1. Типы биотических взаимоотношений макро и микроорганизма
 Скачать 232.49 Kb.
|
|
5.Стерилизация и методы стерилизации. МЕТОДЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ Стерилизация в отличие от дезинфекции предусматривает полное уничтожение в стерилизуемом объекте всех патогенных и непатогенных микроорганизмов в вегетативной и споровой форме.В лабораториях стерилизуют стеклянные и металлические инструменты, бумагу, вату и марлю, лабораторную посуду и питательные среды, а также культуры микробов, не нужные для дальнейшей работы. В зависимости от стерилизуемого материала используют разные методы стерилизации, при этом ставится задача уничтожить микробы, но не испортить при этом стерилизуемый материал. ФЛАМБИРОВАНИЕ Чаще применяют физические (термические) способы стерилизации.Прокаливание на пламени (фламбирование) применяется для стерилизации бактериальных петель и металлических инструментов в процессе работы. КИПЯЧЕНИЕ Кипячением стерилизуют шприцы, иглы, инструменты. Для этого используют специальные стерилизаторы. Предметы, подлежащие стерилизации, опускают в стерилизатор на тонкий слой ваты или марлю, наливают дистиллированную воду, так как водопроводная вода дает накипь. Металлические предметы во избежание ржавчины рекомендуется опускать в кипящую воду, режущие поверхности необходимо обернуть марлей или ватой. В воду рекомендуется добавить 2% бикарбоната натрия. Стерилизуют 30 минут от момента закипания воды. СТЕРИЛИЗАЦИЯ СУХИМ ЖАРОМ Стерилизацию сухим жаром проводят в сушильных печах или в шкафах с электрическим нагревом. Этим способом стерилизуют стеклянную посуду, упакованную в бумагу. Продолжительность стерилизации при температуре 165оС 1 час. Показателем достаточной стерилизации является пожелтение бумаги, в которую обернута посуда. Печь следует открывать остывшую. СТЕРИЛИЗАЦИЯ ПАРОМ Стерилизация паром под давлением (автоклавирование) – самый эффективный метод стерилизации, так как стерилизующее действие оказывает не только высокая температура, но и давление пара. С этой целью применяют специальные аппараты–автоклавы.В автоклаве стерилизуют питательные среды, выдерживающие давление пара и температуру свыше 100оС, стеклянную посуду, обернутую в пергаментную бумагу. Кроме того, в автоклаве обеззараживают микробные культуры, посуду и трупный материал. АППАРАТ КОХА Аппарат Коха представляет собой сосуд цилиндрической формы, сверху закрытый крышкой с отверстиями для термометра и для выхода пара. На дно сосуда помешена подставка с отверстиями, до уровня которой наливают воду. Предназначенные для стерилизации питательные среды ставят на подставку. Началом стерилизации считается время с момента закипания воды и поступления пара в камеру. Однократное прогревание сред при температуре пара 100оС – уничтожает только вегетативные формы микробов, споры при этом сохраняются. Для полного уничтожения всех форм микробов стерилизацию текучим паром осуществляют дробно: по 30 мин трижды с интервалом в сутки. После первой стерилизации при снижении температуры споры в питательной среде прорастают в вегетативные формы и при повторном нагревании они погибают. Третье прогревание убивает оставшиеся микробы. Таким образом стерилизуют среды с углеводами, с желатином, молоко и др. ТИНДАЛИЗАЦИЯ Дробная стерилизация при температуре 60–85оС, в течение 3–6 дней. Первый день стерилизуют в течение двух часов, в последующие – по одному часу. В промежутках между прогреваниями среды хранят при температуре 25оС или в термостате для лучшего прорастания спор. Этот способ используют для стерилизации сред, содержащих яичные белки, кровяные сыворотки. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ Для сред, не выдерживающих нагревание, применяют механический способ стерилизации с помощью бактериальных фильтров – фильтра Зейтца, в котором используют стерильные асбестовые пластины, керамические свечи Шамберлана, Беркефельда, мембранные фильтры. При этом среды освобождаются от бактерий фильтрацией под давлением. 6. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МИКРОБНОЙ КЛЕТКИ На всех уровнях строения живых организмов в их состав обязательно входят 16 важнейших элементов: С, О, N, H, S, Fe, Cu, Na, K, Ca, Mg, Co, Cl, Mn, Mo- их называют элементами жизни. В клетках некоторых микроорганизмов обнаруживают и другие компоненты, такие как Zn, Al. Количественное соотношение элементов колеблется в широком диапазоне в зависимости от видовой принадлежности микроорганизмов. Например, некоторые виды микроорганизмов способны накапливать внутри клеток железо, серу, у других наблюдается повышенное содержание фосфора. Среди химических элементов, входящих в состав микробной клетки различают: воду органогены белки углеводы жиры жироподобные вещества ВОДА - (Н2О)- играет важную роль в жизнедеятельности любого организма. На её долю приходится основная масса бактериальной клетки 75-85%. Так на 1 мол белка приходится 10 тыс. молекул воды. Чем моложе клетка, тем больше в ней содержится Н2О. В спорах бактерий и цистах простейших воды содержится значительно меньше, чем в вегетативных клетках. Часть воды в клетках связана с коллоидами и входит в состав внутриклеточных органелл. Связанная вода, является структурным