Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН
В статье представлены результаты воздействия инфракрасного излучения на Listeria monocytogenes в продукции животного происхождения, получены результаты чувствительности микроорганизма к антибактериальным препаратам.
Listeria monocytogenes, продукция животного происхождения, обезвреживание, антибиотикорезистентность, инфракрасное излучение
Роль микроорганизмов в возникновении и эволюции биосферы бесконечно велика. Они участвуют практически во всех природных процессах и занимают более одной трети живого вещества биосферы. В естественных условиях микроорганизмы постоянно находятся в стрессовых условиях обитания. На них непременно воздействуют разные физико-химические факторы в высоких или низких дозах и концентрациях [1,3].
Одна из главных задач ветеринарии является максимальное снижение вероятности увеличения динамики возникновения пищевых отравлений, которые напрямую связанны с употреблением продукции животного происхождения, предотвращая процесс строгим контролем этапов производства и технологических процессов, где возможен фактор риска контаминирования пищевых продуктов патогенными и условно-патогенными микроорганизмами [5]. Реальные механизмы контроля на всех этапах производственных процессов подчёркивают необходимость развития методических подходов к выделению и идентификации сублетально поврежденных микроорганизмов, внедрение эффективных методов их обезвреживания.
Интенсивное использование антибактериальных средств, зачастую с применением завышенных доз, нецелесообразное увеличение курса лечения и кратности применения без анализа видовой и возрастной чувствительности животных, а также без учета фармакокинетики лекарственных веществ приводит к развитию нежелательного терапевтического эффекта у животных, часто носящего тяжелый характер [8]. При выборе АБП необходимо ориентироваться на рациональность применения, а также целесообразность применения в целом. Важным этапом терапии является изоляция патогена, определение его чувствительности к АБП, выбор препарата с учетом селективного подхода, ориентированного на механизм действия и фармакокинетику.
Широкое применение антибактериальных средств в животноводстве способствует селекции клонов микроорганизмов со стойкой резистентностью. Необходимо отметить, что в данный момент остро выявилась проблема приобретения резистентности, под которой способность микроорганизма оставаться жизнеспособным под воздействием больших концентраций лекарственных веществ и не теряя способность к размножению при применении терапевтических доз антибиотиков, в отличие от остальных представителей микроорганизмов [4].
Ведение интенсивной технологии производства, биологическая адаптация микроорганизмов к стрессовым факторам окружающей среды, стремительное распространение сетей быстрого общественного питания с несоблюдением технологии пищевого производства являются главными факторами, которые способствуют стремительному распространению пищевых отравлений. Несоблюдение технологий при применении консервантов и при применении модифицированной газовой среды, несоблюдение температурных режимов при технологических процессах ведет к появлению сублетально поврежденных бактерий с новыми патогенными свойствами. Именно поэтому необходимо изыскивать новые способы обезвреживания патогенных микроорганизмов.
Listeria monocytogenes является одним из значимых в эпидемиологическом отношении возбудителем бактериальных инфекций. Заболеваемость листериозом в России официально регистрируется с 1992 года. Заболевание в мире регистрируется ежегодно на всех континентах Земного шара: в Европе, в Азии, Африке, Южной и Северной Америке. Прежде всего это связано с употреблением продуктов низкого качества, появления современных технологий производства, не гарантирующих санитарного качества продуктов, распространение общественного питания, бесконтрольное использование стоков перерабатывающих мясных предприятий, использование удобрений от животных и др. [6].
Listeria monocytogenes – грамположительная палочка с закругленными концами, не образующая спор и капсул, подвижная в молодых культурах, факультативный аэроб, хорошо растет на обычных питательных средах. Листерии длительное время сохраняются во внешней среде, устойчивы к различным факторам внешней среды и могут долгое время сохранять свою жизнеспособность во внешней среде и размножаться в мертвых тканях при низкой температуре, также возможно размножение листерий в почве.
В продукции животного происхождения листерии могут сохранять свою жизнеспособность в мясе говядины в пределах 17 суток. В замороженном мясе свинины могут сохранять жизнеспособность в течение 14 месяцев при температуре от минус 10 до минус 20°С. А при хранении говядины при температуре минус 6°С могут сохранять свои жизнеспособные свойства около 9 месяцев, в замороженном мясе баранины при минус 10 до минус 23°С в течение 20 дней. В другой продукции животного происхождения могут оставаться жизнеспособными в следующем порядке: в мясокостной муке – 134 дня, в не консервированных шкурах – 90 дней, в консервированных солью шкурах – 62 дня. При варке мяса баранины листерии погибают в течении часа при условии, что масса куска 1-2,5 кг и толщина 8-10 см.
Имеются данные о том, что листерии могут обладать повышенной устойчивостью к тепловой обработке и в некоторых случаях выживать при общепринятых режимах варки и копчения мясной продукции. Устойчивость листерий к консервированию поваренной солью неоднозначно. Листерии сохраняют жизнеспособность при. На выживаемость патогенных бактерий в ферментированных мясных продуктах одним из важных факторов является взаимодействие их с технологической микрофлорой. Было установлено, что молочнокислые микроорганизмы способны противостоять в отношении различных видов листерий выделяя специфические антибактериальные вещества. Данные вещества способны подавлять рост болезнетворных штаммов листерий. L. monocytogenes, так же, как и другие виды листерий, чувствительны к широкому спектру антибиотиков, однако отдельные штаммы, выделенные из клинического материала и пищевых продуктов, обладали высокой устойчивостью к эритромицину, тетрациклину и хлорамфениколу. Резистентность к антибиотикам в большинстве случаев была детерминирована соответствующими плазмидами, за исключением тетрациклина, ген устойчивости к которому находится в хромосоме [2].
