ekologia i ochrona środowiska
advertisement
EKOLOGIA I OCHRONA ŚRODOWISKA Wirusy i bakterie chorobotwórcze jako zanieczyszczenia biologiczne środowiska Wirusy i bakterie chorobotwórcze są w środowisku naturalnym składnikiem obcym, wprowadzanym ze ściekami bytowo-gospodarczymi lub wydalinami ludu i zwierząt. Poza organizmem gospodarza nie mogą się rozmnażać, ale przeżywają pewien czas stanowiąc poważne niebezpieczeństwo infekcji. Długość tego czasu jest różna dla różnych drobnoustrojów, chociaż zależy również od warunków panujących w środowisku, np. od: temperatury, pH, wilgotności, nasłonecznienia, składu chemicznego. .Jednak dopóki drobnoustroje te zachowują swoją żywotność i wirulen­cję dopóty stanowią one nagrożenie epidemiologiczne dla ludzi. W odróżnieniu od zagrożeń typu nowotworowego sal to czynniki, które mogą wywołać proces chorobowy po bardzo krótkim czasie od chwili zakażenia, są one także często przyczyną masowych zachorowań. W środowisku naturalnym mogą się znajdować właściwie wszystkie wirusy i bakterie chorobotwórcze atakujące człowieka. Działalność w zakresie oczyszczania ścieków, uzdatniania i dezynfekcji wody do picia, oraz utrzymywania czystości w miejscach publicznych, stała kontrola i od­powiednio normujące stan sanitarny przepisy, zmierzają do przecinania dróg przenoszenia się zarazków i do ochrony zdrowia ludności. Wirusy są zarazkami wewnątrzkomórkowymi. Proces namnażania wirusa od­bywa się kosztem komórki gospodarza, w wyniku czego komórka ginie. zakaźna cząstka wirusa zwana jest wirionem. Wymiary wirusów zbliżają je do wielkości makromolekuł białkowych. Najmniejsze nie przekraczają średnicy 10 nm, największe z nich mają wielkość około 300 nm. Wirusy, jako jedyne żywe ustroje, nie wykazują budowy komórkowej. Są to cząstki, które zawierają jeden kwas nukleinowy (DNA lub RNA). Kwas ten tworzy genom, który jest otoczony białkowym płaszczem, zwanym kapsydem. Wrotami zakażenia dla osób zdrowych jest droga oddechowa lub pokarmowa. Wirusy atakujące człowieka występują w ściekach bytowo-gospodarczych, w wo-dach powierzchniowych, lecz mogą się też znaleźć w niewłaściwie uzdatnionej wodzie do picia. Występują poza tym w powietrzu atmosferycznym na czystkach pyłu i kurzu, w glebie oraz na warzywach i owocach. Niektóre wirusy są przenoszone na człowieka przez przenosicieli pośrednich. Choroby wirusowe przebiegają ostro, zaczynając się objawami uogólnionymi, które w późniejszym etapie choroby dają dość wyraźna objawy specyficzne. Często dołączają się powikłania bakteryjne lub alergiczne. Pewne wirusy pokonują barierę łożyskową i przechodzą z krwi matki do płodu, powodując często ciężkie uszkodzenia, na przykład: wirus różyczki, wirus cytomegalii (wirusowe schorzenia gruczołów ślinowych), wirusy Coxsackie, wirusy ECHO, wirus poliomyelitis. Ważniejsze wirusy atakujące człowieka Grupa Adenowirusów Wirusy należące do tej grupy zakażają błony śluzowe. Niektóre wywoła ją ostre stany zapalne układu oddechowego, nieżyty górnych dróg oddechowych, zapalenia błon śluzowych jamy ustnej i gardła, oraz zapalenie spojówek. Zwraca się ostatnio uwagę na możliwość zakażenia drogą pokarmową. Wirusy są wydalane z organizm chorego podczas kaszlu i kichania w postaci aerozolu oraz mogą występować w kale. Wirusy są wydalane z ustroju przez bardzo długi czas, ,jednak okres ich przeżywania poza ustrojem jest stosunkowo krótki. Grupa Enterowirusów Do enterowirusów atakujących człowieka należą: - wirus Polio typy 1-3, - wirusy Coxsackie A - powyżej 24 typów, - wirusy Coxsackie B - typy 1-6, - wirusy ECHO - powyżej 30 typów, - enterowirusy typy 68-71, dawniej klasyfikowane jako wirusy Coxsackie lub ECHO. Wirusy te są wydalane na zewnątrz wraz z kałem, moczem lub z wydzieliną jamy nosowogardłowej podczas kaszlu. Czas ich przeżywania poza organizmem, zwłasz­cza w ściekach i w wodzie powierzchniowej, jest różny. Wirusy Polio żyją nawet do kilku miesięcy. Enterowirusy są oporne na wszystkie znane antybiotyki. Nieefektywne są także pewne środki dezynfekcyjne, jak 70-procentowy alkohol, 5-procentowy lizol, różne detergenty. Stężenie 0,3-0,5 ppm wolnego chloru powoduje szybką inaktywację wirusów, lecz obecność związków organicznych chroni je przed ostatecznym efektem zabójczym. Działanie temperatury około 50 °C niszczy szybko wirusy. Stwierdza się jednak działanie stabilizujące chlorku magnezu, w obecności którego wirusy przeżywają tę temperaturę przez 1 godzinę. Enterowirusy znoszą dobrze niską temperaturę. W stanie zamrożenia przeżywają wiele lat. Promieniowanie ultra-fioletowe inaktywuje enterowirusy bardzo gwałtownie. Biologiczne oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego zmniejsza wyraźnie liczbę wirusów w odpływie ścieków w stosunku do ich stężenia w ściekach surowych. Jest to jednak wyłącznie wynik procesu adsorpcji cząstek wirusa na powierzchni skupień osadu czynnego, ściślej na warstwie śluzu. W razie pogorszenia się indeksu osadu czynnego możliwe jest ponowne uwalnianie żywych wirusów. Patogeneza zakażeń enterowirusami