Влияние факторов среды на микроорганизмы

МОСКОВСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И ПРИКЛАДНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ  ИМЕНИ К.И. СКРЯБИНА

 

 

ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

 

КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ

 

 

РЕФЕРАТ

на  тему: «Влияние факторов на микроорганизмы»

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛА

Студентка 2 курса группы ветеринарно-санитарной

экспертизы

Дегтярева Алиса Александровна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МОСКВА 2012 г.

 

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ           3

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ         4

ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ         7

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ         8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ           11

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ          12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Все микроорганизмы живут, взаимодействуя с внешней  средой, поэтому подвергаются разнообразным  влияниям. В одних случаях это  способствует лучшему развитию, в  других подавляет жизнедеятельность  микроорганизмов. Изменчивость и быстрая  смена поколений позволяет микроорганизмам  приспосабливаться к разным условиям жизни. Поэтому у них быстро закрепляются новые признаки.

 

Развиваясь  и взаимодействуя со средой, микроорганизмы не только изменяются под её воздействием, но и изменяют среду (в соответствии с особенностями). Например, микроорганизмы, которые в процессе дыхания выделяют продукты обмена, меняя химический состав среды. Меняется реакция среды  и содержание различных химических веществ.

 

Все факторы, влияющие на развитие микробов, делят  на:

 

•                    Физические

 

•                    Химические

 

•                    Биологические

 

Ниже мы подробнее  рассмотрим каждый из этих факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физические  факторы

Из физических факторов наибольшее влияние на микроорганизмы оказывают: температура, высушивание, лучистая энергия, ультразвук, давление.

Температура: жизнедеятельность каждого микроорганизма ограничена определенными температурными границами. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя точками: минимальная (min) температура — ниже которой размножение прекращается, оптимальная (opt) температура — наилучшая температура для роста и развития микроорганизмов и максимальная (max) температура — температура, при которой рост клеток или замедляется, или прекращается совсем. Впервые в истории науки Пастером были разработаны методы уничтожения микроорганизмов при воздействии на них высоких температур.Оптимальная температура обычно приравнивается к температуре окружающей среды.

Все микроорганизмы по отношению к температуре условно  можно разделить на 3 группы: первая группа: психрофилы — это холодолюбивые микроорганизмы, растут при низких температурах: min t — 0 °С, opt t — от 10—20 °С, max t — до 40 °С. К таким микроорганизмам относятся обитатели северных морей и водоемов. К действию низких температур многие микроорганизмы очень устойчивы. Например, холерный вибрион долго может храниться во льду, не утратив при этом своей жизнеспособности. Некоторые микроорганизмы выдерживают температуру до -190°С, а споры бактерий могут выдерживать до -250°С. Действие низких температур приостанавливает гнилостные и бродильные процессы, поэтому в быту мы пользуемся холодильниками. При низких температурах микроорганизмы впадают в состояние анабиоза, при котором замедляются все процессы жизнедеятельности, протекающие в клетке.

Ко второй группе относятся мезофилы — это  наиболее обширная группа бактерий, в  которую входят сапрофиты и почти  все патогенные микроорганизмы, так  как opt температура для них 37 °С (температура  тела), min t = 10 °С, maxt = 45 °C.

