Действие физических факторов на микроорганизмы

Влияние температуры. Для каждого вида бактерий имеется определенная оптимальная температура развития, поэтому бактерии делят на 3 физиологические группы: психрофильные, мезофильные, термофильные.

Высокие и низкие температуры по-разному влияют на микробы. При низких температурах микробная клетка переходит в состояние анабиоза, в котором она может существовать длительное время. Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом принципе построено сохранение продуктов в ледниках, холодильниках. В микробиологической практике широко применяется длительное хранение культур микробов, иммуноглобулинов, живых вакцин в высушенном виде из замороженного состояния.

Высокая температура губительно действует на микроорганизмы. Применение высокой температуры является самым распространенным и надежным способом стерилизации – уничтожения микробов и их спор. Существуют разные способы стерилизации при помощи высокой температуры:

Прокаливание в пламени спиртовки или газовой горелки –данный способ применяется ограниченно, например для стерилизации бактериологических петель.

Кипячение - производят в течение 30-45 мин. Для устранения жесткости и повышения температуры кипячения к воде добавляют 1- 2% раствор соды, температура повышается на 1-2 С0. Стерилизуют мелкий хирургический инструментарий, предметные и покровные стекла и др. в стерилизаторе. Однако данный метод не обеспечивает полной стерилизации, так как споры бактерий и некоторые вирусы, защищенные плазмой крови при этом не погибают.

Стерилизация сухим жаром проводится в сушильном шкафу (сухожаровом шкафу или печи Пастера). Метод основан на бактерицидном действии нагретого до 165-170 0С воздуха. Сухим жаром стерилизуют стеклянную посуду: чашки Петри, пробирки, и др. Используют следующие температурные режимы и время выдержки стерилизуемого материала:

-160 –165 0С в течение 150 мин.

-180 0С в течение 60 мин.

Стерилизация паром под давлением. Это один из наиболее эффективных методов стерилизации, основанный на сильном гидролизующем действии насыщенного пара. Паровой стерилизации подвергают перевязочный материал - бинты, шовный материал, вату, белье, изделия из резины, стекла, некоторых полимерных материалов, питательные среды, лекарственные препараты и т.д.

В микробиологической практике используют следующие режимы и экспозицию:

-110-112 0С – 0,5 атм. – среды с углеводами в течение 15 мин.

-120 0С - 1 атм. – перевязочный материал, белье, среды - МПБ, МПА. Стеклянная посуда в течение 15-20 мин.

-132-134 0С – 1,5 – 2 атм. – весь инфицированный материал в течение

20-25 мин.

Стерилизация текучим паром – при температуре 1000С применяется в тех случаях, когда материал не выдерживает более высокой температуры (например, питательные среды с витаминами, углеводами, желатином и др.). Стерилизацию проводит в аппарате Коха или в автоклаве при не завинченной крышке и открытом выпускном кране. Метод основан на антибактериальном действии пара в отношении вегетативных клеток. Для полного обеспложивания применяют принцип дробной стерилизации, т.е. стерилизуют материал

при 100 0С (или 80-90 0С) в течение 20-30 мин. 3 дня подряд. При этом вегетативные клетки погибают, а споры сохраняются и за сутки прорастают. Последующее двукратное прогревание обеспечивает достаточно надежную стерильность материала.

Тиндализация – это дробная стерилизация материалов при 56-58 С в течение часа 5-6 дней подряд для уничтожения не споровых микроорганизмов. Применяется для стерилизации легко разрушающихся при высокой температуре веществ (сыворотка крови, витамины и др.)

Пастеризация основана на антибактериальном действии температуры в отношении вегетативных клеток, но не бактериальных спор. Применяется для пастеризации пищевых продуктов (пиво, вино, соки, молоко и др.).

Влияние высушивания. Высушивание сопровождается обезвоживанием цитоплазмы и денатурацией белков.

Действие ультрафиолетовых лучей применяется для стерилизации воздуха в микробиологических лабораториях, боксах, операционных, в животноводческих помещениях и т.д. Для этого используют бактерицидные лампы различной мощности. Метод основан на бактерицидном действии УФ - лучей с длиной волны 260-300 мкм. Однако полного освобождения от микробов не происходит.

