Контрольная работа по "Микробиологии"

 

В связи с этим важно  еще раз напомнить, что, хотя при  органическом фотосинтезе высвобождается кислород, сам процесс фотосинтеза  не является кислородным.

 

Чтобы он действовал, нужны  лишь атмосферная двуокись углерода и молекулы хлорофилла или подобных ему соединений, способных разлагать двуокись углерода и высвобождать кислород.

 

2. Реакция среды  (рН) как основной фактор химического  воздействия внешней среды на  микроорганизмы.

 

Физические факторы.

 

Температура.

 

По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на термофильные, психрофильные и мезофильные.

• Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста - 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена.

• Психрофильные виды (холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде. Но есть некоторые виды, например, иерсинии, психрофильные варианты клебсиелл, псевдомонад, вызывающие заболевания у человека.

• Мезофильные виды лучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

 

Высокая температура  вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов микроорганизмов. Большинство  вегетативных форм гибнет при температуре 60°С в течение 30 мин, а при 80-100°С – через 1 мин. Споры бактерий устойчивы к температуре 100°С, гибнут при 130°С и более длительной экспозиции (до 2 ч.).

 

Для сохранения жизнеспособности относительно благоприятны низкие температуры (например, ниже 0°С), безвредные для  большинства микробов. Бактерии выживают при температуре ниже –100°С; споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте (до –250°С).

 

Влажность.

 

При относительной влажности  окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность  большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион – за 2 суток, а микобактерии – за 90 суток). Поэтому высушивание не используют как метод элиминации микробов с субстратов. Особой устойчивостью обладают споры бактерий.

 

Широко распространено искусственное высушивание микроорганизмов, или лиофилизация. Метод включает быстрое замораживание с последующим высушиванием под низким (вакуумом) давлением (сухая возгонка). Лиофильную сушку применяют для сохранения иммунобиологических препаратов (вакцин, сывороток), а также для консервирования и длительного сохранения культур микроорганизмов.

 

Влияние концентрации растворов  на рост микроорганизмов опосредовано изменением активности воды как меры доступной для организма воды. И если содержание солей вне клетки окажется выше их концентрации в клетке, то вода будет выходить из клетки. Угнетение патогенных бактерий хлористым натрием обычно начинается при его концентрации около 3%.

 

Излучения.

 

Солнечный свет губительно действует на микроорганизмы, исключением  являются фототрофные виды. Наибольший микробицидный эффект оказывает коротковолновые УФ-лучи. Энергию излучения используют для дезинфекции, а также для стерилизации термолабильных материалов.

 

УФ-лучи (в первую очередь  коротковолновые, т.е. с длиной волны 250-270 нм) действуют на нуклеиновые кислоты. Микробицидное действие основано на разрыве водородных связей и образовании в молекуле ДНК димеров тимидина, приводящем к появлению нежизнеспособных мутантов. Применение УФ-излучения для стерилизации ограничено его низкой проницаемостью и высокой поглотительной активностью воды и стекла.

 

Рентгеновское и g-излучение  в больших дозах также вызывает гибель микробов. Облучение вызывает образование свободных радикалов, разрушающих нуклеиновые кислоты  и белки с последующей гибелью микробных клеток. Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмасс.

 

Микроволновое излучение  применяют для быстрой повторной  стерилизации длительно хранящихся сред. Стерилизующий эффект достигается  быстрым подъемом температуры.

 

Ультразвук

 

Определенные частоты  ультразвука при искусственном  воздействии способны вызывать деполимеризацию  органелл микробных клеток, под действием  ультразвука газы, находящиеся в  жидкой среде цитоплазмы, активируются и внутри клетки возникает высокое давление ( до 10 000 атм). Это приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (молока, фруктовых соков), питьевой воды.

 

Давление

 

Бактерии относительно мало чувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления до некоторого предела не сказывается на скорости роста обычных наземных бактерий, но в конце концов начинает препятствовать нормальному росту и делению. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3 000 – 5 000 атм, а бактериальные споры - даже 20 000 атм.

 

В условиях глубокого  вакуума субстрат высыхает и жизнь  невозможна.

