Рис. 9 Частота высеваемости (%) микрофлоры кишечника при ингаляции плесневых грибов. За 0 принято значение показателя у контрольных животных. Обозначение: E.coli (1) – лактозоположительные, E.coli (2) – слабоферментирующие кишечные палочки
Обобщая полученные результаты, следует отметить, что реакция микрофлоры кишечника зависит от таксономической принадлежности штамма, пути поступления и концентрации/дозы микроорганизмов.
Проведенные исследования и анализ банка данных по гигиеническому нормированию промышленных микроорганизмов позволили сформулировать основные этапы формирования дисбаланса микроэкологии кишечника – изменение частоты высеваемости представителей микрофлоры – изменение концентрации E.coli и представителей условно-патогенной микрофлоры – снижение содержания бифидобактерий и лактобацилл.
Сопоставление критериально значимых, лимитирующих эффектов (иммунотропного, сенсибилизирующего, дисбиотического) микроорганизмов позволило придти к выводу, что признаки дисбиотических отклонений выявляются, как правило, на изоэффективных уровнях или при воздействии больших концентраций/доз по сравнению с регистрацией сенсибилизирующего и иммунотропного эффектов. Это свидетельствует о том, что нарушения микроэкологического баланса кишечника опосредованы изменениями иммунной системы организма [, 1999, , 1988, 1989, , 2004], что подтверждает целесообразность оценки микроэкологии кишечника при гигиеническом нормировании только приоритетных промышленных микроорганизмов.
6. О гигиеническом нормировании биотехнологических штаммов в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения
В настоящее время в России содержание промышленных микроорганизмов в воде водоемов не лимитируется, хотя уже давно существует практика гигиенического нормирования химических веществ (, и др.1999).
Опубликованы многочисленные данные о влиянии промышленных микроорганизмов на санитарное состояние водоемов. Так, установлено вредное влияние B.thuringiensis в концентрации 108 кл/л, P.aurantiaca и P.carnea в концентрациях 106 и 107 кл/л на микробиоценоз и процессы самоочищения водоемов [, , 1999, , 1981]. Показано значимое влияние микробных препаратов, представляющих консорциум из Bacillus, Pseudomonas, на санитарно-микробиологические показатели воды в концентрации 107 кл/л и на органолептические свойства воды в концентрации 109 кл/л [, 2000].
Нами проведено изучение влияния промышленных микроорганизмов (R.corallinus, B.licheniformis 60, P.caryophylii, A.denitrificans, A.awamori, P.canescens) на организм при длительном энтеральном поступлении.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что при длительном введении в желудок промышленные микроорганизмы в концентрациях 105, 106 и 107 кл/л оказывали иммунотропное, сенсибилизирующее и дисбиотическое действие. Влияние штаммов выражалось в дисбалансе иммунокомпетентных клеток, формировании гиперчувствительности немедленного и замедленного типа, а также изменении качественной и количественной характеристики аутохтонной микрофлоры кишечника (табл.6, рис.8б). Для большинства изученных штаммов установлены минимально действующие (105 кл/л) и недействующие (104 кл/л) уровни при введении в желудок.
При энтеральном введении штаммов в минимально эффективных дозах выявлена линейная связь между показателем дегрануляции тучных клеток и балансом иммунокомпетентных клеток, а также между показателями дегрануляции тучных клеток и эозинофилии в зависимости от таксономической характеристики микроорганизмов. Установленные зависимости аналогичны таковым при ингаляционном воздействии биотехнологических штаммов.
Необходимо отметить, что характер действия промышленных микроорганизмов при энтеральном введении определяется таксономической характеристикой штамма, а выраженность неблагоприятных эффектов (иммунотропного, сенсибилизирующего и дисбиотического) зависит от дозы. Особое внимание нужно обратить на оценку микроэкологического баланса кишечника, т. к. при поступлении в желудочно-кишечный тракт биотехнологические штаммы могут оказывать непосредственное влияние на микрофлору кишечника.
