволят разработать новые методы лечения депрессии и других заболеваний мозга и нервной системы.

Компания из восьми человек планирует использовать растущие данные эпидемиологических исследований и исследований на животных, которые связывают кишечные бактерии с такими разнообразными состояниями, как аутизм, тревожность и болезнь Альцгеймера. С момента своего основания всего 5 лет назад Holobiome создал одну из крупнейших в мире коллекций кишечных микробов человека. Генеральный директор компании Фил Страндвиц пока не может точно сказать, какую форму примет новое лечение. Но целевые заболевания включают депрессию и бессонницу, а также запоры и висцеральную боль, типичную для синдрома раздраженного кишечника — состояния, которые могут иметь как неврологические, так и кишечные компоненты.Страндвиц, кроткий житель Среднего Запада, доктор философии. в микробиологии не склонен к провидческим заявлениям, но и у него нет недостатка в амбициях: он предсказывает, что первое испытание на людях начнется в течение 1 года.

Очарование простое: разработка лекарств от нервно-психических расстройств отстает на десятилетия, и многие существующие лекарства не работают для всех пациентов и вызывают нежелательные побочные эффекты. Все большее число исследователей видят многообещающую альтернативу в лечении на основе микробов или «психобиотиках» — термин, придуманный нейрофармакологом Джоном Крайаном и психиатром Тедом Динаном из Университетского колледжа Корка.«Это действительно молодая и действительно захватывающая область с огромным потенциалом», — говорит Наталья Паласиос, эпидемиолог Массачусетского университета в Лоуэлле, которая изучает связи между кишечными микробами и болезнью Паркинсона.

Некоторые исследователи предпочитают менее поспешный подход, сосредоточенный на понимании лежащей в основе биологии. Но Holobiome и несколько других компаний стремятся нажиться на растущем многомиллиардном рынке, который уже возник для других микробных методов лечения, направленных на лечение заболеваний, включая кишечные расстройства, аллергию и ожирение.Эти компании продвигаются вперед, несмотря на множество нерешенных вопросов о том, как на самом деле могут работать психобиотические методы лечения, и о потенциальных опасностях слишком быстрого продвижения. «Существует менталитет золотой лихорадки, — говорит Роб Найт, микробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

За последние 20 лет осознание того, что микробы, живущие внутри нас, превосходят по численности собственные клетки нашего тела, перевернуло наше представление о самих себе наизнанку. Микробиом кишечника, как известно, весит около 2 килограммов — больше, чем 1.4-килограммовый человеческий мозг — и может иметь такое же влияние на наши тела. В кишечнике обитают тысячи видов микробов (не только бактерий, но и вирусов, грибов и архей). И с 20 миллионами генов среди них эти микробы обладают геномным ударом, с которым наши жалкие 20 000 генов не могут сравниться. Кишечные бактерии могут производить и использовать питательные вещества и другие молекулы так, как не может человеческое тело, — соблазнительный источник новых методов лечения.

Мозг — это новейший рубеж, но он давно связан с кишечником.Древние греки, например, полагали, что психические расстройства возникают, когда пищеварительный тракт производит слишком много черной желчи. А задолго до открытия микробов некоторые философы и врачи утверждали, что мозг и кишечник являются партнерами в формировании поведения человека. «Вероятно, происходит то, что наш мозг и наш кишечник находятся в постоянном общении», — говорит Крайан, который в течение последнего десятилетия помогал предпринимать усилия по расшифровке этих сообщений.

Требуется кишка

Бактериальные жители кишечника могут влиять на нейроны и мозг несколькими путями.

