Temperaturänderungen, osmotischer Druck, Bestrahlung, Austrocknung und andere physikalische Faktoren führen zu einer erheblichen Störung der Stoffwechselprozesse im Zytoplasma der Zelle, die zu ihrem Tod führen kann.

Temperatur. Es ist von großer Bedeutung für das Leben von Bakterien. Je nach Intensität und Einwirkungszeit (Einwirkungszeit) kann der Temperaturfaktor das Wachstum anregen oder umgekehrt irreversible fatale Veränderungen in der mikrobiellen Zelle verursachen. Für jede Art von Mikroorganismus gibt es einen bestimmten Temperaturbereich des Wachstums, in dem es gibt: optimale Temperatur, die für das Wachstum und die Vermehrung von Mikroben am günstigsten ist, maximale und minimale Temperaturen, oberhalb und unterhalb derer die Entwicklung von Mikroorganismen stoppt. Die optimale Temperatur entspricht in der Regel den Temperaturbedingungen des natürlichen Lebensraums.

Alle Mikroorganismen werden in Bezug auf die Temperatur in drei Gruppen eingeteilt, innerhalb derer die Grenzen des Temperaturbereichs variieren.
Psychrophile (von griech. psychros – Kälte) haben sich im Laufe der Evolution an das Leben bei niedrigen Temperaturen angepasst. Die optimale Temperatur für ihre Entwicklung beträgt 10–20 °C, maximal 30 °C und minimal 0 °C. Dies sind hauptsächlich saprophytische Mikroben der nördlichen Meere, des Bodens und Eisenbakterien.

Mesophile (von griech. mesos – Durchschnitt) entwickeln sich im Bereich von 20–45 °C; Die optimale Temperatur für sie liegt bei 30-37°C. Diese große Gruppe umfasst alle pathogenen Mikroben.

Thermophile (vom griechischen termos – warm), die bei Temperaturen über 55 °C wachsen, entwickeln sich bei einer optimalen Temperatur von 50–60 °C. Die Mindesttemperatur für ihre Entwicklung beträgt 25°C und die Höchsttemperatur 70-80°C. Mikroben dieser Gruppe kommen in Erde, Mist und heißem Quellwasser vor. Darunter gibt es viele Sporenformen.
Sowohl hohe als auch niedrige Temperaturen können schädliche Auswirkungen auf Mikroorganismen haben. Deutlich empfindlichers mi krabbt zu hochTemperaturen. Ein Temperaturanstieg über das Maximum ihrer Lebensaktivität hinaus führt zu einer Beschleunigung biochemischer Reaktionen in der Zelle, einer Störung der Durchlässigkeit der Zellmembranen und einer Schädigung wärmeempfindlicher Enzyme. Dies führt zu einer Störung lebenswichtiger Stoffwechselprozesse in der Zelle, zur Koagulation (Denaturierung) von Zellproteinen und zu deren Absterben. Der Tod der meisten vegetativen Bakterienformen erfolgt bei 60 °C im Durchschnitt nach 30 Minuten, bei 70 °C nach 10–15 Minuten und bei 80–100 °C nach 1 Minute. Bakteriensporen sind viel resistenter gegen hohe Temperaturen, zum Beispiel können Sporen des Erregers von Tetanus dem Kochen bis zu 3 Stunden und Botulismus bis zu 6 Stunden standhalten. Der Tod der Sporen tritt bei feuchter Hitze (Autoklav) auf 110–120 °C nach 20–30 Minuten, und trockene Hitze (Pasteurofen) bei 180 °C für 45 Minuten. Die Einwirkung hoher Temperaturen ist die Grundlage für die Sterilisation – die Desterorisierung verschiedener Materialien und Gegenstände.

Mikroorganismen sind äußerst resistent gegen niedrige Temperaturen. Bei Temperaturen unter 0°C geraten sie in einen Ruhezustand, in dem alle lebenswichtigen Prozesse der Zelle gehemmt werden und ihre Fortpflanzung stoppt. Viele Bakterien bleiben in flüssigem Wasserstoff bei einer Temperatur von -253 °C stundenlang am Leben. Vibrio cholerae und E. coli können lange Zeit im Eis überleben. Diphtherie-Erreger vertragen das Einfrieren 3 Monate lang, Pesterreger bis zu 1 Jahr. Viren und Bakterien, die Sporen bilden, sind besonders resistent gegen niedrige Temperaturen; pathogene Bakterien wie Gonokokken, Meningokokken, Spirochäten pallidum und Rickettsien sind weniger resistent. Wiederholtes und schnelles Einfrieren und Auftauen, das zum Aufbrechen der Zellmembranen und zum Verlust von Zellinhalten führt, wirkt sich schädlich auf Mikroben aus. Die hemmende Wirkung niedriger Temperaturen auf das Wachstum und die Vermehrung von Mikroorganismen wird bei der Konservierung von Lebensmitteln in Kellern, Kühlschränken und Tiefkühlkost genutzt.

Das Austrocknen oder Austrocknen führt bei vegetativen Formen von Bakterien in den meisten Fällen zum Zelltod, da für die normale Funktion Wasser benötigt wird. Wenn die Luftfeuchtigkeit des Substrats, in dem sich Mikroorganismen vermehren, unter 30 % liegt, stoppt die Entwicklung der meisten von ihnen. Der Zeitpunkt des Absterbens verschiedener Mikroben unter dem Einfluss der Trocknung ist sehr unterschiedlich: Vibrio cholera hält der Trocknung bis zu 2 Tage stand, Shigella - 7 Tage, Diphtherie-Erreger - 30 Tage, Typhus - 70 Tage, Staphylokokken und Mycobacterium tuberculosis - 90 Tage und Milchsäurebakterien und Hefen mehrere Jahre. Bakteriensporen sind sehr resistent gegen Austrocknung. Die Dehydratisierungsmethode nach dem Vorgefrieren wird häufig zur Konservierung von Standardkulturen von Mikroorganismen (Bakterien, Viren usw.), Immunseren und Impfstoffpräparaten eingesetzt. Solche Medikamente könnenkann lange gelagert werden. Der Kern der Methode besteht darin, dass Bakterienkulturen in Ampullen bei einer Temperatur von -78 °C in Gefäßen mit verdichtetem Kohlendioxid schnell eingefroren und anschließend in einem luftfreien Raum getrocknet werden (Vakuum, Gefriertrocknung). Anschließend werden die Kulturampullen verschlossen.

Der ungünstige Einfluss der Trocknung auf das Wachstum und die Vermehrung von Mikroorganismen wird bei der Herstellung und Konservierung von Trockenprodukten genutzt. Wenn solche Produkte jedoch hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden, verderben sie aufgrund der Wiederherstellung der mikrobiellen Aktivität schnell.

Wirkung der Bestrahlung. Die lebenswichtige Aktivität von Mikroorganismen kann sowohl durch Strahlungsenergie als auch durch Schalleinstrahlung beeinflusst werden.

Sonnenlicht wirkt sich schädlich auf alle Mikroorganismen aus, mit Ausnahme der grünen und violetten Schwefelbakterien. Direkte Sonneneinstrahlung tötet die meisten Keime innerhalb weniger Stunden ab. Pathogene Bakterien sind lichtempfindlicher als Saprophyten. Der hygienische Wert von Licht als natürliches Desinfektionsmittel ist sehr groß. Es befreit die Luft und die äußere Umgebung von pathogenen Bakterien. Die stärkste bakterizide (bakterientötende) Wirkung haben Strahlen mit kurzer Wellenlänge – Ultraviolett. Sie dienen zur Sterilisation von Operationssälen, bakteriologischen Labors und anderen Räumlichkeiten sowie von Wasser und Milch. Die Quelle dieser Strahlen sind Quecksilberquarz- und bakterizide Violettlampen. Andere Arten von Strahlungsenergie – Röntgenstrahlen, Gammastrahlen – führen nur dann zum Tod von Mikroben, wenn sie in großen Dosen exponiert werden. Sie werden zur Sterilisation von bakteriologischen Präparaten und einigen Lebensmitteln verwendet. Die Geschmackseigenschaften des Lebensmittels verändern sich nicht. Bei der Einwirkung von Strahlungsenergie wird zelluläre DNA zerstört.

Schalleinstrahlung: Gewöhnliche Schallstrahlen haben im Gegensatz zu Ultraschallstrahlen praktisch keine schädliche Wirkung auf Mikroorganismen. Ultraschallstrahlen verursachen erhebliche Schäden an der Zelle, wobei ihre äußere Hülle aufreißt und das Zytoplasma freigesetzt wird. Es wird angenommen, dass im flüssigen Medium des Zytoplasmas gelöste Gase durch Ultraschall aktiviert werden, im Inneren der Zelle ein hoher Druck entsteht und diese mechanisch aufbricht.

