Acțiunea factorilor fizici asupra microorganismelor. Influența factorilor fizici ai mediului asupra microorganismelor Influența factorilor fizici asupra dezvoltării microorganismelor

Activitatea vitală a microbilor depinde de mediu. Prin crearea anumitor condiții în mediul în care se dezvoltă microbii, este posibilă promovarea dezvoltării microbilor benefice și suprimarea activității vitale a microbilor dăunători.

Principalii factori care afectează activitatea vitală a microbilor sunt:

1. Temperatura. Toți microbii au o temperatură maximă, optimă și minimă pentru dezvoltarea lor. Temperatura optimă pentru majoritatea microbilor este de 25-35 ° C. Prin urmare, alimentele se deteriorează rapid în aceste condiții.

Limita minimă de temperatură este de la -6 la -20 ° C. Dar la această temperatură, microbii nu mor, ci doar le încetinesc dezvoltarea. La dezghețare își reîncep activitatea.

Temperatura maximă (45 - 50 ° C) oprește și reproducerea microbilor. O creștere suplimentară duce la moarte.

2. Umiditate. Umiditatea crescută crește cantitatea de nutrienți solubili, prin urmare, ajută la hrănirea și dezvoltarea microbilor. Prin urmare, produsele alimentare care conțin o cantitate mare de umiditate (lapte, carne, pește, legume, fructe) se deteriorează rapid. Prin urmare, uscarea este o modalitate fiabilă de a împiedica stricarea alimentelor.

3. Lumină. Lumina directă a soarelui distruge microbii, inclusiv pe cei care cauzează boli. Distructive sunt razele ultraviolete ale soarelui și lămpile speciale BUV folosite pentru dezinfecția apei și a aerului.

4. Produse chimice. Mulți compuși chimici au un efect dăunător asupra microbilor și sunt folosiți pentru a-i distruge. Deci, înălbitorul este folosit pentru a dezinfecta mâinile.

5. Factori biologici. Microbii din procesul vieții se pot influența reciproc, contribuind la dezvoltare sau opresiune. Multe bacterii, ciuperci mucegăite eliberează substanțe în mediu - antibiotice, dăunătoare dezvoltării altor microbi. Alte substanțe apropiate de antibiotice în ceea ce privește natura acțiunii lor asupra microbilor sunt fitoncide. Acestea sunt substanțe secretate de multe plante (ceapa, usturoi, hrean, citrice) care ucid microbii patogeni ai dizenteriei, stick putrefactiv.

Răspândirea microbilor în natură.

Microbii sunt răspândiți în natură: în sol, apă, aer.

Cel mai favorabil mediu pentru dezvoltarea microbilor este solul, în 1 g din care se află până la câteva miliarde de microbi. Dezvoltarea microbilor în sol este facilitată de nutrienții prezenți în acesta, umiditatea constantă, temperatură, lipsa luminii solare. Majoritatea microbilor se găsesc la o adâncime de 1 până la 30 cm.Sunt mai puțini în solul nisipos decât în cernoziom.

Pentru unele microorganisme, apa este un habitat natural, mai ales în corpurile de apă deschise: râuri, mări, lacuri. Microbii care cauzează boli pot pătrunde în apele uzate. O astfel de apă ar trebui să fie bine purificată - apărată, filtrată, ozonizată, tratată cu raze ultraviolete.

Aerul este un mediu nefavorabil vieții microorganismelor și puritatea acestuia depinde de gradul de praf și poluare din emisiile industriale. Aerul este mai curat iarna decât vara; mai curat peste oceane și mări decât pe uscat; este mai curat peste păduri decât peste pământul arat; peisajul rural este mai curat decât orașul.

Microorganismele sunt expuse constant factorilor de mediu. Efectele adverse pot duce la moartea microorganismelor, adică au un efect microbicid, sau pot suprima multiplicarea microbilor, oferind un efect static. Unele influențe au un efect selectiv asupra anumitor specii, în timp ce altele prezintă o gamă largă de activitate. Pe baza acestui fapt, au fost create metode pentru suprimarea activității vitale a microbilor, care sunt utilizați în medicină, viața de zi cu zi, agricultură etc.

1. INFLUENȚA FACTORILOR FIZICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

Temperatura.
În raport cu condițiile de temperatură, microorganismele sunt împărțite în termofile, psihrofile și mezofile.

Speciile psicrofile (iubitoare de frig) cresc în intervalul de temperatură 0-10 ° C, zona maximă de întârziere a creșterii este de 20-30 ° C. Acestea includ majoritatea saprofitelor care trăiesc în sol, apă dulce și apă de mare. Dar există unele tipuri, de exemplu, Yersinia, variante psicrofile ale Klebsiella, pseudomonade, care provoacă boli la om.

Temperatura ridicată determină coagularea proteinelor structurale și a enzimelor microorganismelor. Majoritatea formelor vegetative mor la o temperatură de 60 ° C în 30 de minute și la 80-100 ° C - după 1 minut. Sporii bacterieni sunt rezistenți la temperaturi de 100 ° C, mor la 130 ° C și expunere mai lungă (până la 2 ore).
Pentru a menține viabilitatea, temperaturile relativ scăzute sunt relativ favorabile (de exemplu, sub 0 ° C), care sunt inofensive pentru majoritatea microbilor. Bacteriile supraviețuiesc la temperaturi sub –100 ° C; sporii bacterieni și virușii persistă ani de zile în azot lichid (până la –250 ° C).

Umiditate.
Când umiditatea relativă a mediului este sub 30%, activitatea vitală a majorității bacteriilor încetează. Timpul de ofilire a lor în timpul uscării este diferit (de exemplu, Vibrio cholerae - în 2 zile și micobacteriile - în 90 de zile). Prin urmare, uscarea nu este utilizată ca metodă de eliminare a microbilor din substraturi. Sporii bacteriilor sunt deosebit de rezistenți.
Uscarea artificială a microorganismelor este larg răspândită, sau liofilizare... Metoda presupune congelarea rapidă urmată de uscare sub presiune scăzută (vid) (sublimare uscată). Liofilizarea este utilizată pentru conservarea preparatelor imunobiologice (vaccinuri, seruri), precum și pentru conservarea și conservarea pe termen lung a culturilor de microorganisme.
Influența concentrației soluțiilor asupra creșterii microorganismelor este mediată de o modificare a activității apei ca măsură a apei disponibilă pentru organism. Și dacă conținutul de săruri din exteriorul celulei se dovedește a fi mai mare decât concentrația lor în celulă, atunci apa va părăsi celula. Suprimarea bacteriilor patogene de către clorura de sodiu începe de obicei la o concentrație de aproximativ 3%.

Radiația.
Lumina soarelui are un efect dăunător asupra microorganismelor, cu excepția speciilor fototrofe. Cel mai mare efect microbicid este exercitat de razele UV cu unde scurte. Energia radiațiilor este utilizată pentru dezinfecție, precum și pentru sterilizarea materialelor sensibile la căldură.
Razele UV (în primul rând cu undă scurtă, adică cu o lungime de undă de 250-270 nm) acționează asupra acizilor nucleici. Acțiunea microbicidă se bazează pe ruperea legăturilor de hidrogen și formarea de dimeri de timidină în molecula de ADN, ducând la apariția unor mutanți neviabili. Utilizarea radiațiilor UV pentru sterilizare este limitată de permeabilitatea sa scăzută și de activitatea mare de absorbție în apă și sticlă.
Razele X și radiațiile gamma în doze mari provoacă și moartea microbilor. Iradierea determină formarea de radicali liberi care distrug acizii nucleici și proteinele, urmate de moartea celulelor microbiene. Folosit pentru sterilizarea preparatelor bacteriologice, a produselor din plastic.
Radiația cu microunde este utilizată pentru resterilizarea rapidă a mediilor de stocare pe termen lung. Efectul de sterilizare se realizează printr-o creștere rapidă a temperaturii.

Ecografie.
Anumite frecvențe ale ultrasunetelor sub influență artificială pot provoca depolimerizarea organelelor celulelor microbiene, sub acțiunea ultrasunetelor, gazele din mediul lichid al citoplasmei sunt activate și apare o presiune mare în interiorul celulei (până la 10.000 atm). Acest lucru duce la ruperea membranei celulare și moartea celulei. Ultrasunetele sunt folosite pentru sterilizarea alimentelor (lapte, sucuri de fructe), apa de baut.

