Вплив факторів навколишнього середовища на мікроорганізми

1.

Кафедра мікробіології, вірусології, епідеміології
з курсом інфекційних хвороб
Вплив факторів навколишнього середовища
на мікроорганізми. Стерилізація. Методи та
апаратура. Контроль якості стерилізації.
Поняття про дезінфекцію, асептику і
антисептику.

2.

План лекції
1. Дія фізичних факторів на мікроорганізми.
2.Дія хімічних факторів на мікроорганізми.
3.Дія біологічних факторів на мікроорганізми.
4.Стерилізація.
5.Дезінфекція.
6.Антисептика і асептика.
7.Консервація.

3.

Фізичні фактори: температура, променева
енергія, висушування, ультразвук, тиск, фільтрація.
Хімічні фактори: реакція середовища (рН),
речовини різної природи і концентрації.
Біологічні фактори - це взаємини мікроорганізмів
один з одним і з макроорганізмом, вплив
ферментів, антибіотиків.

4.

сприятливий вплив (стимуляція росту)
негативний вплив:
мікробоцидну дію (знищує)
мікробостатичну дію (придушення росту)
мутагенну дію

5.

1.Дія фізичних факторів на мікроорганізми.
Дія температури на мікроорганізми.
Температура - важливий фактор, що впливає на
життєдіяльність мікроорганізмів.
Оптимальна - температура, при якій відбувається
найбільш інтенсивне розмноження мікробів.
Мінімальна - температура, нижче якої
мікроорганізми не виявляють життєдіяльності.
Максимальна - температура, вище якої настає
загибель мікроорганізмів.

6.

Мікроорганізми
Температурний
оптимум
максимум
мінімум
Термофіли
50-60°С
75°С
45°С
Мезофіли
30-37°С
43-45°С
15-20°С
Психрофіли
10-15°С
25-30°С
0-5°С

7.

Сприятлива дія оптимальної температури
використовується при вирощуванні
мікроорганізмів з метою лабораторної діагностики, приготування вакцин та інших препаратів.
Гальмуюча дія низьких температур
використовується при зберіганні продуктів і
культур мікроорганізмів в умовах холодильника.
Низька температура призупиняє гнильні і
бродильні процеси.
Механізм дії низьких температур - гальмування в
клітині процесів метаболізму і перехід в стан
анабіозу.

8.

Згубну дію високої температури (вище
максимальної) використовують при стерилізації.
Механізм дії - денатурація білка (ферментів),
пошкодження рибосом, порушення осмотичного
бар'єру. Найбільш чутливі до дії високої
температури психрофіли і мезофіли. Особливу
стійкість проявляють спори бактерій.

9.

Дія променевої енергії та ультразвуку на
мікроорганізми.
Розрізняють неіонізуюче (ультрафіолетові та
інфрачервоні промені сонячного світла) і іонізуюче
випромінювання (γ-промені і електрони високих
енергій).
Іонізуюче випромінювання володіє потужною
проникливою дією і пошкоджує клітинний геном.
Механізм пошкоджуючої дії: іонізація
макромолекул, що супроводжується розвитком
мутацій або загибеллю клітини. При цьому
летальні дози для мікроорганізмів вище, ніж для
тварин і рослин.

10.

Механізм пошкоджуючої дії УФ-променів: утворення
димерів тиміну в молекулі ДНК, що припиняє поділ
клітин і служить основною причиною їх загибелі.
Шкідливу дію УФ-променів в більшій мірі виражено для
мікроорганізмів, ніж для тварин і рослин.
Ультразвук (звукові хвилі 20 тис. Гц) має бактерицидну
дію. Механізм: утворення в цитоплазмі клітини
кавітаційних порожнин, які заповнюються парами
рідини і в них виникає тиск до 10 тис. Атм. Це призводить
до утворення високореактивних гідроксильних радикалів,
до руйнування клітинних структур і деполімеризації
органел, денатурації молекул.
Іонізуюче випромінювання, УФ-промені і ультразвук
використовуються для стерилізації.

11.

Дія висушування на мікроорганізми.
Вода необхідна для нормальної життєдіяльності
мікроорганізмів. Зниження вологості середовища
призводить до переходу клітин в стан спокою, а
потім і до загибелі. Механізм згубної дії
висушування: зневоднення цитоплазми і
денатурація білків.
Більш чутливі до висушування патогенні
мікроорганізми: збудники гонореї, менінгіту,
черевного тифу, дизентерії, сифілісу. Більш стійкі
спори бактерій, цисти найпростіших, бактерії,
захищені слизом мокротиння (туберкульозні
палички).

12.