Wirkung von Druck (mechanisch, gasförmig, osmotisch).
Bakterien, insbesondere sporentragende, sind sehr resistent gegen mechanischen Druck. Ein Druck von 600 atm für 24 Stunden wirkt sich nicht auf den Milzbranderreger aus und bei 20.000 atm für 45 Minuten wird er nicht vollständig zerstört. Nicht sporentragende Bakterien reagieren empfindlicher auf hohen Druck: Vibrio cholerae hält einem Druck von 3000 atm stand, seine Beweglichkeit und Fortpflanzungsfähigkeit sind jedoch teilweise eingeschränkt. Corynebakterien Diphtherie, Streptokokken, Neisseria und Typhuserreger sind 45 Minuten lang resistent gegen einen Druck von 5000 atm, aber empfindlich gegenüber 6000 atm. Viren und Bakteriophagen werden bei einem Druck von 5.000–6.000 atm inaktiviert und bakterielle Toxine (Tetanus und Diphtherie) werden bei einem Druck von 12.000–15.000 atm abgeschwächt. Der Wirkungsmechanismus von hohem mechanischem Druck ist das Ergebnis physikalischer und chemischer Veränderungen in der Flüssigkeit: eine Verringerung ihres Volumens, eine Erhöhung der Viskosität und die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen.

Der Druck der im Nährmedium gelösten Gase wirkt sich abhängig von der Art des Gases und der Art des Stoffwechselvorgangs in der Zelle auf Mikroorganismen aus. Wasserstoff bei einem Druck von 120 atm führt in 24 Stunden zum Absterben von 10-40 % der E. coli-Zellen, Kohlendioxid bei einem Druck von 50 atm tötet vegetative Formen in 90 Minuten ab und Stickstoff hat selbst bei 120 atm keine ausgeprägte Wirkung Wirkung auf Mikroben.

Der osmotische Druck ist für das Leben von Mikroorganismen von großer Bedeutung. Aufgrund ihrer Toleranz gegenüber verschiedenen Konzentrationen an Mineralsalzen werden Bakterien in zwei große Gruppen eingeteilt: halophile Bakterien, die sich in einer Umgebung mit einem hohen Gehalt an Salzen, insbesondere Natriumchlorid, entwickeln können, und nicht-halophile Bakterien, deren lebenswichtige Aktivität mit a möglich ist Natriumchloridgehalt von 0,5-2 %. Der optimale Natriumchloridgehalt für die meisten pathogenen Mikroorganismen ist ein Medium mit 0,5 % dieser Substanz.

Die zerstörerische Wirkung konzentrierter Salz- und Zuckerlösungen auf Mikroorganismen wird beim Einmachen einer Reihe von Produkten genutzt: Fisch, Fleisch, Gemüse, Obst. Der Gehalt an 15–30 % Natriumchlorid in der Lösung sorgt für das Absterben vegetativer Formen und unterdrückt die Sporulation. Die Empfindlichkeit von Mikroorganismen gegenüber dem Vorhandensein von Natriumchlorid in der Umwelt ist unterschiedlich: Die Erreger des Botulismus stellen ihre lebenswichtige Aktivität in einer 6%igen Lösung ein, Hefe in 14% und einige Halophile können sich in 20-30%igen Natriumlösungen vermehren Chlorid.

Mechanisches Schütteln. Eine mäßige Schüttelfrequenz (1-60 pro Minute) sorgt für eine gute Belüftung des Nährmediums und schafft günstige Bedingungen für das Wachstum von Aerobiern. Starkes und schnelles Schütteln hemmt die Entwicklung und führt bei längerer Einwirkung zu Veränderungen der Zellproteine ​​und sogar zur vollständigen Zerstörung der Zellen. Starkes mechanisches Schütteln von Bakterien in Kontakt mit inerten dichten Partikeln (Glasperlen, Quarz) hat eine direkte schädliche Wirkung auf die Zellen – die Bakterien werden zerstört. Diese Methode der mechanischen Desintegration wird verwendet, um mikrobielle Biomasse zu zerstören und daraus verschiedene Antigene zu gewinnen.

Vorlesung Nr. 10

Wörterbuch

ROHES MATERIAL - Rohstoffe, die zur Weiterverarbeitung bestimmt sind. Medizinische Rohstoffe.

LABYRINTH -Überwachung von Weidevieh und Haustieren; Substantiv Weiden.

KORK - Fest verschließen, verschließen.

Modeerscheinung - verdorren. Blumen verblassen .

Zwerg – Die Pflanze ist unnatürlich kleinwüchsig.

GIFT - giftige Substanz .

WASCHEN – wegwaschen, wegwaschen, Substantiv. Spülen .

SCHOCK - schwere Beeinträchtigung der Körperfunktionen aufgrund einer Körperverletzung ;

WACKELN ( in Bewegung setzen) - leicht schaukeln.

SCHNELL ≠ LANGSAM.

Einfluss von Umweltfaktoren auf Mikroorganismen. Sterilisation. Methoden und Ausrüstung. Qualitätskontrolle der Sterilisation. Das Konzept der Desinfektion, Asepsis und Antiseptika.

Mikroorganismen werden durch physikalische, chemische und biologische Umweltfaktoren beeinflusst. Physische Faktoren: Temperatur, Strahlungsenergie, Trocknung, Ultraschall, Druck, Filtration. Chemische Faktoren: Reaktion der Umgebung (pH), Stoffe unterschiedlicher Art und Konzentration. Biologische Faktoren– das ist die Beziehung der Mikroorganismen untereinander und zum Makroorganismus, der Einfluss von Enzymen und Antibiotika.

Umweltfaktoren können Mikroorganismen beeinflussen günstige Auswirkung(Wachstumsstimulation) und schlechter Einfluss: mikrobizid Aktion (destruktiv) und mikrobostatisch Wirkung (Wachstumsunterdrückung) sowie mutagen Aktion.

Der Einfluss der Temperatur auf Mikroorganismen.

Die Temperatur ist ein wichtiger Faktor, der die Lebensaktivität von Mikroorganismen beeinflusst. Für Mikroorganismen gibt es minimale, optimale und maximale Temperaturen. Optimal– die Temperatur, bei der die stärkste Vermehrung von Mikroben stattfindet. Minimum– Temperatur, unterhalb derer Mikroorganismen keine lebenswichtige Aktivität zeigen. Maximal– die Temperatur, oberhalb derer es zum Absterben von Mikroorganismen kommt.

Bezogen auf die Temperatur werden 3 Gruppen von Mikroorganismen unterschieden:

2. Mesophile. Optimal – 30-37°C. Minimum - 15-20°C. Maximal – 43-45°C. Sie leben im Körper warmblütiger Tiere. Hierzu zählen die meisten pathogenen und opportunistischen Mikroorganismen.

3. Thermophile. Optimal – 50-60°C. Minimum - 45°C. Maximal - 75°C. Sie leben in heißen Quellen und nehmen an den Prozessen der Selbsterhitzung von Mist und Getreide teil. Sie können sich im Körper warmblütiger Tiere nicht vermehren und haben daher keine medizinische Bedeutung.

Günstige Aktion optimale Temperatur Wird bei der Züchtung von Mikroorganismen verwendet zum Zweck der Labordiagnostik, Herstellung von Impfstoffen und anderen Arzneimitteln.

Bremswirkung niedrige Temperaturen zur Lagerung genutzt Produkte und Kulturen von Mikroorganismen im Kühlschrank. Niedrige Temperaturen stoppen Fäulnis- und Gärungsprozesse. Der Wirkungsmechanismus niedriger Temperaturen ist die Hemmung von Stoffwechselprozessen in der Zelle und der Übergang in einen Zustand der Ruhe.

Schädliche Wirkung hohe Temperatur (über dem Maximum) zur Sterilisation verwendet . Mechanismus Wirkungen – Denaturierung von Proteinen (Enzymen), Schädigung von Ribosomen, Störung der osmotischen Barriere. Psychrophile und Mesophile reagieren am empfindlichsten auf hohe Temperaturen. besonders Nachhaltigkeit zeigen Streitigkeiten Bakterien.

Die Wirkung von Strahlungsenergie und Ultraschall auf Mikroorganismen.

Es gibt nichtionisierende (ultraviolette und infrarote Strahlen des Sonnenlichts) und ionisierende Strahlung (g-Strahlen und hochenergetische Elektronen).

Ionisierende Strahlung hat eine starke Durchdringungswirkung und schädigt das zelluläre Genom. Mechanismus schädigende Wirkung: Ionisation Makromoleküle, die mit der Entwicklung von Mutationen oder dem Zelltod einhergehen. Darüber hinaus sind die tödlichen Dosen für Mikroorganismen höher als für Tiere und Pflanzen.

Mechanismus schädigende Wirkung UV-Strahlen: Bildung von Thymin-Dimeren in einem DNA-Molekül , das die Zellteilung stoppt und die Hauptursache für ihren Tod ist. Die schädliche Wirkung von UV-Strahlen ist für Mikroorganismen stärker ausgeprägt als für Tiere und Pflanzen.