Presiune.
Bacteriile sunt relativ insensibile la modificările presiunii hidrostatice. Creșterea presiunii până la o anumită limită nu afectează rata de creștere a bacteriilor terestre comune, dar în cele din urmă începe să interfereze cu creșterea și diviziunea normală.

Influența factorilor de mediu asupra microorganismelor

Unele tipuri de bacterii pot rezista la presiuni de până la 3.000 - 5.000 atm, iar sporii bacterieni - chiar și 20.000 atm.
Într-un vid profund, substratul se usucă și viața este imposibilă.

Filtrare.

2. EFECTUL FACTORILOR CHIMICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

Capacitatea unui număr de substanțe chimice de a suprima activitatea vitală a microorganismelor depinde de concentrația substanțelor chimice și de timpul de contact cu microbul. ... Dezinfectante si antiseptice da un efect microbicid nespecific; agenții chimioterapeutici prezintă efecte antimicrobiene selective.

În funcție de mecanismul de acțiune, substanțele antimicrobiene sunt împărțite în următoarele grupuri:
a) peptidoglicanul depolimerizant al peretelui celular
b) creşterea permeabilităţii membranei celulare
c) blocarea anumitor reacţii biochimice
d) enzime denaturante
e) metaboliţii oxidanţi şi enzimele microorganismelor
f) dizolvarea structurilor lipoproteice
g) deteriorarea aparatului genetic sau blocarea funcţiilor acestuia.

În microorganismele, proteinele și lipidele membranei citoplasmatice sunt supuse în primul rând moleculele proteice ale flagelilor, fimbriei, sex-pili, porinele peretelui celular al bacteriilor gram-pozitive, proteinele periplasmatice de legare, capsulele proteice, exotoxinele, enzimele toxine și enzimele nutriționale. la distrugerea chimică. Distrugerea polimerilor eterogene (proteine, poliesteri etc.) are loc atât sub acțiunea oxidanților, cât și sub acțiunea antisepticelor hidrolizante și detergente (acizi, alcalii, săruri ale metalelor di- și polivalente etc.).

3. INFLUENȚA FACTORILOR BIOLOGICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

Agenții biologici pot include preparate care conțin specimene vii de bacteriofagi și bacterii care au o activitate competitivă pronunțată în raport cu microbii patogeni și condiționat patogeni pentru oameni și animale. Ele sunt introduse în organism într-o stare viabilă. Fagii și antagoniștii au un efect dăunător direct asupra microbilor patogeni și oportuniști; medicamentele preparate din acestea sunt destinate uzului local, se caracterizează prin specificitatea acțiunii asupra microorganismelor și inofensivă pentru pacient; scopul introducerii lor în organismul uman și animal este tratarea sau prevenirea bolilor infecțioase. Prin mecanismul de acțiune, sunt aproape de antiseptice chimice.
De asemenea, este necesar să ne amintim despre bacteriile de acid lactic, care provoacă procesul de fermentație a acidului lactic. Unele bacterii lactice sunt capabile să sintetizeze antibiotice și, cu ajutorul lor, să suprime dezvoltarea microbilor patogeni.
Preparate care conțin bacterii (eubiotice sau probiotice): colibacterin, lactobacterin, bifidumbacterin, bifikol, micrococcobacterin, linex, bactisubtil și altele.
Preparate care conțin bacteriofagi: bacteriofag tifoid, bacteriofag de dizenterie, bacteriofag salmonella, bacteriofag coli-proteinaceu, bacteriofag stafilococic, bacteriofag streptococic, bacteriofag piocyaneus, bacteriofag piocianic, bacteriofag Klebsiella și altele.

VEZI MAI MULT:

Activitatea vitală a microorganismelor depinde de condițiile de existență. Condițiile favorabile existenței lor sunt umiditatea, căldura și prezența nutrienților. Uscarea, mediul acid, temperaturile scazute, lipsa nutrientilor etc inhiba dezvoltarea microorganismelor.Reguland artificial conditiile de existenta a microbilor, se poate opri reproducerea sau distruge.

Majoritatea alimentelor sunt favorabile din punct de vedere chimic pentru microbi. Prin urmare, alimentele pot fi păstrate numai în condiții nefavorabile pentru microorganisme. Vorbind despre influența factorilor fizici de mediu asupra microorganismelor, ei înseamnă condițiile de mediu care afectează dezvoltarea lor și le împart în trei grupe principale: fizice, chimice și biologice. Condițiile (factorii) fizice includ: temperatura, umiditatea mediului, concentrația de substanțe dizolvate în mediu; radiatii.

Influența temperaturii asupra microorganismelor.

Dezvoltarea tuturor microorganismelor este posibilă la o anumită temperatură. Microorganisme cunoscute care pot exista la temperaturi scăzute (-8 ° C și mai jos) și la temperaturi ridicate, de exemplu, locuitorii izvoarelor termale mențin activitatea vitală la o temperatură de 80-95 ° C. Majoritatea microbilor preferă un interval de temperatură de 15-35 ° C. Distinge:

temperatura optimă, cea mai favorabilă pentru dezvoltare;
maximul, la care se oprește dezvoltarea microbilor unei anumite specii;
minim, sub care microbii nu se mai dezvolta.

În raport cu nivelul de temperatură, microorganismele sunt împărțite în trei grupe:

psicrofite - cresc bine la temperaturi scăzute,
mezofile - există în mod normal la temperaturi medii,
termofile - există la temperaturi constant ridicate.

Microbii se adaptează relativ rapid la schimbări semnificative de temperatură. Prin urmare, o ușoară scădere sau creștere a nivelului de temperatură nu garantează încetarea dezvoltării microorganismelor.

Influența temperaturilor ridicate.

Temperaturile mult mai mari decât cele maxime provoacă moartea microorganismelor. În apă, majoritatea formelor vegetative de bacterii mor într-o oră când sunt încălzite la 60 ° C; până la 70 ° С - în 10-15 minute, până la 100 ° С - în câteva secunde. În aer, moartea microorganismelor are loc la o temperatură semnificativ mai mare - până la 170 ° C și mai mult în 1-2 ore.

Influența condițiilor de mediu asupra microorganismelor

Formele spori ale bacteriilor sunt mult mai rezistente la încălzire, pot rezista la fierbere timp de 4-5 ore.

Metodele de pasteurizare și sterilizare se bazează pe proprietatea microbilor de a muri sub influența temperaturilor ridicate. Pasteurizarea - se efectuează la o temperatură de 60-90 ° C, în timp ce formele vegetative ale celulelor mor, iar cele spori rămân viabile. Prin urmare, alimentele pasteurizate trebuie refrigerate rapid și păstrate în condiții de refrigerare. Sterilizarea este distrugerea completă a tuturor formelor de microorganisme, inclusiv a celor spori. Sterilizarea se efectuează la o temperatură de 110-120 ° C și presiune ridicată.

Cu toate acestea, sporii nu mor instantaneu. Chiar și la 120 ° C, moartea lor are loc în 20-30 de minute. Acestea sterilizează conserve, unele materiale medicale, substraturi pe care se cultivă microorganisme în laboratoare. Efectul de sterilizare depinde de compoziția cantitativă și calitativă a microflorei obiectului sterilizat, de compoziția sa chimică, consistența, volumul, masa etc.

Influența temperaturilor scăzute.

Cel mai adesea, efectul temperaturilor scăzute nu este asociat cu moartea microorganismelor, ci cu inhibarea și încetarea dezvoltării acestora. Microorganismele tolerează mult mai bine temperaturile scăzute. Mulți microbi patogeni care intră în mediul înconjurător sunt capabili să reziste iernilor grele fără a-și pierde patogenitatea. Cel mai negativ efect asupra dezvoltării microorganismelor este temperatura la care îngheață conținutul celulei.

Efectul inhibitor al temperaturilor scăzute asupra microbilor este utilizat pentru a stoca diferite produse refrigerate la o temperatură de 0-4 ° C și congelate la o temperatură de 6-20 ° C și mai jos. Efectul temperaturilor scăzute în alimentele congelate sporește efectul presiunii osmotice crescute. Deoarece cea mai mare parte a apei a trecut în gheață, partea lichidă rămasă a apei conținea toate substanțele dizolvate conținute în masa produsului. Acest lucru determină o presiune osmotică crescută, care, la rândul său, inhibă dezvoltarea microbilor.