wskazuje, iż wrotami zakażenia jest jama ustna. Czas inkubacji (definiowany jako czas upływający od zakażenia do pojawienia się pierwszych objawów chorobowych) wynosi od 7 do 14 dni, ale może także wynosić od 2 do 35 dni. Po namnażaniu się wirusów w jamie nosowo-gardłowej oraz w jelicie następuje wiremia (przejście wirusów do krwi), a wraz z nią inwazja wirusów, które atakują różne organy wewnętrzne. W tym czasie wirusy są wydalane z kałem. ()kres wydalania trwa kilka tygodni. Po infekcji, przez okres od I do 2 tygodni wirusy występują w gardle chorego. Enterowirusy były równiej izolowane z płynu mózgowo-rdzeniowego, serca, moczu i ze spojówek. W i r u s y P o l i o. Wirus folio wywołuje zapalenie przednich rogów rdzenia kręgowego (poliomyelitis). Jest to ostra choroba zakaźna, która trwale uszkadza ośrodkowy układ nerwowy. Na skutek uszkodzenia tkanki nerwowej, w tym zniszczenia neuronów ruchowych rdzenia kręgowego, następuje porażenie mięśni poprzecznie prążkowanych i trwałe kalectwo. W pewnych przypadkach dołącza się dodatkowo zapalenie mięśnia sercowego i powiększenie węzłów chłonnych. Zakażenia wirusem Polio szerzą się bardzo szybko, doprowadzając do powstania epidemii. Zapobieganie i opanowywanie zakażeń polega przede wszystkim na obowiązkowym szczepieniu. W razie zagrożenia epidemiologicznego prowadzi się zaostrzony kont­rola sanitarną, a ścieki bytowo-gospodarcze poddaje dezynfekcji. W i r u s y C o x s a c k i e. Wirusy tej grupy są szeroko rozprzestrzenione i izo­lowane od chorych na całej kuli ziemskiej. Można je wykryć w kale, wymazie z gardła, w ściekach i wodzie. Są czasem przenoszone przez muchy. Ze względu na podobne cechy epidemiologiczne z wirusami polio i wirusami grupy ECHO, mogą w środowisku występować razem, a nawet można je wykryć u tych samych osób. Wirusy Coxsackie wywołują zapalenie opon mózgowe-rdzeniowych, opryszcz-kowe zapalenie gardła (herpangina), zapalenie mięśnia sercowego i osierdzia oraz infekcje dróg oddechowych i tzw. przeziębienia. Wirusy Coxsackie mogą się przedostawać przez łożysko do płodu lub mogą zakażać noworodka w czasie porodu. Są wówczas przyczyną poważnych zaburzeń pracy serca oraz zapalenia mięśnia serowego i mózgu. W i r u s y E C H O (enteric cytopathogenic human orphan). Podobnie jak wirusy Coxsackie, są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie. Wywołują wiele chorób. o różnym nasileniu: od zakażeń utajonych poprzez lekkie objawy chorobowe, aż do poważnych zachorowań kończących się czasem zgonem. Wywołują poliopodobne porażenia (porażenia i niedowłady cofają się w czasie do dwóch miesięcy), zapalenie opon mózgowych, tzw. aseptyczne letnie biegunki i schorzenia gorączkowe, skórne wysypki oraz infekcje układu oddechowego. Grupa Poxvirus Ospa prawdziwa powodowana przez Orthopoxvirus variolao występowała we wszystkich częściach świata w postaci wielkich epidemii o bardzo wysokim odsetku śmiertelności. Wrotami zakażenia wirusem ospy jest błona śluzowa dróg od­dechowych. Okres inkubacji trwa 12-14 dni. Pierwotnie wirus namnaża się w węzłach chłonnych, po czym następuje wiremia i wniknięcie wirusa do komórek układu siateczkowo-śródbłonkowego. W całym ustroju następuje wtórne namnażanie wiru­sa w tym układzie. Następnie pojawia się ponowna, lecz bardziej nasilona wiremia oraz objawy kliniczne choroby. Przebycie choroby pozostawia trwałe ślady na skórze. Wirus występuje w powietrzu na cząstkach pyłu. Jest oporny n a wysuszenie. Przeżywa w temperaturze pokojowej bardzo długo, nawet około roku; dłużej w ciemności niż na świetle. Ogrzewanie w temperaturze 60°C przez 10 min. zabija wirusa. W stanie wysuszenia wytrzymuje temperaturę 100°C. Wirus jest wrażliwy na działanie ultrafioletu. Jest inaktywowany przez silne utleniacze typu polichlorków lub nadmanganianu potasu. Wirus ospy jest oporny na działanie I-procentowego roztworu fenolu w temp. 4°C, ale jest inaktywowany, gdy ten zabieg odbywa się w temperaturze 37°C. Obecnie, dzięki powszechnym, wieloletnim szczepieniom, ospa została opanowana. Grupa Ortomyksowirusów Wszystkie zidentyfikowane dotychczas wirusy tej grupy uznano za wirusy wywołujące grypę. Są to średniej wielkości formy kuliste, pleomorficzne, a nawet nitkowate, zawierające jednoniciowy RNA i podstawowe lipidy. Powodują ostre zakażenie dróg oddechowych, szerzące się drogą zakażenia kropelkowego. Wiremia raczej nie występuje. Wirus jest zlokalizowany w jamie nosowo-gardłowej. W nie-których przypadkach dochodzi do zapalenia płuc i wówczas może nastąpić zejście śmiertelne. Grypa jest zakażeniem rozwijającym się zwykle epidemicznie. Grupa Paramyksowirusów Do wirusów tej grupy atakujących człowieka należą: wirus grypy rzekomej, odry i świnki. Wszystkie zawierają jednoniciowy RNA. Jako wybrany przykład zostanie omówiony wirus odry. Od ra jest ostrą, bardzo zakaźną chorobą. Wirus wnika przez drogi oddechowe i tam się namnaża, a następnie przenika do krwi i do jamy nosowo-gardłowej, tchawicy i oskrzeli. W przypadku zachorowania kobiety ciężar­nej wirus może pokonać