Ultraschall(Schallwellen 20.000 Hz) hat eine bakterizide Wirkung. Mechanismus: Ausbildung im Zytoplasma der Zelle Kavitationshohlräume , die mit Flüssigkeitsdampf gefüllt sind und in denen ein Druck von bis zu 10.000 atm entsteht. Dies führt zur Bildung hochreaktiver Hydroxylradikale, zur Zerstörung zellulärer Strukturen und zur Depolymerisation von Organellen sowie zur Denaturierung von Molekülen.

Zum Einsatz kommen ionisierende Strahlung, UV-Strahlen und Ultraschall zur Sterilisation.

Auswirkung der Trocknung auf Mikroorganismen.

Wasser ist für das normale Funktionieren von Mikroorganismen notwendig. Eine Abnahme der Luftfeuchtigkeit führt dazu, dass Zellen in einen Ruhezustand übergehen und dann absterben. Mechanismus Schädliche Auswirkungen des Trocknens: Dehydrierung des Zytoplasmas und Denaturierung von Proteinen.

Pathogene Mikroorganismen reagieren empfindlicher auf das Austrocknen: Erreger von Gonorrhoe, Meningitis, Typhus, Ruhr, Syphilis usw. Bakteriensporen, Protozoenzysten und durch Sputumschleim geschützte Bakterien (Tuberkulosebazillen) sind resistenter.

In der Praxis Trocknen wird verwendet zum Einmachen Fleisch, Fisch, Gemüse, Obst, bei der Zubereitung von Heilkräutern.

Trocknen aus gefrorenem Zustand unter Vakuum – Lyophilisierung oder Gefriertrocknung. Sie wird benutzt für den Pflanzenschutz Mikroorganismen, die in diesem Zustand jahrelang (10-20 Jahre) ihre Lebensfähigkeit nicht verlieren und ihre Eigenschaften nicht verändern. Mikroorganismen befinden sich in einem Schwebezustand. Es kommt Lyophilisierung zum Einsatz bei der Herstellung von Arzneimitteln aus lebenden Mikroorganismen: Eubiotika, Phagen, Lebendimpfstoffe gegen Tuberkulose, Pest, Tularämie, Brucellose, Influenza usw.

Die Wirkung chemischer Faktoren auf Mikroorganismen.

Chemikalien wirken sich auf unterschiedliche Weise auf Mikroorganismen aus. Dies hängt von der Art, Konzentration und Einwirkungszeit der Chemikalien ab. Sie können das Wachstum anregen(als Energiequellen genutzt), bereitstellen mikrobizid, mikrobostatisch, mutagene Wirkung oder kann gegenüber lebenswichtigen Prozessen gleichgültig sein

Zum Beispiel: Eine 0,5-2 %ige Glucoselösung ist eine Nahrungsquelle für Mikroben und eine 20-40 %ige Lösung hat eine hemmende Wirkung.

Für Mikroorganismen ist es notwendig optimaler pH-Wert der Umgebung. Für die meisten Symbionten und Krankheitserreger menschlicher Krankheiten – eine neutrale, leicht alkalische oder leicht saure Umgebung. Wenn der pH-Wert steigt, verschiebt er sich oft in den sauren Bereich und das Wachstum von Mikroorganismen stoppt. Und dann kommt der Tod. Mechanismus: Denaturierung von Enzymen durch Hydroxylionen, Störung der osmotischen Barriere der Zellmembran.

Chemikalien, die haben antimikrobielle Wirkung, zur Desinfektion, Sterilisation und Konservierung eingesetzt.

Die Wirkung biologischer Faktoren auf Mikroorganismen.

Biologische Faktoren sind verschiedene Formen der gegenseitigen Beeinflussung von Mikroben sowie die Wirkung von Immunfaktoren (Lysozym, Antikörper, Inhibitoren, Phagozytose) auf Mikroorganismen während ihres Aufenthalts im Makroorganismus. Koexistenz verschiedener Organismen - Symbiose. Dabei werden unterschieden: Formen Symbiose.

Gegenseitigkeit– eine Form des Zusammenlebens, bei der beide Partner gegenseitige Vorteile erhalten (zum Beispiel Knöllchenbakterien und Hülsenfrüchte).

Antagonismus- eine Beziehungsform, bei der ein Organismus mit seinen Stoffwechselprodukten (Säuren, Antibiotika, Bakteriozine) einem anderen Organismus Schaden (sogar den Tod) zufügt, aufgrund besserer Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen, durch direkte Zerstörung (z. B. normale Darmflora und Krankheitserreger). Darminfektionen).

Metabiose– eine Form des Zusammenlebens, bei der ein Organismus den von einem anderen verursachten Prozess fortsetzt (seine Abfallprodukte nutzt) und die Umwelt von diesen Produkten befreit. Dadurch werden Voraussetzungen für die weitere Entwicklung (nitrifizierende und ammonifizierende Bakterien) geschaffen.

Satellitenismus– Einer der Mitbewohner stimuliert das Wachstum des anderen (Hefe und Sarcina produzieren beispielsweise Substanzen, die das Wachstum anderer, nährstoffintensiverer Bakterien fördern).

Kommensalismus– ein Organismus lebt auf Kosten eines anderen (Vorteile), ohne ihm Schaden zuzufügen (z. B. E. coli und der menschliche Körper).

Raub– antagonistische Beziehungen zwischen Organismen, wenn einer einen anderen fängt, absorbiert und verdaut (zum Beispiel ernährt sich die Darmamöbe von Darmbakterien).

Sterilisation.

Sterilisation ist der Prozess der vollständigen Zerstörung aller lebensfähigen Formen von Mikroben in einem Objekt, einschließlich Sporen.

Es gibt 3 Gruppen von Sterilisationsmethoden: physikalisch, chemisch und physikalisch-chemisch. Physikalische Methoden: Sterilisation durch hohe Temperatur, UV-Bestrahlung, ionisierende Strahlung, Ultraschall, Filtration durch Sterilfilter. Chemische Methoden– Einsatz von Chemikalien sowie Gassterilisation. Physikalisch-chemische Methoden– gemeinsame Anwendung physikalischer und chemischer Methoden. Zum Beispiel hohe Temperaturen und Antiseptika.

Hochtemperatursterilisation .

Diese Methode umfasst: 1) Trockenhitzesterilisation; 2) Dampfsterilisation unter Druck; 3) Sterilisation mit fließendem Dampf; 4) Tindialisierung und Pasteurisierung; 5) Kalzinierung; 6) Sieden.

Sterilisation mit trockener Hitze.

Die Methode basiertüber die bakterizide Wirkung von 45 Minuten lang auf 165-170°C erhitzter Luft.

Ausstattung: Trockenhitzeofen (Pasteurofen). Ein Pasteurofen ist ein Metallschrank mit Doppelwänden, der außen mit einem schlecht wärmeleitenden Material (Asbest) ausgekleidet ist. Erhitzte Luft zirkuliert im Raum zwischen den Wänden und tritt durch spezielle Öffnungen aus. Beim Arbeiten ist eine strikte Einhaltung der erforderlichen Temperatur und Sterilisationszeit erforderlich. Bei höheren Temperaturen kommt es zu einer Verkohlung der Wattestäbchen und des Papiers, in das das Geschirr eingewickelt ist. Bei niedrigeren Temperaturen ist eine längere Sterilisation erforderlich. Nach Abschluss der Sterilisation wird der Schrank erst nach dem Abkühlen geöffnet, da es sonst aufgrund einer plötzlichen Temperaturänderung zu Rissen in den Glaswaren kommen kann.

a) Glas, Metall, Porzellangegenstände, Geschirr, in Papier eingewickelt und mit Baumwollgaze-Stopfen verschlossen, um die Sterilität aufrechtzuerhalten (165–170 °C, 45 Minuten);

b) hitzebeständige Arzneimittel in Pulverform – Talk, weißer Ton, Zinkoxid (180–200 °C, 30–60 Min.);

c) Mineral- und Pflanzenöle, Fette, Lanolin, Vaseline, Wachs (180-200°C, 20-40 Min.).

Dampfsterilisation unter Druck.

Die effektivste und am weitesten verbreitete Methode in der mikrobiologischen und klinischen Praxis.

Die Methode basiertüber die hydrolysierende Wirkung von Dampf unter Druck auf die Proteine ​​der mikrobiellen Zelle. Die kombinierte Wirkung von hoher Temperatur und Dampf gewährleistet die hohe Effizienz dieser Sterilisation, die die hartnäckigsten Sporenbakterien abtötet.

