Физические факторы

МИКРОБИОЛОГИЯ ВНУТРИБОЛЬНИЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ

Влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы.

Жизнедеятельность микроорганизмов находится в зависимости от факторов окружающей среды. Все факторы окружающей среды, оказывающие влияние на микроорганизмы можно разделить на три группы: физические, химические, биологические. Они могут оказывать мутагенное действие, приводящее к изменению наследственных свойств, бактерицидное (уничтожающее) действие на клетки или бактериостатическое – подавляющее размножение микроорганизмов. Действие факторов зависит от природы самого фактора и свойств микроорганизма.

Из физических факторов наибольшее влияние на развитие микробов оказывают температура, высушивание, лучистая энергия, ультразвук.

Температура. Каждый вид микробов имеет свои температурные зоны жизни: оптимальную, максимальную и минимальную. В оптимальной зоне микробная популяция размножается с заданной геномом скоростью. В зонах подавления (максимальная и минимальная температурная зона) рост клеток происходит со сниженной скоростью и они погибают. В зависимости от температурных зон выделяют психрофильные, мезофильные и термофильные микроорганизмы.

Психрофилы или холодолюбивые микробы, растут при относительно низких температурах: минимальная температура – 0⁰С, оптимальная – +10-20⁰С, максимальная – + 30⁰С. Обитают ледяных пещерах, почве, арктических и антарктических водах. Факультативные психрофилы могут размножаться при + 30⁰С. К ним относятся: иерсинии, псевдомонады, клебсиеллы пневмонии.

Термофилы или теплолюбивые микроорганизмы. Обитают в кипящих и горячих источниках, промышленных и бытовых водах, самовозгорающихся материалах, конденсатах паровых труб, при оптимальной температуре роста в диапазоне 45-93⁰С.

Мезофиллы – группа микроорганизмов температурные границы роста которых находятся в пределах 20-45⁰С (оптимальная температура 35-37⁰С). Обитают в организме теплокровных. Являются основной группой патогенных микроорганизмов.

Мезофиллы обладают разной чувствительностью к действию высоких и низких температур. Низкие температуры микробы переносят сравнительно легко. Холерный вибрион и сальмонеллы тифа длительно выживают во льду, коринебактерии дифтерии переносят замораживание 3 месяца. Вирус японского энцефалита не снижает своей вирулентности при -70⁰С в течение года, а вирус гриппа – 6 месяцев.

Только отдельные патогенные виды весьма чувствительны к низким температурам (гонококки, менингококки, бордетеллы коклюша и паракоклюша).

Микробы более чувствительны к высоким температурам и чем выше температура за пределами максимуму, тем быстрее наступает гибель микробных клеток, это обусловлено денатурацией белков. Большинство аспорогенных бактерий погибает при температуре 58-60⁰С через 30-60 минут, а при 80-100⁰С – через 1-2 минуты. Споры бацилл и клостридий выдерживают кипячение от 10-20 минут до 6 часов, но погибают от действия сухого жара при температуре 160-170⁰С в течение 1-1,5 часа.

Губительное действие на микробы оказывает влияние чередующихся высоких и низких температур.

Высушивание. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы, нарушению окислительно-восстановительных процессов и денатурации белков. К действию высушивания чувствительны: гонококки, менингококки, трепонемы, лептоспиры, трепонемы. Холерный вибрион не погибает под действием высушивания 2 сут., шигеллы – 7, чумная палочка -8, дифтерийная – 30, брюшнотифозная – 70, стафилококки и микобактерии туберкулеза – 90 суток. Высохшая мокрота больных туберкулезом остается заразной 10 мес. Высушенные споры бацилл сибирской язвы сохраняются до 10 лет, плесневых грибов – 20 лет. Быстрое замораживание взвесей бактерий и вирусов при очень низкой температуре создает условия, при которых не происходит образования кристаллов и разрушения ими микроорганизмов.

Лиофилизация и высушивание под вакуумом при низкой температуре и последующее хранение в безвоздушной среде обеспечивает жизнеспособность микробов на длительное время и используется для сохранения культур микроорганизмов и иммунологических препаратов (живых вакцин против туберкулеза, чумы, туляремии, бруцеллеза, оспы, гриппа и других болезней).

Излучение. Ультрафиолетовые лучи, инфракрасные, гамма-лучи и солнечный свет действуют на микроорганизмы фотонами. Чем выше энергия фотонов, тем сильнее биологический эффект. Инфракрасные лучи выделяют тепловую энергию. Рентгеновские и гамма-лучи в больших дозах вызывают ионизацию органических веществ, образование свободных радикалов, что приводит к разрушению ядерного вещества и клеточной ДНК. Малые дозы стимулируют развитие микроорганизмов.