barierę łożyskową. W przebiegu odry może dojść do dodatkowego zakażenia bakteryjnego, zwłaszcza przez paciorkowce hemolizujące. W wyniku powikłań dochodzi do zapalenia oskrzeli, bakteryjnego zapalenia płuc lub zapalenia ucha środkowego. Bardzo groźne, chociaż na szczęście rzadkie jest zapalenie mózgu i rdzenia kręgowego, spowodowane inwazją wirusów odry do ośrodkowego układu nerwowego. Śmiertelność w tych przypadkach wynosi 10-30%. U chorych, którzy przeżyli, stwierdza się trwałe skutki w postaci padaczki lub zaburzeń psychicznych. Wirus odry jest też prawdopodobnie odpowiedzialny za przewlekłą, zwyrodniającą chorobę mózgu, znaną jako podostre stwardniające zapalenie mózgu. Choroba ta u dzieci i ludzi młodych doprowadza do postępującej degradacji psychicznej. Odra występuje często w postaci epidemii. Wirus odry jest labilny. Traci połowę infekcyjności po dwóch godzinach w temperaturze 37°C. Jest inaktywowany przy pH około 5, przez enzymy proteolityczne i przez silne oświet­lenie. Nie przeżywa wysuszenia. Oznacza to, że wirus ma krótki okres przeżycia poza organizmem w zakażonym materiale. W powietrzu przeżywa jednak dość długo i jest efektywnie rozprzestrzeniany w aerozolu. Grupa wirusów Oncorna Zawierają RNA i ślady DNA oraz pewne enzymy. Wywołują białaczki i mięsaki u niektórych zwierząt. Są zatem wirusami onkogennymi. Grupa wirusów Toya Wirusy posiadają jednoniciowy RNA. Przedstawicielem jest wirus różyczki, która jest ostrą chorobą zakaźną. Charakteryzuje się wysypką i zapaleniem węzłów chłonnych podpotylicznych i karkowych. Wrotami zakażenia jest błona śluzowa górnych dróg oddechowych. Namnażanie pierwotne odbywa się przypuszczalnie w węzłach chłonnych. Po tym czasie rozwija się wiremia. W okresie występowania wirusa w krwi jest on wydalany z moczem i kałem. Po wystąpieniu wysypki wirus pozostaje jedynie w jamie nosowogardłowej. Wirus przenika przez łożysko i może spowodować ciężkie uszkodzenia płodu. Różyczce towarzyszą również powikłania, jak zapalenie stawów lub zapalenie mózgu. Wirus różyczki jest łatwo inaktywowany przez różne czynniki chemiczne oraz promieniowanie ultrafioletowe. Grupa Herpeswirus Genom wirusów jest zbudowany z DNA. Osłonka zewnętrzna składa się z lipidów, białek i węglowodanów. Wirusy podzielono na podgrupy: A (u człowieka wywołują opryszczkę pospolitą i opryszczkę narządów płciowych) i B (należą tu wirusy odpowiedzialne za cytomegalię u człowieka, ospę wietrzną i półpasiec). W ostatnich latach wykryto nowy wirus z komórek guza złośliwego, zwanego guzem Burkitta. W 1964 roku M. A . Epstein i Y. M. Barr wykryli w komórkach tego guza obecność wirusów typu Herpes. Obecnie przyjmuje się, że mogą one powodować także raka jamy nosowo-gardłowej. Utajone, czyli latentne infekcje wirusem EB, są bardzo powszechne na całym świecie. W Polsce notuje się również wzrost liczby zakażeń tym wirusem i za­chorowań. Warunki powstania zakażenia nie są znane, chociaż podkreśla się wyraźną rolę czynników środowiskowych, w tym również czynników ryzyka. Kontrola wirusologiczna środowiska naturalnego Badania zmierzające do wykrywania wirusów poza ustrojem człowieka, a więc w ściekach i osadach ściekowych, wodzie przeznaczonej do picia, produktach spożywczych itp. prowadzi się w zasadzie tylko w przypadkach zagrożenia epidemio­logicznego, ze względu na to, iż badania te są trudne i mogą być wykonywane jedynie w specjalistycznych laboratoriach. Pierwszą podstawową trudnością jest fakt, iż wirusów nie daje się hodować na podłożach sztucznych, gdyż są one wewnątrzkomórkowymi pasożytami, niezdol­nymi do samodzielnego metabolizmu i rozmnażania. W związku z tym próbkę materiału, w którym jest obecny prawdopodobnie wirus, zaszczepia się na: - określone linie komórek hodowanych in vitro (np. hodowle komórek zarodka ludzkiego, komórek zarodków kur lub myszy, komórek nerek małp), - zarodki kurze, - zwierzęta doświadczalne. W razie próby dodatniej wykrywa się obecność wirusa w płynie z hodowli komórek na podstawie efektu cytopatycznego, który występuje po kilku dniach inkubacji, lub metodą zakażania tym płynem wrażliwych zwierząt. Wykrywanie czynnika chorobotwórczego w środowisku człowieka jest pod­stawowym zadaniem działalności profilaktycznej, gdyż z jednej strony pozwala ustalić źródło zakażenia, z drugiej zaś przeciwdziałać powstaniu epidemii. Do zadań profilaktycznych i ochrony zdrowia zalicza się także szczepienia ochronne. Dzięki nim możliwe było opanowanie wielu chorób zakaźnych, wśród nich jednej z najgroźniejszych, jaką jest choroba Heinego-Medina. Należy mieć na uwadze, że zwalczanie zakażeń wirusowych utrudnia stosunkowo wysoka oporność wirusów na działanie podwyższonej temperatury i środków dezynfekcyjnych oraz duże możliwości w zakresie zmienności i wytwarzania nowych typów wirusa. Bakterie chorobotwórcze w środowisku naturalnym człowieka Ważnym rodzajem zanieczyszczenia biologicznego są bakterie chorobotwórcze. środowiskiem naturalnym jest dla nich organizm ludzki lub zwierzęcy. Są wydalane w dużych ilościach - przez chorego - wraz z kałem, moczem, plwociną lub u postaci aerozolu. Poza organizmem bakterie patogenne występują głównie N ściekach bytowo-gospodarczych, w wodzie powierzchniowej, powietrzu atmo-sferycznym, glebie, na warzywach i owocach oraz w produktach spożywczych mleku, serach, lodach, kremach i wyrobach garmażeryjnych). Bakterie chorobotwórcze (patogenne) nie mogą się poza ustrojem gospodarza rozmnażać. Znaczna ich część ginie na skutek niekorzystnych warunków ~r porównaniu z tymi, do jakich się zaadaptowały wewnątrz makroorganizmu. Pozostała przy życiu część mikroflory chorobotwórczej stanowi jednak poważne nagrożenie epidemiologiczne, gdyż bakterie te mogą infekować zdrowych ludzi wywoływać bardzo szybko proces chorobowy. Zachorowania mogą mieć charakter pasowy i łatwo przekształcić się w epidemię. Długość przeżywania bakterii chorobotwórczych w środowisku zewnętrznym nie jest jednakowa i zależy zarówno od samego drobnoustroju, jak i od warunków środowiskowych. I tak na przykład, pałeczka duru brzusznego w suchym powietrzu przeżywa około 9-97 dni, gronkowiec ropny około 130 dni, prątek gruźlicy 30-85 dni (S. Ślopek 1965 r.). W ściekach bytowo-gospodarczych i osadach ściekowych prawie zawsze są obecne bakterie patogenne. Ich ilość wyraźnie wzrasta w okresie zagrożenia epidemiologicznego. Wyjątkowo duża ilość tych bakterii znajduje się w ściekach, pochodzących ze szpitali zakaźnych, sanatoriów przeciwgruźliczych itp. Istnieje konieczność dezynfekcji tych ścieków przed ich odprowadzeniem do sieci kanalizacyjnej. Również wody opadowe spłukujące kurz i inne zanieczyszczenia z terenów miejskich wskazują na obecność dużej ilości bakterii chorobotwórczych dla człowieka. Spływy powierzchniowe z terenów rolniczo zagospodarowanych, nawożonych nawozami naturalnymi lub gnojowicą, mają natomiast oprócz bakterii chorobotwórczych dla człowieka, również liczne drobnoustroje atakujące zwierzęta. W powierzchniowej, żyznej warstwie gleby wykrywane są takie bakterie chorobo­twórcze, jak: bakterie tężca, laseczki wąglika, pałeczki duru brzusznego i pałeczki czerwonki. Żywotność bakterii patogennych w glebie jest różna. Formy nie tworzące endospor mogą się utrzymywać przy życiu przez kilka tygodni lub kilka miesięcy, formy przetrwalnikujące przeżywają latami. Obecnymi w glebie bakteriami chorobotwórczymi mogą się zakażać osoby pracujące w rolnictwie lub ogrodnictwie, lecz mogą też być nimi zanieczyszczone rośliny hodowlane na danym terenie. W razie spożywania w stanie surowym, stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzi lub zwierząt. Największe niebezpieczeństwo zakażenia się poprzez powietrze istnieje w pomie­szczeniach zamkniętych lub gęsto zaludnionych, o zwartej zabudowie dzielnicach miejskich, a w mniejszym stopniu w przestrzeniach otwartych. W powietrzu znajdują się najczęściej prątki gruźlicy, maczugowce błonicy, gronkowce, paciorkowce ora laseczki tlenowe i beztlenowe. Bakterie osadzają się na ogół na cząsteczkach pyłu zawieszonego w powietrzu, oraz w aerozolu, czyli drobnych cząstkach pary wodne zmieszanej z powietrzem. Znajdują się w dużych ilościach w kropelkach śluz i wydzieliny z dróg oddechowych ludzi chorych, usuwanych podczas kaszlu lub kichania. Największe znaczenie w zakażeniu ma droga kropelkowa, lecz dotyczy to niewielkich odległości człowieka zdrowego od źródła zakażenia - jakim jest chory Zdolność do wywoływania procesu chorobowego w organizmie żywym nazywa my patogennością lub chorobotwórczością drobnoustroju. Drobnoustroje chorobotwórcze cechują się wiru1encją, czyli zjad1iwoścą oraz inwazyjnością. Wirulentne bakterie wytwarzają specjalne produkty, tzw. toksyny i substancje o charakterze enzymów, które ułatwiają bakteriom wywołanie procesu chorobowego. Inwazyjność określa zdolność drobnoustroju do wtargnięcia do makroorganizmu, adaptacji w nim i rozmnażania się, przenikania do krwi i dociera nią do odpowiedniej tkanki lub narządu. Bakterie chorobotwórcze wykazuj !i zróżnicowany stopień inwazyjności. Toksyny bakteryjne warunkujące zjadliwość są silnymi truciznami wytwarzanymi wyłącznie przez patogeny. Dzieli się je na egzotoksyny i endotoksyny. Egzotoksyny są wytwarzane przede wszystkim przez bakterie Gram-dodatnie takie jak maczugowce błonicy, laseczki beztlenowe tężca, zgorzeli gazowej, jadu kiełbasianego oraz gronkowce i paciorkowce. Wytwarzają je również niektóre bakterie Gram-ujemne: pałeczki czerwonki, krztuśca i dżumy. Egzotoksyny są wydalane poza komórkę bakteryjną, są białkami o masie cząsteczkowej 50 000-150 000. W związku z tym ulegają one szybko denaturacji po podgrzaniu do temperatury 60°C. Endotoksyny są kompleksami lipopolisacharydowo-proteinowymi tworzący­mi składową część ściany komórkowej bakterii gram-ujemnych: pałeczek jelitowych, przecinkowca cholery i dwoinek zapalenia opon mózgowych. Uwolnienie endoksyn jest możliwe po zniszczeniu komórki, np. jej autolizie. Znoszą ogrzewanie do temperatury 80-120°C przez 1 godzinę. Są przyczyną zatruć pokarmowych. Endotoksyny wytwarzają