Действие биологических факторов на микроорганизмы

Биологические факторы – это различные формы влияния микробов друг на друга, а также действие на микроорганизмы факторов иммунитета (лизоцим, антитела, ингибиторы, фагоцитоз) во время их пребывания в макроорганизме. Совместное существование различных организмов – симбиоз. Выделяют следующие формы симбиоза.

Мутуализм – такая форма сожительства, когда оба партнера получают взаимную выгоду (например, клубеньковые бактерии и бобовые растения).

Антагонизм – форма взаимоотношений, когда один организм наносит вред (вплоть до гибели) другому организму своими продуктами метаболизма (кислоты, антибиотики, бактериоцины), благодаря лучшей приспособленности к условиям среды, путем непосредственного уничтожения (например, нормальная микрофлора кишечника и возбудители кишечных инфекций).

Метабиоз – форма сожительства, когда один организм продолжает процесс, вызванный другим (использует его продукты жизнедеятельности), и освобождает среду от этих продуктов. Поэтому создаются условия для дальнейшего развития (нитрифицирующие и аммонифицирующие бактерии).

Сателлизм – один из сожителей стимулирует рост другого (например, дрожжи и сарцины вырабатывают вещества, способствующие росту других, более требовательных к питательным средам, бактерий).

Комменсализм – один организм живет за счет другого (извлекает выгоду), не причиняя ему вреда (например, кишечная палочка и организм человека).

Хищничество – антагонистические взаимоотношения между организмами, когда один захватывает, поглощает и переваривает другой (например, кишечная амеба питается кишечными бактериями).

Паразитизм – форма антагонистических отношений, когда один организм использует другой для обеспечения своей жизнедеятельности как источник питания и среду для обитания с причинением ему вреда (например, бактериофаги – паразиты бактерий).

Влияние излучения, ультразвука и высушивания на микроорганизмы. Нетепловые физические методы стерилизации (УФ-лучи, ионизирующее излучение, ультразвук). Аппаратура, режим, стерилизуемый материал. Лиофильное высушивание и его использование.

Ультразвук (звуковые волны 20 тыс. гц)обладает бактерицидным действием. Механизм: образование в цитоплазме клетки кавитационных полостей, которые заполняются парами жидкости и в них возникает давление до 10 тыс. атм. Это приводит к образованию высокореактивных гидроксильных радикалов, к разрушению клеточных структур и деполимеризации органелл, денатурации молекул.

Высушивание. Вода необходима для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Снижение влажности среды приводит к переходу клеток в состояние покоя, а затем и к гибели. Механизм губительного действия высушивания: обезвоживание цитоплазмы и денатурация белков.

Ионизирующее излучение обладает мощным проникающим действием и повреждает клеточный геном. Механизм повреждающего действия: ионизация макромолекул, что сопровождается развитием мутаций или гибелью клетки. При этом летальные дозы для микроорганизмов выше, чем для животных и растений.

Механизм повреждающего действияУФ-излучения: образование димеров тимина в молекуле ДНК, что прекращает деление клеток и служит основной причиной их гибели. Повреждающее действие УФ-лучей в большей мере выражено для микроорганизмов, чем для животных и растений.

Нетепловые физические методы стерилизации:

Уф-излучение используют для стерилизации воздуха лечебных и детских учреждений, аптек, бактериологических боксов, лабораторий и цехов заводов, продуктов питания, питательных сред, посуды. В последнее время этот метод входит в практику обработки вакцин и сывороток. Этот метод не изменяет качества продуктов, так как в малых дозах УФ-лучи не нарушают целостность макромолекул.

Для стерилизации воздуха используют бактерицидные лампы: БУВ-15, БУВ-30. При стерилизации прозрачных растворов термолабильных веществ (белков, витаминов, антибиотиков) их наливают в сосуды из кварцевого стекла тонким слоем и периодически встряхивают, так как УФ-лучи обладают слабой проникающей способностью.

g-лучи используют для стерилизации объектов, которые не выдерживают термических и химических методов. Они не изменяют качества продукта, не вызывают денатурации. Этим способом стерилизуют: одноразовую пластиковую посуду, питательные среды, перевязочный материал, некоторые лекарственные препараты (антибиотики, гормоны), системы для переливания крови, одноразовые шприцы.

В качестве источника g-лучей используют Со⁶⁰. Этот вид стерилизации включается в непрерывный производственный процесс. После стерилизации необходимо проводить контроль остаточной радиации.

Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (их питательная ценность при этом сохраняется максимально), вакцин, некоторых объектов лабораторного оборудования, которые портятся при действии повышенной температуры и химической стерилизации. Для стерилизации ультразвуком используются специальные ультразвуковые датчики.

Фильтрование относится к механическим факторам, влияющим на микроорганизмы. Для этого используются бактериальные фильтры. Бактериальные фильтры задерживают микроорганизмы и их споры, так как размеры пор на фильтрах меньше, чем размеры микроорганизмов. Фильтрование используют для стерилизации жидких материалов, не выдерживающих нагревание. Фильтрование можно также использовать для получения токсинов, фагов и других продуктов жизнедеятельности микроорганизмов(иммунные сыворотки, токсины, антибиотики, бактериофаги, вакцины (некоторые).

Аппаратура: асбестовые и мембранные фильтры, воронки Зейтца, специальные колбы, вакуумный насос. Мембранный фильтр стерилизуют кипячением, вставляют в стерильную воронку Зейтца, а воронку – в колбу, присоединенную к вакуумному насосу. Фильтрование производят при помощи насоса. Систему с асбестовым фильтром предварительно стерилизуют в автоклаве.

Стерилизуемый материал: сыворотка крови, антибиотики, растворы гормонов, витаминов, ферментов.

Недостаток этого метода в том, что он не освобождает стерилизуемый материал от вирусов.

Высушивание из замороженного состояния под вакуумом – лиофилизация или лиофильная сушка. Ее используют для сохранения культур микроорганизмов, которые в таком состоянии годами (10-20 лет) не теряют жизнеспособности и не меняют свойств. Микроорганизмы находятся при этом в состоянии анабиоза. Лиофилизация используется в производстве препаратов из живых микроорганизмов: эубиотиков, фагов, живых вакцин против туберкулеза, чумы, туляремии, бруцеллеза, гриппа и др.