Вещества, выделяемые микробами в кишечник, могут проникать в кровеносные сосуды и напрямую попадать в мозг. Микробы побуждают клетки нервных стручков в слизистой оболочке кишечника стимулировать блуждающий нерв, который напрямую соединяется с мозгом. Микробы активируют энтероэндокринные клетки в кишечнике. подкладка, которая отправляет гормоны по всему телу. Даже более косвенно микробы кишечника влияют на иммунные клетки и воспаление, которое может влиять на мозг. {font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue’, Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: bold;} {font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue’, Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: bold; font-style: italic;} BOLDREGULARITALICBOLD ITALIC {font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue’, Helvetica, Arial, sans-serif;} {font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue’, Helvetica, Arial, sans-serif; font-style: italic;} ЗАМЕНИТЬ {font-family: ‘RobotoCondensed-Bold’;} и т. д. С:

В.ALTOUNIAN / НАУКА

Эпидемиологи обнаружили интересную связь между кишечными расстройствами и заболеваниями мозга. Например, многие люди с синдромом раздраженного кишечника также находятся в депрессии, люди с аутичным спектром, как правило, имеют проблемы с пищеварением, а люди с болезнью Паркинсона склонны к запорам.

Исследователи также заметили рост депрессии у людей, принимающих антибиотики, но не противовирусные или противогрибковые препараты, которые не повреждают кишечные бактерии.В прошлом году Йерун Раес, микробиолог из Католического университета Лёвена, и его коллеги проанализировали медицинские записи двух групп — одной бельгийской и одной голландской — из более чем 1000 человек, участвовавших в исследованиях их типов кишечных бактерий. У людей с депрессией был дефицит одних и тех же двух видов бактерий, сообщили авторы в апреле 2019 года в журнале Nature Microbiology .

Исследователи выясняют, каким образом кишечные микробы могут влиять на мозг. Некоторые могут выделять молекулы-посланники, которые путешествуют через кровь в мозг.Другие бактерии могут стимулировать блуждающий нерв, который проходит от основания мозга к органам в брюшной полости. Бактериальные молекулы могут передавать сигналы блуждающему нерву через недавно обнаруженные клетки «нейропода», которые находятся в слизистой оболочке кишечника, воспринимая его биохимическую среду, включая микробные соединения. У каждой клетки есть длинная «ступня», которая выходит наружу, образуя синапсовидную связь с соседними нервными клетками, включая клетки блуждающего нерва.

Могут существовать также косвенные ссылки. Все чаще исследователи считают воспаление ключевым фактором таких расстройств, как депрессия и аутизм.Кишечные бактерии являются ключом к правильному развитию и поддержанию иммунной системы, и исследования показывают, что неправильное сочетание микробов может сорвать этот процесс и вызвать воспаление. Микробные продукты могут влиять на так называемые энтероэндокринные клетки, которые находятся в слизистой оболочке кишечника и выделяют гормоны и другие пептиды. Некоторые из этих клеток помогают регулировать пищеварение и контролировать выработку инсулина, но они также выделяют нейромедиатор серотонин, который покидает кишечник и распространяется по всему телу.

Для поиска идеального психобиотика требуется культивирование, идентификация и тестирование новых кишечных микробов, работа, которая занимает много времени у команды Holobiome.

Кен Ричардсон

Хотя механизмы остаются неуловимыми, исследования на животных, проведенные Крайаном и другими, подтвердили идею о том, что кишечные микробы могут влиять на мозг.У крыс и мышей, которым была сделана трансплантация фекалий людей с болезнью Паркинсона, шизофренией, аутизмом или депрессией, часто развиваются аналогичные им проблемы у грызунов. И наоборот, трансплантация этих животных фекалий от здоровых людей иногда облегчает их симптомы. Присутствие или отсутствие определенных микробов у молодых мышей влияет на то, как мыши реагируют на стресс во взрослом возрасте, и другие исследования на мышах указали на роль микробов в развитии нервной системы.

В своей лаборатории Крайан, Динан и их коллега Джерард Кларк считают, что аминокислота триптофан, вырабатываемая некоторыми кишечными бактериями, может быть причинной связью.Микробы или собственные клетки организма могут превращать триптофан в серотонин, нейромедиатор, вызывающий депрессию и другие психические расстройства. Клетки также превращают триптофан в вещество под названием кинуренин, которое в дальнейшем вступает в реакцию с образованием продуктов, которые могут быть токсичными для нейронов. По словам Крайана, изменения в микробиоме могут повлиять на производство этих различных веществ, что ухудшит психическое здоровье. Исследования показали, например, что люди с депрессией быстрее превращают триптофан в кинуренин, чем в серотонин.