bakterie takie, jak: Salmonella typhi, Escherichia coli, ij Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio comma i inne. Zakażenie (infekcja) polega na wtargnięciu zarazka do organizmu drogą od­dechową, pokarmową lub przez zranioną skórę, osiedleniu się w nim, zaadaptowaniu i rozpoczęciu rozmnażania oraz produkcji toksyn. Rozwój choroby zależy od infekującego drobnoustroju z jednej strony oraz obronności makroorganizmu z drugiej. W związku z tym nie każda infekcja rozwija się w proces chorobowy. Jeśli jednak zwycięża drobnoustrój, to od momentu rozpoczęcia rozmnażania i produkcji toksyn pojawiają się pierwsze objawy choroby. Ważniejsze bakterie chorobotwórcze atakujące człowieka Rząd: Eubacteriales - bakterie właściwe Rodzina: Bacillaceae Są to tlenowe lub względnie beztlenowe laseczki, należące do rodzaju Bacillus oraz bezwzględnie beztlenowe bakterie należące do rodzaju Clostridium. Wśród nich wiele form jest saprofitycznych, ale są także formy chorobotwórcze. Rodzaj: Beci/los Przedstawicielem jest: Beci/los anthracis - laseczka wąglika. Są to Gram-dodatnie, przetrwalnikujące drobnoustroje o wymiarach od 1,0-1,25 x 4,5-10,0 p. Komórki wirulentne mają otoczki zbudowane z polipeptydu. Zjadliwość laseczek wąglika determinowana jest dwoma czynnikami: obecnością otoczki i toksyny. Beci/los anthracis jest przyczyną zakażeń zwierząt, zwłaszcza bydła, owiec, świń i kóz. Zakażenie dochodzi do skutku najczęściej drogą pokar­mową z zakażoną paszą. Choroba ma na ogół przebieg ostry, z dużym odsetkiem śmiertelności 70-100%. Nawet w jej typie podostrym zwierzęta giną w ciągu kilku dni: Zarazki są wydalane z kałem i moczem oraz znajdują się w sierści zwierzęcej. W związku z tym bakterie i zarodniki występują w ściekach zakładów przetwórstwa zwierzęcego (garbarnie, rzeźnie itp.) i glebie, a także przedostają się do wód powierzchniowych. Przeżywają w środowisku zewnętrznym bardzo długo, przeważnie w postaci przetrwalnej. Endospory laseczek wąglika są wyjątkowo oporne na działanie czynników fizykochemicznych, przeżywają w warunkach naturalnych 20-30 lat. Silne utleniacze stosowane do dezynfekcji działają dość skutecznie (3-procentowa woda utleniona działa bakteriobójczo po okresie około jednej godziny, 4-procen-towy KMn04 po 15 minutach). Wąglik zakaża również człowieka, chociaż są to incydenty na ogół rzadkie i dotyczą pracowników stykających się z chorym bydłem i zatrudnionych w prze-twórstwie chorych zwierząt. Wyróżnia się trzy postacie kliniczne choroby: skórną, płucną i jelitową. Skórna postać jest najczęstsza, ma przebieg stosunkowo łagodny. Jest następstwem zakażenia drobnych uszkodzeń skóry formami wegetatywnymi i przetrwalnymi. Postać płucna powstaje w następstwie wdychania pyłu z powietrza zawierającego zarodniki, postać jelitowa natomiast jest spotykana w wyniku spożycia mięsa zakażonych zwierząt. Postacie płucna i jelitowa mają na ogół ciężki przebieg, z dużym odsetkiem śmiertelności. Rodzaj: Clostridium Do rodzaju Clostridium należy wiele gatunków chorobotwórczych dla człowieka. Są to laseczki gram-dodatnie, przetrwalnikujące, beztlenowe. Głównymi patogenami dla człowieka są: Cl. perfinyens, Cl. novyi, Cl. septicum, Cl. bifermentans, Cl. histolyticum (wywołują u człowieka zgorzel gazową) oraz Cl. tetani (laseczka tężca) i Cl. botulinum (laseczki jadu kiełbasianego). Laseczki zgorzeli gazowej powodują zakażenia przyranne. Rezerwuarem zarazków jest zakażona gleba. Wszystkie produ­kują bardzo silne ektotoksyny, które działają letalnie, nekrotyzująco i hemolizująco. Clostridium tetani - laseczki tężca. Bakterie tężca są gram-dodatnimi, przetrwalnikującymi i ściśle beztlenowymi drobnoustrojami. Komórki o wymiarach 0,3--0,5 x 2,0-5,0m są urzęsione. Wytwarzają bardzo silnie działającą ektotoksynę, która działa na tkankę nerwową w rdzeniu kręgowym, powodując zwiększeni! pobudliwości oraz na nerwy obwodowe wywołując skurcz mięśni. Zarazek znajduje się stale w glebie, w kale końskim i bydlęcym. W okresie trwania zakażenia jest także wydalany w kale ludzkim. Bakterie tężca występują poza tym w osadach dennych zbiorników powierzchniowych. Zarazek wnika przez zranioną skórę. Śmiertelność u człowieka jest bardzo duża. Zastosowanie na czas surowicy antytoksycznej ratuje życie. Clostridium botulinum - laseczka jadu kiełbasianego. Należą tu laseczki o wymiarach 0,9-1,2 x 6,0m , są Gram-dodatnie, wytwarzają endospory, rosną wyłącznie w warunkach beztlenowych, są urzęsione. Bakterie wytwarzają bardzo silnie działającą ektotoksynę, zwaną jadem kiełbasianym lub toksyną botulinową. Znanych jest 6 typów toksyny botulinowej. Jad kiełbasiany jest niewrażliwy na temperaturę. Wytrzymuje ogrzewanie do 100 °C przez 10 min., a temperaturę 80 °C przez pół godziny i dlatego można znaleźć go w prawidłowo wyjałowionych konserwach. Ektotoksyna botulinowa wywołuje zatrucia pokarmowe u człowieka Objawami zatrucia są: porażenie mięśni gałki ocznej, krtani, mięśni oddechowych oraz ślinotok. Zaburzenia układu pokarmowego są niewielkie. Śmiertelność po, zatruciu