УФ-лучи поглощаются молекулами ДНК, в результате чего она повреждается. Эти повреждения восстанавливаются механизмами темновой репарации и фотореактивации. При действии высоких доз УФ-лучей происходит необратимая цепная реакция окисления липидов и белков, что ведет к гибели клетки. Высокочувствительны к действию УФ-излучения большинство вегетативных форм бактерий, наименьшей чувствительностью обладают возбудители туберкулеза и стафилококки.

Бактерицидное действие УФ-лучей используют для стерилизации воздуха закрытых помещений: операционных, перевязочных, боксов и т.д., а также для стерилизации молока и воды.

Бактерицидное действие ионизирующего излучения используют для стерилизации сывороток, вакцин, некоторых пищевых продуктов.

В последние годы радиационным методом стерилизуют изделия одноразового использования: шприцы, системы для внутривенного вливания, катетеры, а также шовный материал – кетгут и др.

Ультразвук. Он вызывает активацию газов находящихся в жидкой среде цитоплазмы и внутри клетки возникает высокое давление (до 10 000 атм). Это приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации молока, фруктовых соков, питьевой воды.

Высокое атмосферное давление бактерии переносят хорошо.

Химические факторы. В зависимости от физико-химического состава среды, концентрации, продолжительности контакта, температуры химические вещества оказывают на микробы различное влияние. В малых дозах они действуют как раздражители, а в бактерицидных концентрациях парализуют жизнедеятельность бактерий.

Бактерицидные химические вещества по их действию на бактерии подразделяются:

- поверхностно-активные (мыла – феноловое, дегтярное, зеленое медицинское, жирные кислоты и прочие детергенты), вызывают резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит к нарушению нормального функционирования клеточной стенки и цитоплазматической мембраны;

- фенол, крезол и их производные первоначально поражают клеточную стенку, а затем и белки клетки, вызывая их коагуляцию;

- окислители (хлор, йод, озон, перекись водорода, перманганат калия), взаимодействуя с микробными белками, нарушают деятельность ферментов, вызывают денатурацию белков;

- формальдегид употребляют в виде 40% раствора (формалин), вызывает денатурацию белков;

- красители (бриллиантовый зелёный, риванол, трипафлавин, акрифлавин и др.) обладают свойством задерживать рост бактерий;

- соли тяжелых металлов (свинец, ртуть, цинк, серебро, медь) вызывают коагуляцию белков клетки.

Биологические факторы. Микроорганизмы в природных условиях входят составной частью в биоценоз и между ними возникают различные взаимоотношения, Существующие типы взаимоотношений между микроорганизмами в биоценозе разделяются на симбиотические (благоприятные) и антагонистические (конкурентные).

Симбиоз включает следующие основные формы взаимоотношений:

● нейтрализм – вид отношений, когда обитающие популяции не оказывают друг на друга ни стимулирующего, ни подавляющего действия;

● комменсализм – вид сожительства, при котором один из симбионтов живет за счет другого, не причиняя ему вреда;

● мутуализм – взаимовыгодное сожительство;

● метабиоз – взаимоотношения между микроорганизмами, при котором один микроорганизм использует для своей жизнедеятельности продукты жизнедеятельности другого организма;

● сателлизм – усиление роста одного вида микроорганизма под влиянием другого микроорганизма;

● синергизм – вид сожительства, при котором происходит усиление физиологических функций и свойств бактерий при их совместном культивировании.

● антагонизм – вид сожительства, при котором один вид микроорганизмов оказывает неблагоприятное воздействие на другой, вызывая его повреждение и даже гибель. Антагонизм бывает:

- явный, когда антагонист выделяет антибиотические вещества постоянно независимо от того, есть конкурент или нет;

- вынужденный – антибиотические вещества выделяются только в присутствии конкурента;

- насильственный – когда микробы не являются антагонистами, но при культивировании на голодных средах микроб с большей ферментативной активностью использует другой как продукт своего питания.

Антагонизм может развиваться в виде конкуренции, хищничества, паразитизма.

Антагонистические отношения лежат в основе инфекции, инвазии, антибиотикотерапии.

Факторы окружающей среды (физические, химические, биологические), нарушающие нормальную жизнедеятельность микроорганизмов называются антимикробными факторами. В зависимости от природы антимикробных факторов, среды воздействия, времени, температуры и видовых особенностей тест-объекта они могут вызывать задержку роста и размножения микробов (стаз) или гибель бактерий, спор, вирусов (бактерициды, спороциды, вирулициды).