Группа

Крайана собрала множество статей и обзоров, которые помогли укрепить аргументы в пользу микробного воздействия на некоторые психологические и неврологические расстройства. Но найти эффективные решения на основе этих ссылок будет сложно, говорит Кларк: «Одно дело знать, что на определенный аспект физиологии хозяина влияют наши кишечные микробы, и совсем другое — подчинить это влияние нашей воле».

Группа

Кларк сотрудничает и консультируется со многими компаниями и протестировала некоторые потенциальные психобиотики для управления стрессом на здоровых добровольцах.Но он видит долгий путь к лечению. «Будет важно лучше и точнее понять действующие механизмы».

Холобиом не такой терпеливый. Страндвиц основал компанию в 2015 году, еще будучи аспирантом микробиологической лаборатории Кима Льюиса в Северо-Восточном университете. «Он очень вежливо сказал мне, что присоединится к лаборатории только в том случае, если я помогу ему создать компанию, как только он закончит учебу», — вспоминает Льюис, известный своими открытиями и работой по коммерциализации новых антибиотиков из почвенных микробов.Льюис согласился, но он полагал, что пройдет 10 или более лет, прежде чем у Страндвица появится собственная компания. Льюис ошибался: на это ушло всего 4 года.

На Северо-Востоке Страндвиц научился тому, что он называет «искусством выращивания», от Гавриша, который работал с Льюисом над изоляцией почвенных микробов. В то время только около 25% кишечных бактерий можно было выращивать в лаборатории. Гавриш, специализирующийся на выделении и описании новых видов микробов, научил Страндвица манипулировать питательными веществами и использовать антибиотики, чтобы дать медленнорастущим, придирчивым бактериям шанс выжить в культуре вместо того, чтобы их вытеснили более агрессивные виды.Он начал отслеживать факторы роста, чтобы поддерживать устойчивые виды. Страндвиц говорит: «У нас в культуре около 70%» известных кишечных микробов человека. Если это правда, с этой цифрой могут сравниться несколько других лабораторий.

Один фактор роста, выявленный Страндвицем, оказался ключом к реализации его предпринимательской мечты. Он и его коллеги выделили бактерию, которая не могла выжить в обычных питательных средах, и для ее развития требовалась аминокислота, называемая гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). ГАМК — это нейромедиатор, который подавляет нервную активность в головном мозге, и его неправильная регуляция связана с депрессией и другими проблемами психического здоровья.

Исследователи пришли к выводу, что если у этого кишечного микроба должна быть ГАМК, значит, его вырабатывает какой-то другой микроб. Такие продуценты ГАМК могут быть золотой жилой для психобиотиков. Страндвиц и его коллеги начали по одному добавлять кишечные микробы в чашки Петри, содержащие ГАМК-едок. Если поедатели ГАМК будут процветать, ученые будут знать, что нашли продуцента ГАМК. Они обнаружили таких продуцентов среди трех групп бактерий, в том числе Bactereroides . Они быстро подали патент на упаковку этих бактерий или их продуктов для лечения людей с депрессией или другими психическими расстройствами.

В Holobiome Стивен Сколник проверяет, могут ли бактериальные клетки вырабатывать ГАМК, важный нейромедиатор.

Кен Ричардсон

Перед публикацией этих результатов группа объединилась с исследователями из Weill Cornell Medicine, которые проводили сканирование мозга 23 человек с диагнозом депрессия.Они обнаружили, что люди с меньшим количеством бактерий Bacteroides имели более сильную гиперактивность в префронтальной коре, что некоторые исследователи связывали с тяжелой депрессией. Сотрудничество сообщило о своих выводах 10 декабря 2018 года в Nature Microbiology вместе с открытием бактерий, продуцирующих ГАМК.