Congelarea este folosită pentru depozitarea cărnii, peștelui, fructelor, semifabricatelor de legume, produselor culinare, mâncărurilor gata preparate etc. Oprirea dezvoltării microbilor este eficientă doar atâta timp cât efectul temperaturii scăzute continuă. Când temperatura crește, începe dezvoltarea și reproducerea rapidă a microbilor, ceea ce provoacă alterarea alimentelor.

In consecinta, temperatura scazuta nu face decat sa incetineasca procesele biochimice, fara a avea efect de sterilizare. Congelarea repetată a aceluiași aliment contribuie la adaptarea rapidă a microbilor la temperaturi scăzute și sporește viabilitatea acestora. Prin urmare, este necesar să se prevină fluctuațiile de temperatură în timpul depozitării alimentelor.

Factori fizici.

1. Temperatura.

În raport cu condițiile de temperatură, microorganismele sunt împărțite în:

Specii termofile. Zona de creștere optimă este de 50-60 ° C, zona superioară de inhibare a creșterii este de 75 ° C. Termofilii trăiesc în izvoarele termale, participă la procesele de auto-încălzire a gunoiului de grajd, cereale, fân.
Speciile psicrofile (iubitoare de frig) cresc în intervalul de temperatură 0-10 ° C, zona maximă de întârziere a creșterii este de 20-30 ° C. Acestea includ majoritatea saprofitelor care trăiesc în sol, apă dulce și apă de mare.
Speciile mezofile cresc mai bine în intervalul 20-40 ° C; maxim 43-45 ° С, minim 15-20 ° С. Pot supraviețui în mediu, dar de obicei nu se reproduc. Acestea includ majoritatea microorganismelor patogene și oportuniste.

Bacteriile supraviețuiesc la temperaturi sub –100 ° C; sporii bacterieni și virușii persistă ani de zile în azot lichid (până la –250 ° C).

2. Umiditate.

2. Când umiditatea relativă a mediului este sub 30%, activitatea vitală a majorității bacteriilor se oprește. Timpul de ofilire a lor în timpul uscării este diferit (de exemplu, Vibrio cholerae - în 2 zile și micobacteriile - în 90 de zile). Prin urmare, uscarea nu este utilizată ca metodă de eliminare a microbilor din substraturi. Sporii bacteriilor sunt deosebit de rezistenți.

3. Radiația.

3.- Lumina soarelui are un efect dăunător asupra microorganismelor, cu excepția speciilor fototrofe. Cel mai mare efect microbicid este exercitat de razele UV cu unde scurte. Energia radiațiilor este utilizată pentru dezinfecție, precum și pentru sterilizarea materialelor sensibile la căldură.

3.- Razele UV actioneaza asupra acizilor nucleici. Utilizarea radiațiilor UV pentru sterilizare este limitată de permeabilitatea sa scăzută și de activitatea mare de absorbție în apă și sticlă.

3.- Razele X și radiațiile g în doze mari provoacă și moartea microbilor. Folosit pentru sterilizarea preparatelor bacteriologice, a produselor din plastic.

3.- Radiația cu microunde este utilizată pentru resterilizarea rapidă a mediilor de stocare pe termen lung.

4. Ultrasunetele sunt folosite pentru sterilizarea alimentelor (lapte, sucuri de fructe), apa de baut.

5. Presiune. Bacteriile sunt relativ insensibile la modificările presiunii hidrostatice.

6. Filtrare.

Pentru îndepărtarea microorganismelor se folosesc diverse materiale (sticlă cu pori fini, celuloză, koalin); asigură eliminarea eficientă a microorganismelor din lichide și gaze. Filtrarea este utilizată pentru sterilizarea lichidelor care sunt sensibile la efectele temperaturii, pentru a separa microbii și metaboliții acestora (exotoxine, enzime) și pentru a izola virusurile.

Factori chimici.

Capacitatea unui număr de substanțe chimice de a suprima activitatea vitală a microorganismelor depinde de concentrația substanțelor chimice și de timpul de contact cu microbul. Dezinfectantele și antisepticele dau un efect microbicid nespecific; agenții chimioterapeutici prezintă efecte antimicrobiene selective.

Factori biologici.

Agenții biologici pot include preparate care conțin indivizi vii - bacteriofagi și bacterii, care au o activitate competitivă pronunțată în raport cu microbii patogeni și condiționat patogeni pentru oameni și animale. Ele sunt introduse în organism într-o stare viabilă.

2. Antigene. Proprietățile antigenelor.

Un antigen este un agent străin genetic pentru un macroorganism, cauzat în acesta de reacții imunologice care vizează distrugerea, eliminarea acestuia.

Antigenele pot fi ciuperci, bacterii, viruși, protozoare, celule animale și vegetale, deșeuri.

Proprietățile antigenului:

1) antigenicitate

2) specificitatea

3) imunogenitate

Antigenitatea este capacitatea unui antigen de a induce un răspuns imun în organism - producerea de anticorpi.

Specificitatea este capacitatea unui antigen de a reacționa selectiv cu anticorpi strict definiți. (Impactul nu are loc cu întreaga moleculă, ci cu o zonă mică - un determinant antigenic sau epitop).

Imunogenitatea este capacitatea unui antigen de a induce apărarea imună a unui macroorganism.

Gradul de imunogenitate depinde de antigen (străinetate, natură, compoziție chimică, greutate moleculară, structură, solubilitate).

În funcție de originea lor genetică, există trei tipuri principale de antigene.

1. Autoantigene.

Cauza reactii autoimune. Adică, aceștia sunt antigeni ai propriului organism. Ele pot fi primare, separate de sistemul imunitar prin bariere histohematologice și provocând un răspuns imunitar după deteriorarea lor, și secundare, provocând un răspuns imunitar numai după modificarea proprietăților lor ca urmare a anumitor procese patologice. Autoantigenii primari includ cristalinul ochiului, țesutul creierului, coloidul tiroidian și țesutul testicular.

2. Izoantigene.

Acestea sunt antigeni diferiți care diferă între indivizii aceleiași specii biologice. Deci, izoantigenele includ grupele de sânge (sistemul ABO) ale unei persoane.

3. Xenoantigene.

Acestea includ antigene care diferă între specii, cum ar fi antigene care diferă între oameni și cai.

Imunogenii sau antigenii completi sunt substanțe care induc un răspuns imun cu drepturi depline și au proprietăți: imunogenitate, antigenicitate și specificitate.

Imunogenii sunt biopolimeri - proteine, complexele lor cu carbohidrați (glicoproteine), precum și polizaharide complexe, lipopolizaharide cu greutate moleculară mare. Cu cât organismele sunt mai îndepărtate de oameni în termeni evolutivi, cu atât proteinele lor prezintă mai multă imunogenitate.

Haptenele sunt antigene incomplete, substanțe relativ simple care pot participa la interacțiuni imunologice, dar nu sunt capabile să induce în mod independent un răspuns imun. Haptenele sunt antigenice și specifice, dar nu imunogene.

Haptenele, după atașarea la molecule mari, de obicei proteice (purtători), pot dobândi proprietățile unui antigen complet.

3. Boli cromozomiale – sindromul Down, sindromul Edwards, sindromul Patau.

Complexul cromozomial al celulelor somatice normale ale oamenilor moderni este format din 46 de cromozomi (2n = 46). În celulele unui individ feminin, pe lângă 44 de autozomi, există o pereche de cromozomi sexuali XX, iar la bărbați - XY. Formule acceptate pentru imagine: 46, XX; 46, XY.

Bolile cromozomiale sunt un grup mare de afecțiuni patologice congenitale cu multiple malformații congenitale, a căror cauză este o modificare a numărului sau structurii cromozomilor. Bolile cromozomiale rezultă din mutații în celulele germinale ale unuia dintre părinți. Nu mai mult de 3-5% dintre ele sunt transmise din generație în generație. Anomaliile cromozomiale sunt responsabile pentru aproximativ 50% din avorturile spontane și 7% din toate nașterile morti.

Toate bolile cromozomiale sunt de obicei împărțite în două grupe:

1) anomalii ale numărului de cromozomi. Acest grup include trei subgrupe:

- boli cauzate de o încălcare a numărului de cromozomi,

- boli asociate cu creșterea sau scăderea numărului de cromozomi sexuali X și Y

- boli cauzate de poliploidie - o creștere multiplă a setului haploid de cromozomi

2) încălcări ale structurii (aberații) cromozomilor. Motivele lor sunt:

- translocatii - rearanjamente de schimb intre cromozomi neomologi

- deletii - pierderea unei sectiuni de cromozom

- inversiuni - rotații ale secțiunii cromozomilor cu 180 °

- duplicari - duplicarea unei sectiuni de cromozom

- izocromozomia - cromozomi cu material genetic repetitiv la ambii umeri

- apariția cromozomilor inelar - conexiunea a două deleții terminale în ambele brațe ale cromozomului

Boli cauzate de o încălcare a numărului de autozomi

Sindromul Down - trisomie pe cromozomul 21, semnele includ: demență, întârziere de creștere, aspect caracteristic, modificări ale dermatoglifelor (modele pe pielea părții palmare a mâinilor și picioarelor unei persoane).

