Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы
Жизнедеятельность микроорганизмов находится в зависимости от факторов окружающей среды. Влияние этих факторов может быть благоприятным и неблагоприятным. Неблагоприятное действие факторов окружающей среды на микроорганизмы: Ø бактериоцидное – уничтожающее действие на клетки; Ø бактериостатическое – подавляющее размножение; Ø мутагенное – приводящее к изменению наследственных свойств. Повреждающее действие на микроорганизмы могут оказывать биотические (от греч. bios – жизнь) и абиотические (от греч. abios – отрицание жизни) факторы. Абиотические факторы внешней среды: Ø Физические факторы: v температура; v рН среды; v влажность (высушивание); v различные виды излучения (УФ, инфракрасное, рентгеновское, лазерное, радиактивное – α, δ, γ-излучение); v ультразвук; v электромагнитные поля; v осмотическое давление; v сотрясение; v невесомость. Температура среды – один из основных факторов, определяющих интенсивность развития микроорганизмов. Каждый микроорганизм может расти и размножаться только в определенных пределах температуры (выделяют минимальную/ максимальную температуру – за их пределами рост микроорганизмов прекращается и оптимальную температуру – наиболее благоприятную для роста и размножения). По отношению к температуре выделяют три группы микроорганизмов: § термофилы (от греч. thermos – тепло, phileo – любить, т.е. теплолюбивые) – живут при температуре от 40 до 1000С (оптимум 50-600С) – например, бактерии горячих источников и вулканов; § мезофиллы (от греч. mesos – средний) – от 20 до 400С (оптимум 35-370С) – большинство патогенных микрорганизмов; § психрофилы (от греч. psichros – холод, т.е. холодолюбивые) – от -6 до 200С (оптимум 10-150С) – например, иерсинии, клебсиеллы, псевдомонады могут размножаться в пищевых продуктах при температуре бытового хоодильника. Механизм повреждающего действия высокой температуры – необратимая денатурация ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм бактерий погибают при 60-800С в течение 15-30 минут, а при 1000С – от нескольких секунд (мгновенно) до 2 минут. Споры бактерий наиболее устойчивы к повышенной температуре – выдерживают температуру кипячения воды в течение нескольких часов, при 1300С гибнут через 20-30 минут и более. Механизм повреждающего действия низкой температуры – разрыв клеточной мембраны кристаллами льда и приостановка метаболических процессов. Влажность среды также оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов, т.к. вода составляет основную массу микробной клетки (75-85%), вода служит растворителем различных органических и минеральных соединений, с водой все вещества поступают в клетку и выводятся из нее. Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. По потребности во влаге различают следующие группы микроорганизмов: § гидрофиты – влаголюбивые (большинство); § мезофиты – среднелюбивые; § ксерофиты – сухолюбивые. При высушивании жизненные процессы замедляются, клетка переходит в анабиотическое состояние или погибает. В высушенном состоянии многие микроорганизмы сохраняют жизнеспособность в течение продолжительного времени, что используется для их длительного хранения. Высушивание микроорганизмов осуществляется методом лиофильной сушки – обезвоживание в замороженном состоянии под высоким вакуумом. Ø Химические факторы (противомикробным действием обладают следующие классы химических веществ): v галогены и их соединения (йод, йодинол, йодоформ, хлорамин, пантацид…); v окислители (пероксид водорода, перманганат калия, гидроперит…); v кислоты и их соли (оксолиновая, бензойная, салициловая, борная, сорбиновая…); v щелочи (аммиак и его соли); v спирты (этанол, протанол); v альдегиды (формальдегид, уротропин, уросал…); v соли тяжелых металлов (ртути, серебра, меди, свинца, цинка, олова…); v фенол и его производные (резорцин, хлорофен…); v производные 8-оксихинолина (хинозол, интестопан, нитроксолин…); v производные нитрофуранов (фуразолидон, фурацилин, фурагин...); v поверхностно-активные вещества/детергенты (хлоргексидин, полимиксины, грамицидин С, твины…); v триклозан; v длинноцепочечные жирные кислоты; v фитонциды; v антибиотики; v красители (метеленовый синий, бриллиантовый зеленый…). Эти средства могут по-разному оказывать противомикробное действие. Механизм действия химических веществ на микроорганизмы: § деполимеризация пептидогликана клеточной стенки (например, щелочи); § повышение проницаемости ЦПМ бактериальной клетки; § блокирование биохимических реакций (например, фенолы); § денатурация белков/ферментов бактерий (например, кислоты и формалин); § окисление метаболитов и ферментов (например, фенолы); § растворение липопротеиновых структур; § повреждение генетического аппарата. Биотические (биологические) факторы внешней среды – воздействие других живых существ или продуктов их жизнедеятельности. Микроорганизмы находятся друг с другом в различных взаимоотношениях – от взаимовыгодных (симбиоза) до антагонистических: v бактерии (например, молочно-кислые и гнилостные бактерии ЖКТ); v простейшие; v плесневые грибы; v бактериофаги. Физические, химические и биологические факторы внешней среды используют для подавления роста и уничтожения патогенных микроорганизмов.
|