Holobiome также обнаружил, что бактерии производят ГАМК в пищеварительном тракте крыс, что может повышать уровень ГАМК в головном мозге. И было обнаружено, что продуценты ГАМК снижают усвоенную беспомощность — симптом депрессии — у этих животных.Один из соавторов Страндвица, эколог-микробиолог Джек Гилберт из Калифорнийского университета в Сан-Диего, также исследует терапевтический потенциал бактерий, продуцирующих ГАМК, на крысах. Его группа и Holobiome наблюдали, что обработанные крысы с большей вероятностью будут дольше оставаться на неудобно теплой поверхности — тест на толерантность к висцеральной боли — возможно, потому, что повышенный уровень ГАМК их успокаивает. Результаты не опубликованы, но они убедили Гилберта исследовать, могут ли эти бактерии также снижать тревожность у крыс. «Ясно, что они обладают нейромодулирующим действием», — говорит он.

ГАМК слишком велика, чтобы достичь мозга, проскальзывая через гематоэнцефалический барьер, стенку клеточной защиты, которая ограничивает размер и типы молекул, которые могут попасть в мозг из кровеносных сосудов. Вместо этого молекула может действовать через блуждающий нерв или энтероэндокринные клетки. Некоторые исследователи могут задаться вопросом, почему бактерии могут быть более полезными, чем препараты, повышающие уровень ГАМК. Но Страндвиц говорит, что бактерии могут делать больше, чем просто повышать уровень ГАМК. Он отмечает, что они производят молекулы, которые могут иметь другие эффекты на мозг и тело, тем самым устраняя другие симптомы депрессии.

Он и Гилберт не обеспокоены этой неопределенностью. «Если мы сможем продемонстрировать влияние без каких-либо побочных эффектов, я не вижу причин для отказа от проведения клинических испытаний», — говорит Гилберт.

В Holobiome Страндвиц и его коллеги определили и оценили 30 многообещающих бактерий, продуцирующих ГАМК, включая те, которые тестирует Гилберт. Теперь компания привлекает внешнего производителя, чтобы выяснить, какие бактерии, продуцирующие ГАМК, лучше всего подходят для производства в достаточно больших количествах для тестирования на людях.Исследователи надеются завершить нормативные и этические обзоры вовремя, чтобы начать испытания на людях к началу 2021 года. «Мы смогли добиться таких темпов, потому что знаем нашу микробиологию», — говорит Страндвиц. Первоначальными целевыми состояниями являются бессонница и синдром раздраженного кишечника с запором.

В конечном счете, Holobiome не знает, будут ли его лучшие продукты представлять собой отдельный вид бактерий, группу видов или соединение, созданное бактериями. «На данный момент лучше всего работают живые ошибки», — говорит Страндвиц.Он предполагает, что консорциум бактерий, который включает более широкий спектр видов, чем обычные пробиотики, будет более универсальным и сможет лечить несколько аспектов, например, депрессии.

Holobiome уже выходит за рамки производителей ГАМК. Тысячи недавно выделенных микробов ждут в замороженных флаконах в штаб-квартире компании, чтобы изучить их психобиотический потенциал. «Каждый раз, когда мы видим, что кто-то публикует новую статью о микробиоме, мы можем проверить, есть ли у нас эти бактерии, и повторить эксперименты», — говорит Стивен Сколник из Holobiome, недавно присоединившийся к компании.

Ключевым инструментом для этих экспериментов является «имитатор кишечника», серия колб, соединенных трубками, с несколькими порталами для добавления микробов и наблюдения за тем, что происходит внутри. Позволяя ложному микробиому развиваться из различных комбинаций бактерий, иногда с клетками млекопитающих в смеси, исследователи могут исследовать недавно выделенные микробы и их продукты. Если ученые видят перспективу, они могут быстро подумать о дополнительных продуктах для разработки.

Mariaelena Caboni из Holobiome исследует клетки млекопитающих, используемые для оценки того, как микробы влияют на передачу сигналов нервных клеток в их хозяевах.

Кен Ричардсон

Сколник взял на себя инициативу по получению патента на использование Holobiome квевина — витаминоподобной молекулы, вырабатываемой только некоторыми кишечными микробами — для улучшения психического здоровья. Организм использует моллюск для создания нейромедиаторов, таких как дофамин, серотонин и мелатонин. Неясно, может ли добавление квази-продуцентов или самой молекулы в кишечник помочь людям с психическими заболеваниями, но Страндвиц говорит, что ему нравится эта идея.