У практиці висушування використовується для
консервування м'яса, риби, овочів, фруктів, при
заготівлі лікарських трав.
Висушування тканин і ін. біологічних об'єктів в
замороженому стані під вакуумом - ліофілізація
або ліофільна сушка. Її використовують для
збереження культур мікроорганізмів, які в такому
стані роками (10-20 років) не втрачають
життєздатності і не змінюють властивостей.
Ліофілізація використовується у виробництві
препаратів з живих мікроорганізмів: еубіотиків,
фагів, живих вакцин проти туберкульозу, чуми,
туляремії, бруцельозу, грипу.

13.

2.Дія хімічних факторів на мікроорганізми.
Хімічні речовини по-різному впливають на
мікроорганізми. Це залежить від природи, концентрації та
часу дії хімічних речовин. Вони можуть стимулювати
зростання (використовуються як джерела енергії),
надавати мікробоцидність, мікробостатичність,
мутагенну дію або можуть бути байдужими для процесів
життєдіяльності
Механізм: денатурація ферментів гідроксильними
іонами, порушення осмотичного бар'єру клітинної
мембрани.
Хімічні речовини, які мають протимікробну дію,
використовуються для дезінфекції, стерилізації та
консервації.

14.

3.Дія біологічних факторів на мікроорганізми.
Біологічні фактори - це різні форми впливу
мікробів один на одного, а також дія на
мікроорганізми факторів імунітету (лізоцим,
антитіла, інгібітори, фагоцитоз) під час їх
перебування в макроорганизмі. Спільне існування
різних організмів - симбіоз.
Форми симбіозу.
Мутуалізм - форма співжиття, коли обидва
партнери отримують взаємну вигоду (наприклад,
бульбочкові бактерії та бобові рослини).

15.

Антагонізм - форма взаємовідносин, коли один організм
завдає шкоди (аж до загибелі) іншому організму своїми
продуктами метаболізму (кислоти, антибіотики,
бактеріоцини), завдяки кращо-му пристосованні до умов
середовища, шляхом безпосереднього знищення
(наприклад, нормальна мікрофлора кишечника і збудники
кишкових інфекцій).
Метабіоз - форма співжиття, коли один організм
продовжує процес, викликаний іншим (використовує його
продукти життєді-яльності), і звільняє середовище від цих
продуктів. Тому створю-ються умови для подальшого
розвитку (нитрофікуючі і амоніфіку-ючі бактерії).

16.

Сателлізм - один з співмешканців стимулює зростання
іншого (наприклад, дріжджі і сарцини виробляють речовини,
що сприяють росту інших, більш вимогливих до живильних
середовищ, бактерій).
Коменсалізм - один організм живе за рахунок іншого
(витягує вигоду), не завдаючи йому шкоди (наприклад,
кишкова паличка і організм людини).
Хижацтво - антагоністичні взаємовідносини між
організмами, коли один захоплює, поглинає і перетравлює
інший (наприклад, кишкова амеба харчується кишковими
бактеріями).
Паразитизм - форма антагоністичних відносин, коли один
організм використовує інший для забезпечення своєї
життєдіяльності як джерело живлення і середовище для
проживання із заподіянням йому шкоди (наприклад,
бактеріофаги - паразити бактерій).

17.

4.Стерилізація.
Стерилізація - це процес повного знищення в об'єкті
всіх жит-тєздатних форм мікробів, у тому числі спор.
3 групи методів стерилізації:
фізичні, хімічні та фізико-хімічні.
Фізичні методи: стерилізація високою температурою, Уф
опромінення, іонізуюче опромінення, ультразвук,
фільтрування через стерильні фільтри.
Хімічні методи - використання хімічних речовин, а також
газова стерилізація.
Фізико-хімічні методи - спільне використання фізичних і
хімічних методів (висока температура і антисептики).

18.

Стерилізація високою температурою.
До цього методу відносяться:
1) стерилізація сухим жаром;
2) стерилізація парою під тиском;
3) стерилізація текучою парою;
4) тиндалізація і пастеризація;
5) прожарювання;
6) кип'ятіння.

19.

Стерилізація сухим жаром.
Метод заснований на бактерицидній дії нагрітого до
165-170ºС повітря протягом 45 хв.
Апаратура: сухожарової шафа (піч Пастера)- металева
шафа з подвійними стінками, обшита зовні азбестом.
Матеріал і режим стерилізації:
а) скляні, металеві, фарфорові предмети, посуд, загорнуті
в папір і закриті ватно-марлевими пробками для
збереження стерильності (165-170ºС, 45 хв);
б) термостійкі порошкоподібні лікарські засоби - тальк,
біла глина, окис цинку
(180-200ºС, 30-60 хв);
в) мінеральні та рослинні олії, жири,
ланолін, вазелін, віск
(180-200ºС, 20-40 хв).