растворителем. Свободная вода служит дисперсной средой для коллоидов, растворителем для кристаллических веществ, источником водородных и гидроксильных ионов. Вода служит не только средой для многочисленных разнообразных биохимических процессов, но и сама принимает участие в таких реакциях как гидролиз, окисление. Вода обеспечивает транспортные функции: обеспечивает поступление питательных веществ внутрь клетки и вывод продуктов жизнедеятельности из неё. Вода в микробной клетке обладает высокой теплоёмкостью и способна подерживать температурный гомеостаз при изменении температуры окружающей среды. Органогены: Основные элементы бактериальной клетки. На долю органогенов C, N, O, H . Так на долю углерода C в % отношении к сухому веществу приходится 45-55%; N-8-15%, O2- 31%, H 6-8%. Все 4 элемента обладают рядом общих свойств: Способны образовывать ковалентные связи и создавать прочные каркасы различных органических веществ; Способны образовывать различные химические соединения; Важнейшее свойство углерода его способность создавать стабильные молекулы с трехмерной структурой, разнообразной конфигурации. Зольные элементы (минеральные вещества и микроэлементы). Минеральные вещества (бор, кальций, магний, фосфор, калий, натрий, хлориды; Микроэлементы: железо, хром, медь, йод, марганец, молибден, селен, кремний, сера, цинк( микроэлементы метаболиты). На их долю приходится от3 до 8% от сухого вещества. Среди зольных элементов важная роль принадлежит фосфору. Он входит в состав нуклеиновых кислот, ферментов, участвует в реакциях энергетического обмена. Сера входит в состав белков. Содержание металлов в микробной клетке значительно невелико, но функции их чрезвычайно важны. В цитоплазме металл присутствует в виде комплексов с органическими молекулами. Основная функция металлов усиление каталитической функции ферментов-роль катализаторов. Белки - Основной жизненно важный элемент микробной клетки. Белки составляю от 50 до 80%. При гидролизе белков образуются аминокислоты. Микробные белки играют важную роль - они придают антигенное строение, выполняют транспортную функцию, защитную, питательную, строительную, двигательную. Микробные белки изменяются под действием физико-химических воздействий, щелочей, кислот, температуры, давления, излучений и т.д. Углеводы в бактериях содержатся от 12 до 18% от сухого вещества - это многоатомные спирты, сорбит, маннит, дульцит. Среди углеводов в микробной клетке выделяют: полисахариды - гексозы, пентозы, гликоген, декстрин и др., а также, моносахариды - глюкоза, глюкуроновая кислота. Углеводы выполняют энергетическую роль в клетке, и являются запасными питательными веществами. Липиды и липоиды входят в состав цитоплазматической мембраны и её производных в клетке. У риккетсий, дрожжей, микобактерий, грибов липидов содержится до 40%. У других микроорганизмов 3-8%. Бактериальные липиды состоят из свободных жирных кислот, нейтральных жиров, восков и воскоподобных веществ. Особое значение имеют фосфолипиды - жирные эфиры (высших жирных кислот и спитров), содержащих азот и форфор. Они входят в состав токсической фракции микробов(Mycobacterium tuberculosis). Липиды резерв питательных веществ, которые могут быть использованы для синтеза белков. С жирами тесно связана спирто-кислото- и щелочеустойчивость микроорганизмов (окраска по Циль-Нильсену). 7. Систематика микроорганизмов. Систематика- распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Систематика занимается всесторонним описанием видов организмов, выяснением степени родственных отношений между ними и объединением их в различные по уровню родства классификационные единицы- таксоны. Основные вопросы, решаемые при систематике (три аспекта, три кита систематики)- классификация, идентификация и номенклатура. Классификация- распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фентипическими признаками) по различным таксонам. Таксономия- наука о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией. Наиболее часто используют следующие таксономические единицы (таксоны)- штамм, вид, род. Последующие более крупные таксоны- семейство, порядок, класс. В современном представлении вид в микробиологии- совокупность микроорганизмов, имеющих общее эволюционное происхождение, близкий генотип (высокую степень генетической гомологии, как правило более 60%) и максимально близкие фенотипические характеристики. Нумерическая (численная) таксономия основывается на использовании максимального количества сопоставляемых признаков и математическом учете степени соответствия. Больщое число сравниваемых фенотипических признаков и принцип их равной значимости затрудняло классификацию. При изучении, идентификации и классификации микроорганизмов чаще всего изучают следующие (гено- и фенотипические) характеристики: 1.Морфологические- форма, величина, особенности взаиморасположения, структура. 2.Тинкториальные- отношение к различным красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму. По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные. Морфологические свойства и отношение к окраску по Граму позволяют как правило отнести изучаемый микроорганизм к крупным таксонам- семейству, роду. 3.Культуральные- характер роста микроорганизма на питательных средах. 4.Биохимические- способность ферментировать различные субстраты (углеводы, белки и аминокислоты и др.), образовывать в процессе жизнедеятельности различные биохимические продукты за счет активности различных ферментных систем и особенностей обмена веществ. 5.Антигенные- зависят преимущественно от химического состава и строения клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы, распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать антитела и другие формы иммунного ответа, выявляются в иммунологических реакциях. 6.Физиологические- способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы). 7.Подвижность и типы движения. 8.Способность к спорообразованию, характер спор. 9.Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование. 10.Химический состав клеточных стенок- основные сахара и аминокислоты, липидный и жинокислотный состав. 11.Белковый спектр (полипептидный профиль). 12.Чувствительность к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. 13.Генотипические (использование методов геносистематики). В последние десятилетия для классификации микроорганизмов, помимо их фенотипических характеристик (см. пп.1- 12), все более широко и эффективно используются различные генетические методы (изучение генотипа- генотипических свойств). Используются все более совершенные методы- рестрикционный анализ, ДНК- ДНК гибридизация, ПЦР, сиквенс и др. В основе большинства методов лежит принцип определения степени гомологии генетического материала (ДНК, РНК). При этом чаще исходят из условного допущения, что степень гомологии более 60% ( для некоторых групп микроорганизмов- 80%) свидетельствует о принадлежности микроорганизмов к одному виду (различные генотипы - один геновид), 40- 60%- к одному роду. Идентификация. Основные фено- и генотипические характеристики, используемые для классификации микроорганизмов, используются и для идентификации, т.е. установления их таксономического положения и прежде всего видовой принадлежности- наиболее важного аспекта микробиологической диагностики инфекционных заболеваний. Идентификация осуществляется на основе изучения фено- и генотипических характеристик изучаемого инфекционного агента и сравнения их с характеристиками известных видов. При этой работе часто применяют эталонные штаммы микроорганизмов, стандартные антигены и иммунные сыворотки к известным прототипным микроорганизмам. У патогенных микроорганизмов чаще изучают морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические и антигенные свойства. Номенклатура- название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri, Rickettsia sibirica. В микробиологии часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов. Штамм- любой конкретный образец (изолят) данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют серотипами (серовариантами- сокращенно сероварами), по чувствительности к специфическим фагам- фаготипами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам- биоварами и т.д. Колония- видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон. Культура- вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде. Основной принцип бактериологической работы- выделение и изучение свойств только чистых (однородных, без примеси посторонней микрофлоры) культур. 8.Дейтвие химических факторов на м.о. Химические вещества могут оказывать различное действие на микроорганизмы: служить источниками питания; не оказывать какого-либо влияния; стимулировать или подавлять рост. Химические вещества, уничтожающие микроорганизмы в окружающей среде, называются дезинфицирующими. Антимикробные химические вещества могут обладать бактерицидным, вирулицидным, фунгицидным действием и т.д. Химические вещества, используемые для дезинфекции, относятся к различным группам, среди которых наиболее широко представлены вещества, относящиеся к хлор-, йод- и бромсодержащим соединениям и окислителям. Антимикробным действием обладают также кислоты и их соли (оксолиновая, салициловая, борная); щелочи (аммиак и его соли). Стерилизация – предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергшихся обработке. Дезинфекция — процедура, предусматривающая обработку загрязненного микробами предмета с целью их уничтожения до такой степени, чтобы они не смогли вызвать инфекцию при использовании данного предмета. Как правило, при дезинфекции погибает большая часть микробов (в том числе все патогенные), однако споры и некоторые резистентные вирусы могут остаться в жизнеспособном состоянии. Асептика – комплекс мер, направленных на предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану, органы больного при операциях, лечебных и диагностических процедурах. Методы асептики применяют для борьбы с экзогенной инфекцией, источниками которой являются больные и бактерионосители. Антисептика – совокупность мер, направленных на уничтожение микробов в ране, патологическом очаге или организме в целом, на предупреждение или ликвидацию воспалительного процесса. Стерилизация предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергающихся обработке. Существует три основных метода стерилизации: тепловой, лучевой, химической. Стерилизацию сухим жаром, лучевая стерилизация. |