К третьей  группе относятся термофилы —  теплолюбивые бактерии, развиваются  при t выше 55 °С, min t для них = 30 °С, max t = 70—76 °С. Эти микроорганизмы обитают  в горячих источниках. Среди термофилов встречается много споровых форм. Споры бактерий гораздо устойчивей к высоким температурам, чем вегетативные формы бактерий. Например, споры  бацилл сибирской язвы выдерживают  кипячение в течение 10—20 с. Все  микроорганизмы, включая и споровые, погибают при температуре 165—170°С в  течение часа. Действие высоких температур на микроорганизмы положено в основу стерилизации. Высушивание споровых форм микроорганизмов оказывает на них слабое влияние. В сухом состоянии споры сохраняются десятки лет. Высушивание неспоровых микроорганизмов в вакууме из замороженного состояния позволяет тоже сохранять их десятки лет. Длительное время сохраняются и неспоровые микроорганизмы, высушенные в белковых субстратах - сыворотке, гемолимфе, тканях насекомого. Ультрафиолетовые лучи (длиной волны 260—300 нм) оказывают на споровые и вегетативные формы бактерий губительное действие. Микробы также чувствительны к проникающей радиации (рентгеновы и гамма-лучи). Поэтому данные лучи широко применяются для стерилизации воздуха (в боксе для пересевов чистых культур микроорганизмов), жидкостей (вода, молоко), плотных субстратов (соты, червоводни). Вегетативные формы бактерий погибают при дозе облучения 800 тыс. рентген, а их споры — 2,5 млн. рентген. Электрический ток ультравысокой частоты (УВЧ) и ультразвук вызывают гибель микробов.

Температурный оптимум  энтомопатогенных (патогенных для насекомых) микроорганизмов колеблется в широких  пределах (табл. 1).

Температурный предел для  жизнедеятельности энтомопатогенных микроорганизмов
Микроорганизмы	Минимум	Оптимум	Максимум
Ascosphaera apis	22	30	36
Aspergillus flavus	7	20-35	40
A. niger	7-10	33-37	43
Aureobasidium pullulans	7	24-27	35
Beauveria bassiana	10	26-28	44
Bacillus alvei	14	33-37	45
Вас. larvae	33	35-37	39
Вас. lentimorbus	18	25	30
Вас. orpheus	29	32-24	32
Вас. popilliae	12	30	36
Вас. thuringiensis	15	20-28	39
Bacterium apisepticum	12	20-37	43
B. herbicola	3	22-30	37
Escherichia coli	4	28-29	40
Hafnia alvei	18	20-37	42
Serratia marcescens	20	25-30	36
Streptococcus apis	12	36-39	45
Str. pluton	20	35	45
Str. faecalis	7	32-37	48

 

Высушивание. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов нужна вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы, нарушается целостность цитоплазматической мембраны, что ведет к гибели клетки. Некоторые микроорганизмы под влиянием высушивания погибают уже через несколько минут: это менингококки, гонококки. Более устойчивыми к высушиванию являются возбудители туберкулеза, которые могут сохранять свою жизнеспособность до 9 месяцев, а также капсульные формы бактерий. Особенно устойчивыми к высушиванию являются споры. Например, споры плесневых грибов могут сохранять способность к прорастанию в течение 20 лет, а споры сибирской язвы могут сохраняться в почве до 100 лет.

Для хранения микроорганизмов и изготовления лекарственных препаратов из бактерий применяется метод лиофильной сушки. Сущность метода состоит в том, что  микроорганизмы сначала замораживают при -273 °С, а потом высушивают в  условиях вакуума. При этом микробные  клетки переходят в состояние  анабиоза и сохраняют свои биологические  свойства в течение нескольких лет. Таким способом, например, изготавливают  биопрепарат «колибактерин», содержащий штаммы Е. coli.

Лучистая энергия. В природе бактериальные клетки постоянно подвергаются воздействию солнечной радиации. Прямые солнечные лучи губительно действуют на микроорганизмы. Это относится к ультрафиолетовому спектру солнечного света (УФ-лучи), они инактивируют ферменты клетки и разрушают ДНК. Патогенные бактерии более чувствительны к действию УФ-лучей, чем сапрофиты. Поэтому в бактериологической лаборатории микроорганизмы выращивают и хранят в темноте.

Опыт Бухнера  показывает, насколько УФ-лучи губительно действуют на клетки: чашку Петри  с плотной средой засевают сплошным газоном. Часть посева накрывают  бумагой, и ставят чашку Петри  на солнце, а затем через некоторое  время ее ставят в термостат. Прорастают только те микроорганизмы, которые  находились под бумагой. Поэтому  значение солнечного света для оздоровления окружающей среды очень велико.