20.

Стерилізація парою під тиском.
Метод заснований на гідролізі дії пари під тиском на
білки мікробної клітини. Спільна дія високої температури
і пари забезпечує високу ефективність цієї стерилізації,
при якій гинуть самі стійкі спорові бактерії.
Апаратура ― автоклав - це
металевий циліндр з подвійною
стінкою, зовні покритий металевим
кожухом. Він герметично закривається масивною кришкою за
допомогою декількох гвинтів.
На ньому встановлений манометр
із запобіжним клапаном і
паровивідний кран.

21.

Матеріал і режим стерилізації:
а) скляний, металевий, порцеляновий посуд,
білизна, гумові і коркові пробки, вироби з гуми,
целюлози, деревини, перев'язувальний матеріал
(вата, марля) (119 - 121ºС, 20-40 хв));
б) фізіологічний розчин, розчини для ін'єкцій, очні
краплі, дистильована вода, прості поживні
середовища - МПБ, МПА (119-121ºС, 20-40 хв);
в) мінеральні, рослинні масла в герметично
закритих посудинах (119-121ºС, 120 хв);

22.

Стерилізація текучою парою.
Метод заснований на бактерицидній дії парою
(100ºС) у відношенні тільки вегетативних клітин.
Апаратура - автоклав з незавінченою кришкою
або апарат Коха.
Апарат Коха - це металевий циліндр з подвійним
дном, простір в якому на 2/3
заповнено водою. Початок
стерилізації - час від закипання води і надходження пари в
стерилізаційну камеру.

23.

Матеріал і режим стерилізації.
Цим методом стерилізують матеріал, який не витримує
температуру вище 100ºС: поживні середовища з
вітамінами, вуглеводами (середовища Гісса, Ендо,
Плоскірєва, Левіна), желатином, молоко.
При 100ºС спори не гинуть, тому стерилізацію проводять
кілька разів - дробова стерилізація - 20-30 хв щодня
протягом 3-х днів.
У проміжках між стерилізацією
матеріал витримують при кімнатній
температурі для того, щоб проросли
спори у вегетативні форми. Вони
будуть гинути при подальшому
нагріванні при 100ºС.

24.

Тиндалізація і пастеризація.
Тиндалізація - метод дробової стерилізації при
температурі нижче 100ºС (сироватка, асцитична
рідина, вітаміни). Тиндалізація проводиться у
водяній бані при 56ºС по 1 годині 5-6 днів.
Пастеризація - часткова стерилізація (спори не
гинуть), яка проводиться при відносно низькій
температурі одноразово. Пастеризацію проводять
при 70-80ºС, 5-10хв або при 50-60ºС, 15-30 хв
(молока, вина, пива). При цьому не пошкоджується
їх товарна цінність, але спори залишаються
життєздатними, тому ці продукти потрібно
зберігати на холоді.

25.

Стерилізація променевою енергією і ультразвуком.
Стерилізація променевою енергією.
Для стерилізації використовуються УФ-промені і
γ-промені.
УФ-випромінювання використовують для стерилізації
повітря лікувальних і дитячих установ, аптек,
бактеріологічних боксів, лабораторій і цехів заводів,
продуктів харчування, поживних середовищ, посуду.
Останнім часом цей метод входить в практику обробки
вакцин і сироваток. Він не змінює якості продуктів, так
як в малих дозах УФ-промені не порушують цілісність
макромолекул білків, вітамінів, ферментів, полісахаридів.

26.

Для стерилізації повітря використовують
бактерицидні лампи: БУВ-15, БУВ-30.
При стерилізації прозорих розчинів термолабільних речовин (білків, вітамінів, антибіотиків) їх
наливають в судини з кварцового скла тонким
шаром і періодично струшують,
так як УФ-промені мають слабку
проникаючу здатність.

27.

γ-промені використовують для стерилізації об'єктів, які
не витримують термічних і хімічних методів. Вони не
змінюють якості продукту, не викликають денатурації.
Цим способом стерилізують: одноразовий пластиковий
посуд, поживні середовища, перев'язувальний матеріал,
деякі лікарські препарати (антибіотики, гормони),
системи для переливання крові,
одноразові шприци. Після стерилізації
необхідно проводити контроль
залишкової радіації.

28.

Стерилізація ультразвуком.
Ультразвук використовують для стерилізації харчових
продуктів (їх поживна цінність при цьому зберігається
максимально), вакцин, деяких об'єктів лабораторного
обладнання, які псуються при дії підвищеної температури
та хімічної стерилізації. Для стерилізації ультразвуком
використовуються спеціальні ультразвукові датчики.

