Раздел 4. Влияние факторов внешней среды. Антибиотики.

1. Действие на микроорганизмы физических факторов окружающей среды. Стерилизация (физическая, химическая, механическая) и методы контроля эффективности стерилизации.

Микроорганизмы находятся в тесной зависимости от условий окружающей среды.

Физические факторы. Из физических факторов наибольшее влияние на микроорганизмы оказывают температура, влажность, излучение.

Температура. По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на мезофильные, психрофильные и термофильные. Для мезофилов оптимальные температуры роста лежат между 20 и 40°С. Область температур роста психрофилов лежит в пределах от 0 до 20°С. Термофильные бактерии растут при температурах от 40 до 98°С.

Для сохранения жизнеспособности бактерий благоприятны низкие температуры (ниже 0°С). Споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте (температура минус 196°С).

Влажность. Важнейшим фактором поддержания жизнеспособности микробной клетки является вода, поскольку именно в растворах протекают все биологические процессы. Вода находится в клетке в свободном или связанном состоянии.

Действие излучения. Солнечный свет может обеспечивать выраженный антимикробный эффект. Ультрафиолетовое излучение вызывает замедление роста культур, снижает скорость деления клеток, способствует развитию мутаций. УФ-лучи широко применяются для обеззараживания воздуха в помещениях, воды, отходов производства

Ионизирующее излучение вызывает повреждения ДНК, которые принято подразделять на прямые и опосредованные, возникающие в связи с образованием свободных радикалов. Ионизирующее излучение используется для стерилизации биопрепаратов, перевязочного материала, инструментов.

Действие лазера вызывает у микроорганизмов в зависимости от дозы облучения изменения морфологических и биохимических свойств, вплоть до утраты жизнеспособности. При этом происходит денатурация белка и повреждение нуклеиновых кислот.

Стерилизация (обеспложивание) – это полное уничтожение микроорганизмов в объектах, подвергающихся обработке. Методы стерилизации подразделяются на физические и химические.

К физическим методам относятся:

· тепловая стерилизация,

· лучевая стерилизация,

· стерилизация ультразвуком,

· ультрафильтрация.

Тепловая стерилизация основана на использовании высоких температур: стерилизация в пламени (прожигание, фламбирование), сухожаровая стерилизация, стерилизация перегретым паром под давлением - автоклавирование.

Прожигание является простым и надежным методом, однако имеет ограниченное применение.

Стерилизацию сухим жаром осуществляют в воздушных стерилизаторах (прежнее название – “сухожаровые шкафы или печи Пастера”). Стерилизуют лабораторную посуду и другие изделия из стекла, металлические инструменты, то есть объекты, которые не теряют своих качеств при высокой температуре. Режимы стерилизации: 160°С в течение 120 минут, 180°С - 40 минут.

Стерилизация паром под давлением - наиболее универсальный метод стерилизации. Проводится в автоклаве, представляющем собой герметически закрывающуюся емкость, в которую поступает перегретый пар. Автоклав снабжен датчиками контроля температуры и давления. Температура кипения воды возрастает при увеличении давления в камере: при 0,5 избыточных атмосфер температура пара составляет 111°С; при 1 избыточной атмосфере – 121°С, при 2-х атмосферах – 132 °С.

Наиболее часто используемый режим стерилизации в автоклаве -121°С (1 атм.) 40 минут. В автоклаве стерилизуют перевязочный материал, белье, коррозионно-устойчивые металлические инструменты, питательные среды, растворы.

Одной из разновидностей тепловой стерилизации является дробная стерилизация при температурах от 56°С (тиндализация) до 100°С, применяемая для обработки материалов, не выдерживающих дальнейшее нагревание. В частности, данный метод может применяться для стерилизации питательных сред. Материал нагревают в течение 30-60 минут, а затем помещают на сутки в термостат при 37°С. Процедуру повторяют трижды. Нагревание стимулирует прорастание спор. Образовавшиеся вегетативные формы погибают при последующем повышении температуры

Лучевая стерилизация осуществляется в специальных установках с помощью гамма-излучения. Инактивация микроорганизмов под действием гамма-лучей происходит в результате повреждения нуклеиновых кислот. Лучевая стерилизация позволяет обрабатывать сразу большое количество предметов (одноразовых шприцев, систем для переливания крови и т.д.).

Ультрафильтрация является широко используемым методом стерилизации растворов лекарственных препаратов. Жидкости пропускаются через мембранные фильтры с диаметром пор, через которые не проходят бактерии и вирусы.

Химическая стерилизация проводится с использованием газов: оксида этилена, смеси ОБ (смеси оксида этилена и бромистого метила в весовом соотношении 1:2,5) и паров формальдегида. Эти вещества являются алкилирующими агентами, их способность в присутствии воды инактивировать активные группы ферментов, других белков, ДНК и РНК приводит к гибели микроорганизмов. Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при температуре от 18 до 80°С в специальных камерах.