Curs №7 Influența factorilor de mediu asupra microorganismelor.

Sindromul a fost numit după medicul englez John Down, care l-a descris pentru prima dată în 1866. Legătura dintre originea sindromului congenital și modificarea numărului de cromozomi a fost dezvăluită abia în 1959 de geneticianul francez Jerome Lejeune. Frecvența nașterilor copiilor cu sindrom Down este de 1 la 800 sau 1000. Sindromul Down apare în toate grupurile etnice și în toate clasele economice Vârsta mamei afectează șansele de a concepe un copil cu sindrom Down. Dacă mama are între 20 și 24 de ani, probabilitatea este de 1 la 1562, de la 35 la 39 de ani - 1 la 214, iar peste 45 de ani, probabilitatea este de 1 la 19. Trisomia apare datorită faptului că cromozomii nu diverg în timpul meiozei. La fuzionarea cu un gamet de sex opus, în embrion se formează 47 de cromozomi, și nu 46, ca fără trisomie.

Sindromul Patau - trisomie pe cromozomul 13, caracterizată prin malformații multiple, idioție, adesea polidactilie, tulburări ale structurii organelor genitale, surditate; aproape toți pacienții nu trăiesc până la un an. Apare cu o frecvență de 1: 7000-1: 14000. Supraviețuitorii suferă de o idioție profundă.

Sindromul Edwards - trisomia pe cromozomul 18, maxilarul inferior și deschiderea gurii sunt mici, fisurile palpebrale sunt înguste și scurte, auricularele sunt deformate; 60% dintre copii mor înainte de vârsta de 3 luni, doar 10% supraviețuiesc până la un an, principalul motiv este stopul respirator și insuficiența cardiacă. Frecvența populației este de aproximativ 1: 7000. Copiii cu trisomie 18 se nasc mai des din mame mai în vârstă, relația cu vârsta mamei este mai puțin pronunțată decât în cazurile de trisomie 21 și 13. La femeile de peste 45 de ani, riscul de a avea un copil bolnav este de 0,7%. Fetele cu sindrom Edwards se nasc de trei ori mai des decât băieții.

Data publicării: 2015-02-03; Citește: 591 | Încălcarea drepturilor de autor ale paginii

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018.(0,003 s) ...

Intervalele de temperatură pentru moartea microorganismelor

Sporii bacteriilor sunt mult mai rezistenți la temperaturi ridicate decât formele vegetative de bacterii. De exemplu, sporii bacilului ulcerului siberian pot rezista la fierbere timp de 2 ore.

Toate microorganismele, inclusiv cele cu spori, mor la o temperatură de 165-170 ° C în decurs de 1 oră.

Acțiunea temperaturilor ridicate asupra microorganismelor stă la baza sterilizării.

Metode de prelucrare termică a alimentelor

Metodele de prelucrare termică a alimentelor includ pasteurizarea și sterilizarea. Pasteurizarea este o metodă de distrugere a microorganismelor din lichide sau produse alimentare prin încălzire unică la o temperatură sub 100 ° C (cel mai adesea până la 60-70 ° C) cu un timp de expunere de 15-30 de minute. Pasteurizarea este utilizată pentru conservarea laptelui și a altor produse. Sterilizarea se efectuează sub influența temperaturilor ridicate, aburului încălzit sub presiune în autoclave la o temperatură de 110-120 ° C sau aer cald într-un cuptor la o temperatură de 150-160 ° C. În timpul sterilizării, produsele sunt complet eliberate de microorganisme și spori ca urmare a morții lor.

Raportul dintre microorganisme și temperaturi scăzute

Temperaturile scăzute sunt utilizate pe scară largă în practica depozitării produselor alimentare. Produsele sunt depozitate la rece (de la 10 la 2 ° C) și congelate (de la 15 la 30 ° C).

Perioada de valabilitate a produselor refrigerate nu poate fi lungă, deoarece dezvoltarea microorganismelor pe acestea nu se oprește, ci doar încetinește.

Alimentele congelate sunt păstrate mai mult timp, deoarece dezvoltarea microorganismelor pe ele este exclusă. Cu toate acestea, după decongelare, astfel de produse se pot deteriora rapid datorită înmulțirii intensive a microorganismelor supraviețuitoare.

Uscare

Pentru funcționarea normală a microorganismelor este nevoie de apă. Uscarea duce la deshidratarea citoplasmei, iar integritatea membranei citoplasmatice este perturbată, ceea ce duce la moartea celulelor.

Unele microorganisme (multe tipuri de coci) mor sub influența uscării în câteva minute.

Mai rezistenți la uscare sunt agenții cauzatori ai tuberculozei, care pot rămâne viabile până la 9 luni, precum și formele de capsule ale bacteriilor.

Sporii sunt deosebit de rezistenți la uscare. De exemplu, sporii patogeni de antrax pot persista în sol timp de peste 100 de ani.

Pentru depozitarea microorganismelor în muzeele culturilor microbiene și fabricarea preparatelor de vaccin uscat din bacterii, se utilizează metoda uscare la rece.

Esența metodei constă în faptul că, în dispozitivele pentru uscare prin congelare - liofilizatoare, microorganismele sunt mai întâi congelate și apoi uscate la o temperatură pozitivă în vid. În acest caz, citoplasma bacteriilor îngheață și se transformă în gheață, apoi această gheață se evaporă și celula rămâne în viață (tranziția apei de la starea înghețată la starea gazoasă, ocolind faza lichidă - sublimare).

Bacteriile congelate (etapa I de liofilizare)

Formarea extracelulară(A) și intracelular(b) gheață cu bacterii care liofilizează

Cu uscare liofilă adecvată, celulele microbiene trec într-o stare de animație suspendată și își păstrează proprietățile biologice timp de câțiva ani.

Frunze uscate vii(A) si defunctul(b) bacterii

Dacă nu a fost respectat regimul de liofilizare (și pentru diferite tipuri de bacterii este diferit), atunci peretele celular al bacteriilor se rupe și acestea mor.

Energie radianta

Există diferite forme de energie radiantă, caracterizate prin proprietăți diferite, puterea și natura acțiunii asupra microorganismelor.

În natură, celulele bacteriene sunt expuse în mod constant la radiația solară.

Lumina directă a soarelui are un efect dăunător asupra microorganismelor. Aceasta se referă la spectrul ultraviolet al razelor solare (razele UV).

Datorită activității chimice și biologice ridicate inerente razelor UV, ele provoacă inactivarea enzimelor în microorganisme, coagularea proteinelor, distrug ADN-ul, în urma căreia are loc moartea celulară. În acest caz, numai suprafața obiectelor iradiate este dezinfectată din cauza capacității scăzute de penetrare a acestor raze.

Bacteriile patogene sunt mai sensibile la acțiunea razelor UV decât saprofitele, prin urmare microorganismele sunt crescute și depozitate în laboratorul bacteriologic la întuneric.

Experiența lui Buchner arată cât de distructive sunt razele UV asupra bacteriilor: o placă Petri cu un mediu dens este semănată cu un gazon continuu. O parte din inoculare se acoperă cu hârtie, iar vasul Petri se pune la soare, apoi după un timp (15-30 minute) se pune într-un termostat.

Doar acele microorganisme care se aflau sub hârtie germinează. Prin urmare, valoarea luminii solare pentru dezinfectarea mediului este foarte mare.

Lămpi germicide

Efectul bactericid al razelor UV este utilizat pentru sterilizarea încăperilor închise: săli de operație, cutii microbiologice, săli de clasă ale Departamentului de Microbiologie. Pentru aceasta, se folosesc lămpi bactericide cu radiații ultraviolete cu o lungime de undă de 200-400 nm.

Microorganismele sunt influențate și de alte tipuri de energie radiantă - acestea sunt razele X, razele α, β și γ, care au un efect dăunător asupra microorganismelor doar în doze mari.

Influența condițiilor de mediu asupra microorganismelor.