29.

Стерилізація фільтруванням.
Фільтрування відноситься до механічних факторів.
Бактеріальні фільтри - затримують мікроорганізми і їх
спори, так як розміри пор на фільтрах менші, ніж розміри
мікроорганізмів.
стерилізації рідких
матеріалів, що не витримують
нагрівання.
отримання токсинів, фагів

30.

31.

Хімічна стерилізація.
Газова стерилізація - стерилізація з використанням
стерилізуючих газів - формальдегіду, окису етилену,
бромід метилу.
Апаратура - герметичні контейнери, в які запускають
стерилізуючі гази.
Стерилізуючий матеріал: великогабаритні вироби,
прилади (наприклад, для космічних кораблів), апарати
штучного кровообігу, катетери, зонди, хірургічні
рукавички, упаковані в папір.

32.

Хімічні речовини можна використовувати для
стерилізації повітря і різних поверхонь.
3% розчин перекису водню при щоденному прибиранні
виробничих приміщень
6% розчин - при генеральному прибиранні.
3% перекис водню і 0,5% розчин молочної кислоти
3-6% розчин перекису водню і 0,5% розчин
сульфонолу.
за 40-50хв до роботи. В результаті забрудненість повітря
знижується в 30-40 разів.

33.

КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ СТЕРИЛІЗАЦІЇ
фізичний - 2 рази на місяць максимальним термометром під час
стерилізації проводять замір температури в контрольних точках, яка
повинна досягти заданих параметрів
хімічний - при кожному завантаженні поміщають хімічні тести індикатори стерилізації. При досягненні заданого режиму стерилізації
тести змінюють свій колір
біологічний - проводиться 2 рази на рік. У контрольних точках
поміщають біотести з термостійкою споровою культурою.

34.

5.Дезінфекція.
Дезинфекція - знищення патогенних мікроорганізмів в
об'єктах довкілля для переривання шляхів передачі
інфекції за допомогою хімічних речовин.
Хімічні речовини, які використовуються для дезінфекції,
називаються дезинфікуючими речовинами.
Вони порушують фізико-хімічну структуру мікробної
клітини.

35.

1.Окисники - пошкоджують сульфгідрильні групи
білків. До них відносяться галогени (хлор, бром, йод) та їх
сполуки, перекис водню, перманганат калію.
2.Поверхнево-активні речовини - пошкоджують
клітинну стінку. До них відносяться бактерицидні мила,
сульфонол, амфолан, твіни.
3. Солі важких металів - викликають коагуляцію
білків, утворення нерозчинних альбуминатів. До них відносяться солі ртуті, срібла, міді, свинцю. Їх застосування
обмежене при наявності додаткових білків, які ускладнюють доступ до збудника.

36.

4. Фенол, крезол та їх похідні - пошкоджують
клітинну стінку, розчиняють ліпіди цитоплазматичної
мембрани, порушуючи її напівпроникливість, а потім
ушкоджують білки, викликаючи загибель мікробів.
5. Луги, вапно - призводять до набухання і розчинення
білків. Їх застосування обмежене через шкідливу дії на
різні предмети (посуд).
6. Барвники - володіють спорідненістю до
фосфорнокислих груп, пошкоджують нуклеопротеїни і
викликають загибель мікроорганізмів. До них відносяться
діамантовий зелений, метиленовий синій, риванол,
тріпофлавін та ін.

37.

6.Антисептика і асептика.
Антисептика - використання хімічних речовин, що
вбивають або пригнічують розмноження різних
мікроорганізмів на шкірі і слизових оболонках.
70° етиловий спирт,
5% спиртовий розчин йоду,
0,1% розчин марганцевокислого калію,
1-2% розчин метиленового
синього або брильянтового зеленого,
0,5-1% розчин формаліну та ін.

38.

Асептика - сукупність заходів, що попереджають
потрапляння мікроорганізмів з навколишнього
середовища в тканини, порож-нини організму людини при
лікувальних і діагностичних маніпуляціях, у стерильні
лікарські препарати при їх виготовленні, а також в
матеріал для дослідження, живильні середовища, культури
мікроорганізмів при мікробіологічних лабораторних
дослідженнях.

39.

40.

7. Консервація.
Для консервації застосовують
неорганічні сполуки (солі важких металів, срібла, ртуті),
метало-органічні сполуки (мертіолат, феніл ртутні солі),
органічні сполуки (спирти, феноли).
Вимоги:
1) повинні бути фармакологічно інертними;
2) мати широкий спектр антимікробної дії;
3) не взаємодіяти з лікарською речовиною;
4) підтримувати стерильність ліків
протягом усього часу його
застосування.

41.

Дякую
за
увагу