jest duża i dochodzi do 70% ogółu przypadków. Ciostridium botulinum znajduje się stale w glebie, dlatego bakterie mogą znajdować się również na roślinach. Produkty spożywcze pochodzenia roślinnego częściej ni; zwierzęcego mogą być przyczyną zatrucia u ludzi. Rodzina: Lactobacillaceae Komórki są kuliste lub cylindryczne, Gram-dodatnie, nie wytwarzają przetrwalników, bezwzględne lub względne beztlenowce. Większość gatunków jest saprofitami. Chorobotwórcze należą do rodzajów: Diplococcus i Streptococcus. Rodzaj: Diplococcus Bakterie chorobotwórcze dla człowieka należą do gatunku Diplococcus pneumo nice dwoinki. zapalenia płuc lub pneumokoki. Komórki są owalne lub lancetowate, z reguły występują parami lub tworzy krótkie łańcuszki. W ropie lub plwocinie dwoinki mają wyraźną otoczkę. Metoda Grama barwią się dodatnio, są nieruchliwe i nie wytwarzają endospor, wytwarzają natomiast wiele substancji toksycznych. Pneumokoki wchodzą w skład mikroflory górnych dróg oddechowych i ich obecność można wykazać u większości osób zdrowych. W pewnych warunkach są przyczyną zapalenia płuc, zapalenia ucha środkowego zapalenia opon mózgowych, zapalenia otrzewnej oraz zmian ropnych, a także zakażeń ogólnych. W czasie infekcji występują często wraz z innymi chorobotwórczymi drobnoustrojami. Rodzaj: Streptococcus - paciorkowce Bakterie należące do rodzaju Streptococcus są kuliste układające się w pary lub łańcuszki, Gram-dodatnie, nie wytwarzają endospor, są nieurzęsione. Większość gatunków należy do tlenowców, a tylko nieliczne są beztlenowcami. Niektóre wytwarzają ektotoksyny. W obrębie omawianego rodzaju występują - oprócz form chorobotwórczych - również saprofity. Przedstawicielem jest gatunek Streptococcus faecalis - paciorkowiec kałowy (nazwa potoczna - enterokok). Są to bakterie należące do normalnej mikroflory przewodu pokarmowego człowieka. Są stale wydalane z kałem. Występują w związ­ku z tym w ściekach bytowogospodarczych i w glebie. Nie wytwarzają toksyn. Niekiedy, gdy dostaną się do innych miejsc w organizmie niż przewód pokar­mowy, stają się chorobotwórcze. Mogą wówczas wywołać zakażenia dróg moczo­wych, zakażenie opon mózgowa-rdzeniowych, ogólne posocznice (sepsis) lub za-trucia pokarmowe (toksykoinfekcje pokarmowe). Spośród paciorkowców chorobotwórczych dla człowieka należy wymienić gatu­nek Streptococcus pyoyenes (paciorkowiec ropny). Wytwarza on liczne toksyny. Paciorkowce ropne są przyczyną zakażeń ropnych skóry i tkanki podskórnej, wywołują nieżyty dróg oddechowych, szkarlatynę (płonicę), gorączkę połogową, zapalenie wsierdzia i zapalenie nerek. Rodzina: Enterobacteriaceae Należą tu bakterie, zwane potocznie pałeczkami jelitowymi, gdyż zamieszkują końcowe odcinki przewodu pokarmowego. Drobnoustroje te są Gram-ujemne, niezarodnikujące, tlenowe. Zalicza się do nich następujące rodzaje: Shigella, Sal­monella, Escherichia, Arizona, Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Proteus, Hafnu i Prouidentia. Rodzaj: Shigella Większość pałeczek Shigella jest chorobotwórcza dla człowieka. Wywołują czerwonkę (dysenteria) lub ostry nieżyt żołądkowe jelitowy (gastroenteritis). Choro­botwórcze dla człowieka należą do gatunków: Sh. dysenteriae, Sh. flexneri, Sh. boydii i Sh. sonnei. Pałeczki Sh. dysenteriae wytwarzają białkową ektotoksynę i wielocukrowo-lipidową endotoksynę. Inne pałeczki Shigella wytwarzają jedynie endotoksyny. Podrażnia ona ścianę jelita i wywołuje biegunkę i wrzodziejące zmiany końcowego odcinka przewodu pokarmowego. W wyniku uszkodzenia naczyń krwionośnych w ścianie jelita, w kale pojawia się krew. C z e r w o n k a jest ostrą chorobą zakaźną, rzadziej ma przebieg przewlekły. Występuje sporadycznie lub w postaci epidemii. Bakterie są wydalane z kałem ludzi chorych i nosicieli. Trafiają do ścieków, wody; gleby, a w następstwie tego mogą się znaleźć w mleku oraz na owocach i warzywach. Czerwonka szerzy się także przez kontakt bezpośredni. Udział w przenoszeniu zarazków mają również muchy. Ważne znaczenie w ograniczaniu zachorowań ma poprawa warunków higieniczna-sanitarnych, systematyczna kontrola bakteriologi-czna wody do picia i żywności. Rodzaj: Salmonella Liczne gatunki Salmonella są chorobotwórcze dla człowieka i zwierząt. Zakażenia u ludzi wywołane przez bakterie z rodzaju Salmonella dzieli się na dur brzuszny, dury rzekome i toksykoinfekcje pokarmowe. Dur brzuszny i dury rzekome są wywoływane przez bakterie S. typhi, S. paratyphi, S, schottmuelleri i S. hirschfeldii. Po zakażeniu, bakterie dostają się do jelita cienkiego, gdzie rozmnażają się, a następnie przez błonę śluzową i naczynia chłonne docierają do krwi. W okresie bakteremii bakterie są rozsiewane po całym organizmie. Można je wykryć w wątrobie, śledzionie, w płucach, okostnej, szpiku oraz w oponach mózgowo-rdzeniowych. Są wydalane z kałem i moczem oraz plwociną. Często występuje nosicielstwo. Pałeczki Salmonella nie wytwarzają ekto­toksyn. Chorobotwórcze działanie związane jest z obecnością kompleksu złożonego ze swoistego wielocukru, lipidu oraz