Объектом исследования является штамм Listeria monocytogenes штамм 766 приобретенный из коллекции ФГБУ «ГНЦ ПМБ». Для проведения исследования изначально требовалось подготовить суспензию с заданной концентрацией клеток тестовых культур с использованием оптического стандарта мутности МакФарланда для дальнейшей контаминации образцов мяса. Для проведения исследования использовали концентрацию суспензии 1,5·10³ КОЕ/мл, соответствующую 0,5 единицам стандарта мутности МакФарланда.
Определение чувствительности микроорганизма к антибактериальным препаратам происходило до воздействия инфракрасного излучения и после (табл. 1). Инфракрасное излучение охватывает длину волн от 780 нм до 1000 мкм. Действие инфракрасного излучения на микроорганизмы изучено плохо [7].
Таблица 1 – Определение чувствительности Listeria monocytogenes к АБП
|
Шифр образца |
Цефо-таксим |
Цефе-пим |
Ими-пенем |
Цип-рофлок-сацин |
Цефт-риак-сон |
Амок-сицил-лин |
Хло-рамфе-никол |
Тетра-цик-лин |
Цефо-кситин |
Цеф-тази-дим |
|
Зона задержки роста, мм |
||||||||||
|
До воздействия ИФИ |
- |
- |
22 |
20 |
- |
20 |
- |
- |
- |
- |
|
Экспозиция 1 час |
- |
- |
23 |
21 |
- |
21 |
- |
- |
- |
- |
|
Экспозиция 2 часа |
- |
11 |
24 |
22 |
- |
22 |
- |
10 |
- |
- |
|
Экспозиция 3 часа |
- |
12 |
26 |
22 |
- |
23 |
- |
11 |
- |
12 |
Listeria monocytogenes устойчива к семи АБП (цефотаксим, тетрациклин, хлорамфеникол, цефтазидим, цефотаксим, цефепим цефокситин), чувствительна оказалась к трем АБП (ципрофлоксацин, имипенем, амоксициллин). Экспозиция при инфракрасном излучении составляла 1 час, 2 часа и 3 часа. После экспозиции в 1 час зона задержки роста увеличивалась к тем препаратам, к которым был чувствителен микроорганизм. Спустя 2 часа экспозиции появилась зона задержки роста к цефепиму и тетрациклину, спустя 3 часа увеличилась зона задержки роста к данным препаратам. Появилась задержка роста через 3 часа экспозиции к цефтазидиму.
В процессе эксперимента исследуемые образцы мяса свинины, контаминированные Listeria monocytogenes, проходили этапы экспозиции через 1 час, 2 часа и 3 часа. Обладая устойчивостью к определенным АБП по истечению времени микроорганизм терял свои свойства и становился чувствительным к некоторым препаратам, что указывает на положительную динамику применения инфракрасного излучения для обезвреживания мясных продуктов.
1. Абызов, С. С. О возможности длительного пребывания жизнеспособных микроорганизмов в толще Антарктического ледника / С. С. Абызов, Н. Е. Бобин, Б. Н. Левчук // Торможение жизнедеятельности клеток. – Рига: Зинатне, 1987. – С. 43–54.
2. Ветеринарно-санитарная экспертиза мяса и мясопродуктов при инфекционных болезнях: учебное пособие / составитель Л. К. Сарыглар. – Кызыл: ТувГУ, 2020. – 82 с.
3. Влияние космического излучения на вегетативные клетки и споры Р+ варианта Bacillus brevis var. G-B. / И. М. Пархоменко [и др.] // I Всесоюзный радиобиологический съезд, Москва, 21–27 августа 1989: тезисы докладов / Академия наук СССР, Научный центр биологических исследований. – Пущино, 1989. – Т. IV. – С. 1005–1006.
4. Волосовец, А. П Современные взгляды на проблему антибиотикорезистентности и ее преодоление в клинической педиатрии /А. П. Волосовец, С. П. Кривопустов, Е. И Юлиш // Новости медицины и фармации. – 2008. – № 236.
5. Гореляд, Х. С. Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами технологии переработки продуктов животноводства / Х. С. Гореляд, В. А. Макаров, И. Е. Чеботарев. – Москва: Колос, 1981. – 584 с.
6. Зайцева, Е. А. Микробиологическая диагностика листериоза: учебное пособие / Е. А. Зайцева, Р. Н. Диго. – Владивосток: ТГМУ, 2016. – 96 с.
7. Медведев, А. П. Физико-химические факторы, влияющие на микроорганизмы / А. П. Медведев, В. Н. Алешкевич // Ветеринарный журнал Беларуси. – 2017. – № 1. – С. 26–29.
8. Навашин, С. М. Рациональнальная антибиотикотерапия / С. М. Навашин, И. П. Фомина. – Москва: Медицина, 1982. – 496 с.
