Действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы

Микроорганизмы широко распространены в природе и обитают в почве, воде, растениях, в организме животных и человека, находятся в воздухе, на различных предметах, в пищевых продуктах. Естественно, что они испытывают воздействие физических, химических и биологичес­ких факторов окружающей среды.

Физические факторы. Высокая температура уничтожает микроорга­низмы (см. методы стерилизации), высушивание тоже губительно для большинства из них. Такое же влияние на микроорганизмы оказывают высокие дозы излучения. При этом ультрафиолетовые лучи обладают большим антимикробным действием, чем солнечные, и по бактерицид­ному эффекту в диапазоне длины волны от 230 до 330 мкм превосходят даже ионизирующую радиацию. В связи с этим они широко используются для дезинфекции воздуха в операционных, палатах родильных домов, больничных и лабораторных боксах.

Несколько меньшим микробоцидным действием обладает ультразвук. Практическое использование нашли ультразвуковые– волны с частотой колебаний 20 000 Гц/с и больше – для консервации продуктов. Антибак­териальное действие обнаружено и у аэроионов – большее у отрицательно заряженных, меньшее – у несущих положительный заряд

Химические вещества. В больших концентрациях ряд химических веществ используют как дезинфицирующие средства. Под дезинфекцией понимают полное или частичное (селективное) уничтожение патогенных микробов. В соматических больницах, инфекционных клиниках, эпиде­мических очагах проводят текущую или многократную ежедневную де­зинфекцию выделений больного, его белья, посуды и заключительную однократную, осуществляемую после выздоровления и выписки из боль­ницы или удаления больного (носителя) из помещения.

Основные дезинфектанты. В практике дезинфекции применяются многие химические антимикробные вещества. По механизму действия на микроорганизмы их разделяют на несколько групп: 1) денатури­рующие (коагулирующие) белки – фенол, лизолы, соли тяжелых ме­таллов, спирты, кислоты; 2) омыляющие (растворяющие) белки – ще­лочи; 3) окисляющие белки –хлорная известь, хлорамин, калия перманганат, пероксиды; 4) поверхностно–активные вещества, вызывающие повреждение клеточной стенки бактерий, – мыла, детергенты. Отдельно выделяют формальдегид, противомикробное действие которого объясня­ют взаимодействием препарата с аминогруппами белков.

Биологические факторы. К антимикробным факторам биологического происхождения относят иммуноглобулины, антибиотики и другие химиопрепараты, фитонциды, фаги, бактерии–конкуренты – симбионты орга­низма, которые составляют основной арсенал этиотропных препаратов, применяемых для проведения антисептики, лечения и профилактики инфекционных заболеваний.

БАКТЕРИОФАГИ (ФАГИ)

Бактериофаги (греч. phagos – пожирающий) – это вирусы, пара­зитирующие на бактериях, наличие которых в природе было открыто канадским ученым д’Эреллем в 1917 г. В настоящее время, кроме бак­териофагов, известны фаги микоплазм, грибов, дрожжей, синезеленых водорослей.

Рис. 20 Бактериофаги: а – с длинным сложным отростком; б – с коротким отростком, в – с аналогом отростка, г – нитевидные

Строение и химический состав фагов. Различают простые и сложные, РНК– и ДНК–содержащие фаги. Простые РНК–фаги имеют круглую или нитевидную форму. Наиболее хорошо изученные сложные фаги эшерихий имеют вид барабанной палочки с шестигранной головкой, в которой находится ДНК. Диаметр головки фага в среднем составляет 50–100 нм. Длина отростков колеблется от 10 до 225 нм (чаще 100–200), ширина 10–25 нм. Состоят они из полого стержня, снаружи покрытого сокра­тительным чехлом. На дистальном конце отростка находится шестиу­гольная базальная пластинка с шестью отходящими от нее нитями–ре­цепторами (рис. 20).