Ионизирующая радиация (рентгеновские лучи). Механизм действия рентгеновских лучей заключается в повреждении генетического аппарата микробной клетки, что приводит к летальному исходу или возникновению мутаций. Ионизирующую радиацию применяют для уничтожения микробов на инструментах, в перевязочном материале, биопрепаратах – холодная стерилизация.

Влияние ультразвука. Вызывает деполяризацию органоидов микробных клеток и денатурацию составляющих их молекул (в результате местного нагревания).

Действие химических факторов

Химические вещества могут оказывать различное действие на микроорганизмы: служить источниками питания, не оказывать какого-либо влияния, стимулировать или подавлять рост. Химические средства, применяемые для обработки помещений, оборудования и различных предметов, обозначают термином – дезинфектанты, а вещества, используемые для обработки живых тканей – антисептики. Дезинфицирующие средства оказывают в используемых концентрациях бактерицидное действие, а антисептики в зависимости от концентрации – бактериостатическое или бактерицидное.

По механизму действия химические вещества можно разделить на несколько групп.

Галогены и галогеносодержащие препараты (препараты йода и хлора) широко применяют как дезинфектанты и антисептики: спиртовой раствор йода, йодинол, хлорная известь, хлорамин, хлоргексидин. Бактерицидное действие галогенов связано с одной стороны, способностью, отщеплять активные галогены – хлор, йод, которые, замещая водородные атомы у атомов азота, денатурируют белки цитоплазмы микроорганизмов, с другой стороны, выделяя атомарный кислород, обладают окисляющими свойствами.

Окислители. Механизм антимикробной активности связан с окислением метаболитов и ферментов микроорганизмов либо денатурацией последних. К окислителям относятся перекиси водорода, гидроперит, перманганат калия.

Кислоты и щелочи. В основе бактерицидного действия кислот и щелочей лежат дегидратация (обезвоживание) микроорганизмов, изменение рН питательной среды, гидролиз коллоидных систем и образование кислотных или щелочных альбуминатов.

Кислоты в концентрированных растворах коагулируют белки микробной клетки. На практике применяются как средства уничтожения микробов на объектах окружающей среды (борная, салициловая, бензойная). Из щелочей используют - раствор аммиака (нашатырный спирт содержит 9,5-10,5% аммиака, гидроокись натрия (NaOH), гидроокись калия (КОН), гашеную известь (кальция гидроокись) и др.

Поверхностно-активные вещества или детергенты. Представляют собой четвертично-аммониевые соединения, с высокой поверхностной активностью, обладают бактерицидными, моющими свойствами и низкой токсичностью. К ним относятся жирные кислоты, обычные мыла, многие полимерные соединения ( септодор, гермосепт, дюльбаль и др). Септодор –форте – 0,2% - для текущей дезинфекции. 0,4 – 0,5% для обработки стаканов, плевательниц, изделия медицинского назначения. Используют в качестве дезинфектантов и антисептиков. Эти вещества изменяют заряд клеточной мембраны, нарушают проницаемость и осмотическое равновесие микробной клетки, что приводит к ее гибели.

Спирты (70-80% этанол, 60-70% пропанол) Практический интерес представляет этиловый спирт (С Н ОН). Спирты способны отнимать воду и свертывать белок. Бактерицидное действие спирта проявляется с 3-5% концентрации, наиболее сильное противомикробное действие оказывает 70% спирт. Как антисептики наиболее эффективны при использовании в виде 6070%. С 70% и выше эффект исчезает, происходит дубление, т.е. отнятие воды из микробной клетки, которая фиксируется на объекте, и добавление воды, клетка восстанавливает жизнеспособность.

Альдегиды (формальдегид, уросал и др.) вызывают денатурацию белков. Формальдегид убивает как вегетативные формы, так и споры. Применяется в виде 40% р-ра (формалина) для дезинфицирующих целей.

-Лизоформ – мыльный раствор формальдегида применяют для дезинфекции рук и помещений.

