Влияние внешних факторов на жизнедеятельность микроорганизмов - микробиология с техникой микробиологических исследований
Видео: Новости науки от 28.10.2016 (заразительная зевота)
Страница 19 из 91
Жизнь микроорганизмов находится в самой тесной зависимости от внешних условий, которые могут влиять на них то благоприятно, то губительно, смотря по характеру и продолжительности действия различных факторов.
Влияние внешней среды на микроорганизмы может быть сведено к воздействию трех основных факторов: физических, химических и биологических.
Влияние высушивания. Высушивание губительно действует на микроорганизмы. В среде, лишенной влаги, питание микробной клетки прекращается и в конце концов наступает ее гибель. Устойчивость к высушиванию у разных видов микробов весьма различна. Например, гонококки и холерный вибрион переносят высушивание только в течение 2 дней, туберкулезные микобактерии — в течение 90 дней. Особенной устойчивостью к высушиванию обладают споры. В практике высушиванием пользуются для консервирования мяса, рыбы, овощей, фруктов и различных лечебных трав. В настоящее время широко применяется сохранение производственных и музейных микробных культур, а также живых прививочных препаратов (вакцин) с помощью быстрого высушивания в условиях вакуума из замороженного состояния в средах специального состава (лиофильный метод). Микроорганизмы при этом переходят в состояние анабиоза, стойко и длительно сохраняя свои морфологические и биологические свойства. При создании благоприятных условий бактерии переходят в состояние активной жизнедеятельности.
Влияние температуры. Жизнедеятельность каждого микроорганизма заключена в определенные температурные границы, за пределами которых она, как правило, окончательно прерывается. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя основными точками: минимум, оптимум и максимум. Оптимальной называется та температура, при которой данный микробный вид размножается наиболее быстро. Для патогенных микробов оптимум равен 37°. Максимальной называется наивысшая температура, при которой еще возможно развитие микробов и выше которой оно уже прекращается. Минимальной обозначается та предельно низкая температура, ниже которой размножение микробов также прекращается. Низшая граница роста патогенных микроорганизмов лежит в пределах 3—4°, а высшая— в пределах 40—42°.
Большое практическое значение имеет температура, лежащая за пределами максимума, при которой наступает гибель микробов. Пользуясь высокой температурой, можно убить болезнетворных микробов, находящихся в заразном материале, уничтожить все микроорганизмы в перевязочном материале, на хирургических инструментах и т. д.
На действии высоких температур основана стерилизация (обеспложивание), широко применяемая в различных отраслях медицины.
Низкие температуры гораздо слабее влияют на микроорганизмы, чем высокие, вызывая временную задержку роста и размножения. Даже такие крайние пределы охлаждения, как температура жидкого воздуха (—180—220°) и жидкого водорода (—252°), бактерии могут переносить в течение многих часов. Поэтому низкая температура не является надежным средством для уничтожения микробов. Она лишь задерживает их развитие и применяется для предохранения пищевых продуктов от гниения.
Большой стойкостью к температуре отличаются споры вследствие малого содержания в них воды и плохой проницаемости оболочки. Чтобы убить споры, действуют насыщенным водяным паром при 120° в течение 20— 30 минут или сухим жаром при температуре 140—160° в течение 1 часа.
Действие лучистой энергии. Рассеянный солнечный свет оказывает слабое действие на бактерии. Напротив, прямые солнечные лучи влияют на них губительно, поэтому хранить микробные культуры необходимо в темноте.
В этом отношении демонстративен следующий опыт Бухнера. В чашку Гейденрейха — Петри с тонким слоем агара производят обильный посев культуры какого-либо микроба. Затем па наружную поверхность засеянной чашки наклеивают буквы, вырезанные из черной бумаги, образующие какое-либо слово (например, «Typhus»). Эту чашку, обращенную дном к свету, подвергают облучению прямыми солнечными лучами в течение 1 —1,5 часов, затем бумажки снимают и чашку ставят на сутки в термостат при 37°.
