Последние десятилетия отмечены возрастающим интересом гигиенической науки к исследованию препаратов биотехнологического производства. Наряду с положительным эффектом применения продуктов современной биотехнологии при производстве и использовании микроорганизмов-продуцентов и биопрепаратов на их основе возможно загрязнение ими производственной среды, выделение в воздух рабочей зоны и атмосферы с вредным воздействием на здоровье работников. Проблема гигиенического регламентирования биотехнологических препаратов с учетом количественной и качественной оценки токсического эффекта на низких уровнях воздействия является основной задачей профилактической токсикологии при решении вопроса о безопасности их производства и применения. Данные исследования необходимы для выявления патогенеза и механизмов защиты гомеостаза макроорганизма от воздействия чужеродного антигена, а также обоснования новых биомаркеров с целью использования при гигиеническом нормировании химических и биологических препаратов.

В рамках НИР была проведена количественная оценка воздействия микроорганизмов-продуцентов и биотехнологических препаратов на их основе на микробиоценоз кишечника лабораторных животных на базе систематизации результатов экспериментальных исследований с учетом среднестатистических значений. Изучение микрофлоры в динамике показало, что количественные параметры основных групп микроорганизмов микробиоценоза кишечника не изменились после 4-х недель ингаляционной затравки лабораторных животных, при этом различия между контрольной и опытной группами в динамике эксперимента не являлись достоверными. Был проведен анализ парных корреляций между основными группами микроорганизмов, составляющих микробиоценоз кишечника, при этом сильные (0,7≤R≤1,0) и средние (0,5≤R≤0,6) взаимосвязи были достоверны (р<0,05). Анализ взаимосвязей в контрольных группах животных выявил существенное преобладание синергических отношений над антагонистическими, что может быть свидетельством динамического равновесия между основными группами микроорганизмов в условиях отсутствия антигенной нагрузки, при этом численность каждой группы строго контролируется представителями других групп микробиоценоза. Выявлен также синергизм между представителями защитной анаэробной микрофлоры (лакто- и бифидобактерии) между собой как в контрольных, так и в опытных группах животных, что может свидетельствовать о стабильности параметров колонизационной резистентности микробиоценоза кишечника. Анализ парных корреляций между представителями групп микробиоценоза кишечника при ингаляционном воздействии на животных подтвердил механизм синергического взаимодействия представителей защитной аутофлоры между собой при действии исследуемых концентраций микробных препаратов. Это может быть свидетельством ее активной функции при воздействии антигенной нагрузки, при этом отмечена более высокая корреляционная связь между лакто- и бифидобактериями при воздействии бактерий в концентрации 10⁷ КОЕ/см³ по сравнению с 10⁵ КОЕ/см³. Изменения парных соотношений представителей основных групп микробиоценоза свидетельствуют о мобилизации защитной функции кишечника при ингаляционном воздействии микробными препаратами, что подтверждается и усилением отрицательной корреляции между анаэробами и условно-патогенными глюкозонегативными грамотрицательными бактериями, а также между аэробами и стафилококками.

Разработанная специалистами РУП «Научно-практический центр гигиены» инструкция по применению «Методы экспериментального определения дисбиотического действия микроорганизмов-продуцентов и биотехнологических препаратов» явилась итогом выполнения научно-исследовательской работы, что подтверждает ее актуальность и практическую значимость.

В рамках микробиоценозной модели оценки воздействия микробных препаратов показано, что дисбиотический и диссеминирующий эффект не является патогенетическим критерием и лимитирующим показателем ведущего механизма вредного действия микробного препарата на организм лабораторных животных, при этом выявлены механизмы синергизма и антагонизма между основными группами микробиоценоза кишечника лабораторных животных на различных уровнях влияния.

Разработанная микробиоценозная модель и биоиндикаторы эффекта позволили обосновать и разработать гигиенические нормативы (ПДК) в воздухе рабочей зоны ряда микробных препаратов, основанных на микроорганизмах-продуцентах различной таксономической принадлежности. Данные исследования необходимы для выявления патогенеза и механизмов защиты гомеостаза макроорганизма от воздействия чужеродного антигена, а также для обоснования новых биомаркеров эффекта с целью использования при гигиеническом нормировании химических и биологических препаратов.

Результаты определения порога диссеминации микроорганизмов-продуцентов микробных препаратов во внутренних органах (легкие, сердце, печень, селезенка, почки), полученные после ингаляционного воздействия данных препаратов, свидетельствуют, что микроорганизмы-продуценты не были выявлены из внутренних органов лабораторных животных.