Aceste raze distrug ADN-ul celulei. În ultimii ani, metoda radiațiilor a fost folosită pentru sterilizarea articolelor de unică folosință - seringi, material de sutură, vase Petri.

Dozele mici de radiații, dimpotrivă, pot stimula creșterea microorganismelor și pot provoca mutații în acestea.

Energia cuptorului cu microunde... Determinând încălzirea mediului, energia cu microunde are un efect dăunător asupra microorganismelor și are loc deteriorarea celulei.

Energia cu microunde afectează caracteristicile genetice ale microorganismelor, modificări ale intensității diviziunii celulare, activitatea unor enzime, proprietăți hemolitice.

Radiații ionizante. O trăsătură caracteristică a acestor radiații este capacitatea lor de a induce procesul de ionizare.

Ecografie

Ecografie... Purtând cu ele o mare sursă de energie, undele ultrasunete provoacă o serie de fenomene fizice, chimice și biologice. Cu ajutorul undelor ultrasonice (SUA), este posibil să se provoace inactivarea enzimelor, vitaminelor, toxinelor, să distrugă o varietate de materiale și substanțe, organisme multicelulare și unicelulare.

Undele ultrasonice cu o frecvență de oscilație de 1-1,3 MHz timp de 10 minute au un efect bactericid asupra celulelor microorganismelor. Ultrasunetele favorizează ruperea pereților celulari și a membranelor, deteriorarea flagelinei în formele mobile ale microorganismelor. Influența ultrasunetelor se bazează pe distrugerea mecanică a microorganismelor ca urmare a presiunii ridicate în interiorul celulei, lichefierea și spumarea citoplasmei, sau pe apariția radicalilor hidroxil și a oxigenului atomic în mediul apos al citoplasmei.

Ultrasunetele sunt folosite pentru distrugerea microorganismelor in vederea obtinerii de antigene solubile in producerea vaccinurilor subunitatii si sterilizarea produselor: lapte, sucuri de fructe.

Influența temperaturii asupra microorganismelor.

temperatura optimă, cea mai favorabilă pentru dezvoltare;
maximul, la care se oprește dezvoltarea microbilor unei anumite specii;
minim, sub care microbii nu se mai dezvolta.

În raport cu nivelul de temperatură, microorganismele sunt împărțite în trei grupe:

psicrofite - cresc bine la temperaturi scăzute,
mezofile - există în mod normal la temperaturi medii,
termofile - există la temperaturi constant ridicate.

Influența temperaturilor ridicate.

Influența temperaturilor scăzute.

Factorii de mediu afectează constant activitatea vitală a microorganismelor. În condiții favorabile, există o creștere și reproducere rapidă a microbilor. În condiții nefavorabile pentru viață, dezvoltarea încetinește, iar apoi poate apărea moartea lor. Factorii de mediu care afectează microorganismele sunt împărțiți în fizici, chimici și biologici.

Factori fizici. Factorii fizici ai mediului extern care afectează activitatea vitală a microorganismelor includ temperatura, umiditatea, lumina etc.

Influența temperaturii. Microorganismele pot tolera fluctuații semnificative de temperatură. O anumită temperatură este necesară pentru funcționarea normală a unei celule microbiene. Există trei puncte de temperatură: optim, minim și maxim, la care se poate manifesta activitatea lor vitală de intensitate variabilă. Temperatura optimă este cea la care microorganismele cresc și se dezvoltă cel mai intens. Temperatura minimă este cea mai scăzută la care creșterea microbiană este încă posibilă. Sub această temperatură, microorganismele își reduc activitatea biochimică, dar nu mor, ci trec în stare anabiotică, adică. o stare de viață ascunsă, care amintește de toropeala de iarnă a multor cu sânge rece (broaște, șerpi, șopârle). Maxima este cea mai ridicată temperatură la care este încă posibilă creșterea și dezvoltarea microbilor. Peste temperatura maximă, microbul moare.

În funcție de temperatura la care s-au adaptat microorganismele în procesul de evoluție îndelungată, acestea se împart în psicrofile, mezofile și termofile.

Psicrofilii (iubitoare de frig) se pot dezvolta la temperaturi scăzute. Temperatura optimă pentru ei este de 15-20 ° C, minim 0-10, maxim 30-35 ° C. Acest grup include unii reprezentanți ai microflorei cocice, ciuperci de mucegai, bacterii de fier etc., care provoacă deteriorarea alimentelor atunci când sunt depozitate în frigidere.

Mezofilii sunt un grup de microorganisme care se dezvoltă la temperaturi medii. Temperatura optimă pentru ei este de 30-37 ° С, minim 10, maxim 43-50 ° С. Acest grup include multe mucegaiuri, drojdii, putrefactive și toate microorganismele patogene.

Termofilele (termofilele) sunt microbi care se dezvoltă la temperaturi relativ ridicate. Temperatura optimă pentru ei este de 50-60 ° C, minim 35, maxim 75-85 ° C. Termofilii sunt principalii agenți cauzali ai alterarii conservelor de carne și a alimentelor din plante din carne, ei participă la autoîncălzirea silozului, cerealelor umede, fânului, bumbacului, făinii etc. Unii microbi termofili (bețișoare de spori) rămân vitali la temperaturi. peste 85°C.

Microorganismele sunt foarte rezistente la refrigerare și îngheț. Unele tipuri de bacterii și mucegaiuri pot rezista la temperatura aerului lichid (-190 ° C) și a hidrogenului lichid (-253 ° C). Virușii sunt foarte rezistenți la temperaturi scăzute. La temperaturi scăzute, mai apar o serie de schimbări care pot duce la moartea microbilor. Rata morții microbilor în timpul înghețării depinde de tipul de microbi, temperatura de îngheț, frecvența de îngheț și dezgheț, tipul și durata de păstrare a produsului în stare congelată etc.

O temperatură ridicată care provoacă moartea unei celule microbiene se numește letală. Efectul distructiv al temperaturii ridicate este cauzat de deteriorarea stării coloidale a plasmei, denaturarea proteinei, urmată de coagularea acesteia, precum și de perturbarea sistemelor enzimatice. Majoritatea microbilor non-spori mor într-un mediu umed la o temperatură de 60-70°C în 15-30 de minute, la o temperatură de 85°C în 3-5 și la o temperatură de 100°C instantaneu. Sporii de bacil sunt foarte rezistenți la temperaturi ridicate. Sporii unor microorganisme pot rezista la fierbere de la câteva minute la câteva ore.

Influența umidității. Umiditatea minimă necesară pentru activitatea vitală a bacteriilor este de 30%, pentru mucegaiuri - 15%. Diferite tipuri de microorganisme nu sunt la fel de susceptibile la uscare, în care se pierde apa, ducând la moartea celulelor. Microbii care nu formează spori sunt cei mai sensibili la uscare. Sporii sunt foarte rezistenți la uscare, rămânând în stare uscată câțiva ani. Uscarea este folosită ca una dintre metodele de conservare a alimentelor perisabile. În industria cărnii, metoda de uscare este utilizată pe scară largă pentru conservarea cărnii, cârnaților, făinii de carne și oase etc.

Liofilizarea (uscare la temperatură scăzută și vid) promovează conservarea pe termen lung a microorganismelor. Această metodă este utilizată în industrie pentru obținerea de vaccinuri uscate (vii), conservarea cărnii și a materiilor prime endocrine, prepararea organopreparatelor și a fermentelor pentru produsele lactate fermentate.

Influența luminii. Lumina directă a soarelui, în special razele ultraviolete, au un efect bactericid. Celula microbiană a formelor vegetative moare în lumina soarelui după câteva minute. Lumina împrăștiată nu are un efect atât de distructiv asupra microbilor, dar cu expunerea prelungită poate inhiba treptat creșterea și dezvoltarea acestora.

Iradierea ultravioletă este utilizată la întreprinderile din industria cărnii pentru a dezinfecta aerul, suprafețele echipamentelor și diverse obiecte folosind lămpi bactericide.

Influența radiațiilor. Microorganismele sunt mai rezistente la razele X și razele gamma; doza letală pentru ei este de sute și mii de ori mai mare decât pentru animale. Razele X și radiațiile gamma în doze mici și cu expunere scurtă au un efect stimulator asupra creșterii și reproducerii microbilor. Dozele mari de raze X inactivează enzimele, încetinesc creșterea și previn creșterea microbiană.