Рнс. 43. Действие света на бактерии.
Рост наблюдается только в местах, которые были защищены от света наклеенными буквами, тогда как вся остальная часть агара остается прозрачной: посеянные здесь микробы, подвергшиеся воздействию света, погибли. Микробный налет на агаре повторяет, таким образом, слово «Typhus», которое накануне было образовано наклеенными буквами (рис. 43). Современная гигиена придает огромное значение солнечной энергии как естественному фактору оздоровления.
Влияние высоких давлений. Повышение атмосферного давления весьма слабо влияет на микроорганизмы. В природе встречаются бактерии, живущие в морях и океанах на большой глубине под давлением в несколько десятков атмосфер.
Действие химических веществ. «Под дезинфекцией (обеззараживанием) понимают совокупность приемов, при помощи которых производится уничтожение возбудителей инфекционных болезней на зараженных объектах внешней среды и на поверхности человеческого тела» (Л. В. Громашевский). После дезинфекции в том или ином материале или среде могут сохраниться наиболее устойчивые сапрофиты и споры.
Вещества, действующие неблагоприятно на микробов, носят название антисептических, или дезинфицирующих. К ним относятся представители самых разнообразных химических групп: минеральные кислоты (серная, соляная, азотная), щелочи (едкий натр, едкое кали), металлоиды (хлор, бром, йод), соли тяжелых металлов (главным образом ртути), органические соединения (фенолы, анилиновые краски, алкоголь, эфир, хлороформ и др.).
Механизм действия всех дезинфицирующих веществ сводится к нарушению физико-химической структуры микробной клетки. Так, обеззараживающее действие хлора и его соединений основано на их повышенной способности окислять различные органические соединения в микробной клетке, что приводит к ее гибели. Вещества группы фенолов, проникая в микробную клетку, вступают в соединение с ее белками, денатурируют их и тем самым нарушают жизненные функции микроорганизма. Выбор способа дезинфекции зависит от биологических свойств микроба и от той среды, в которой он находится. Среда, в которой находится микроб, имеет существенное значение.
Например, сулема мало пригодна для дезинфекции белковых субстратов (гной, кровь, мокрота и т. д.). Под влиянием сулемы происходит свертывание белков, а свернувшийся белок предохраняет микробов от действия ядов.
В лабораторной практике пользуются различными дезинфицирующими растворами. Бывшие в употреблении предметные стекла опускают на несколько часов в сосуд с 3—5% раствором лизола или карболовой кислоты, а покровные стекла — в концентрированную серную кислоту. Пипетки, стеклянные палочки и шпатели, содержащие споровые формы микробов, опускают в 3% раствор активированного хлорамина на 40—50 минут, а загрязненные вегетативными формами микробов — в 5% раствор хлорамина на 30 минут или в 5% мыльно-карболовый раствор на 5 часов.
Металлические инструменты, загрязненные патологическим материалом или культурой патогенных микробов, погружают в 3—5% мыльно-карболовый раствор или в 2-5% раствор хлорамина на 30—60 минут. Халаты, загрязненные материалом, содержащим споровые формы патогенных микробов, заливают 2,5% горячим раствором хлорамина на 2 1/2 часа, а при загрязнении материалом, содержащим вегетативную микрофлору,— 1 % подогретым раствором хлорамина на 4—5 часов. Выделения больных (кал, моча, мокрота) обеззараживают сухой хлорной известью (на 1 кг или 1 л испражнений добавляют 200—400 г, а на 1 л мочи — 1—2 чайные ложки хлорной извести).
По окончании работы лаборант дезинфицирует руки 1% раствором хлорамина. Для этого ватным шариком, пропитанным этим раствором, протирают в течение 2 минут сначала левую кисть руки, а затем правую в такой последовательности: тыл кисти, ладонная поверхность, межпальцевые пространства, ногтевые ложа. После обработки рук хлорамином их моют теплой водой с мылом.