Ausrüstung – Autoklav. Der Autoklav besteht aus 2 ineinander gesteckten Metallzylindern mit einem hermetisch verschlossenen Deckel, der mit Schrauben verschraubt ist. Der äußere Kessel ist eine Wasser-Dampf-Kammer, der innere Kessel ist eine Sterilisationskammer. Es gibt ein Manometer, ein Dampfablassventil, ein Sicherheitsventil und ein Wasserzählerglas. An der Oberseite der Sterilisationskammer befindet sich ein Loch, durch das Dampf aus der Wasser-Dampf-Kammer strömt. Mit dem Manometer wird der Druck in der Sterilisationskammer ermittelt. Zwischen Druck und Temperatur besteht ein gewisser Zusammenhang: 0,5 atm – 112°C, 1-01,1 atm – 119-121°C, 2 atm – 134°C. Sicherheitsventil – zum Schutz vor übermäßigem Druck. Steigt der Druck über den eingestellten Wert, öffnet sich das Ventil und lässt überschüssigen Dampf ab. Gebrauchsprozedur. In den Autoklaven wird Wasser gegossen, dessen Füllstand mit einem Wasseruhrglas überwacht wird. Das Material wird in die Sterilisationskammer gegeben und der Deckel fest aufgeschraubt. Das Dampfventil ist geöffnet. Schalten Sie die Heizung ein. Nachdem das Wasser kocht, wird der Wasserhahn erst dann geschlossen, wenn die gesamte Luft verdrängt ist (Dampf strömt in einem kontinuierlichen, starken, trockenen Strom). Wenn der Wasserhahn früher geschlossen wird, entsprechen die Manometerwerte nicht der gewünschten Temperatur. Nach dem Schließen des Hahns steigt der Druck im Kessel allmählich an. Der Beginn der Sterilisation ist der Moment, in dem die Manometernadel den eingestellten Druck anzeigt. Stoppen Sie nach Ablauf der Sterilisationszeit das Erhitzen und kühlen Sie den Autoklav ab, bis die Manometernadel auf 0 zurückkehrt. Wenn Sie den Dampf früher ablassen, kann die Flüssigkeit aufgrund einer schnellen Druckänderung kochen und die Stopfen herausdrücken (die Sterilität wird beeinträchtigt). Wenn die Manometernadel auf 0 zurückkehrt, öffnen Sie vorsichtig das Dampfablassventil, lassen Sie den Dampf ab und entnehmen Sie dann die zu sterilisierenden Gegenstände. Wenn der Dampf nicht abgelassen wird, nachdem die Nadel auf 0 zurückgekehrt ist, kann Wasser kondensieren und die Stopfen und das zu sterilisierende Material benetzen (die Sterilität wird beeinträchtigt).

Material und Sterilisationsmodus:

a) Glas-, Metall-, Porzellangeschirr, Leinen-, Gummi- und Korkstopfen, Produkte aus Gummi, Zellulose, Holz, Verbandmittel (Watte, Gaze) (119 - 121 °C, 20-40 min));

b) physiologische Lösung, Injektionslösungen, Augentropfen, destilliertes Wasser, einfache Nährmedien – MPB, MPA (119–121 °C, 20–40 Min.);

c) Mineral- und Pflanzenöle in hermetisch verschlossenen Gefäßen (119–121 °C, 120 Min.);

Sterilisation mit strömendem Dampf.

Die Methode basiertüber die bakterizide Wirkung von Dampf (100°C) nur gegen vegetative Zellen.

Ausrüstung– ein Autoklav mit abgeschraubtem Deckel oder Koch-Apparat.

Koch-Apparat - Dabei handelt es sich um einen Metallzylinder mit doppeltem Boden, dessen Raum zu 2/3 mit Wasser gefüllt ist. Der Deckel hat Löcher für ein Thermometer und zum Entweichen von Dampf. Die Außenwand ist mit einem schlecht wärmeleitenden Material (Linoleum, Asbest) ausgekleidet. Der Beginn der Sterilisation ist die Zeit vom Kochen des Wassers bis zum Eintritt des Dampfes in die Sterilisationskammer.

Material- und Sterilisationsmodus. Bei dieser Methode wird das Material sterilisiert die Temperaturen über 100°C nicht standhalten: Nährmedien mit Vitaminen, Kohlenhydraten (Hiss-, Endo-, Ploskirev-, Levin-Medien), Gelatine, Milch.

Bei 100°C sterben die Sporen nicht ab, daher wird die Sterilisation mehrmals durchgeführt – fraktionierte Sterilisation - 3 Tage lang täglich 20–30 Minuten.

In den Intervallen zwischen den Sterilisationen wird das Material bei Raumtemperatur gehalten, damit die Sporen zu vegetativen Formen keimen. Beim anschließenden Erhitzen auf 100 °C sterben sie ab.

Tyndallisierung und Pasteurisierung.

Tyndalisierung - Methode der fraktionierten Sterilisation bei Temperaturen unter 100 °C. Es dient zum Sterilisieren von Gegenständen, die 100°C nicht aushalten: Serum, Aszitesflüssigkeit, Vitamine . Die Tyndallisierung wird in einem Wasserbad bei 56 °C für 1 Stunde über 5–6 Tage durchgeführt.

Pasteurisierung - teilweise Sterilisation (Sporen werden nicht abgetötet), die bei relativ niedriger Temperatur durchgeführt wird einmal. Die Pasteurisierung erfolgt bei 70–80 °C für 5–10 Minuten oder bei 50–60 °C für 15–30 Minuten. Die Pasteurisierung wird bei Gegenständen angewendet, die bei hohen Temperaturen ihre Qualität verlieren. Pasteurisierung beispielsweise verwenden Für einige Lebensmittel: Milch, Wein, Bier . Ihr kommerzieller Wert wird dadurch nicht beeinträchtigt, die Sporen bleiben jedoch lebensfähig, sodass diese Produkte gekühlt gelagert werden müssen.

Umweltfaktoren beeinflussen ständig die Lebensaktivität von Mikroorganismen. Unter günstigen Bedingungen wird ein schnelles Wachstum und eine schnelle Vermehrung von Mikroben beobachtet. Unter für das Leben ungünstigen Bedingungen verlangsamt sich die Entwicklung und es kann dann zu ihrem Tod kommen. Umweltfaktoren, die Mikroorganismen beeinflussen, werden in physikalische, chemische und biologische Faktoren unterteilt.

Physische Faktoren. Zu den physikalischen Umweltfaktoren, die die Lebensaktivität von Mikroorganismen beeinflussen, gehören Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht usw.

Einfluss der Temperatur. Mikroorganismen können erhebliche Temperaturschwankungen tolerieren. Für das normale Funktionieren einer mikrobiellen Zelle ist eine bestimmte Temperatur erforderlich. Es gibt drei Temperaturpunkte: Optimal, Minimum und Maximum, an denen sich ihre Vitalaktivität in unterschiedlicher Intensität manifestieren kann. Die optimale Temperatur ist diejenige, bei der Mikroorganismen am intensivsten wachsen und sich entwickeln. Die Mindesttemperatur ist die niedrigste, bei der mikrobielles Wachstum noch möglich ist. Unterhalb dieser Temperatur verringern Mikroorganismen ihre biochemische Aktivität, sterben jedoch nicht ab, sondern gehen in einen anabiotischen Zustand über, d. h. ein Zustand verborgenen Lebens, der an die Winterstarre vieler kaltblütiger Tiere (Frösche, Schlangen, Eidechsen) erinnert. Maximum ist die höchste Temperatur, bei der das Wachstum und die Entwicklung einer Mikrobe noch möglich ist. Oberhalb des Temperaturmaximums stirbt die Mikrobe ab.

Abhängig von der Temperatur, an die sich Mikroorganismen im Laufe der langen Evolution angepasst haben, werden sie in Psychrophile, Mesophile und Thermophile unterteilt.

Bei niedrigen Temperaturen können sich Psychrophile (Kälteliebende) entwickeln. Die optimale Temperatur für sie beträgt 15-20 °C, minimal 0-10, maximal 30-35 °C. Zu dieser Gruppe gehören einige Vertreter der Kokken-Mikroflora, Schimmelpilze, Eisenbakterien usw., die bei der Lagerung in Kühlschränken zum Verderb von Lebensmitteln führen.

Mesophile sind eine Gruppe von Mikroorganismen, die sich bei durchschnittlichen Temperaturen entwickeln. Die optimale Temperatur für sie beträgt 30-37 °C, minimal 10, maximal 43-50 °C. Zu dieser Gruppe gehören viele Schimmelpilze, Hefen, Fäulniserreger und alle pathogenen Mikroorganismen.

Thermophile (wärmeliebende) sind Mikroben, die sich bei relativ hohen Temperaturen entwickeln. Die optimale Temperatur für sie liegt bei 50-60 °C, minimal 35, maximal 75-85 °C. Thermophile sind die Hauptverursacher des Verderbs von Fleisch-, Fleisch- und Gemüsekonserven; sie sind an der Selbsterhitzung von Silage, nassem Getreide, Heu, Baumwolle, Mehl usw. beteiligt. Einige thermophile Mikroben (Sporenstäbchen) bleiben auch bei höheren Temperaturen lebenswichtig 85 °C.

Mikroorganismen sind sehr resistent gegen Kälte und Gefrieren. Einige Arten von Bakterien und Schimmelpilzen können der Temperatur von flüssiger Luft (- 190 °C) und flüssigem Wasserstoff (- 253 °C) standhalten. Viren sind sehr resistent gegen niedrige Temperaturen. Bei niedrigen Temperaturen kommt es dennoch zu einer Reihe von Veränderungen, die zum Absterben der Mikrobe führen können. Die Absterberate von Mikroben beim Einfrieren hängt von der Art des Mikrobens, der Gefriertemperatur, der Häufigkeit des Einfrierens und Auftauens, der Art und Dauer der Lagerung gefrorener Produkte usw. ab.

Eine hohe Temperatur, die zum Absterben einer Mikrobenzelle führt, wird als tödlich bezeichnet. Die zerstörerische Wirkung hoher Temperaturen wird durch eine Schädigung des kolloidalen Zustands des Plasmas, eine Denaturierung des Proteins mit anschließender Koagulation sowie eine Störung enzymatischer Systeme verursacht. Die meisten Nicht-Sporen-Mikroben sterben in einer feuchten Umgebung bei einer Temperatur von 60–70 °C in 15–30 Minuten, bei einer Temperatur von 85 °C in 3–5 Minuten und bei einer Temperatur von 100 °C sofort. Bacillus-Sporen sind sehr resistent gegen hohe Temperaturen. Sporen einiger Mikroorganismen können dem Kochen mehrere Minuten bis mehrere Stunden standhalten.

Einfluss der Luftfeuchtigkeit. Die für das Leben von Bakterien erforderliche Mindestfeuchtigkeit beträgt 30 %, für Schimmelpilze 15 %. Verschiedene Arten von Mikroorganismen reagieren nicht gleichermaßen empfindlich auf Austrocknung, was zu Wasserverlust und damit zum Zelltod führt. Nicht sporenbildende Mikroben reagieren am empfindlichsten auf Austrocknung. Die Sporen sind sehr resistent gegen Austrocknung und bleiben mehrere Jahre im getrockneten Zustand. Das Trocknen wird als eine der Methoden zur Konservierung verderblicher Produkte eingesetzt. In der Fleischindustrie wird das Trocknungsverfahren häufig zur Haltbarmachung von Fleisch, Wurstwaren, Fleisch- und Knochenmehl usw. eingesetzt.

Gefriertrocknung (Trocknung bei niedriger Temperatur und Vakuum) fördert die langfristige Konservierung von Mikroorganismen. Dieses Verfahren wird in der Industrie zur Herstellung von Trockenimpfstoffen (Lebendimpfstoffen), zur Konservenherstellung von Fleisch und endokrinen Rohstoffen sowie zur Herstellung von Organpräparaten und Starterkulturen für fermentierte Milchprodukte eingesetzt.

Der Einfluss von Licht. Direktes Sonnenlicht, insbesondere ultraviolette Strahlen, wirken bakterizid. Die mikrobielle Zelle vegetativer Formen stirbt im Sonnenlicht nach wenigen Minuten ab. Streulicht hat keine so zerstörerische Wirkung auf Mikroben, kann aber bei längerer Einwirkung allmählich deren Wachstum und Entwicklung hemmen.

Ultraviolette Strahlung wird in Fleischindustriebetrieben zur Desinfektion von Luft, Geräteoberflächen und verschiedenen Gegenständen mit bakteriziden Lampen eingesetzt.

Wirkung von Strahlung. Mikroorganismen sind resistenter gegen die Einwirkung von Röntgen- und Gammastrahlen; Die tödliche Dosis ist für sie hunderte und tausende Male höher als für Tiere. Röntgen- und Gammastrahlung wirken in geringen Dosen und bei kurzer Einwirkung stimulierend auf das Wachstum und die Vermehrung von Mikroben. Große Dosen Röntgenstrahlen inaktivieren Enzyme, verlangsamen das Wachstum und verhindern die Vermehrung von Mikroben.

Der Einfluss von Ultraschallwellen. Ultraschallwellen verfügen über eine erhebliche mechanische Energie, die Enzyme und Toxine inaktivieren und mikrobielle Zellen zerstören kann. Die tödliche Wirkung auf Bakterien und Viren beginnt sich zu bemerkbar zu machen, wenn die Umgebung mit einer Schwingungsfrequenz von etwa 100.000 Hz beschallt wird. Ultraschall kann zur Sterilisation und Pasteurisierung von Produkten sowie zur Reinigung und Desinfektion von Geräten, Behältern und Abwasser eingesetzt werden.

Wirkung von Druck. Mikroorganismen sind resistent gegen hohen Druck. Mikroben wurden am Boden von Tiefsee- und Ozeanen gefunden, wo der Druck mehr als 90 MPa (900 kgf/cm2) erreicht. Einige Hefen und Schimmelpilze können einem Druck von 300 MPa (3000 kgf/cm2) standhalten.

Chemische Faktoren. Eine mikrobielle Zelle reagiert auf die kleinste Menge einer Chemikalie in der Umgebung. Wenn also eine mit einer Lösung von Pepton (einer für Mikroben nahrhaften Substanz) gefüllte Kapillare in einen Wassertropfen mit beweglichen Bakterien getaucht wird, kann man nach einer Weile eine Ansammlung von Mikroorganismen an der Öffnung der Kapillare bemerken. Dies ist die sogenannte positive Chemotaxis – Bakterien bewegen sich auf die Substanz zu, die sie anzieht. Ist die Kapillare mit Alkali oder Säure gefüllt, entfernen sich die Bakterien von dem für sie giftigen Stoff und diffundieren ins Wasser, d. h. Es wird eine negative Chemotaxis beobachtet.

Die Wirkung von Chemikalien auf Mikroorganismen zeigt sich nicht im gleichen Ausmaß. Geringe Konzentrationen führen in der Regel nicht nur nicht zum Absterben von Mikroben, sondern stimulieren sogar deren Wachstum und Entwicklung.

Große Konzentrationen von Chemikalien wirken bakteriostatisch oder bakterizid auf Mikroorganismen und führen zu deren Tod. Chemikalien, die zum Absterben von Mikroorganismen führen, werden Desinfektionsmittel genannt. Die Wirksamkeit von Chemikalien hängt von der chemischen Natur des Stoffes, seiner Konzentration, Temperatur, Umweltreaktion, Art des Mikroorganismus usw. ab. Stoffe, die zur Zerstörung von Mikroben verwendet werden, müssen in gelöstem Zustand vorliegen. Je leichter ein Stoff von einer mikrobiellen Zelle aufgenommen wird, desto stärker ist seine Wirkung. Chemische Substanzen können je nach ihrer Wirkung auf die mikrobielle Zelle in folgende Gruppen eingeteilt werden:

Substanzen, die nur die Zellwand schädigen und die innere Struktur der Mikrobe nicht verändern (Seifen, Fettsäuren);

Substanzen, die die Membran und zelluläre Proteine ​​schädigen (Phenol, Kresol und ihre Derivate);

Substanzen, die eine Denaturierung von Proteinen verursachen (Formaldehyd – 40 %ige Formaldehydlösung);

Substanzen, die eine Inaktivierung von Enzymen bewirken (Schwermetallsalze – Salze von Quecksilber, Kupfer, Silber usw.).

Am empfindlichsten gegenüber Chemikalien sind Mikroben, die keine Sporen bilden, also vegetative Formen. Sporenformen sind gegenüber verschiedenen Chemikalien recht resistent. Um sie zu zerstören, ist es notwendig, heiße Lösungen mit hohen Konzentrationen an Chemikalien herzustellen. So sterben Sporen des Milzbrandbakteriums in einer 5%igen Phenollösung in nur 14 Tagen ab, während vegetative Formen dieses Erregers bei einer solchen Konzentration in wenigen Sekunden absterben.

Bei der Auswahl von Desinfektionsmitteln zur Keimtötung muss die Art des Mikroorganismus berücksichtigt werden. Beispielsweise sind Viren sehr empfindlich gegenüber Laugen, der Erreger von Milzbrand ist gegenüber Chlor und Formaldehyd und die Erreger von Tuberkulose sind resistent gegen Säuren und Laugen.

Die Reaktion der Umgebung (der pH-Wert ist ein Indikator für die Konzentration von Wasserstoffionen) beeinflusst das Wachstum und die Entwicklung von Mikroorganismen. Die lebenswichtige Aktivität verschiedener Mikrobenarten ist nur bei einem bestimmten pH-Wert möglich. Die meisten Mikroorganismen entwickeln sich in einem leicht alkalischen Milieu (pH 7,2-7,6); Hefen und Schimmelpilze lassen sich bei pH 3-6 besser kultivieren. Durch Veränderung der Reaktion der Umwelt ist es möglich, die Entwicklungsintensität und biochemische Aktivität von Mikroben zu regulieren. Wenn der pH-Wert auf 5 sinkt, entwickeln sich keine Fäulnisbakterien, während bei einer solchen Reaktion die enzymatische Aktivität der Hefe am aktivsten ist.

Biologische Faktoren. Im Lebensprozess stehen Mikroorganismen in vielfältigen Beziehungen untereinander und mit anderen Organismen. Diese Beziehungen haben sich im Laufe einer langen Evolution gemäß dem allgemeinen biologischen Gesetz der Symbiose (Zusammenleben) von Lebewesen entwickelt. In der Natur bestehen Beziehungen zwischen Mikroben und anderen Organismen in Form verschiedener Formen von Symbiose, Metabiose und Antagonismus.

Kommensalismus ist eine Form der Symbiose, bei der ein Organismus auf Kosten eines anderen lebt und sich entwickelt, ohne ihm zu schaden. Beispielsweise leben E. coli, einige Arten von Staphylokokken, Streptokokken und andere Mikroben auf der Oberfläche oder in den Hohlräumen von Menschen und Tieren.

Gegenseitigkeit ist ein Zusammenleben, bei dem beide Organismen gegenseitigen Nutzen ziehen, ohne sich gegenseitig zu schädigen, beispielsweise das Zusammenleben von Knöllchenbakterien mit Hülsenfrüchten.

Metabiose ist eine Beziehung zwischen Mikroorganismen, bei der im Verlauf der sequentiellen Entwicklung einiger Mikroben günstige Bedingungen für das Leben anderer geschaffen werden.

Antagonismus ist eine Beziehung zwischen Mikroben, bei der die Koexistenz mikrobieller Arten unmöglich ist, d. h. Eine Mikrobenart stört das Wachstum einer anderen, verzögert deren Entwicklung oder führt zum vollständigen Tod.



Einleitung…………………………………………………………..………….….2

1) Der Einfluss physikalischer Faktoren auf Mikroorganismen…………………..………3

1.1 Strahlungen……………………………………………………..………………………3

1.2Ultraschall…………………………………….....………………………4

2) Ionisierende Strahlung…………………………..…….…………………….5

2.1 Praktische Anwendung ionisierender Strahlung………......7

3) Fazit……………………………………………………...……..………8

Referenzen………………….……………………………..………….9

Einführung

Alle existierenden Mikroorganismen leben in ständiger Interaktion mit der äußeren Umgebung, in der sie sich befinden, und sind daher verschiedenen Einflüssen ausgesetzt. In manchen Fällen können sie eine bessere Entwicklung fördern, in anderen können sie ihre lebenswichtigen Funktionen unterdrücken. Es muss daran erinnert werden, dass Variabilität und schneller Generationswechsel eine Anpassung an unterschiedliche Lebensbedingungen ermöglichen. Daher werden schnell neue Zeichen etabliert.

Da sie sich im Entwicklungsprozess in enger Wechselwirkung mit der Umwelt befinden, können sich Mikroorganismen unter ihrem Einfluss nicht nur verändern, sondern auch die Umwelt entsprechend ihren Eigenschaften verändern. Während des Atmungsprozesses setzen Mikroben Stoffwechselprodukte frei, die wiederum die chemische Zusammensetzung der Umgebung verändern, wodurch sich die Reaktion der Umgebung und der Gehalt verschiedener Chemikalien ändern.

Alle Faktoren, die die Entwicklung von Mikroben beeinflussen, werden unterteilt in:

· Körperlich

· Chemisch

· Biologisch

Im Folgenden werden wir uns die einzelnen Faktoren genauer ansehen.

1) Der Einfluss physikalischer Faktoren auf Mikroorganismen

Temperatur In Bezug auf die Temperaturbedingungen werden Mikroorganismen in thermophile, psychrophile und mesophile unterteilt.

· Thermophile Arten . Die optimale Wachstumszone liegt bei 50-60°C, die obere Wachstumshemmzone bei 75°C. Thermophile leben in heißen Quellen und nehmen an den Prozessen der Selbsterhitzung von Mist, Getreide und Heu teil.

· Psychrophile Spezies (kälteliebend) wachsen im Temperaturbereich von 0-10°C, die maximale Wachstumshemmzone liegt bei 20-30°C. Dazu gehören die meisten Saprophyten, die im Boden sowie im Süß- und Meerwasser leben. Aber es gibt einige Arten, zum Beispiel Yersinia, psychrophile Varianten von Klebsiella, Pseudomonaden, die beim Menschen Krankheiten verursachen.

· Mesophile Arten wächst am besten bei 20-40°C; maximal 43-45°C, minimal 15-20°C. Sie können in der Umwelt überleben, vermehren sich aber meist nicht. Hierzu zählen die meisten pathogenen und opportunistischen Mikroorganismen.

1.1 Strahlung

Sonnenlicht hat eine schädliche Wirkung auf Mikroorganismen, mit Ausnahme phototropher Arten. Kurzwellige UV-Strahlen haben die größte mikrobizide Wirkung. Strahlungsenergie wird zur Desinfektion sowie zur Sterilisation thermolabiler Materialien eingesetzt.

Ultraviolette Strahlung(vorwiegend kurzwellig, also mit einer Wellenlänge von 250–270 nm) wirken auf Nukleinsäuren. Die mikrobizide Wirkung beruht auf dem Aufbrechen von Wasserstoffbrückenbindungen und der Bildung von Thymidin-Dimeren im DNA-Molekül, was zur Entstehung nicht lebensfähiger Mutanten führt. Der Einsatz ultravioletter Strahlung zur Sterilisation wird durch die geringe Durchlässigkeit und hohe Absorptionsaktivität von Wasser und Glas eingeschränkt.

Röntgen Und g-Strahlung V große Dosen verursacht auch den Tod von Mikroben. Durch die Bestrahlung entstehen freie Radikale, die Nukleinsäuren und Proteine ​​zerstören, was zum Absterben mikrobieller Zellen führt. Wird zur Sterilisation von bakteriologischen Präparaten und Kunststoffprodukten verwendet.

Mikrowellenstrahlung Wird zur schnellen Resterilisierung von langfristig gelagerten Medien verwendet. Der sterilisierende Effekt wird durch schnelle Temperaturerhöhung erreicht.

1.2Ultraschall.

Bestimmte Ultraschallfrequenzen können bei künstlicher Einwirkung eine Depolymerisation der Organellen mikrobieller Zellen verursachen; unter dem Einfluss von Ultraschall werden im flüssigen Medium des Zytoplasmas befindliche Gase aktiviert und es entsteht ein hoher Druck im Inneren der Zelle (bis zu 10.000 atm). Dies führt zum Bruch der Zellmembran und zum Zelltod. Ultraschall wird zur Sterilisation von Lebensmitteln (Milch, Fruchtsäfte) und Trinkwasser eingesetzt.

Druck.

Bakterien reagieren relativ wenig empfindlich auf Änderungen des hydrostatischen Drucks. Eine Erhöhung des Drucks bis zu einem bestimmten Grenzwert hat keinen Einfluss auf die Wachstumsrate gewöhnlicher Landbakterien, beginnt aber schließlich, das normale Wachstum und die normale Teilung zu beeinträchtigen. Einige Bakterienarten können Drücken von bis zu 3.000 – 5.000 atm standhalten

Bakteriensporen - sogar 20.000 atm.

Bei tiefem Vakuum trocknet das Substrat aus und Leben ist unmöglich.

Filtration.

Zur Entfernung von Mikroorganismen werden verschiedene Materialien verwendet (feinporöses Glas, Zellulose, Koalin); Sie sorgen für eine wirksame Beseitigung von Mikroorganismen aus Flüssigkeiten und Gasen. Die Filtration dient der Sterilisation temperaturempfindlicher Flüssigkeiten, der Abtrennung von Mikroben und deren Stoffwechselprodukten (Exotoxine, Enzyme) sowie der Isolierung von Viren.

2) Ionisierende Strahlung

Ströme von Photonen oder Teilchen, deren Wechselwirkung mit einem Medium zur Ionisierung seiner Atome oder Moleküle führt. Es gibt Photonen (elektromagnetisch) und Korpuskulare

Auf dem Weg zur photonischen I.I. Dazu gehören Vakuum-UV- und charakteristische Röntgenstrahlen sowie Strahlung, die beim radioaktiven Zerfall und anderen Kernreaktionen entsteht (hauptsächlich g-Strahlung) und wenn geladene Teilchen in ein elektrisches oder magnetisches Feld abgebremst werden – Bremsstrahlung, Röntgenstrahlung, Synchrotronstrahlung.

Zu Korpuskular I.I. Dazu gehören Flüsse von A- und B-Teilchen, beschleunigten Ionen und Elektronen, Neutronen, Spaltfragmenten schwerer Kerne usw.