- Альдегидосодержащие на основе глутарового или янтарного альдегидов – 2,5% р-р глутарого альдегида используют для обработки изделий из стекла, металла, резины.

Соли тяжелых металлов – ртути, серебра, меди, свинца, цинка, олова) вызывают коагуляцию белков клетки. Механизм бактерицидного действия заключается в том, что положительно заряженные ионы металлов адсорбирубтся отрицательно заряженной поверхностью бактерий и изменяют проницаемость их ЦПМ, что приводит к гибели бактерий. В качестве антисептиков широко используют нитрат серебра (ляпис), сульфат меди (медный купорос), дихлорид ртути (сулема), колларгол, протаргол и др.

Фенол и его производные (фенол, лизол, гексахлорофен, и др.) применяют как дезинфектанты, в меньших концентрациях - как антисептики. Препараты денатурируют белки и нарушают структуру клеточной стенки. Фенол (карболовая кислота) применяют для дезинфекции помещений. Легко всасывается через кожу, может вызвать токсические явления, поэтому в настоящее время фенол как дезинфектант запрещен из-за высокой токсичности и стойкого раздражающего запаха. Сейчас из фенолсодержащих препаратов рекомендуют новые его разновидности, лишенные указанных отрицательных свойств, например амоцид и др.

В качестве антисептиков давно и эффективно применяют различные красители (например, метиленовый синий, бриллиантовый зеленый, риванол или основной фуксин) которые обладают свойством задерживать рост бактерий. В основе их действия лежит выраженное сродство к фосфорно-кислым группам нуклеопротеидов.

-Метиленовый синий. В виде 1-3% раствора применяют местно при ожогах, пиодермии и т.д.

-Бриллиантовый зеленый используют при гнойных заболеваниях кожи. Входит в состав жидкости Новикова.

Гуанидины и их смеси с ПАВ (демокс, катасепт, лизоформин, пливасепт).

Лизоформин –0,5% используется для текущей уборки, 1,5 –2% - для обработки изделий из стекла, изделий медицинского назначения.

Полисепт –4% для дезинфекции помещений, оборудования.

По механизму действия на белок микробной клетки и вирусной частицы химические вещества делятся на 4 группы: окислители, коогулянты, гидролизанты, денатуранты.

-окислители галогены и галогеносодержащие (препараты хлора, йода, брома), перекись водорода, перманганат калия, кислоты.

-коогулянты – фенол и его производные, кислоты, соли тяжелых металлов, спирты,

-гидролизанты – щелочи, мыла,

-денатуранты – альдегиды, кислоты, красители

Практически для дезинфекции и антисептических мероприятий чаще всего используют препараты, обладающие сразу 2-я и более механизмами действия, Например, йодонат (водный раствор комплекса ПАВ с йодом) применяют в качестве антисептика для обработки операционного поля. Препарат включает окислитель и коагулянт белка, септодор, дюльбак Мыло обладает 3-я механизмами действия:

1.действие щелочи – как гидролизанта белка

2.изменение рН среды 3.пенообразование –поверхностно активное действие.

Стерилизация – обеспложивание это полное уничтожение всех микроорганизмов и их спор на обеззараживаемом объекте.

Дезинфекция. Буквальный перевод – обеззараживание. Термин был введен Пастером. Дезинфекция - это комплекс мероприятий направленных на уничтожение или резкое подавление патогенных и условно-патогенных микроорганизмов во внешней среде. Внешняя среда – помещение, предметы обихода и быта, выделения больных, инструменты, лекарственные вещества и т.д. Целью дезинфекции является предупреждение передачи возбудителя от инфицированного организма неинфицированному через объекты окружающей среды. В зависимости от цели различают профилактическую, текущую, заключительную дезинфекцию.

- Профилактическая дезинфекция проводится постоянно и регулярно в местах, где высокая вероятность инфицирования, например, места большого и постоянного скопления животных и некоторые элементы внешней среды (питьевая вода, пищевые продукты и т.д.).

- Текущая дезинфекция проводится регулярно и постоянно в местах нахождения больного.

- Заключительная дезинфекция в отличие от текущей выполняется однократно после эвакуации больного животного или после смерти