Если в лаборатории проводится исследование особо опасного материала (например, загрязненного возбудителем чумы), то на протяжении всего дня по ходу работы проводят текущую дезинфекцию (инструменты опускают в дезинфицирующие растворы, полы, стены и рабочий стол смачивают 5% раствором лизола, лабораторные работники часто моют руки 3% раствором лизола пли фенола), а по окончании работы — заключительную. С целью профилактики банки, в которых содержатся экспериментальные животные, покрывают марлей, пропитанной лизолом.
Химиотерапия. Для лечения ряда инфекционных болезней с успехом применяют химиотерапевтические препараты (химиотерапия). Начало их изучения относится к концу XIX века, когда Эрлих своими исследованиями разработал основы химиотерапии и получил первые химиотерапевтические препараты (сальварсан и неосальварсан), а Д. Л. Романовский указал на то, что специфичность действия химиотерапевтических препаратов выражается в губительном их действии на паразитов.
До 1935 г. химиотерапевтические препараты применялись только для лечения таких заболеваний, как малярия, возвратный тиф, сифилис. Синтез сульфаниламидных препаратов значительно расширил круг тех инфекционных заболеваний, где химиотерапевтические препараты дают высокий лечебный эффект.
Химиотерапевтические препараты обладают избирательным действием на микробов — паразитотропностью.
Химиотерапевтические препараты обычно эффективны в отношении определенной группы микробов, т. е. обладают специфическим действием. Например, сульфаниламиды (белый стрептоцид, норсульфазол, сульфодимезин, фталазол и др.) применяются при гноеродных заболеваниях, ангинах, скарлатине, роже, пневмонии, дизентерии и других, препараты акридина (риванол, трипафлавин, акрицид) назначаются при лечении гноеродных заболеваний, вызываемых стафилококками и стрептококками, алкалоиды (эметин и др.) — для лечения больных амебиазом и т. д.
Химиотерапевтические препараты, по-видимому, нарушают процесс обмена веществ у микробов, в результате чего наступает их гибель.
Влияние биологических факторов. Одним из факторов, задерживающих развитие и приводящих к гибели микроорганизмов, является антагонизм в мире микроорганизмов. Так, патогенные микробы, попадающие с выделениями больных в почву, воду, не выдерживают здесь длительной конкуренции многочисленных сапрофитов и сравнительно быстро отмирают.
Относительно механизма антагонистического действия микробов имеются различные предположения. Так, считают, что здесь играет роль целый комплекс факторов: истощение питательных веществ, изменение кислотности и щелочности среды, нарушение обмена веществ, угнетение ферментативных функций и т. д. Нередко одни микробы вырабатывают вещества, вредные для других. К таким продуктам жизнедеятельности относятся пенициллин, аспергиллин, грамицидин и др., образуемые некоторыми грибами актиномицетами и почвенными бактериями.
Эти вещества называются антибиотиками.
Наряду с проявлениями жизненной конкуренции и антибиоза наблюдаются и отношения противоположного, содружественного характера (симбиоз и метабиоз), когда одни микроорганизмы проявлениями своей жизнедеятельности способствуют развитию других. Примером бактериального симбиоза может служить часто встречающееся в природе совместное развитие аэробов с анаэробами. Связывая свободный кислород, аэробы способствуют развитию анаэробных бактерий, а анаэробы, разлагая сложные вещества, способствуют питанию аэробных видов.
При метабиозе одни микробы продуктами своей жизнедеятельности создают необходимые условия для развития других. Так, гнилостные микроорганизмы, расщепляющие белковые вещества и приводящие к накоплению в среде аммонийных соединений, создают условия для последующего развития нитрифицирующих бактерий.
К числу мощных биологических факторов принадлежит и бактериофаг. Указанные биологические препараты (антибиотики и бактериофаг) имеют широкое применение в медицине и будут описаны ниже.
-
Поделись в соц.сетях:
