Лекция 5 Тема действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы

• Название: Лекция 5 Тема действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы
• Дата: 16.11.2020
• Размер: 42 Kb.
• Имя файла: 5_lektsia_Deystvie_fizicheskikh_i_khimicheskikh_faktorov_na_mikr.doc
• Тип: Лекция; #150856

ЛЕКЦИЯ 5

Тема: ДЕЙСТВИЕ ФИЗИЧЕСКИХ, ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

Все факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы, делятся на 3 группы:

1, Физические:

а) температура;

б) влажность;

в) осмотическое и гидростатическое давление;

г) лучистая энергия;

д) электричество;

е) ультразвук.

2. Химические:

а) рН среды;

б) О-В условия;

в) токсические вещества (дезинфекторы и ядохимикаты).

3. Биологические – разные формы взаимодействия микробов между собой и с другими организмами.
ТЕМПЕРАТУРА. Микроорганизмы – пойкилотермные. Выделяют минимальные, оптимальные и максимальные t⁰. Микроорганизмы, имеющие широкие температурные пределы, – эвритермные, узкие – стенотермные (горячие источники, вечные льды). По отношению к t⁰ различают:

1. Психрофилы – температурный оптимум 5-12⁰ С (светящиеся бактерии, некоторые водоросли и плесневые грибы). Рост этих микроорганизмов прекращается при –30⁰ С.

2. Мезофилы – температурный оптимум 20-40⁰ С (E. coli, B. subtilis, Proteus, Staphylococcus).

3. Термофилы – температурный оптимум 40-65⁰ С (бактерии горячих источников, навозных куч, силосных ям). Группы термофилов:

а) термотолерантные: 10-60⁰ С, оптимум 35-40⁰С (Methylococcus capsulatus).

б) факультативные термофилы: 20–60⁰ С.

в) облигатные термофилы: оптимум 70⁰С (Thermoplasma acidophilum, Methanobacterium).

г) экстремальные термофилы – оптимальная t⁰ 80-105⁰ С (архебактерии Thermoproteus, Pyrodictium).

Термогенные бактерии сами создают высокую t⁰, выделяя тепло.

Споры бактерий устойчивее к t⁰, чем вегетативные клетки.
ВЛАЖНОСТЬ. В микроорганизмах 85% Н₂О. Степень доступности Н₂О выражают через ее активность а_w. Мелкие клетки более устойчивы к высушиванию, кокки устойчивее палочек, Г⁺ устойчивее Г^–. Споры устойчивы к низкой влажности. Микроорганизмы в зависимости от отношения к влажности делятся на следующие группы: *гидрофиты (влаголюбивые); *ксерофиты (сухолюбивые); *мезофиты (средневлаголюбивые)
ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. Концентрация веществ, растворенных во внешней среде, определяет осмотическое давление (Р). Если оно в клетке >, чем давление внешнего раствора, то Н₂О поступает в клетку. Чем выше Р, тем < активность Н₂О.

1. 
   Осмотолерантные (дрожжи в варенье, меде, бактерии в соленой рыбе).
   
2. 
   Осмофильные (Xeromyces).
   
3. 
   Галофилы (Halobacterium).
   
4. 
   Экстремальные галофилы (в Мертвом, Каспийском морях).
   

ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. Устойчивость к высокому давлению зависит от видовой принадлежности микроба, величины и продолжительности воздействия. Микроорганизмы переносят равномерное давление, а боковое разрывает клетку. Баротолерантные и барофильные микробы.
ЛУЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ:

Радиоволны (λ = 1500 нм) не оказывают биологического действия.

Инфракрасные лучи (λ до 760 нм) вызывают нагревание.

Видимые лучи (λ = 760-380 нм) – основной источник энергии для фотосинтеза у пурпурных и зеленых бактерий.

УФ-лучи (λ = 380-200 нм) обладают летальным действием.

Ионизирующая радиация оказывает бактерицидный и мутагенный эффект (споры устойчивы к радиации), а также приводит к образованию свободных радикалов и перекисей – косвенное действие (наиболее чувствителен Pseudomonas):

Х-лучи искусственного происхождения;

У-лучи при распаде радиоактивных веществ;

Космические лучи.
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Слабый ток не оказывает влияния, но длительное пропускание тока высокого напряжения вызывает электролиз компонентов среды. Электрофорез используется при анализе продуктов метаболизма микроорганизмов.
УЛЬТРАЗВУК вызывает гибель бактерий из-за образования внутри клеток пены из мельчайших пузырьков газа.