«Было удивительно наблюдать стремительный рост микробиома кишечника и мозга», — говорит биолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Элейн Сяо. Как и Страндвиц, она является энтузиастом, помогая основать две компании по разработке микробной терапии нескольких расстройств, включая эпилепсию и аутизм.

Другие исследователи опасаются, что предпринимательство опережает науку. Найт говорит, что венчурные капиталисты финансируют стартапы, разрабатывающие практически любые методы лечения на основе микробиома. Некоторые концепции «очень многообещающие и подтверждаются множеством доказательств», — говорит он, но другие — нет, и они все еще получают деньги.Найт говорит, что инвесторы видят возможности в нетерпеливых пациентах. (Раес говорит, что почти ежедневно получает электронные письма от депрессивных людей, ищущих помощи.)

Микробиологическая терапия не обязательно будет соответствовать тем же стандартам эффективности, что и обычные лекарства. Чтобы продаваться как лекарство, лекарство должно пройти проверку Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США или его эквивалентом в других странах через клинические испытания, которые доказывают его эффективность против конкретных заболеваний. Большинство препаратов для лечения микробиома до сих пор продаются как пробиотики, для которых нормативные пороги ниже, по крайней мере, в Соединенных Штатах, как и ограничения на заявления о здоровье, которые производитель может сделать.Holobiome разрабатывает оба типа продуктов.

В этой области все еще возникают серьезные научные вопросы. По словам Беатрис Пеньалвер Бернабе, системного репродуктивного биолога из Университета Иллинойса, Чикаго, помимо коррелятивного характера большей части исследований и обычных вопросов о том, будут ли исследования на животных перенесены на людей, существует еще и явная сложность человеческого микробиома. «Я не думаю, что это будет« что-то одно ». Нам нужно будет искать конкретные штаммы и дозировки для разных людей.«И, добавляет она, необходимы новые теории и модели, чтобы предсказать, как эти штаммы повлияют на конкретное микробиомное сообщество человека.

Несмотря на препятствия, Гавриш по-прежнему уверена, что некоторые штаммы, которые она выращивает в анаэробной камере, пригодятся для лечения. В конце концов, говорит она, связь между кишечными микробами и человеческим мозгом имеет глубокие эволюционные корни. «Я искренне верю, что вы можете использовать силу сигналов, передаваемых кишечными бактериями за миллионы лет, чтобы помочь людям.”

* Исправление, 11 мая, 11:00: Эта статья была отредактирована, чтобы уточнить, что очередь не является строительным блоком для нейротрансмиттеров и что продуценты ГАМК, а не поедатели, снижают усвоенную беспомощность.

областей исследований | UW Microbiology

ВИРОЛОГИЯ

Вирусные инфекции — основная причина болезней человека. Понимание их биологии, механизмов патогенеза, эпидемиологии и взаимодействия с иммунной системой имеет решающее значение для разработки вакцин и противовирусных препаратов для лечения вирусных заболеваний.Более того, вирусология дала глубокое понимание клеточной биологии, иммунологии, генетики, биологии рака и многих других областей. НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ , чтобы ознакомиться с исследовательскими программами нашего факультета, посвященными вирусологии. Специфические области вирусологии, изучаемые нашим факультетом, включают:

Вирусный патогенез, вакцины и противовирусные препараты Вирусы наиболее известны из-за многих болезней, которые они вызывают. Они варьируются от повсеместной, но в целом безвредной простуды до более редких и смертельных заболеваний, таких как Эбола.Наши преподаватели подходят к проблеме понимания того, как вирусы вызывают заболевание или не могут вызвать заболевание, используя культуру клеток, модели животных и эпидемиологию для изучения вклада как хозяина, так и вируса. Мы используем различные методы, включая целенаправленные исследования отдельных переменных и комплексную методологию системной биологии. Понимая, как вирусы вызывают болезни, наш факультет ищет новые возможности для лечения и разработки нашего лучшего оружия против вирусов, а именно вакцин.Основные патогены, изучаемые в наших лабораториях, включают ВИЧ и другие ретровирусы, вирус гриппа, поксвирусы, герпесвирусы, вирус Западного Нила, вирус Эбола, папилломавирусы, полиомавирусы и аденовирусы, а также другие.