Антимикробные факторы в медицине используются для проведения дезинфекции и стерилизации, асептики и антисептики.

Дезинфекция (обеззараживание) – это совокупность способов полного, частичного или селективного (избирательного) уничтожения потенциально патогенных для человека микроорганизмов на объектах внешней среды в целях разрыва путей передачи возбудителей инфекционных заболеваний от источников инфекции к восприимчивым людям, В узком смысле под дезинфекцией понимают уничтожение болезнетворных вегетативных форм микроорганизмов на объектах внешней среды. Из этого определения вытекает, что дезинфекция имеет большое сходство со стерилизацией т.е. та и другая предназначены для микробной деконтаминации (de и contamination – буквально «очистка») объектов внешней среды. Главнейшим признаком, отличающим их друг от друга является полнота деконтаминации и методы.

Различают два вида дезинфекции: профилактическую, которая проводится с определенной периодичностью и очаговую, подразделяющуюся на текущую и заключительную.

Заключительная дезинфекция проводится в очагах инфекционных заболеваний. Цель заключительной дезинфекции – обезвредить миркоорганизм после госпитализации больного, т.е. прервать пути передачи инфекции здоровым людям, уничтожить возбудителя во всех объектах и во всех местах, куда они могли попасть во время пребывания больного в очаге. Текущая дезинфекция проводится, когда больной остается в очаге на какой-то период времени.

Профилактическая дезинфекция проводится с целью резкого снижения численности популяции всех потенциально патогенных для человека микробов на всех объектах помещения.

Стерилизация (обеспложивание) – совокупность физических и химических способов полного освобождения объектов внешней среды от вегетативных и покоящихся (споровых) форм патогенных, условно-патогенных и непатогенных микроорганизмов.

Цель стерилизации: предупреждение заноса микроорганизмов в организм человека при медицинских вмешательствах; создание и поддержание, асептической и безмикробной (гнотобиотической) среды; исключение микробного обсеменения питательных сред, культур клеток, реагентов при микробиологических исследованиях; предупреждение биодеградации (разрушения) лекарственных, диагностических, продовольственных и других материалов.

Стерилизации подвергают медицинский инструментарий и аппаратуру, лекарственные и диагностические препараты, перевязочный и шовный материал, бельё, предметы ухода за больными, питательные среды, лабораторную посуду.

Процесс стерилизации состоит из следующих этапов: дезинфекция; очистка; сборка, группировка и размещение в стерилизаторе; собственно стерилизация; сушка; контроль за стерилизацией; хранение стерилизованных материалов.

Антисептика противогнилостный метод лечения, т.е. комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на уничтожение микробов в ране, очаге инфекции, организме в целом. Её принципы были введены в медицину в 1846 году венгерским акушером И. Земмельвейсом.

С целью антисептики используют химические и биологические антисептики (бактериофаги и препараты из бактерий антагонистов), физические и механические факторы (хирургическая обработка, промывание, дренирование, сорбция).

Антисептики не должны обладать общетоксическим, органотропным, аллергическим, мутагенным, онкогенным, тератогенным и раздражающим действием.

Антисептики должны обладать высокой противомикробной активностью, хорошо переноситься кожей и слизистыми оболочками, хорошо растворяться в липидах и плохо или умеренно в воде, они должны локализировать инфект в ране и предупреждать его проникновение в лимфу и кровь; предупреждать адгезию микробов; подавлять факторы патогенности микробов, усиливать действие антибиотиков и различных физических факторов.

Асептика – безгнилостный способ лечения, т.е. система профилактических мероприятий, исключающих возможность инфицирования ран, органов, тканей при лечебно-диагностических манипуляциях (операциях, перевязках, эндоскопии).Основные принципы асептики разработал в1867 году английский хирург Д.Листер, предложивший для обеззараживания воздуха. Операционного поля, рук хирурга и раневой повязки 2-5% раствор карболовой кислоты. Закон асептики, сформулированный в 1890 году немецким хирургом Э.Бергманном, требует стерилизации инструментов, перевязочного материала, приборов, специальной обработки рук хирурга и соблюдения санитарно-гигиенических мероприятий.

В комплекс асептических мероприятий входят различные методы стерилизации, механическая и химическая очистка, дезинфекция, герметизация, изоляция (кювез для новорожденных, бокс). Эти методы применяют при хирургических операциях, приёме родов, парентеральном введении лекарств, стерилизации питательных сред, приготовлении стерильных лекарственных форм.

Дата добавления: 2014-01-20