niebiałkowego związku azotowego. Toksykoin­fekcje pokarmowe są ostrymi, zakaźnymi chorobami przewodu pokarmowego, których przyczyną jest spożycie pokarmów zawierających duże ilości bakterii zarówno z rodzaju Salmonella, jak i z innych towarzyszących rodzajów: Escherichia, Proteus, Pseudomanas i Streptococcus. Toksykoinfckcje pokarmowe mają przebieg krótkotrwały. Podczas trwania choroby bakterie są wydalane z kałem oraz z treścią pokarmową, usuwaną z żołądka w trakcię wymiotów. Rodzaj: Escherichia Drobnoustroje należące do rozpatrywanego rodzaju są reprezentowane przez gatunek Escherichia coli - pałeczkę okrężnicy. E. coli jest stałym mieszkańcem jelita grubego człowieka i zwierząt wyższych. Jest wydalana z kałem i dlatego uznano ją za podstawowy wskaźnik sanitarny jakości bakteriologicznej wody do picia i pro­duktów spożywczych, zwłaszcza mleczarskich. Stopień tego zanieczyszczenia określa tzw. miano pałeczek okrężnicy - miano coli lub wskaźnik coli. Obecność pałeczek E. coli wskazuje na świeże zanieczyszczenie kałowe badanego materiału. W pewnych warunkach, gdy E. coli dostaje się poza przewód pokarmowy, staje się formą chorobotwórczą, wywołującą np. zapalenie miedniczek nerkowych, pęcherza moczo­wego, dróg żółciowych, otrzewnej lub nawet opon mózgowo-rdzeniowych. Choro-botwórcze działanie pałeczki okrężnicy zależy od obecności endotoksyn, które działają enterotropowo (podrażniają ścianę jelita). Rodzaj: Arizona Pałeczki Arizona są chorobotwórcze przede wszystkim dla zwierząt, lecz zakaże­nia te mogą się przenosić również na ludzi. Wywołują one wówczas toksykoinfekcje pokarmowe. Rodzaj: Citrobacter Drobnoustroje należące do rodzaju Citrobacter należą do form względnie chorobotwórczych. Są dość częstym partnerem mikroflory przewodu pokarmowego. Przypisuje się im jednak również zakażenia, w wyniku których następują nieżyty błon śluzowych jelit, stany ropne dróg żółciowych, dróg moczowych, opon móz­gowo-rdzeniowych, a także stany zapalne ucha środkowego. Rodzaj: Enterobacter Bakterie są reprezentowane przez gatunki E. aerogenes i E. cioacae. Mogą żyć i rozmnażać się poza organizmem człowieka lub zwierzęcia. W przypadku infekcji u ludzi, są przyczyną występowania biegunek i ogólnych zaburzeń przewodu pokarmowego, nieżytów dróg żółciowych, zapalenia opon mózgowych. Wywołują czasem zakażenia ogólne (sepsis). Rodzaj: Klebsiella Przedstawicielem jest gatunek Klebsiella pneumonice. Oprócz ogólnych wspól-nych cech dla pałeczek Gram-ujemnych, większość bakterii z rodzaju Klebsiella posiada wyraźną otoczkę. Bakterie z rodzaju Klebsiella występują w drogach oddechowych i przewodzie pokarmowym, oraz są wydalane z kałem u około 5-10A/o zdrowej populacji. Te awirulentne formy są bezotoczkowe. Formy chorobotwórcze natomiast posiadają otoczkę. Pałeczki otoczkowe nie wytwarzają toksyn. Klebsielia pneumonice jest przyczyną zapalenia płuc, często o przebiegu ciężkim, zapalenia ucha środkowego i opon mózgowo-rdzeniowych. Bakterie te wywołują poza tym zapale­nie jelit (zwłaszcza u dzieci) oraz nieżyty dróg żółciowych i dróg moczowych. Rodzaj: Proteus Są to tlenowe, Gram-ujemne, ruchliwe pałeczki. Większość występuje jako formy wolno żyjące w wodzie, glebie, ściekach oraz w produktach spożywczych. Proteus vulgaris występuje jako składnik normalnej mikroflory kałowej. Dwa inne gatunki: P. morganii - może być czynnikiem wywołującym letnie biegunki u dzieci, a P. rettgeri, P. morgami i P. vuiyaris - są wykrywane w przypadkach zakażeń szpitalnych. Są wówczas przyczyną zakażeń dróg moczowych, opon mózgo-wo-rdzeniowych, ucha środkowego oraz jam boćznych nosa. Rodzaje: Serratia i Edwardsiella Drobnoustroje należące do tych rodzajów nie odgrywają poważniejszej roli w powstawaniu infekcji u człowieka. Czasem towarzyszą innym bakteriom rodziny Enterobacteriaceae i wówczas można je także wykryć w kale. Rodzina: Spirillaceae Kształt bakterii podobny do przecinków lub pozginanych łagodnie spirali. Są Gram-ujemne, tlenowe lub beztlenowe. Większość bakterii to saprofity, tylko nieliczne są chorobotwórcze dla człowieka. Do form chorobotwórczych należą pewne gatunki rodzaju Vibrio. Rodzaj: Vibrio Bakterie są Gram-ujemne, ruchliwe, mają jedną polarną rzęskę, są tlenowe. Przedstawicielem form patogennych jest gatunek Vibrio cholerae - przecinkowiec cholery. Jest to choroba endemiczna, zlokalizowana na obszarze Indii. W przeszłości szerzyła się w postaci epidemii. Przykładem może być epidemia w Hamburgu w 1911 r. i w Stanach Zjednoczonych w 1973 r. Ostatnie zagrożenie pandemią istniało w 1975 r. i od tego czasu nastąpiło wygasanie tej groźnej choroby. Cholera szerzy się głównie przez wodę, w tym również przez wodę do picia. Objawy chorobowe występują po 2-5 dniach po infekcji. Ponieważ przecinkowiec cholery wytwarza bardzo silną enterotoksynę, objawy pojawiają się w sposób nagły, w postaci częstych i obfitych biegunek oraz wymiotów. Bakterie są wydalane w bardzo dużych ilościach w kale. W krótkim czasie następuje silne odwodnienie organizmu i nadmierna utrata