Растения как резервуар и источник возбудителей пищевых инфекций

04.04.2012

Опыты по контаминации листового салата клиническим штаммом E. coli серотипа О157:Н7 (рифампицин-резистентный мутант), с последующими инкубацией образцов при комнатной температуре и орошением поверхности листовых пластинок, показали резкое увеличение численности бактерий (в 100 раз) на листьях уже в первые двое суток, после чего она сохранялась на уровне 106-7 КОЕ/г зеленой массы в течение недели [31, 32]. КЛСМ выявила высокую плотность кишечных палочек, которые колонизировали листья, образовывали скопления вокруг трихом (нитей) листовой пластины и широко распространялись по поверхности в течение четырех суток. Отмечается более высокая степень размножения кишечных палочек на молодых листьях, чем на старых. Мо- делирование полевых условий (в почве теплицы) подтвердило результаты, полученные в фитобоксе: E. coli интенсивно колонизируют филлосферу растений, длительно сохраняются как на вегетирующей культуре, так и на срезанных листьях, несмотря на наличие индигенной микрофлоры, что может представлять потенциальную эпидемическую опасность при дальнейшей транспортировке урожая, вплоть до его реализации [32].

Крупные вспышки эшерихиоза в Калифорнии, связанные с употреблением шпината и салата, выявили резервуары E. coli О157:Н7, которыми оказались источники воды из рекреационной зоны, а также почва полей, на которых произрастали овощные растения [35].

Предпринята работа по изучению влияния анатомических особенностей листьев латука (кутикулы, устьиц, трихом) на размножение энтеропатогенных кишечных палочек после первичной контаминации в процессе его выращивания и сбора урожая. Уже в течение первых часов (два - четыре часа) после нанесения бактериальной культуры на листья латука численность E. coli возрастала в 20 раз, несмотря на активную продукцию растением фито-алексинов - фенольных соединений, которые, как известно, являются естественной защитой от фи-топатогенов. Конфокальная микроскопия выявила проникновение эшерихий внутрь через устьица либо трещины наружных покровов (кутикулы) листьев, концентрация их достигала высокой плотности (105 КОЕ/г), далее бактерии внедрялись в глубь тканей латука, вызывая их мацерацию и некроз. Авторы раскрыли один из механизмов проникновения патогена в организм растения и предположили возможные пути распространения инфицированных овощей по технологической цепи - от мест произрастания агрокультур до потребителя [31].

Важно отметить, что в основном эксперименты по взаимодействиям энтеропатогенных бактерий и различных овощных растений выполнены на культивируемых популяциях возбудителей. Однако хорошо известно, что более 30 видов бактерий способны переходить в некультивируемое (покоящееся) состояние при стрессовых воздействиях ряда абиотических факторов: температуры, рН, осмотического давления, состава питательной среды и др. [9]. Воздействие биотических факторов (эукариотиче-ских и прокариотических водорослей, простейших) на возбудителей сапронозов детально изучено в нашей лаборатории, что отражено в многочисленных работах [9 - 11]. Что касается высших растений, то в доступной литературе недостаточно информации об их способности к сосуществованию с патогенными бактериями, находящимися в стадии покоя (некультивируемой форме).

Интересные факты получены L. Dinu и S. Bach [36], которые создали условия культивирования зеленого салата, приближенные к естественным (температура промышленного выращивания от 8 до 16 оС и оптимальная влаж- ность - 70%). Растения контаминировали высокими концентрациями эшерихий - от 106 до 109 КОЕ/г листа и сравнивали результаты, полученные в искусственных условиях (фитобоксе) при использовании «богатых« и «голодных» питательных сред. В «богатых« средах популяция вегетативных клеток E. coli снижалась медленно - в течение 120 суток (срок наблюдений), не переходя в покоящуюся стадию. Вместе с тем в «голодных» (стерильная дистиллированная вода) - E. coli О157:Н7 культивировались при 4 оС до 210 суток, после чего не высевались на питательные среды, что свидетельствовало о переходе популяции в некультиви-руемую форму.

На следующем этапе бактериальную культуру E. coli наносили на листья, соблюдая аналогичные условия культивирования ассоциации. Бактериологические исследования выявили сходную динамику падения численности вегетативных форм эшерихий, которая сохранялась на низком уровне до 50 суток, после чего постепенно нарастала численность субпопуляции некультивируемых клеток. По мнению авторов, исходная доза контаминации не влияет на скорость образования некультивируемых форм E. coli. КЛСМ поверхности листьев салата через 16 дней после инокуляции генетически маркированного штамма E. coli О157:Н7 (GFP-мутанта) выявила агрегаты бактерий на кутикуле и тканях салата, которые были представлены как вегетативными, так и морфологически измененными, некультивируемыми клетками.

Наиболее важным результатом этого цикла экспериментов является детекция с помощью ИФА (иммуноферментного анализа) наличия веро-токсина 1-го и 2-го типа в смешанной популяции эшерихий, состоящей из культивируемых и покоящихся клеток. Бактерии, полностью перешедшие в некультивируемую стадию, сохраняли опасный уровень токсина на протяжении восьми суток, что представляет особый фактор риска для здоровья потребителей, поскольку рутинные методы индикации возбудителя выявляют лишь вегетативные формы. Полученные данные могут использоваться в мониторинге живых, но некультивируемых энте-ропатогенных бактерий.