Influența undelor ultrasonice. Undele ultrasonice au o energie mecanică semnificativă, capabilă să inactiveze enzimele, toxinele și să distrugă o celulă microbiană. Efectul letal asupra bacteriilor și virușilor începe să se manifeste la sondarea mediului cu o frecvență de oscilație de aproximativ 100 mii Hz. Ultrasunetele pot fi folosite pentru sterilizarea si pasteurizarea produselor, curatarea si dezinfectarea echipamentelor, recipientelor, apelor uzate.

Influența presiunii. Microorganismele sunt rezistente la presiuni mari. Microbii se găsesc pe fundul mărilor și oceanelor adânci, unde presiunea ajunge la mai mult de 90 MPa (900 kgf/cm2), unele drojdie, mucegaiuri pot rezista la o presiune de 300 MPa (3000 kgf/cm2).

Factori chimici. Celula microbiană reacționează la cea mai mică cantitate de substanță chimică din mediu. Deci, dacă un capilar umplut cu o soluție de peptonă (un nutrient pentru microbi) este coborât într-o picătură de apă care conține bacterii mobile, atunci după un timp puteți observa acumularea de microorganisme la deschiderea capilarului. Aceasta este așa-numita chemotaxie pozitivă - bacteriile se deplasează către substanța care le atrage. Dacă capilarul este umplut cu alcali sau acid, bacteriile scapă din substanța otrăvitoare pentru ele difuzând în apă, adică. se observă chimiotaxie negativă.

Efectul substanțelor chimice asupra microorganismelor nu se manifestă în aceeași măsură. De regulă, concentrațiile mici nu numai că nu provoacă moartea microbilor, dar chiar stimulează creșterea și dezvoltarea acestora.

Concentrații mari de substanțe chimice acționează bacteriostatic sau bactericid asupra microorganismelor, provocând moartea acestora. Substanțele chimice care provoacă moartea microorganismelor se numesc dezinfectanți. Eficacitatea acțiunii substanțelor chimice depinde de natura chimică a acestei substanțe, de concentrația ei, de temperatura, de reacția mediului, de tipul de microorganism etc. Substanțele folosite pentru distrugerea microbilor trebuie să fie în stare dizolvată. Cu cât o substanță este mai ușor adsorbită de o celulă microbiană, cu atât efectul acesteia este mai puternic. Substanțele chimice, în funcție de efectul lor asupra celulei microbiene, pot fi împărțite în următoarele grupuri:

substanțe care afectează doar peretele celular, nu modifică structura internă a microbilor (săpunuri, acizi grași);

substanțe care afectează membranele și proteinele celulare (fenol, crezol și derivații acestora);

substanțe care provoacă denaturarea proteinelor (formaldehidă - soluție de formol 40%);

substanțe care provoacă inactivarea enzimelor (săruri ale metalelor grele - săruri de mercur, cupru, argint etc.).

Cei mai sensibili la substante chimice sunt microbii care nu formeaza spori, formele vegetative. Formele de spori sunt destul de rezistente la diferite substanțe chimice. Pentru a le distruge, este necesar să se pregătească soluții fierbinți de concentrație mare de substanțe chimice. Deci, sporii bacilului antrax mor într-o soluție de fenol 5% în doar 14 zile, în timp ce formele vegetative ale acestui agent patogen mor dintr-o astfel de concentrație în câteva secunde.

Atunci când alegeți dezinfectanții pentru distrugerea microbilor, este necesar să se țină cont de tipul de microorganism. De exemplu, virusurile sunt foarte sensibile la alcalii, agenții patogeni de antrax sunt foarte sensibili la clor și formaldehidă, iar agenții patogeni ai tuberculozei sunt rezistenți la acizi și baze.

Reacția mediului (pH-ul este un indicator al concentrației ionilor de hidrogen) afectează creșterea și dezvoltarea microorganismelor. Activitatea vitală a diferitelor tipuri de microbi este posibilă numai la un anumit pH. Majoritatea microorganismelor se dezvoltă într-un mediu ușor alcalin (pH 7,2-7,6), drojdia și mucegaiurile cresc mai bine la pH 3-6. Prin modificarea reacției mediului, este posibilă reglarea intensității dezvoltării și a activității biochimice a microbilor. Cu o scădere a pH-ului la 5, bacteriile putrefactive nu se dezvoltă, în timp ce cu o astfel de reacție, activitatea enzimatică a drojdiei se manifestă cel mai activ.

Factori biologici.În procesul activității vitale, microorganismele se află în diverse relații între ele și cu alte organisme. Aceste relații în procesul de evoluție îndelungată s-au conturat în conformitate cu legea biologică generală a simbiozei (coabitării) ființelor vii. În natură, relația dintre microbi și alte organisme există sub forma diferitelor forme de simbioză, metabioză și antagonism.

Comensalismul este o formă de simbioză în care un organism trăiește și se dezvoltă în detrimentul altuia, fără a-l dăuna. De exemplu, E. coli, unele tipuri de stafilococi, streptococi și alți microbi trăiesc la suprafața sau în cavitățile oamenilor și animalelor.

Mutualismul este o astfel de coabitare atunci când ambele organisme primesc beneficii reciproce fără a se dăuna reciproc, de exemplu, coabitarea bacteriilor nodulare cu leguminoase.

Metabioza este o astfel de relație între microorganisme, în care în procesul de dezvoltare secvențială a unor microbi se creează condiții favorabile pentru viața altora.

Antagonismul este o relație de microbi în care coexistența speciilor microbiene este imposibilă, adică. un tip de microb interferează cu creșterea altuia, întârziendu-i dezvoltarea sau provoacă moartea completă.

Temperatura
În raport cu condițiile de temperatură, microorganismele sunt împărțite în termofile, psihrofile și mezofile.

Specii termofile ... Zona de creștere optimă este de 50-60 ° C, zona superioară de inhibare a creșterii este de 75 ° C. Termofilii trăiesc în izvoarele termale, participă la procesele de auto-încălzire a gunoiului de grajd, cereale, fân.
Specii psihofile (iubitoare de frig) cresc în intervalul de temperatură 0-10 ° C, zona maximă de întârziere a creșterii este de 20-30 ° C. Acestea includ majoritatea saprofitelor care trăiesc în sol, apă dulce și apă de mare. Dar există unele tipuri, de exemplu, Yersinia, variante psicrofile ale Klebsiella, pseudomonade, care provoacă boli la om.
Specii mezofile crește mai bine în 20-40 ° С; maxim 43-45 ° С, minim 15-20 ° С. Pot supraviețui în mediu, dar de obicei nu se reproduc. Acestea includ majoritatea microorganismelor patogene și oportuniste.

Temperatura ridicată determină coagularea proteinelor structurale și a enzimelor microorganismelor. Majoritatea formelor vegetative mor la o temperatură de 60 ° C în 30 de minute și la 80-100 ° C - după 1 minut. Controversă bacteriile sunt rezistente la temperaturi de 100 ° C, mor la 130 ° C și expunere mai lungă (până la 2 ore).
Pentru a menține viabilitatea, temperaturile relativ scăzute sunt relativ favorabile (de exemplu, sub 0 ° C), care sunt inofensive pentru majoritatea microbilor. Bacteriile supraviețuiesc la temperaturi sub –100 ° C; conflicte bacterii și virusuri depozitat ani de zile în azot lichid ( până la –250 ° С).

Umiditate
Când umiditatea relativă a mediului este sub 30%, activitatea vitală a majorității bacteriilor încetează. Timpul de ofilire a lor în timpul uscării este diferit (de exemplu, Vibrio cholerae - în 2 zile și micobacteriile - în 90 de zile). Prin urmare, uscarea nu este utilizată ca metodă de eliminare a microbilor din substraturi. Sporii bacteriilor sunt deosebit de rezistenți.
Uscarea artificială a microorganismelor este larg răspândită, sau liofilizare ... Metoda presupune congelarea rapidă urmată de uscare sub presiune scăzută (vid) (sublimare uscată). Liofilizarea este utilizată pentru conservarea preparatelor imunobiologice (vaccinuri, seruri), precum și pentru conservarea și conservarea pe termen lung a culturilor de microorganisme.
Influența concentrației soluțiilor asupra creșterii microorganismelor este mediată de o modificare a activității apei ca măsură a apei disponibilă pentru organism. Și dacă conținutul de săruri din exteriorul celulei se dovedește a fi mai mare decât concentrația lor în celulă, atunci apa va părăsi celula. Suprimarea bacteriilor patogene de către clorura de sodiu începe de obicei la o concentrație de aproximativ 3% .

