Разработка и обоснование методологии пробиотической очистки внутренней среды закрытых помещений в автоматизированном режиме

Введение. Очистка внутренней среды закрытых помещений пробиотическими средствами – развивающаяся экологичная дезинфектологическая технология, направленная на улучшение эпидемиологического и санитарно-гигиенического состояния за счет вытеснения пробиотическими культурами патогенной микрофлоры с объектов окружающей среды.
Цель исследования: разработать и обосновать методологию автоматизированной пробиотической очистки внут­ ренней среды закрытого помещения на основе Bacillus spp., рассчитанную для современного сетевого программно-аппаратного комплекса на базе системы «интернет вещей», и апробировать ее при моделировании условий реального применения с использованием лабораторных животных.
Материалы и методы. На основе анализа 32 литературных источников рассчитали режим для автоматизированной пробиотической очистки. Тестирование нового способа проводили в экспериментальном закрытом помещении объемом 40 м3. Распыление раствора коммерческого пробиотика на основе Bacillus spp. осуществлялось с помощью адиабатического увлажнителя воздуха, подключенного к модулю управления сетевого программно-аппаратного комплекса на базе системы «интернет вещей». Антимикробная эффективность очистки оценивалась стандартными микробиологическими методами. Проверка воздействия на организм осуществлялась по интегральным показателям функционального состояния организма и изменениям в микрофлоре толстого кишечника лабораторных крыс.
Результаты. Разработана и обоснована методология автоматизированной пробиотической очистки внутренней среды закрытого помещения на основе Bacillus spp.: для помещения объемом 40 м3 рекомендуемый режим распыления пробиотика с концентрацией микроорганизмов (2,8 ± 0,4) × 103 КОЕ/мл составляет ежечасно по 273 мл в течение 28 суток. Апробация данного режима показала антимикробное действие в отношении Enterococcus spp. и Staphylococcus spp. при отсутствии избыточного роста Bacillus spp. на поверхностях. Не выявлено негативного влияния на общее состояние лабораторных животных. Показано антиклостридиальное действие на микрофлору толстого кишечника крыс.
Заключение. Разработанная и обоснованная новая методология автоматизированной пробиотической очистки внутренней среды закрытого помещения была апробирована при моделировании условий реального применения. Получены базисные данные ее воздействия на санитарно-показательные микроорганизмы внутренней среды закрытого помещения и на отдельные параметры состояния организма лабораторных животных.

1. Шашина Т.А., Новиков С.М., Мацюк А.В., Ландо Н.Г. Методические подходы к оценке региональных факторов экспозиции городского населения // Гигиена и санитария. 2007. № 5. С. 20-24.

2. Lee S, Lee K. Seasonal differences in determinants of time location patterns in an urban population: A large population-based study in Korea. Int J Environ Res Public Health. 2017;14(7):672. doi: 10.3390/ijerph14070672

3. Raju S, Siddharthan T, McCormack MC. Indoor air pollution and respiratory health. Clin Chest Med. 2020;41(4):825-843. doi: 10.1016/j.ccm.2020.08.014

4. Kumar P, Singh AB, Singh R. Comprehensive health risk assessment of microbial indoor air quality in microenvironments. PLoS One. 2022;17(2):e0264226. doi: 10.1371/journal.pone.0264226

5. Rathbone CJ, Bousiotis D, Rose OG, Pope FD. Using lowcost sensors to assess common air pollution sources across multiple residences. Sci Rep. 2025;15(1):1803. doi: 10.1038/s41598-025-85985-1

6. Caselli E. Hygiene: Microbial strategies to reduce pathogens and drug resistance in clinical settings. Microb Biotechnol. 2017;10(5):1079-1083. doi: 10.1111/1751-7915.12755

7. Falagas ME, Makris GC. Probiotic bacteria and biosurfactants for nosocomial infection control: A hypothesis. J Hosp Infect. 2009;71(4):301-306. doi: 10.1016/j.jhin.2008.12.008

8. Ильякова А.В., Шестопалов Н.В., Федорова Л.С., Белова А.С. Возможность использования спорообразующих бактерий рода Bacillus в производстве дезинфектантов // Гигиена и санитария. 2020. Т. 99. № 5. С. 436-442. doi: 10.33029/0016-9900-2020-99-5-436-442

9. Torres-Sánchez A, Pardo-Cacho J, López-Moreno A, Ruiz-Moreno A, Cerk K, Aguilera M. Antimicrobial effects of potential probiotics of Bacillus spp. isolated from human microbiota: In vitro and in silico methods. Microorganisms. 2021;9(8):1615. doi: 10.3390/microorganisms9081615