Wirkmechanismen ionisierender Strahlung auf lebende Organismen

Die Wechselwirkungsprozesse ionisierender Strahlung mit Materie in lebenden Organismen führen zu einer spezifischen biologischen Wirkung, die zu einer Schädigung des Organismus führt. Im Verlauf dieser schädigenden Wirkung lassen sich grob drei Phasen unterscheiden:

B. die Wirkung von Strahlung auf Zellen;

C. die Wirkung der Strahlung auf den gesamten Organismus.

Der primäre Akt dieser Wirkung ist die Anregung und Ionisierung von Molekülen, wodurch freie Radikale entstehen (direkte Strahlungseinwirkung) oder die chemische Umwandlung (Radiolyse) von Wasser beginnt, deren Produkte (OH-Radikal, Wasserstoffperoxid - H 2 O 2 usw.) gehen eine chemische Reaktion mit Molekülen eines biologischen Systems ein.

Primäre Ionisationsprozesse verursachen keine größeren Störungen im lebenden Gewebe. Die schädigende Wirkung der Strahlung hängt offenbar mit Sekundärreaktionen zusammen, bei denen Bindungen innerhalb komplexer organischer Moleküle aufgebrochen werden, beispielsweise SH-Gruppen in Proteinen, chromophore Gruppen stickstoffhaltiger Basen in DNA, ungesättigte Bindungen in Lipiden usw.

Die Wirkung ionisierender Strahlung auf Zellen beruht auf der Wechselwirkung freier Radikale mit Protein-, Nukleinsäure- und Lipidmolekülen, wenn infolge all dieser Prozesse organische Peroxide gebildet werden und vorübergehende Oxidationsreaktionen auftreten. Durch die Peroxidation sammeln sich viele veränderte Moleküle an, wodurch die anfängliche Strahlungswirkung stark verstärkt wird. All dies spiegelt sich vor allem in der Struktur biologischer Membranen wider, ihre Sorptionseigenschaften verändern sich und die Permeabilität nimmt zu (einschließlich Membranen von Lysosomen und Mitochondrien). Veränderungen in Lysosomenmembranen führen zur Freisetzung und Aktivierung von DNase, RNase, Cathepsinen, Phosphatase, Mucopolysaccharid-Hydrolyseenzymen und einer Reihe anderer Enzyme.

Die freigesetzten hydrolytischen Enzyme können durch einfache Diffusion jedes Zellorganell erreichen, in das sie aufgrund der erhöhten Membranpermeabilität leicht eindringen. Unter dem Einfluss dieser Enzyme kommt es zu einem weiteren Abbau makromolekularer Bestandteile der Zelle, darunter Nukleinsäuren und Proteine. Die Entkopplung der oxidativen Phosphorylierung durch die Freisetzung einer Reihe von Enzymen aus Mitochondrien führt wiederum zu einer Hemmung der ATP-Synthese und damit zu einer Störung der Proteinbiosynthese.

Die Grundlage für Strahlenschäden an Zellen ist somit eine Verletzung der Ultrastrukturen zellulärer Organellen und damit verbundene Stoffwechselveränderungen. Darüber hinaus führt ionisierende Strahlung zur Bildung eines ganzen Komplexes toxischer Produkte im Körpergewebe, die die Strahlungswirkung verstärken – die sogenannten Radiotoxine. Unter ihnen sind die Lipidoxidationsprodukte Peroxide, Epoxide, Aldehyde und Ketone am aktivsten. Unmittelbar nach der Bestrahlung gebildet, stimulieren Lipidradiotoxine die Bildung anderer biologisch aktiver Substanzen – Chinone, Cholin, Histamin – und bewirken einen verstärkten Proteinabbau. Bei Verabreichung an nicht bestrahlte Tiere haben Lipidradiotoxine Wirkungen, die an Strahlenschäden erinnern. Ionisierende Strahlung hat die größte Wirkung auf den Zellkern und hemmt die mitotische Aktivität.

Medizinische Fakultät

Fakultät für Pädiatrie

ABTEILUNG FÜR MIKROBIOLOGIE TSMA

Lektion Nr. 7

WIRKUNG PHYSIKALISCHER UND CHEMISCHER FAKTOREN AUF MIKROORGANISMEN

Zweck der Lektion:

die Wirkung physikalischer und chemischer Faktoren auf Mikroben untersuchen; die Konzepte „Asepsis“ und „Antiseptika“; Sterilisationsmethoden und -geräte.

DER STUDIERENDE SOLLTE WISSEN:

Wirkung auf Mikroorganismen bei hohen und niedrigen Temperaturen und Drücken. Das Konzept der „Sterilisation“.

Die Konzepte „Asepsis“ und „Antiseptika“

Sterilisationsmethoden, Ausrüstung.

Wirkung von Trocknungsfaktoren auf Mikroorganismen. Gefriertrocknen.

Die Wirkung von Licht, Ultraschall, Strahlungsenergie, ionisierender Strahlung.

Die Wirkung chemischer Faktoren auf Mikroben. Desinfektionsmittel und antiseptische Substanzen.

Der Student sollte in der Lage sein:

Bereiten Sie Gerichte für die Sterilisation in einem Trockenofen und Autoklaven vor;

die Ergebnisse der Überwachung der Sterilität des Autoklaven und des Trockenofens auswerten;

Bewerten Sie die Ergebnisse der Bestimmung der Empfindlichkeit von Mikroben gegenüber antimikrobiellen Substanzen (Desinfektionsmittel, Antiseptika).

Der Student muss eine Vertretung haben

über den Toxizitätsindex bei der Verwendung von Antiseptika; über das Asepsis-Regime bei der Herstellung von Arzneimitteln; über chemische Konservierungsmittel von Blut, biologische Produkte, Lebendimpfstoffe.

Richtlinien

Arbeit Nr. 1. Methoden und Art der Sterilisation verschiedener Materialien

Ziel: Untersuchungsmethoden zur Sterilisation verschiedener Materialien.

Entwickeln Sie die Tabelle „Methoden und Art der Sterilisation verschiedener Materialien“ und tragen Sie sie in ein Notizbuch ein.

Gegeben: Tabelle.

VERFAHREN UND VORSCHRIFTEN ZUR STERILISATION VERSCHIEDENER MATERIALIEN

Sterilisationsmethode	Ausrüstung	Temperatur	Zeit (Min.)	Material
Sieden
Kalzinierung
Autoklavieren
Trockene Hitze
Pasteurisierung
Tyndalisierung
Filtration
Gefriertrocknen
Strahlungsenergie
Ionisierende Strahlung

Arbeit Nr. 2. Überwachung der Wirksamkeit der Sterilisation

Ziel: Bewerten Sie die Qualität des Autoklaven. Erklären Sie den Mechanismus der Sterilisation.

Ergebnis:

Arbeit Nr. 3. Bestimmung der Empfindlichkeit von Mikroorganismen gegenüber Antiseptika

Ziel: Beurteilen Sie die Empfindlichkeit mikrobieller Zellen gegenüber Antiseptika. Erklären Sie den Wirkungsmechanismus des Antiseptikums im Einzelfall. Skizzieren. Schlussfolgerungen ziehen.

Gegeben: Experiment Nr. 2 (Inokulation von E. coli mit zugesetzten Antiseptika – Jod, Methylenblau, Karbolsäure, Chloramin); Tabelle „Klassifizierung von Antiseptika nach Wirkmechanismus“ (siehe Leitlinien).

Ergebnis:

Theoretische Informationen

Einfluss physikalischer Faktoren auf Mikroorganismen

Temperatur ist der wichtigste Faktor, der die Lebensaktivität von Mikroben beeinflusst. Die für das Wachstum und die Vermehrung von Bakterien derselben Art erforderliche Temperatur variiert stark. Es gibt Temperaturoptimum, -minimum und -maximum.

Temperaturoptimum entspricht der physiologischen Norm dieses Mikrobentyps, bei dem die Fortpflanzung schnell und intensiv erfolgt. Für die meisten pathogene und opportunistische Mikroben Temperaturoptimum entspricht 37 0 MIT.

Temperaturminimum entspricht der Temperatur, bei der eine bestimmte Art von Mikrobe zeigt keine lebenswichtige Aktivität.

Temperaturmaximum– die Temperatur, bei der Wachstum und Fortpflanzung aufhören, alle Stoffwechselprozesse nehmen ab und der Tod kann eintreten.

Abhängig von der für das Leben optimalen Temperatur werden 3 Gruppen von Mikroorganismen unterschieden:

1) psychrophil, kälteliebend, vermehrt sich bei Temperaturen unter 20 0 C (Yersinia, psychrophile Varianten von Klebsiella, Pseudomonaden, die Krankheiten beim Menschen verursachen. Sie vermehren sich in Lebensmitteln und sind bei niedrigen Temperaturen virulenter);

2) thermophil, deren optimale Entwicklung bei 55 0 C liegt (sie vermehren sich nicht im Körper warmblütiger Tiere und haben keine medizinische Bedeutung);

3) mesophil, vermehren sich aktiv bei Temperaturen von 20-40 0 C, die optimale Entwicklungstemperatur für sie liegt bei 37 0 C (für den Menschen pathogene Bakterien).