Бактерицидное действие УФ-лучей используют для  стерилизации закрытых помещений: операционных, родильных отделений, перевязочных, в детских садах и т. д. Для  этого используются бактерицидные  лампы ультрафиолетового излучения  с длиной волны 200—400 нм.

На микроорганизмы оказывают влияние и другие виды лучистой энергии — это рентгеновское  излучение, а-, р- и у-лучи оказывают  губительное действие на микроорганизмы только в больших дозах. Эти лучи разрушают ядерную структуру  клетки. В последние годы радиационным методом стерилизуют изделия  для одноразового использования  — шприцы, шовный материал, чашки  Петри. Малые дозы излучений, наоборот, могут стимулировать рост микроорганизмов. Ультразвук.

Ультразвук вызывает поражение клетки. Под действием ультразвука внутри клетки возникает очень высокое давление. Это приводит к разрыву клеточной стенки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации продуктов: молока, фруктовых соков.

Высокое давление. К атмосферному давлению бактерии, а особенно споры, очень устойчивы. В природе встречаются бактерии, которые живут в морях и океанах на глубине 1000— 10 000 м под давлением от 100 до 900 атм. Сочетанное действие повышенных температур и повышенного давления используется в паровых стерилизаторах для стерилизации паром под давлением.

Химические  факторы

Химическими факторами, воздействующими на микроорганизмы, являются: щелочи, кислоты, хлорная  известь, фенолы, окислители и формалин.

Влияние химических веществ на микроорганизмы различно. Оно зависит от химического соединения, его концентрации, продолжительности  воздействия.

В малых концентрациях  химическое вещество может являться питанием для бактерий, а в больших  — оказывать на них губительное  действие. Например, соль NaCl в малых  количествах добавляют в питательные  среды. Так же существуют галофильные  микроорганизмы, которые предпочитают соленую среду. В больших концентрациях NaCl задерживает размножение микроорганизмов. Для примера можно привести консервирование  в быту: при недостаточном количестве соли баллоны с овощами могут "взрываться".

Многие химические вещества изспользуются в медицине в качестве дезинфицирующих средств. К ним относятся фенолы, соли тяжелых  металлов, кислоты, щелочи. К наиболее распространенным дезрастворам относят  хлоросодер-жащие соединения: хлорная  известь, хлорамин Б, дихлор-1, сульфохлорантин, хлорцин и др. Активность дезинфицирующих  веществ не одинакова и зависит  от времени экспозиции, концентрации, температуры. В качестве контрольных  микроорганизмов для изучения действия дезрастворов используют S. typhi и S. aureus. Для дезинфекции могут использоваться кислоты: 40% раствор уксусной кислоты  для обеззараживания обуви. Виды дезинфекций: профилактическая— для  предупреждения и распространения  инфекций; текущая — при возникновении  эпидемического очага и заключительная — после окончания эпидемической  вспышки.

Некоторые химические вещества используются в качестве антисептиков. Антисептики — это противомикробные вещества, которые используются для  обработки биологических поверхностей. Антисептика — это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микробов в ране или организме в целом, на предупреждение и ликвидацию воспалительного  процесса. К антисептикам относятся:

препараты йода (спиртовый  раствор йода, йодинол, йодоформ, раствор  Люголя);

* соединения тяжелых металлов (соли ртути, серебра, цинка);

* химические вещества  нитрофуранового ряда (фуразо-лидон,  фурациллин);

окислители (перекись водорода, калия перманганат);

* кислоты и их соли (салициловая,  борная);

* красители (метиленовый  синий, бриллиантовый зеленый).

 

 

 

 

 

Биологические факторы

К биологическим  факторам относят взаимодействия микроорганизмов  между собой, которые называются: симбиоз, паразитизм, метабиоз, антагонизм, комменсализм, сателлизм, синергизм, фагия.