Ультразвук разрушает: Salmonella, Lactobacterium casei, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, St. aureus.

Более устойчивы: Sarcina urea, Sacch. cerevisiae, Acetobacter.

Наиболее устойчива Mycobacterium tuberculosis.
РЕАКЦИЯ СРЕДЫ. Изменение рН приводит к изменению заряда клеточных коллоидов, проницаемости ЦПМ, активности ферментов. У большинства микроорганизмов оптимум рН 6-7.

1. 
   Факультативные ацидофилы (дрожжи, плесневые грибы).
   
2. 
   Облигатные ацидофилы (уксуснокислые бактерии).
   
3. 
   Нейтрофилы.
   
4. 
   Алкалофилы (гнилостные бактерии; энтеробактерии).
   

КИСЛОРОД. По отношению к нему микроорганизмы делятся:

1. 
   Облигатные аэробы (микрококки, микобактерии, B. subtilis).
   
2. 
   Облигатные анаэробы (Clostridium).
   
3. 
   Факультативные анаэробы (E. coli, стрептококк, стафилококк).
   
4. 
   Аэротолерантные анаэробы.
   
5. 
   Микроаэрофилы (молочнокислые бактерии).
   

ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. Попадая в клетку, они взаимодействуют с важнейшими ее компонентами, что приводит к остановке роста (бактериостатический эффект) или гибели (микробицидный: фунгицидный, вирулицидный, бактерицидный эффект). Антимикробные вещества неспецифического действия, применяемые для подавления роста патогенных микробов, – дезинфицирующие (дезинфектанты), а их использование – дезинфекция. Антисептики – вещества, используемые для обработки живых тканей. Дезинфектанты в рабочих концентрациях – бактерицидное действие, антисептики в зависимости от концентрации – бактерицидное или бактериостатическое действие. Дезинфекция бывает профилактическая и очаговая.

1. 
   ПАВ – жирные кислоты, мыла – повреждают клеточную стенку.
   
2. 
   Фенолы и их производные (гексахлорофен, резорцин, хлорофен, тимол, салол) действуют на белки цитоплазмы, нарушают структуру клеточной стенки.
   
3. 
   Акридины нарушают клеточное деление.
   
4. 
   Соли тяжелых металлов (CuSO₄, AgNO₃, Pb, As, водный раствор сулемы HgCl₂; Ni, Zn, Co) нарушают дыхание, синтез белка и РНК, коагулируют белки.
   
5. 
   Галогены и их производные взаимодействуют с ОН-группами белков:
   

а) I₂: 5 % в этаноле; йодинол, йодонат, раствор Люголя;

б) Cl₂: 2 %-ный раствор, 5,25 % хлорная известь, хлорамин Б, гибитан.

6. 
   Альдегиды алкируют сульфгидрильные, карбоксильные и аминогруппы белков.
   

а) 8 % формальдегид, его мыльный раствор – лизоформ, 2-2,5 % глутаральдегид.

б) уротропин (гексаметилентетрамин) (в составе уробесала, кальцекса).

в) циминаль, цимизоль, цидипол – антисептики.

7. 
   Кислоты (1-5 % карболовая кислота, борная, бензойная, уксусная, 1-2% салициловая) и щелочи (0,5 % нашатырный спирт) – антисептики.
   
8. 
   Катионные детергенты бактерицидного действия (циригель, дегмицид, роккал).
   
9. 
   Спирты, или алкоголи – этанол, изопропанол осаждают белки, вымывают из клеточной стенки липиды. Споры бактерий и грибов, вирусы к ним резистентны.
   
10. 
    Газы: двуокись серы, окиси этилена и пропилена алкилируют белки.
    
11. 
    Красители как антисептики (бриллиантовый зеленый, метиленовый синий, риванол, основной фуксин.
    
12. 
    Окислители: Н₂О₂, КMnO₄.
    
13. 
    Химиотерапевтические средства – вещества с избирательным действием.