Таблица 6
Характеристика иммунотропного и сенсибилизирующего действия биотехнологических штаммов при энтеральном введении
концентрация, кл/л | Т- лимфоциты % | В- лимфоциты % | ГНТ % | ГЗТ мм |
B. licheniformis 60 Контроль 2х105 2х107 | 43.2±1.4 35.0±1.1* 33.9±1.6** | 21.6±0.7 19.0±1.0 30.5±1.7** | 4.2±0.5 8.2±0.9* 13.4±1.5** | 0.11±0.024 0.26±0.028* 0.21±0.035 |
R. corallinus Контроль 2х107 | 46.3±2.4 45.5±1.5 | 19.8±2.9 20.4±1.0 | 4.7±1.0 5.8±1.1 | 0.12±0.02 0.21±0.04 |
P.caryophylii Контроль 4х105 4х107 | 46.3±2.4 38.4±2.1* 32.4±3.1** | 19.8±2.9 24.2±4.8 28.0±4.4 | 5.3±1.4 15.2±6.6* 15.8±3.3** | 0.13±0.02 0.25±0.03* 0.25±0.03* |
A. denitrificans Контроль 104 105 106 | 42.7±1.3 40.6±1.3 37.1±1.7* 33.1±2.3** | 19.2±0.9 19.6±0.9 20.4±0.8 25.6±1.2** | 6.9±0.9 8.0±1.0 11.6±1.3** 19.3±2.0*** | 0.12±0.03 0.24±0.03 0.31±0.04* нет данных |
A.awamori Контроль 4х105 4х107 | 43.2±1.4 37.0±1.1* 33.2±1.7** | 21.6±0.7 25.0±1.0* 30.0±1.8** | 4.5±0.6 15.1±2.3*** 34.6±6.6*** | 0.11±0.024 0.14±0.018 0.23±0.036* |
P.canescens Контроль 6x104 6x105 | 41.6±0.8 39.2±1.2 29.6±1.2** | 21.3±1.8 22.8±1.5 24.9±1.6 | 3.5±0.6 5.5±0.7 7.6±0.9* | 0.15±0.03 0.14±0.06 0.24±0.07 |
Обозначения: * Р<0.05, ** Р<0.01, *** Р<0.001
Совокупность собственных и литературных данных позволили предложить программу исследований по гигиеническому нормированию промышленных микроорганизмов и микробиологических препаратов на их основе в воде водоемов, включающей оценку органолептических свойств воды, изучение общесанитарного режима водоема и проведение токсикологического эксперимента.
7. Научное обоснование гигиенической классификации промышленных микроорганизмов и гармонизация ее с международными рекомендациями
Основные положения и выводы о характере вредного действия промышленных микроорганизмов позволили разработать и научно обосновать их гигиеническую классификацию по степени опасности их воздействия на организм (табл. 7).
Таблица 7
Гигиеническая классификация промышленных микроорганизмов
по степени опасности
показатели | ||||
Показатели патогенности - пороговая доза, кл/жив. | ≤ 107 | > 107 | ||
-минимальная доза высевания, кл/жив. | ≤ 107 | > 107 | ||
-диссеминация в кровь и органы, дни | Диссеминация 1-30 дней | Персистирование 1-15 дней | ||
ПДКр. з., кл/м3 | Не рекомендуются к использованию в биотехнологической промышленности | ≤ 5х103 | >5х103 | |
ПДКа. в., кл/м3 | ≤ 5х102 | >5х102 | ||
Limch sens, кл/м3 | ≤ 5х104 | >5х104 | ||
Limch imm, кл/м3 | ≤ 5х104 | >5х104 | ||
Limch dis, кл/м3 | ≤ 5х105 | >5х105 | ||
Обозначения:
1 класс – особо опасные инфекции
2 класс – опасные микроорганизмы, возбудители других инфекционных заболеваний
3 класс – умеренно опасные микроорганизмы
4 класс – мало опасные микроорганизмы
Согласно предложенной классификации промышленные микроорганизмы, которые могут иметь контакт с человеком, разделены на 4 класса. Количественные признаки патогенности (пороговая и минимальная доза высеваемости, сроки пребывания в теплокровном организме) при однократном введении высоких доз микроорганизмов положены в основу деления микроорганизмов на 2 группы. На основании учета этих признаков 1 класс (особо опасные инфекции) и 2 класс (опасные микроорганизмы) являются патогенными и не могут быть рекомендованы к использованию в биотехнологической промышленности.
Таблица 8
Показатели патогенности биотехнологических штаммов микроорганизмов при однократном внутрибрюшинном введении
Промышленные микроорганизмы | DV50, кл/жив | «порого- вая» доза, кл/жив | диссеминация | ||
Сроки высева сут. | Min доза, кл/жив | Орган-мишень | |||
Микромицеты Aspergillus, Penicillium, Tolypocladium, Candida | >109-12 | 109-10 | 2 | 109-11 | Кровь, почки, селезенка |
Грамположительные бактерии Bacillus, нокардиоформные актиномицеты Rhodococcus | >1010-12 | 109-11 | 2 | 109-11 | Кровь, почки, селезенка, печень |
Грамотрицательные бактерии Alcaligenes, Pseudomonas, E. coli | 1010-12 | 108-9 | 2,5 | 108-10 | Кровь, почки, селезенка |
Проведенные исследования показали, что изученные штаммы не проявляли вирулентных, токсичных и токсигенных свойств в отношении теплокровных животных (табл.8). Поэтому они относятся к 3 (умеренно опасные) и 4 (мало опасные) классу опасности и могут быть рекомендованы для использования в промышленных целях. Только штамм E.coli DLT 1270 обладал патогенными свойствами (2 класс опасности) и не был рекомендован для использования в биотехнологии.
Длительный производственный контакт с непатогенными микроорганизмами приводит к аллергизации работающего контингента, поэтому использование промышленных микроорганизмов требует обоснования безопасных уровней воздействия и оценки риска их воздействия на организм в условиях биотехнологического производства.