 

Фильтрование

 

Для удаления микроорганизмов  применяют различные материалы (мелкопористое  стекло, целлюлоза, коалин); они обеспечивают эффективную элиминацию микроорганизмов из жидкостей и газов. Фильтрацию применяют для стерилизации жидкостей, чувствительных к температурным воздействиям, разделения микробов и их метаболитов (экзотоксинов, ферментов), а также для выделения вирусов.

 

Химические факторы.

 

Способность ряда химических веществ подавлять жизнедеятельность  микроорганизмов зависит от концентрации химических веществ и времени  контакта с микробом. Дезинфектанты  и антисептики дают неспецифический  микробицидный эффект. Бактерицидным действием обладают химические вещества различных групп: кислоты, щелочи, спирты, поверхностно-активные вещества, фенолы и их производные, соли тяжелых металлов, окислители, группа формальдегида, газообразные вещества и др. Большое разнообразие природы и химической структуры указанных веществ обусловливает и различные механизмы их бактерицидного действия на микробную клетку.

 

Бактерицидное действие кислот зависит от их электролитической  диссоциации, то есть концентрации Н-ионов  в растворах и их окисляющего  действия. Чувствительность к кислотам различна у разных микроорганизмов. Так, показано, что если оптимальная концентрация Н-ионов для CI. botulinum соответствует 7,6, то при доведении рН до 4,6 наступает гибель этих бактерий. Самое низкое значение рН, при которой еще наблюдался рост, — это 4,8; при рН 4,7 могут прорастать только споры, а при рН 4,6 наступает прекращение роста вообще.

 

Бактерицидная активность едких щелочей зависит от степени  диссоциации и концентрации ОН-ионов. Наибольшей бактерицидной силой обладает КОН, затем следуют NaOH и другие щелочи. Так же как и в отношении кислот, бактерии обладают определенной щелочной устойчивостью.

 

Спирты. При разведении спирт приобретает бактерицидные  свойства, причем наибольшей бактерицидностью обладает 70 %-ный спирт. Более высокие концентрации свертывают белок, который выпадает на поверхности бактерий и уменьшает проникновение спирта в глубь клетки. Бактерицидность спиртов увеличивается с возрастанием молекулярной массы в ряду: метиловый — этиловый — пропиловый — бутиловый — амиловый и т.д.

Поверхностно-активные вещества — это жирные кислоты, мыла, детергенты. Все они изменяют энергетические соотношения на поверхности раздела, устремляются к поверхности раздела  клетки и повреждают клеточную оболочку, не затрагивая внутренних структур клетки.

 

Красители. К красителям с бактерицидными свойствами относят  бриллиантовый зеленый, этакридин, флавакридин и др. В основе их действия лежит выраженное сродство с фосфорнокислыми группами нук-леопротеидов.

Фенолы и их производные первоначально повреждают клеточную стенку, а затем и белки бактериальной клетки.

 

Соли тяжелых металлов (свинец, медь, цинк, серебро, ртуть) и  их соли оказывают коагулирующее  влияние на цитоплазму либо на ферментные системы, связывая их сульфгидрильные группы.

 

Окислители — хлор, йод, марганцовокислый калий, перекись водорода и др., окисляют существенные компоненты цитоплазмы (сульфгидрильные  группы активных белков, фенольные, тиоэтильные, индольные, аминные).

 

Формальдегид также  денатурирует белки, он убивает как вегетативные формы, так и споры. Его применяют для обезвреживания дифтерийного и столбнячного токсинов, благодаря чему они превращаются в анатоксины.

 

Химические вещества (хлор, формальдегид, щелочи, кислоты, фенол  и др.) используются в практике в качестве дезинфицирующих веществ. Дезинфекция заключается в уничтожении патогенных микробов. К ней обычно прибегают для обеззараживания помещений, скотных дворов, территории.

 

Химиотерапевтические  средства проявляют избирательное  противомикробное действие.

По механизму действия противомикробные вещества разделяются  на:

а) деполимеризующие пептидогликан  клеточной стенки,

б) повышающие проницаемость  клеточной мембраны,

в) блокирующие те или  иные биохимические реакции,

г) денатурирующие ферменты,

д) окисляющие метаболиты и ферменты микроорганизмов,

е) растворяющие липопротеиновые  структуры,

ж) повреждающие генетический аппарат или блокирующие его  функции.