Radiația
lumina soarelui are un efect dăunător asupra microorganismelor, cu excepția speciilor fototrofe. Cel mai mare efect microbicid este exercitat de razele UV cu unde scurte. Energia radiațiilor este utilizată pentru dezinfecție, precum și pentru sterilizarea materialelor sensibile la căldură.
raze UV (în primul rând unde scurte, adică cu o lungime de undă de 250-270 nm) acționează asupra acizilor nucleici. Acțiunea microbicidă se bazează pe ruperea legăturilor de hidrogen și formarea de dimeri de timidină în molecula de ADN, ducând la apariția unor mutanți neviabili. Utilizarea radiațiilor UV pentru sterilizare este limitată de permeabilitatea sa scăzută și de activitatea mare de absorbție în apă și sticlă.
Raze X și g-radiatie v doze mari provoacă și moartea microbilor. Iradierea determină formarea de radicali liberi care distrug acizii nucleici și proteinele, urmate de moartea celulelor microbiene. Folosit pentru sterilizarea preparatelor bacteriologice, a produselor din plastic.
Radiația cu microunde utilizat pentru resterilizarea rapidă a mediilor de stocare pe termen lung. Efectul de sterilizare se realizează printr-o creștere rapidă a temperaturii.

Ecografie
Anumite frecvențe ale ultrasunetelor sub influență artificială pot provoca depolimerizarea organelelor celulelor microbiene, sub acțiunea ultrasunetelor, gazele din mediul lichid al citoplasmei sunt activate și apare o presiune mare în interiorul celulei (până la 10.000 atm). Acest lucru duce la ruperea membranei celulare și moartea celulei. Ultrasunetele sunt folosite pentru sterilizarea alimentelor (lapte, sucuri de fructe), apa de baut.

Presiune
Bacteriile sunt relativ insensibile la modificările presiunii hidrostatice. Creșterea presiunii până la o anumită limită nu afectează rata de creștere a bacteriilor terestre comune, dar în cele din urmă începe să interfereze cu creșterea și diviziunea normală. Unele tipuri de bacterii pot rezista la presiuni de până la 3.000 - 5.000 atm, iar sporii bacterieni - chiar și 20.000 atm.
Într-un vid profund, substratul se usucă și viața este imposibilă.

Filtrare
Pentru îndepărtarea microorganismelor se folosesc diverse materiale (sticlă cu pori fini, celuloză, koalin); asigură eliminarea eficientă a microorganismelor din lichide și gaze. Filtrarea este utilizată pentru sterilizarea lichidelor care sunt sensibile la efectele temperaturii, pentru a separa microbii și metaboliții acestora (exotoxine, enzime) și pentru a izola virusurile.

EFECTELE FACTORILOR CHIMICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

De capacitatea unui număr de substanțe chimice de a suprima activitatea vitală a microorganismelor depinde concentraţie chimicale si timp contactul cu un microb. Dezinfectantele și antisepticele dau un efect microbicid nespecific; agenții chimioterapeutici prezintă efecte antimicrobiene selective.

De mecanism de acțiune substanțele antimicrobiene sunt împărțite în:
a) peptidoglicanul depolimerizant al peretelui celular,
b) creșterea permeabilității membranei celulare,
c) blocarea anumitor reacții biochimice,
d) enzime denaturante,
e) metaboliți oxidanți și enzime ai microorganismelor,
f) dizolvarea structurilor lipoproteice,
g) deteriorarea aparatului genetic sau blocarea funcţiilor acestuia.

INFLUENȚA FACTORILOR BIOLOGICI ASUPRA MICROORGANISMELOR

Agenții biologici pot include preparate care conțin indivizi vii - bacteriofagi și bacterii cu o activitate competitivă pronunțată în raport cu tipurile de microbi patogeni și condiționat patogeni pentru oameni și animale . Ele sunt introduse în organism într-o stare viabilă. Fagii și antagoniștii au un efect dăunător direct asupra microbilor patogeni și oportuniști; medicamentele preparate din acestea sunt destinate uzului local, se caracterizează prin specificitatea acțiunii asupra microorganismelor și inofensivă pentru pacient; scopul introducerii lor în organismul uman şi animal este tratament sau prevenirea boli infecțioase. Prin mecanismul de acțiune, sunt aproape de antiseptice chimice.
De asemenea, este necesar să ne amintim despre lăptos -acru bacterii care provoacă fermentarea acidului lactic. Unele bacterii lactice sunt capabile să sintetizeze antibiotice și, cu ajutorul lor, să suprime dezvoltarea microbilor patogeni.
Preparate care conțin bacterii (eubiotice sau probiotice ): colibacterin, lactobacterin, bifidumbacterin, bificol, micrococcobacterin, linex, bactisubtil și altele.
Preparate care conțin bacteriofagi: bacteriofag tifoid, bacteriofag de dizenterie, bacteriofag salmonella, bacteriofag coliform, bacteriofag stafilococic, bacteriofag streptococic, bacteriofag pyocyaneus, bacteriofag pseudomonas aeruginosa, bacteriofag Klebsiella, piofag combinat și altele.

Microorganismele sunt cele mai mici forme de viață care pot fi observate doar cu un microscop. Sunt omniprezente (trăiesc în sol, ape, macroorganisme vii), iar procesele lor de viață sunt influențate de o serie de factori din mediu. Factorii fizici care afectează cel mai puternic temperatura, energia, pH-ul ambiental, presiunea osmotică și atmosferică, undele sonore etc.

Temperatura

Unul dintre principalii factori care afectează viabilitatea bacteriilor este temperatura ambiantă. Existența lor are loc într-un anumit interval de temperatură: minim, optim și maxim.

Pe baza acestui fapt, diferitele tipuri de bacterii sunt clasificate în următoarele trei grupe principale:

Psihofilii (din psychros - frig) sunt bacterii iubitoare de frig. Temperatura lor optimă de creștere este între 10 ° C și 15 ° C, dar poate fi înmulțită cu 0-30 ° C. Se găsesc în mod obișnuit în apele și solurile din Arctica și Antarctica și în fluxurile de ghețari care se topesc. În mările arctice s-au găsit specii bacteriene care se reproduc la -5°C. Unele bacterii patogene precum Listeria monocytogenes și Y. enterocolitica sunt viabile la 4 ° C, așa cum este de obicei cazul în frigiderele de uz casnic.
Mezofilele sunt bacterii care cresc la temperaturi moderate între 20 și 40 ° C. Intervalul lor de temperatură maximă este de 10-45 ° C. Cele mai multe tipuri de bacterii sunt mezofile și includ unele vieți din sol și acvatice, microfloră normală și toate tipurile de animale și bacterii care provoacă boli.
Termofilele sunt definite ca bacterii cu sânge cald. Temperatura lor optimă de creștere este de 45 ° C până la 70 ° C, iar intervalul lor maxim viabil este de 25-90 ° C. Termofilele se găsesc în mod obișnuit în izvoarele termale și în compost. Bacteriile lactice sunt, de asemenea, termofile.

Există și bacterii hipertermofile care cresc la temperaturi foarte ridicate. Temperatura lor optimă de creștere este de 70 până la 110 ° C. Acestea includ Archaea, care se găsesc în apropierea gurilor hidrotermale la adâncimi mari în oceane.

Temperatura optimă de dezvoltare pentru acest tip de bacterii corespunde condițiilor în care metabolismul celular este cel mai eficient. Temperaturile ridicate, care depasesc maximul pentru acest tip de bacterii, afecteaza metabolismul celulelor si acestea mor. Majoritatea bacteriilor patogene, ciupercilor și tuturor virusurilor mor la 50-60 ° C în câteva minute până la 1 oră. Sporii de bacil sunt cele mai rezistente forme de viață și mor într-un ritm. mai mult de 100 ° C timp de 2 ore sau mai mult (C. butulinum - mai mult de 5 ore). Temperaturile ridicate ale apei sau aburului dăunează microorganismelor prin coagularea și denaturarea proteinelor (în special enzimele sensibile), denaturarea ADN-ului și perturbarea integrității celulelor. În sterilizarea uscată, unde temperatura ridicată afectează microorganismele din aer, microbii mor din cauza oxidării materiei organice din celulă și din cauza nivelului crescut de electroliți.