В связи с этим в основу деления биотехнологических штаммов на 3-ий и 4-ый классы положены величина ПДК в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе, порог хронического действия по сенсибилизирующему эффекту (Limch sens), порог хронического действия по иммунотропному эффекту (Limchimm) и порог хронического действия по дисбиотическому эффекту (Limch dis).
По таксономической структуре к 3-му классу опасности (умеренно опасные микроорганизмы) относятся грамотрицательные бактерии (Pseudomonas, Alcaligenes, Arthrobacter, Azotobacter и др.), актиномицеты (Actinomyces, Streptomyces), микромицеты (Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Tolypocladium) и дрожжеподобные грибы рода Candida.
На их долю приходится 70% всех используемых в промышленности микроорганизмов, что свидетельствует об актуальности и необходимости проведения исследований по оценке опасности микроорганизмов, регламентированию и оценке их риска для здоровья работающих.
Среди штаммов, относящихся к 3 классу опасности, можно выделить микроорганизмы родов Candida, Aspergillus и Pseudomonas (11%), которые обладают выраженным неблагоприятным действием на организм и имеют ПДКр. з. на уровне 102 кл/м3. Принимая во внимание клинико-гигиенические данные о неблагоприятном действии этих штаммов, биотехнологические производства отказываются от использования микроорганизмов с высоким аллергенным потенциалом и перепрофилируются в сторону менее аллергеноопасных штаммов.
Меньшая часть штаммов (30%) относится к 4 классу опасности (малоопасные). Основу этой группы составляют B.subtilis, B.licheniformis, а также представители родов Rhodococcus, Lactobacillus, Micrococcus. При этом неблагоприятное действие микроорганизмов этих родов на экспериментальных животных проявляется на значительно более высоких, чем 105 кл/м3 уровнях воздействия.
При научном обосновании гигиенической классификации микроорганизмов, используемых в промышленности, были использованы рекомендации международных организаций (ЕФБ, FAO, OECD) для унификации и координации деятельности, направленной на обеспечение безопасности условий труда и рационального трудового процесса на биотехнологических предприятиях.
8. Разработка подходов к оценке профессионального риска воздействия промышленных микроорганизмов на здоровье работающих
Новым направлением в методологии оценки риска является интенсивно развиваемая в последние годы рядом международных организаций, в частности FAO, концепция микробиологического риска.
Микробиологический риск рассматривают как профессиональный, если существует вероятность развития нарушения здоровья под действием микроорганизмов в процессе трудовой деятельности.
Анализ клинико-гигиенических исследований за последние 30 лет и банка данных по гигиеническому нормированию промышленных микроорганизмов выявил зависимость наблюдаемых изменений от уровня действующего фактора, а на производстве также от стажа работы.
Клинико-гигиеническое обследование основных микробиологических производств: белково-витаминного концентрата и гидролизных дрожжей (продуцент Candida), ферментных препаратов (продуценты Aspergillus, Bacillus), препарата дендробациллин (продуцент B.thuringiensis) позволило выделить зоны выраженности нарушений здоровья работающих в зависимости от концентрации микробного аэрозоля в воздухе различных цехов микробиологического производства (табл.9).
Таблица 9
Характеристика категорий риска профессионально обусловленных нарушений здоровья работников биотехнологических предприятий
категория риска | класс условий труда | характер и степень выраженности клинических проявлений |
малый | 2 (допустимый) к ≤ ПДК | клинические проявления не выявлены |
низкий | 3.1 (вредный) 1ПДК < к ≤10 ПДК | ранние признаки бронхо-легочной патологии – сухой кашель, ощущение першения в носу и горле, сухость слизистой носа, а также зуд кожи и отечность, миконосительство у лиц, имеющих контакт с микромицетами. повышенная заболеваемость с временной утратой трудоспособности, в том числе органов дыхания. |
средний | 3.2 (вредный) 10 ПДК < к ≤100 ПДК | увеличение неспецифических заболеваний органов дыхания (трахеит, хронический бронхит, пневмония) в 2.5 раза, при обследовании увеличение положительных серологических реакций и аллергологических тестов, снижение Т-лимфоцитов и увеличение В-лимфоцитов, миконосительство у работающих, контактирующих с микромицетами. |
выше среднего | 3.3 (вредный) к > 100 ПДК | аллергический ринит, астматический бронхит, бронхиальная астма, дерматиты, рецедивирующая крапивница, микозы стоп, ладоней и ногтей. |
Так, при воздействии микроорганизмов-продуцентов в концентрациях 1ПДК< k ≤10ПДК у работников микробиологических производств выявляются ранние признаки бронхо-легочной патологии – сухой кашель, ощущение першения в носу и горле, сухость слизистой носа, зуд и отечность кожи, а также миконосительство у лиц, имеющих контакт с микромицетами. Наблюдаемые изменения носят нестойкий характер и соответствуют минимальному риску.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