Mikroorganismen vertragen niedrige Temperaturen gut. Dies ist die Grundlage für die langfristige Konservierung von Bakterien im gefrorenen Zustand. Unterhalb des Temperaturminimums tritt jedoch die schädliche Wirkung niedriger Temperaturen auf, die durch das Aufbrechen der Zellmembran durch Eiskristalle und die Unterbrechung von Stoffwechselprozessen verursacht wird.

Niedrige Temperaturen stoppen Fäulnis- und Gärungsprozesse. Dies liegt der Konservierung von Substraten (insbesondere Lebensmitteln) durch Kälte zugrunde.

Bei der Sterilisation wird die zerstörerische Wirkung hoher Temperaturen (über dem Temperaturmaximum für jede Gruppe) genutzt. Sterilisation– Sterilisation ist der Prozess der Abtötung von Mikroorganismen aller Art in allen Entwicklungsstadien, einschließlich Sporen, auf oder in Produkten oder der Entfernung von einem Gegenstand (thermische und chemische Methoden und Mittel). Um vegetative Formen von Bakterien abzutöten, reicht eine Temperatur von 60 °C für 20–30 Minuten aus; Sporen sterben bei 170 0 C oder bei einer Temperatur von 120 0 C in Dampf unter Druck (im Autoklaven).

Asepsis– eine Reihe von Maßnahmen, die darauf abzielen, das Eindringen von Mikroorganismen in die Wunde, Gewebe, Organe und Körperhöhlen des Patienten bei chirurgischen Eingriffen, Verbänden und instrumentellen Untersuchungen zu verhindern sowie mikrobielle und andere Kontaminationen bei der Gewinnung steriler Produkte überhaupt zu verhindern Phasen des technologischen Prozesses.

Antiseptika– eine Reihe therapeutischer und präventiver Maßnahmen zur Zerstörung von Mikroorganismen, die in beschädigten oder intakten Bereichen der Haut oder Schleimhäute einen Infektionsprozess auslösen können.

Desinfektion– Desinfektion von Umweltobjekten: Zerstörung pathogener Mikroorganismen für Mensch und Tier durch Chemikalien mit antimikrobieller Wirkung.

Das Wachstum und die Vermehrung von Mikroben erfolgt in Gegenwart von Wasser, das für den passiven und aktiven Transport von Nährstoffen in das Zytoplasma der Zelle notwendig ist. Eine Abnahme der Luftfeuchtigkeit (Austrocknung) führt zum Übergang der Zelle in das Ruhestadium und dann zum Tod. Am wenigsten resistent gegen Austrocknung sind pathogene Mikroorganismen – Meningokokken, Gonokokken, Treponema, Keuchhustenbakterien, Orthomyxo-, Paramyxo- und Herpesviren. Mycobacterium tuberculosis, Variolavirus, Salmonellen, Actinomyceten und Pilze sind resistent gegen Austrocknung. Bakteriensporen sind besonders resistent gegen Austrocknung. Die Austrocknungsresistenz erhöht sich, wenn Mikroben vorgefroren werden. Um die Lebensfähigkeit und Stabilität der Eigenschaften von Mikroorganismen für Produktionszwecke zu erhalten, wird das Verfahren eingesetzt Gefriertrocknen- Trocknen aus gefrorenem Zustand unter tiefem Vakuum.

Während des Lyophilisierungsprozesses wird Folgendes durchgeführt: 1) Vorgefrieren des Materials bei t -40 0 - -45 0 C in Alkoholbädern für 30-40 Minuten; 2) Die Trocknung erfolgt aus gefrorenem Zustand im Vakuum in Sublimationsgeräten für 24-28 Stunden.

Der Trocknungsprozess besteht aus zwei Phasen: Sublimation von Eis bei Temperaturen unter 0 °C und Desorption – Entfernung eines Teils des freien und gebundenen Wassers bei Temperaturen über 0 °C.

Die Lyophilisierung wird verwendet, um trockene Präparate zu erhalten, wenn keine Proteindenaturierung auftritt und sich die Struktur des Materials nicht ändert (Antiseren, Impfstoffe, trockene Bakterienmasse). Unter Laborbedingungen werden lyophilisierte Mikrobenkulturen 10 bis 20 Jahre lang aufbewahrt, die Kultur bleibt rein und unterliegt keinen Mutationen.

Kalzinierung erzeugt in der Flamme einer Alkohollampe oder eines Gasbrenners. Mit dieser Methode werden bakteriologische Schlingen, Präpariernadeln, Pinzetten und einige andere Instrumente sterilisiert.

Sieden Wird zur Sterilisation von Spritzen, kleinen chirurgischen Instrumenten, Objektträgern, Deckgläsern usw. verwendet. Die Sterilisation erfolgt in Sterilisatoren, in die Wasser gegossen und zum Kochen gebracht wird. Um die Härte zu beseitigen und den Siedepunkt zu erhöhen, fügen Sie dem Wasser 1-2 % Natriumbicarbonat hinzu. Werkzeuge werden normalerweise 30 Minuten lang gekocht. Diese Methode bietet keine vollständige Sterilisation, da Bakteriensporen nicht abgetötet werden.

Pasteurisierung- Sterilisation bei 65-70°C für 1 Stunde, um Nicht-Sporen-Mikroorganismen abzutöten (Milch wird von Brucella, Mycobacterium tuberculosis, Shigella, Salmonella, Staphylococcus befreit). In der Kälte gelagert

Tyndalisierung- fraktionierte Sterilisation von Materialien bei 56-58 0 C für 1 Stunde für 5-6 Tage hintereinander. Es wird zur Sterilisation von Substanzen verwendet, die bei hohen Temperaturen leicht zerstört werden (Blutserum, Vitamine usw.).

Aktion Strahlungsenergie gegenüber Mikroorganismen. Sonnenlicht, insbesondere seine ultravioletten und infraroten Spektren, wirken sich innerhalb weniger Minuten schädlich auf vegetative Formen von Mikroben aus.

Zur Sterilisation von Gegenständen wird Infrarotstrahlung eingesetzt, die durch 30-minütige thermische Einwirkung bei einer Temperatur von 300 °C erreicht wird. Infrarotstrahlen beeinflussen Prozesse freier Radikale, wodurch chemische Bindungen in den Molekülen der mikrobiellen Zelle zerstört werden.

Zur Desinfektion der Luft in medizinischen Einrichtungen und Apotheken werden häufig Quecksilber-Quarz- und Quecksilber-Uviol-Lampen verwendet, die eine Quelle ultravioletter Strahlen darstellen. Bei Einwirkung von UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 254 nm in einer Dosis von 1,5–5 μW t/s pro 1 cm 2 und einer 30-minütigen Einwirkung sterben alle vegetativen Formen von Bakterien ab. Die schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung werden durch Schäden an der DNA mikrobieller Zellen verursacht, die zu Mutationen und zum Tod führen.

Ionisierende Strahlung hat eine starke durchdringende und schädigende Wirkung auf das zelluläre Genom von Mikroben. Zur Sterilisation von Einweginstrumenten (Nadeln, Spritzen) wird Gammastrahlung verwendet, deren Quelle die radioaktiven Isotope 60 Co und 137 Cs in einer Dosis von 1,5-2 MN.rad sind. Mit dieser Methode werden auch Bluttransfusionssysteme und Nahtmaterial sterilisiert. Die Einwirkung von Ultraschall bei bestimmten Frequenzen auf Mikroorganismen führt durch lokale Erwärmung oder erhöhten Druck zur Depolymerisierung von Zellorganellen und zur Denaturierung ihrer Molekülbestandteile. Die Sterilisation von Gegenständen mit Ultraschall wird in Industriebetrieben durchgeführt, da die Ultraschallquelle leistungsstarke Generatoren sind. Flüssige Medien werden einer Sterilisation unterzogen, bei der nicht nur vegetative Formen, sondern auch Sporen abgetötet werden.

Sterilisation durch Filtration- Freisetzung von Material aus Mikroben, das keiner Erhitzung ausgesetzt werden kann (Blutserum, eine Reihe von Arzneimitteln). Es werden Filter mit sehr kleinen Poren verwendet, die den Durchtritt von Mikroben verhindern: Porzellan (Chamberlain-Filter), Kaolin, Asbestplatten (Seitz-Filter). Die Filtration erfolgt unter erhöhtem Druck, die Flüssigkeit wird durch die Poren des Filters in den Auffangbehälter gedrückt oder im Auffangbehälter wird ein Luftvakuum erzeugt und die Flüssigkeit wird durch den Filter hineingesaugt. An das Filtergerät ist eine Druck- oder Vakuumpumpe angeschlossen. Das Gerät wird im Autoklaven sterilisiert.