soli mineralnych sodu i potasu. Towarzyszą temu objawy zapaści naczyniowej i bezmocz. Śmiertelność jest wysoka i dochodzi do 50% w stosunku do ogólnej liczby zachorowań. Rodzina: Trepanomataceae Bakterie mają kształt dość długich falistych nici o różnej liczbie zgięć. Wiele gatunków jest chorobotwórczych dla człowieka. Rodzaj: Leptospira Przedstawicielem form patogennych jest gatunek Leptospira icterohaemorrhagiae, która wywołuje u ludzi chorobę Weila. Typowym jej objawem jest żółtaczka i dołączające się objawy ze strony wątrobowy i nerek. Bakterie są wydalane z moczem. Poza organizmem giną stosunkowo szybko, gdyż są wrażliwe na działanie wielu czynników zewnętrznych. Jedynie w ściekach, wodzie i osadach dennych utrzymują się dłuższy czas. Rezerwuarem zarazka są przede wszystkim szczury i myszy, rzadziej psy, świnie i bydło. Rząd: Actinomycetales Rodzina: Mycobacteriaceae Rodzaj: Mycobacterium Zaliczane są tu drobnoustroje o kształcie wydłużonym, pręcikowatym, lekko zgięte lub proste. Czasem tworzą rozgałęzienia. Nie wytwarzają endospor, są Gram-dodatnie lub kwasaooporne. Oddychają tlenowo. W obrębie rodzaju występują zarówno gatunki saprofityczne, jak i chorobotwórcze dla człowieka i zwierząt. Przedstawicielem form chorobotwórczych jest Mycobacterium tuberculosis - prątek gruźlicy. Znane są zakażenia ludzi zarówno typem ludzkim, jak i zwierzę­cym. Pierwszy typ wywołuje na ogół gruźlicę płuc, typ zwierzęcy występuje przeważnie w zakażeniach pozapłucnych (gruźlica węzłów chłonnych, szyjnych, gruźlica jelit, skóry, gruźlica kostno-stawowa oraz gruźlicze zapalenie opon móz­gowych). Zakażenie następuje drogą oddechową, pokarmową lub przez skórę. Zarazek jest wydalany z ustroju chorego w plwocinie, ropie oraz wydalinach Ze względu na długi okres przeżywania w środowisku zewnętrznym oraz n$ oporność prątków na środki bakteriobójcze, stanowią one ważny czynnik epidemio­logiczny. Należy przy tym zaznaczyć, że prątki gruźlicy typu bydlęcego przenoszą się na człowieka najczęściej przez spożywanie zakażonego mleka. Ocena bakteriologiczna jakości środowiska naturalnego. Możliwość zakażenia ludzi przez wodę do picia, powietrze atmosferyczne, glebę, warzywa, owoce i inne produkty spożywcze, stwarza konieczność prowadzenia kontroli bakteriologiczno-sanitarnej. W badaniach tych nie prowadzi się na ogół bezpośredniego poszukiwania zarazków chorobotwórczych, chyba że przemawiają za tym specjalne względy, jak na przykład konieczność wykrycia dróg przenoszenia się bakterii chorobotwórczych, lokalizacji źródeł zakażenia w przypadku zaistnienia zagrożenia epidemiologicznego. W badaniach rutynowych obowiązuje ocena sanitarna, oparta na pośrednim stwierdzeniu możliwości występowania form patogennych w badanym materiale. Polega ona na wykrywaniu tzw. bakterii wskaźnikowych. Są to gatunki, należące do naturalnej mikroflory przewodu pokarmowego człowieka i zwierząt wyższych, a ich obecność poza organizmem świadczy o kałowym zanieczyszczeniu środowiska, a zatem również o niebezpieczeństwie zakażenia bakteriami choro­botwórczymi, ponieważ większość form patogennych jest wydalana z ,organizmu chorego z kałem lub moczem. Bakterie, które mają służyć jako formy wskaźnikowe, muszą spełniać następujące warunki: - muszą być stale obecne w przewodzie pokarmowym człowieka, co pozwala zawsze na wykrycie zanieczyszczenia kałowego,. - powinny to być bakterie nieprzetrwalnikujące, co pozwala na wykrycie świeżego zanieczyszczenia fekaliami lub ściekami bytowo-gospodarczymi, - ich identyfikacja musi być możliwa za pomocą łatwych i dostępnych metod, - długość czasu przeżycia bakterii wskaźnikowych poza organizmem musi być większa niż gatunków chorobotwórczych, - liczba bakterii wskaźnikowych w jelicie grubym człowieka i kale powinna być duża. Spośród gatunków bakterii należących do naturalnej mikroflory przewodu pokarmowego, jedynie Escherichia coli spełnia wszystkie kryteria formy wskaź­nikowej. Pomocniczym, chociaż mniej ważnym gatunkiem - ze względu na małą, liczebność - jest Streptococcus faecalis (enterokok). Pewną wartość dla oceny ma także ogólna liczba bakterii, gdyż zachodzi na ogół ścisła korelacja między stopniem zanieczyszczenia środowiska, a liczbą bakterii. Szczególną uwagę zwraca się przy tym na liczbę bakterii, które wyrastają na podłożach zwykłych w temperaturze 37 °C, gdyż wśród nich mogą się znajdować bakterie chorobotwórcze, przystosowane do temperatury ciała ludzkiego. Rutynowa analiza bakteriologiczna obejmuje: - oznaczenie ogólnej liczby kolonii bakterii w określonej objętości badanej próbki, wyrastających na agarze w temp. 20°C po 72 godzinach inkubacji, - oznaczenie ogólnej liczby kolonii bakterii w określonej objętości próbki na agarze po 24-godzinnej inkubacji w temp. 37°C, - oznaczenie tzw. miana lub wskaźnika coli. Wskaźnik coli oznacza liczbę komórek z gatunku Escherichia coli, występując w jednostce objętości badanej próbki. Miano coli - jest to najmniejsza objętość badanej próbki, w której stwierdzi przynajmniej jedną komórkę E. coli.