10. Soffritti I, D’Accolti M, Cason C, et al. Introduction of probiotic–based sanitation in the emergency ward of a children’s hospital during the COVID–19 pandemic. Infect Drug Resist. 2022;15:1399-1410. doi: 10.2147/idr.s356740

11. Leistner R, Kohlmorgen B, Brodzinski A, et al. Environmental cleaning to prevent hospital-acquired infections on non-intensive care units: A pragmatic, single-centre, cluster randomized controlled, crossover trial comparing soap-based, disinfection and probiotic cleaning. EClinicalMedicine. 2023;59:101958. doi: 10.1016/j.eclinm.2023.101958

12. Cowell N, Chapman L, Bloss W, Srivastava D, Bartingtonb S, Singh A. Particulate matter in a lockdown home: Evaluation, calibration, results and health risk from an IoT enabled lowcost sensor network for residential air quality monitoring. Environ Sci Atmos. 2023;3:65-84. doi: 10.1039/d2ea00124a

13. Bobulski J, Szymoniak S, Pasternak K. An IoT system for air pollution monitoring with safe data transmission. Sensors (Basel). 2024;24(2):445. doi: 10.3390/s24020445

14. Жукова Е.С., Щербатюк Т.Г., Позднякова М.А. Взаимосвязь между ростом злокачественной опухоли и особенностями поведения лабораторных животных // Природные ресурсы Земли и охрана окружающей среды. 2021. Т. 2. № 1. С. 44-47. doi: 10.26787/nydha-2713-203x-2021-2-1-44-47

15. Редина О.Е., Смоленская С.Э., Маркель А.Л. Генетический контроль поведения крыс НИСАГ в тесте открытого поля // Генетика. 2022. Т. 58. № 7. С. 773–785. doi: 10.31857/s0016675822070141

16. Точилина А.Г., Белова И.В., Соловьева И.В., Жирнов В.А., Иванова Т.П. Критерии оценки состава биоценоза просвета толстой кишки // Справочник заведующего КДЛ. 2016. № 8. С. 54-78.

17. Ким А.Д., Гольдберг О.А., Лепехова С.А., Коваль Е.В., Фадее­ва Т.В., Шедоева Л.Р. и др. Особенности топогра­фической анатомии и пристеночной микро­флоры дистального отдела толстой кишки у крыс ли­нии Wistar // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2016. Т. 2. № 108. С. 48-54.

18. Макарова М.Н., Крышень К.Л., Алякринская А.А., Рыба­кова А.В., Макаров В.Г. Характеристика микрофлоры кишечника у человека и лабораторных животных // Меж­дународный вестник ветеринарии. 2016. № 4. С. 86–94.

19. Завгородняя Е.Ф. Дисбактериоз кишечника (обзор). Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2010; 16(16): 131-141.

20. Забокрицкий Н.А. Биологически активные вещества, синтезируемые пробиотическими микроорганизмами родов Bacillus и Lactobacillus // Медико-фармацевтический журнал «Пульс». 2015. Т. 17. № 3. С. 80-90.

21. Zhu J, Chen Y, Imre K, et al. Mechanisms of probiotic Bacillus against enteric bacterial infections. One Health Adv. 2023;1:21. doi: 10.1186/s44280-023-00020-0

22. Калинина Н.В., Загайнова А.В., Юдин С.М., Гапонова Е.В., Банин И.М. Гигиеническая оценка микологической обсе­мененности внутренней среды помещений жилых и общественных зданий // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102. № 7. С. 632-638. doi: 10.47470/0016-9900-2023-102-7-632-638

23. Francois M, Canal Delgado I, Shargorodsky N, Leu CS, Zeltser L. Assessing the effects of stress on feeding behaviors in laboratory mice. eLife. 2022;11:e70271. doi: 10.7554/eLife.70271

24. Котеров А.Н., Ушенкова Л.Н., Зубенкова Э.С., Вайнсон А.А., Бирюков А.П., Самойлов А.С. Зависимость массы тела от возраста для беспородных белых и восьми линий лабораторных крыс: синтетические исследования данных из экспериментальных работ и питомников в аспектe связи с радиочувствительностью. Некоторые характеристики вида «крыса» // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018. Т. 63. № 2. С. 1-41. doi: 10.12737/article_5ac6190e95da25.42157674

25. Умрюхин П.Е., Григорчук О.С. Поведение крыс в тесте открытого поля как прогностический критерий уровня кортикостерона до и после стрессорной нагрузки // Российский физиологический журнал им. И.М. Сече­ нова. 2015. Т. 101. № 12. С. 1366-1371.

26. Йылдырым Е.А., Лаптев Г.Ю., Новикова Н. И., Тюрина Д.Г., Ильина Л.А., Дубровин А.В. Как защитить птицу от клостридиоза? // Птицеводство. 2021. № 12. С. 35-38.