Действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы МДК 01.01 Арутюнян А.Н. План: • • • • • • 1. физические факторы 2. химические факторы. 3. биологические факторы Домашнее задание 4. бактериофаги Домашнее задание 1. Физические факторы • Температуры По отношению к температуре все микроорганизмы подразделяются на психрофилы, мезофилы и термофилы Психрофилы (от греч. psychros – холодный, phi – leo – люблю) • Холодолюбивые микроорганизмы, растут при относительно низких температурах: минимальная температура 0°С, оптимальная -10-20°С, максимальная - 30°С. Этак группа включает м/о, обитающие в северных морях и океанах, почве, сточных водах. Сюда же относятся светящиеся и железобактерии, а также микробы, вызывающие порчу продуктов на холоду (ниже 0 °С) Бактерии почвы Мезофилы (от греч. mesos – средний) • Наиболее обширная группа, включающая большинство сапрофитов и все патогенные микроорганизмы. Оптимальная температура для них 28-37 °С, минимальная 10 °С, максимальная 45 °С Кишечная палочка Термофилы (от греч. termos – тепло, жар) • Теплолюбивые м/о, развиваются при температуре выше 55 °С, температурный минимум для них 30 °С, оптимум 50-60 °С, а максимум 70-75 °С. Они встречаются в горячих минеральных источниках, поверхностном слое почвы, самонагревающихся субстратах (навоз, сено, зерно), кишечнике человека и животных. Среди термофилов много споровых форм. Дрожжи • Высокие и низкие температуры оказывают различное влияние на микроорганизмы. Одни (психрофилы) более чувствительны к высоким температурам. При чем выше температура за пределами максимума, тем быстрее наступает гибель микробных клеток – это обусловлено свертыванием белков • Вегетативные формы бактерий мезофилов погибают при температуре 60 °С в течении 30-60 мин., а при 80-100 °С через 1-2 мин. Споры бактерий гораздо устойчивее к высоким температурам. • Например • Все микроорганизмы, включая споры погибают при температуре 165-170 °С в течении часа (в сухожаровом шкафу) или при действии пара под давлением 1 атм (в автоклаве) в течнии 30 мин. Сибирская язва Клостридий ботулизма • К действию низких температур многие микроорганизмы чрезвычайно устойчивы. Сальмонеллы тифа и холерный вибрион длительно выживают во льду. Некоторые микроорганизмы остаются жизнеспособными при температуре жидкого воздуха - 190 °С, а споры бактерий выдерживают температуру до - 250 °С Сальмонелла тифа Холерный вибрион Высушивание • Для нормальной жизнедеятельности м/о необходима вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы, нарушению целостности цитоплазматической мембраны, вследствие чего нарушается питание микробных клеток и наступает их гибель. Лучистая энергия (солнечная радиация) • Прямые солнечные лучи вызывают гибель многих м/о в течение нескольких часов, за исключением фотосинтезирующихся бактерий. Губительное действие солнечного света обусловлено активностью ультрафиолетовых лучей. Они повреждают ДНК клетки. Патогенные бактерии более чувствительны. Используют для стерилизации воздуха закрытых помещений Ультразвук • Вызывает значительное поражение микробной клетки, приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Используют для стерилизации пищевых продуктов Высокое давление • К механическому давлению бактерии и их споры особенно устойчивы 2. Химические факторы • Влияние химических веществ на микроорганизмы различно в зависимости от природы химического соединения, его концентрации, продолжительности воздействия на микробные клетки • Многие химические соединения, оказывающие губительное действие на микроорганизмы, используются в медицинской практике в качестве дезинфицирующих веществ и антисептиков Дезинфекция • Химические вещества, используемые для дезинфекции, называют дезинфицирующими. Под дезинфекцией понимают комплекс мероприятий направленный на уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в различных объектах окружающей среды. • К дезинфицирующим веществам относят галлоидные соединения, фенолы и их производные, соли тяжелых металлов, некоторые кислоты, щёлочи и др. Они вызывают гибель микробных клеток, действия в оптимальных концентрациях, в течение определённого времени. Многие дезинфицирующие вещества оказывает вредное воздействие на ткани макроорганизма Антисептические вещества • Антисептиками называют химические вещества, которые могут вызывать гибель микроорганизмов или задерживать их рост и размножение. Их используют с лечебной целью (химиотерапия), а также для обеззараживания ран, кожи, слизистых оболочек человека. Антисептическими свойствами обладают перекись водорода, спиртовые растворы йода, бриллиантового зелёного, растворы перманганата калия и др. • Некоторые антисептические вещества (уксусная сернистая, бензойная кислоты и др.) в доза, безвредных для человека, применяют для консервирование пищевых продуктов. По механизмы действия химические вещества, обладающие противомикробной активностью, можно подразделить на несколько групп: 1. Поверхностноактивные вещества • (жирные кислоты, мыла и другие детергенты) вызывают снижение поверхностного натяжения, что приводит к нарушению функционирования клеточной стенки и цитоплазматической мембраны микроорганизма 2.