Фазы взаимодействия фага с бактериями. При эффективном взаимо­действии сложный фаг эшерихий адсорбируется на бактериях дистальным концом отростка. При этом из–под его базальной пластинки выде­ляется лизоцим, который вызывает образование в оболочке эшерихий отверстия. Вслед за этим происходит сокращение головки и чехла фаговой частицы, проникновение через цитоплазматическую мембрану кончика его стержня и выход в цитоплазму фаговой ДНК. После ее введения следует СИ–фаза –фаза смены информации и последующий синтез ДНК и белка фага. На заключительном этапе взаимодействия фага с бактерией происходит самосборка фаговых частиц.

Следствие взаимодействия фага с бактерией. Полный цикл развития фагов продолжается 30–90 мин, в течение которых образуется 100–200 фаговых частиц, что заканчивается лизисом бактерий под влиянием фагового лизоцима. Фаги, обусловливающие лизис микробов и формиро­вание новых фаговых корпускул, называются вирулентными. Наряду с вирулентными в природе имеются умеренные фаги, взаимодействие которых с бактериями проявляется в двух формах: одни штаммы или клетки определенного вида бактерий они разрушают, в другие проникают, но гибели не вызывают. В последнем случае геном умеренного фага интегрирует в геном бактерии и в дальнейшем воспроизводится вместе с ним при делении клетки. Умеренный фаг, наследственные детерми­нанты которого объединились с бактериальными, называются профагом; бактерии, содержащие профаг, – лизогенными, а само явление– лизогенией.

Связь профага с бактерией очень прочная и в естественных условиях нарушается с частотой 10^–2–10^–5 [ 1 на 100 – 100000] (спонтанная продукция фага). Частоту отщепления профага от бактериальной хромосомы можно увеличить, воздействуя на лизогенные бактерии ультрафиолетовыми лучами, иони­зирующей радиацией, магнитным полем и химическими мутагенами (ин­дукция лизогенных бактерий).

Выявление. Как и вирусы животных, фаги обнаруживаются под элек­тронным микроскопом и по эффекту их действия на чувствительные микробы. При этом, размножаясь в бульонных культурах, они вызывают просветление среды, а на агаровых газонах подавляют рост бактерий в местах их внесения или формируют колонии в виде мелких стерильных (негативных) пятен – бляшек фага. Подобно колониям бактерий, мор­фология бляшек специфична для различных фагов. Вирулентные фаги обычно образуют прозрачные бляшки, а умеренные – мутные.

Распространение. Фаги обнаруживаются во всех объектах окружаю­щей среды, в которых обитают бактерии, актиномицеты, грибы, микоплазмы. Найдены они в воде, почве, молоке, в различных выделениях человека и животных.

Получение и практическое применение. Фаги получают путем филь­трации и очистки лизированных ими бульонных культур бактерий. Го­товый препарат фага представляет собой прозрачную желтоватую жид­кость. В целях повышения стабильности фильтрат фаголизатов таблетируют.

Используются фаги главным образом для идентификации и внутри­видовой дифференциации микроорганизмов. Для этого применяют набо­ры типоспецифических фагов, лизирующих определенные варианты бак­терий. Особую ценность метод фаготипирования приобретает при эпиде­миологическом обследовании очага, где с его помощью удается выявить источники и пути передачи инфекции.

Узкоспецифический спектр действия фагов ограничивает широкую возможность их использования как этиотропных препаратов. Для лечения в основном применяют стафилококковый и стрептококковый бактерио­фаги и колибактериофаг. Они представляют собой фильтраты фаголи­затов соответствующих бактерий, их выпускают в запаянных ампулах или флаконах. Эти препараты назначают при нагноительных процессах, вызванных фагочувствительными штаммами стафилококка, стрептококка и кишечной палочки, орошая ими инфицированную рану или обкалывая очаг воспаления.

В целях профилактики фагирование в настоящее время проводят толь­ко в очагах брюшного тифа и дизентерии. Взрослые люди, находившиеся в контакте с больными, принимают указанные бактериофаги внутрь за 1,5–2 ч до еды по 1–2 таблетке (в дизентерийном очаге 2–3 раза с интервалом 3 дня).

Дата добавления: 2015-09-02