Temperaturile scăzute afectează și activitatea vitală a bacteriilor, încetinind sau oprind metabolismul celular, crescând vâscozitatea (densitatea) citoplasmei și limitând permeabilitatea membranei plasmatice. La majoritatea bacteriilor sub 0 ° C, activitatea metabolică a celulelor se oprește și intră într-o stare de anabolism. Înghețarea majorității microorganismelor într-un mediu adecvat și la temperaturi de la -20 la -70 ° C, precum și în azot lichid (-196 ° C) se menține pentru o perioadă lungă de timp. Aceasta se realizează în laboratoare specializate pentru a conserva specii valoroase de bacterii.

Efectul temperaturii ambientale asupra microorganismelor este utilizat în mod obișnuit în practica medicală. Materialele biologice acceptate pentru testarea microbiologică sunt depozitate și transportate la temperatura optimă pentru agentul patogen suspectat, iar cultura bacteriană trebuie, de asemenea, păstrată la o temperatură adecvată. Căldura umedă este utilizată pe scară largă pentru sterilizarea instrumentelor medicale și a consumabilelor rezistente la căldură.

Radiația

Radiația care dăunează microorganismelor este spectrul electromagnetic de unde scurte - radiații ionizante și razele ultraviolete. Efectul lor se explică prin apariția reacțiilor fotochimice în celule și prin ionizare moleculară datorită acumulării de particule de mare energie.

Radiațiile ionizante cu efect distructiv asupra agenților microbieni includ razele gamma emanate de Co-60 și Ce-137, razele X și radiațiile corpusculare (particule beta și electroni de înaltă energie). Au o putere mare de penetrare, energie semnificativă și au efect direct și indirect. Efectul daunelor directe se realizează la doze mari de radiații, care afectează direct cromozomul bacterian, enzimele celulare și o serie de macromolecule cu modificări ireversibile. Efectul indirect este de o importanță capitală, deoarece apa este predominantă în celule. Razele X și razele gamma sunt radiații de înaltă energie care pot induce un electron din atomi, ducând la ionizarea moleculelor. Ca urmare, se formează radicali liberi reactivi - hidrogen (* H), hidroxil (* OH) etc., din care se formează în celule oxidanți precum peroxidul de hidrogen și peroxidul de hidrogen. La rândul lor, ele deteriorează direct o serie de macromolecule importante, cel mai sensibil ADN. Descompunerea ADN-ului macromoleculei este cea mai frecventă cauză a morții celulare, deoarece conține adesea o singură copie a unei anumite gene. Formele bacteriene ale plantelor, sporii și ciupercile lor mor de obicei la o doză de aproximativ 1,2 Mrad. Mai mulți viruși necesită o doză de 2,5 Mrad.

Radiația ultravioletă a fost folosită ca germicid (microbicid) atât în industrie, cât și în medicină de peste un secol. Cel mai puternic efect asupra microorganismelor îl reprezintă razele ultraviolete cu o lungime de undă de 250-260 nm, ceea ce corespunde absorbției maxime a acestora din bazele moleculei de ADN. Energia cuantică transportată de razele ultraviolete (UVL) nu duce la ionizare, ci inițiază reacții fotochimice. Acesta din urmă induce atașarea covalentă a bazelor de timină adiacente în molecula de ADN, iar când acestea fac parte din două lanțuri complementare, legarea oprește replicarea cromozomilor și microbii sunt distruși. La doze mai mici de radiații ultraviolete, acest proces provoacă mutații. Investigarea cazurilor de iradiere cu doze mici (UVL) de Escherichia coli a relevat prezența unui număr tot mai mare de mutanți rezistenți la bacteriofagi.

pH-ul mediului și presiunea osmotică

Reacția mediului, care este optimă pentru majoritatea microorganismelor patogene (bacterii și viruși), este neutră sau ușor alcalină - pH 7-7,5. Unele bacterii, precum tuberculoza, necesită un mediu ușor acid (pH 6,8), holera, mucegai și drojdie - un mediu alcalin (pH 8-9). Modificarea reacției mediului afectează puternic activitatea metabolică a microorganismelor, care este utilizată pe scară largă în industria alimentară și farmaceutică.

Microorganismele pot fi clasificate în una dintre următoarele grupe în funcție de valorile pH-ului necesare dezvoltării lor optime:

Neutrofile - se dezvoltă la un pH de 5 până la 8.
Acidofil - pH 5,5 este adecvat.
Alcalifile - pH optim peste 8,5.

Osmoza este difuzia moleculelor de apă printr-o membrană dintr-o zonă cu concentrație mai mare de apă (concentrație mai mică de solut) într-o zonă cu concentrație mai mică de apă sau concentrație mai mare de solut. Presiunea osmotică este determinată în principal de concentrația substanței dizolvate într-un mediu dat.

Un mediu izotonic cu o anumită concentrație de săruri este necesar pentru cursul normal al vieții în celulele bacteriene. Soluțiile de NaCl 0,5% sunt utilizate în mediile de cultură pentru a obține izotacticitatea. În oceane și mări, microorganismele rezistă la presiuni osmotice semnificativ mai mari - până la 29% NaCl.

Pentru conservarea alimentelor, se folosesc soluții cu presiune osmotică mare (mai mult de 50% zahăr sau 20% NaCl) pentru a preveni creșterea microorganismelor. Bolile stafilococice (S. aureus) pot supraviețui în NaCl 15%.

Uscarea și unde sonore

Uscarea afectează diferite microorganisme în grade diferite. Microorganismele patogene care sunt deosebit de sensibile la pierderea apei intracelulare sunt bacteriile hemofile, membrii genului Nayera (meningococi, gonococi), T. pallidum și altele. Virușii de uscare includ virusuri gripale și paragripale, HIV, rinovirusuri și altele. Rezistent la deshidratare - virionii holeric (pana la 2 zile), Shigela (pana la 7 zile) si bacterii tuberculozei (de la 3 luni la 1 an). Rezistența ridicată la pierderea de lichid intracelular este sporii bacterieni (bacilii antraxului - până la 50 de ani) și ciupercile.

Liofilizarea este un proces în care microorganismele sunt uscate la temperaturi scăzute și în vid. Procesul presupune plasarea agenților microbieni într-un lichid protector și apoi congelarea rapidă. De la -20 la -70 ° C și plasat într-un mediu vid într-un aparat special liofilizat. Vidul face ca apa să se sublimeze în microorganisme, iar acestea se usucă ca un antibiotic, dar rămân viabile câțiva ani. Liofilizarea servește la conservarea unor tulpini bacteriene și virale importante, precum și la producerea de vaccinuri vii.

Numai undele ultrasonice pot influența creșterea și dezvoltarea microorganismelor. Undele ultrasonice împrăștiate într-un mediu lichid provoacă contracția și extinderea mediului, ceea ce duce la formarea de bule în citoplasmă (cavitație). Aceste bule exercită presiune mare asupra membranei celulare, ceea ce duce la distrugerea celulelor. Pe de altă parte, energia ultrasonică poate ioniza și disocia moleculele de apă pentru a forma radicali reactivi. Ultrasunetele sunt folosite pentru curățarea mecanică a instrumentelor medicale și dentare, dar nu și pentru sterilizare, deoarece unele dintre microorganisme supraviețuiesc cu această metodă.

Oxigen

Bacteriile au o gamă largă de cerințe de oxigen în mediul lor de dezvoltare. Acestea pot fi grupate astfel:

Aerobii asociați (obligatori) sunt microorganisme care se dezvoltă numai în prezența oxigenului. Ei își obțin energia prin respirație aerobă.
Microaerofile - o concentrație scăzută de oxigen (de la 2% la 10%) este necesară pentru activitatea lor vitală, iar concentrațiile sale mai mari sunt inhibitoare. Ei își obțin energia prin respirație aerobă.
Microorganisme anaerobe mixte - cresc numai în medii anoxice și mor adesea în prezența lor. Ele degradează nutrienții prin anaerobă sau fermentație.
Anaerobii aerieni, precum budincile anaerobe, nu pot folosi oxigenul pentru a extrage energie, dar pot supraviețui într-un mediu oxigenat. Sunt cunoscuți ca fermentatori de legare, deoarece folosesc doar procesul de fermentație pentru a extrage energie din alimente.
Microorganisme anaerobe suplimentare - se dezvoltă în prezența sau absența oxigenului, dar sunt de obicei mai active într-un mediu oxigenat. Ei își obțin energia prin respirație aerobă (în prezența oxigenului), dar folosesc și fermentația, sau respirația anaerobă, în absența acesteia. Majoritatea bacteriilor sunt facultativ anaerobe.