Вирусная онкология Известно, что вирусы вызывают ~ 20% случаев рака у человека, и в настоящее время ведутся исследования, которые могут выявить новые связи между вирусами и раком. Исследования онкогенной активности вирусов продолжают открывать новые взгляды на клеточную биологию и биологию рака невирусного происхождения.Основные онкогенные вирусы, которые находятся в центре внимания наших лабораторий, включают вирусы герпеса, EBV и KSHV; вирус папилломы человека; полиомавирусы человека; вирус гепатита В; и вирус гепатита С.

Viral Evolution Многие вирусы быстро развиваются как в пределах одного инфицированного хозяина, так и в популяции хозяев. Другие вирусы медленно эволюционируют вместе со своими хозяевами. Вирусная эволюция оказывает большое влияние на появление новых вирусных заболеваний и является важным фактором при разработке стратегий лечения и разработки вакцин.Понимая эволюцию вирусов, наши лаборатории надеются, что смогут отслеживать или прогнозировать появление новых патогенных штаммов известных вирусов и разрабатывать стратегии вакцинации и лечения.

Молекулярная и структурная вирусология Чтобы понять, как вирусы размножаются и вызывают заболевания, мы должны выяснить их структуру и биохимию их белков. Кроме того, уникальные свойства некоторых вирусных ферментов сделали их бесценным инструментом молекулярной биологии.Наши лаборатории используют передовые биофизические и биохимические методы, чтобы определить, что заставляет вирусы тикать.

БАКТЕРИОЛОГИЯ

Необычайный спектр процессов, на которые влияют бактерии и археи, простирается от таких больших и сложных систем, как наш климат и здоровье, до таких мелких вещей, как запах некоторых из наших любимых сыров. НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ , чтобы увидеть наших преподавателей, изучающих эти удивительные микроскопические организмы. Аспекты бактериологии, представленные нашим факультетом, включают:

Бактериальная физиология Распространенное заблуждение состоит в том, что бактерии являются примитивными формами жизни по сравнению с эукариотическими видами.На самом деле бактерии — это высокоразвитые организмы, которые чувствуют удивительное количество разнообразных стимулов и реагируют на них. Наши исследователи исследуют процессы, начиная от источников и последствий мутаций до механизмов, с помощью которых бактерии преобразуют сигналы в действия и взаимодействуют друг с другом. Чем ближе мы смотрим на этих удивительных микробов, тем яснее становится, что их сложность недооценивается.

Бактериальный патогенез Наше отделение имеет богатую и легендарную историю исследований бактериального патогенеза, восходящую к некоторым из самых ранних исследований вирулентности, обеспечиваемой плазмидами, и первой демонстрации передачи ДНК от бактерий к растениям.Сегодня наши исследователи продолжают вносить значительный вклад в эту область, исследуя сложные молекулярные взаимодействия важных патогенов, таких как Salmonella , Staphylococcus , Yersinia , Listeria , Pseudomonas , Acinetobacter heria , Escinetobacter , . Helicobacter , Burkholderia и микобактерии с их хозяевами. Эти бактерии являются одними из важнейших глобальных причин заболеваемости и смертности в современном мире.

Bacterial Evolution При примерно 10 ³⁰ бактериях на Земле, а время деления этих организмов иногда составляет всего 20 минут, в любой момент времени происходит невероятное количество бактериальной эволюции. У бактериальной эволюции много последствий. Примеры включают наше понимание происхождения многоклеточной жизни и недавний рост устойчивости к антибиотикам. Наши преподаватели, специализирующиеся в этой области, заинтересованы в понимании молекулярных механизмов, с помощью которых бактерии адаптируются и развиваются, а также в последствиях бактериальной эволюции для инфекционных заболеваний и бактериальной экологии.

Microbial Ecology Новые технологии визуализации и генома позволяют нам получить беспрецедентное представление о том, как бактерии и археи заселяют и взаимодействуют с живыми и неживыми компонентами своей окружающей среды.