Фенол, крезол и их производные • Вызывают коагуляцию микробных белков. Используют для дезинфекции заразного материала в микробиологической практике и инфекционных больницах 3. Окислители • Взаимодействуя с микробными белками нарушают деятельность ферментов, вызывают разрушение белков. (Активными окислителями является хлор и озон, которые используют для обеззараживания питьевой воды) 4. Формальдегид (формалин) • Убивает все формы микроорганизмов, блокируя белки микробной клетки и вызывая их разрушение 5. Соли тяжелых металлов • (Ртуть, свинец, цинк, золото и др.) Они коагулируют белки микробной, вызывая ее гибель 6. Красители • Обладают свойством задерживать рост бактерий. • Губительное действие ряда физических и химических факторов на м/о составляет основу асептического и антисептического методов, которые широко используют в медицинской и санитарной практиках • Асептика – система профилактических мероприятий, препятствующих микробному загрязнению объекта, основанная на физических методах • Антисептика – комплекс мер направленный на уничтожение м/о в ране, в целом организме или объектах внешней среды, с применением различных обеззараживающих химических веществ 3. Биологические факторы • В естественных условиях обитания микроорганизмы существуют не изолированно, а находятся в сложных взаимоотношениях, которые сводятся в основном к симбиозу, метабиозу и антагонизму Симбиоз • – Это сожительство организмов различных видов, приносящих им взаимную пользу. При этом совместно они развиваются лучше, чем каждый из них в отдельности Метабиоз • – Такой вид взаимоотношений, при котором продукты обмена одного вида микроорганизмов создают необходимые условия для развития других Антагонизм • – Такой вид взаимоотношений, при которой один микроорганизм угнетает развитие другого или может вызвать его полную гибель. Эти отношения выработались у м/о в борьбе за существование Вирус - латинское слово, означает в переводе "яд". • Все вирусы являются облигатными (обязательными) внутриклеточными паразитами, т.е. способны размножаться только внутри клетки - хозяина. • Вирусы, патогенные для человека и животных, вызывают ряд болезней: грипп, оспу, корь, бешенство, полиомиелит, ящур. • 1) Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа: ДНК-содержащие вирусы РНКсодержащие вирусы • 2) Вирус имеет набор ферментов, необходимых только для репликации (удвоение) нуклеиновой кислоты и для проникновения в клетку хозяина. Вирусы не обладают способностью к размножению вне клетки-хозяина. • 3) Десъюктивный способ размножения зрелого вириона: в отличие от клетки, которая всегда возникает из предшествующей клетки путем деления, вирусы не возникают из предшествующего вириона. Вирусное потомство образуется в результате сборки синтезированных клеткой - хозяином независимо друг от друга копий вирусной нуклеиновой кислоты и белковой оболочки вируса (капсида). Домашнее задание • Подготовиться к тестированию по теме «Действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы» Бактериофаги - вирусы бактерий • Головка регидная и состоит из белковой оболочки и заключенного в ней генетического материала - ДНК или РНК. Отросток состоит из • 1) полого стержня, • 2) окружающего его сократительного чехла • 3) базальной пластинки с шипами и нитями (орган адсорбции) • Различают два типа взаимодействия фага с клеткой 1) Литический (продуктивная вирусная инфекция). • Это тип взаимодействия, при котором происходит репродукция вируса в бактериальной клетке. Она при этом погибает. Вначале происходит адсорбция фагов на клеточной стенке. Затем следует фаза проникновения. В месте адсорбции фага действует лизоцим, и за счет сократительных белков хвостовой части в клетку впрыскивается нуклеиновая кислота фага. Далее следует средний период, в течение которого подавляется синтез клеточных компонентов и осуществляется дисконъюнктивный способ репродукции фага. При этом в области нуклеоида синтезируется нуклеиновая кислота фага, а затем на рибосомах осуществляется синтез белка. Фаги, обладающие литическим типом взаимодействия, называют вирулентными. 2) лизогенный. • Это умеренные фаги. При проникновении нуклеиновой кислоты в клетку идет интеграция ее в геном клетки, наблюдается длительное сожительство фага с клеткой без ее гибели. При изменении внешних условий могут происходить выход фага из интегрированной формы и развитие продуктивной вирусной инфекции. По признаку специфичности выделяют: • 1) поливалентные фаги (лизируют культуры одного семейства или рода бактерий); • 2) моновалентные (лизируют культуры только одного вида бактерий); • 3) типовые (способны вызывать лизис только определенных типов (вариантов) бактериальной культуры внутри вида бактерий). Домашнее задание • Выучить строение бактериофага (необходимо будет самостоятельно его изобразить) и типы его взаимодействия