 

У микроорганизмов химической деструкции, прежде всего, подвергаются белки и липиды цитоплазматической мембраны, белковые молекулы жгутиков, фимбрий, секс-пили, порины клеточной стенки грамположительных бактерий, связывающие белки периплазмы, протеиновые капсулы, экзотоксины, ферменты-токсины и ферменты питания. Деструкция гетерогенных полимеров (белки, полиэфиры и др.) происходит как при действии окислителей, так и при действии гидролизующих и детергентных антисептиков (кислоты, щелочи, соли двух- и поливалентных металлов и др.).

 

Биологические факторы.

 

К биологическим средствам  могут быть отнесены препараты, содержащие живых особей - бактериофагов и бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии. Фаги и антагонисты оказывают прямое повреждающее действие на патогенных и условно-патогенных микробов; изготовленные из них лекарственные препараты предназначены для местного применения, для них характерна специфичность действия на микроорганизмы и безвредность для пациента; целью их внесения в организм человека и животных является лечение или профилактика инфекционных заболеваний. По механизму действия они близки к химическим антисептикам.

 

Необходимо также помнить  и о молочнокислых бактериях, которые вызывают процесс молочнокислого брожения. Некоторые молочнокислые бактерии способны синтезировать антибиотики и с их помощью подавлять развитие болезнетворных микробов.

Препараты, содержащие бактерии (эубиотики или пробиотики): колибактерин, лактобактерин, бифидумбактерин, бификол, микрококкобактерин, линекс, бактисубтил и другие.

 

Препараты, содержащие бактериофаги: бактериофаг брюшнотифозный, бактериофаг  дизентерийный, бактериофаг сальмонеллезный, бактериофаг коли-протейный, бактериофаг  стафилококковый, бактериофаг стрептококковый, бактериофаг пиоцианеус, бактериофаг синегнойный, бактериофаг клебсиеллезный, пиофаг комбинированный и другие.

 

 

 

 

3. Микробиология  рыбы и рыбных продуктов. Виды  порчи.

 

Микрофлора свежей рыбы.

 

Как и в случае с  мясом, мышечная ткань свежевыловленной рыбы считается стерильной. Значительное число бактерий обнаруживается в покровной слизистой оболочке, на наружных жабрах и в желудочно-кишечном тракте. Число бактерий на 1 см² поверхности тела рыбы может составлять от 1*103 до 1* 106 .

 

Степень обсеменения зависит от окружающей среды, географического положения водоема, времени года, орудий лова и от вида рыбы. Например, в свежей морской рыбе, выловленной тралом, содержится в 10-100 раз больше бактерий, чем в свежевыловленной на удочку. Причиной является завихрение морского грунта (ила) при буксировке трала.

На поверхности свежевыловленной морской рыбы содержится больше всего  бактерий семейства Achromobacteriaceae, которые  составляют 60% всей микрофлоры, из них 35-40% бактерий относится к роду Alcaligenes, 30% составляют виды Achromobacter liguefaciens. Менее 10% всей естественной микрофлоры на поверхности рыб приходится на следующие роды: Flavobacterium, Micrococcus, Vibrio, Corynebacterium, Bacillus. Иногда на поверхности рыбы встречаются пигментообразующие бактерии родов Sarcina, Klebsiela, Escherichia, Enterobacter, Citrobacter или светящиеся виды Photobacterium phosphoreum.

 

Микрофлора пресноводных рыб в средней полосе России в  первую очередь состоит из психрофильных  микроорганизмов родов Pseudomonas, Aeromonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Achromobaсter, Micrococcus.

 

Внутренние воды часто  бывают загрязнены сточными водами, поэтому  пресноводные рыбы могут быть носителями патогенных микроорганизмов, чаще всего  сальмонелл и стафилококков. На рыбе могут быть патогенные для рыбы микроорганизмы, которые безопасны для человека, но могут встречаться и опасные (патогенные) для человека.

Кроме того, в процессе переработки на рыбу могут попадать стафилококки, так как они составляют 40% микрофлоры рук и носоглотки.