|
|
ЕПІЗООТОЛОГІЯ З МІКРОБІОЛОГІЄЮ I частина Електронний посібник |
||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
|
9.1. Вплив зовнішніх факторів на мікроорганізми 9.1.3. Вплив біологічних факторів 9.2. Протимікробні заходи у лікуванні й профілактиці інфекційних хвороб
9.3. Основні методи стерилізації 9.1. Вплив зовнішніх факторів на
мікроорганізми Збереження життєздатності мікроорганізмів у довкіллі, зокрема і в лабораторних умовах, пов'язано з
впливом на них фізичних, хімічних і біологічних факторів. Сприятлива чи
згубна дія останніх залежить як від природи самого фактора, так і від
властивостей мікроба. У порівнянні з рослинами і тваринами мікроби мають
більшу стійкість до температури, тиску, променистої енергії,
поверхнево-активних речовин, фенолів, солей важких металів, різних
дезінфікуючих розчинів тощо. До таких факторів належать температура,
висушування, рН,
випромінювання, механічний струс, тиск, ультразвук. Стосовно мікроорганізмів розрізняють три
кардинальних точки – температурний максимум, оптимум і мінімум. Залежно від
цих параметрів виділяють три групи мікроорганізмів – термофіли, мезофіли і психрофіли.
Для термофілів (теплолюбних) зона оптимального росту лежить у межах
50–60 °С, температурний максимум – 75 °С, а мінімум – 45 °С. Медичного
значення термофіли не мають, оскільки не здатні розмножуватись в організмі
людини. Мезофіли проживають переважно в тілі теплокровних тварин. Оптимальна
температура їх росту – 30–37 °С, максимальна – 43–45 °С, мінімальна – 15–20
°С. До мезофілів належить більшість збудників інфекційних хвороб. Психрофіли (холодолюбні) мають зону оптимального росту
від 10 до 15 °С, температурний максимум – 25–30 °С і мінімум – 0–5 °С. Це,
здебільшого, вільноіснуючі бактерії. Високі температури згубно діють на мікроорганізми. Більшість аспорогенних бактерій гине за температури 60–80 °С
упродовж години, за температури 100 °С – миттєво. Спори і цисти значно
стійкіші до температурного фактору, вони гинуть за температури 100 °С
упродовж – 2–6 годин. Низькі температури бактерії переносять легко. Музейні
штами мікроорганізмів у лабораторних умовах зберігаються в ліофілізованому стані роками. Пошкоджувальна
дія високих температур пояснюється швидкою денатурацією білків і ферментів,
а низьких – зупиненням метаболізму клітин і розривом їх мембран кристаликами
льоду.
Висушування. Ріст і розмноження мікроорганізмів відбувається в
середовищах, багатих на воду. Зменшення вологості призводить до переходу
бактерій у фазу спокою, а потім і до відмирання. Висушування впливає згубно
на більшість бактерій, хоч і не в однаковій мірі. Спори бактерій дуже стійкі
до висушування і можуть зберігатись у зовнішньому середовищі роками (збудник
сибірки, правця, ботулізму тощо). Порівняно стійкі до висушування палички
туберкульозу, актиноміцети, гриби, вірус віспи. Дуже чутливі до нього нейсерії, спірохети, віруси грипу, парагрипу і герпесу.
На практиці висушування використовують для консервування м’яса, риби, овочів,
фруктів, лікувальних трав тощо. Для зберігання виробничих і музейних культур
мікробів застосовують метод ліофільного висушування (під вакуумом за низьких
температур). Тиск, ультразвук, механічний струс. Дія високого атмосферного тиску
навіть до десятків тисяч кПа не спричиняє суттєвого впливу на бактерії.
Морські мікроорганізми живуть на глибині до 10 000 м. Ультразвук має згубний вплив на бактерії, що
використовують для стерилізації харчових продуктів, виготовлення вакцин та
інших бактерійних препаратів. Певні частоти ультразвуку викликають
денатурацію ферментів, руйнування органел мікробних клітин. Негативно
заряджені іони також згубно діють на мікроорганізми. Сильну бактерицидну дію
викликає і електрогідравлічний ефект, що виникає
в рідинах під час потужних електричних розрядів. Це може бути використано для
обробки кормових дріжджів з метою отримання кормового білка, для стерилізації
соків, молока, знешкодження стічних вод, дегельмінтизації гною тощо.
Механічний струс також викликає загибель вегетативних форм мікробів. Іонізуюча радіація, УФО. Багато видів випромінювання мають стерилізуючу або бактерицидну дію. Сонячне проміння
згубно впливає на мікроорганізми, крім зелених і пурпурових сіркобактерій.
Прямі сонячні промені вбивають більшість мікробів за кілька годин.
Хвороботворні бактерії чутливіші до дії світла, ніж
сапрофіти. Більш сильну бактерицидну дію мають ультрафіолетові промені. Їх
використовують для стерилізації повітря операційних, пологових палат, боксів
тощо. Ультрафіолетові промені діють на генетичний матеріал клітин. Під їх
впливом віруси швидко інактивуються. Джерелом цих
променів є бактерицидно-увіолеві лампи (БУВ-15, БУВ-30). Іонізуюче випромінювання (альфа-,
бета-, гамма- і нейтронне) також має згубний вплив на бактерії та віруси. Ним
стерилізують харчові продукти, обробляють біологічні препарати (вакцини,
сироватки), планшети для імунологічних та серологічних досліджень.
Хімічні речовини по-різному діють на бактерійні клітини. Вони можуть
ушкоджувати клітинну стінку, підвищувати проникливість мембрани, блокувати
біохімічні реакції, окислювати ферменти й метаболіти, розчиняти ліпідні
сполуки, ушкоджувати генетичний матеріал тощо. У малих концентраціях хімічна
речовина може бути живленням для бактерій, а у великих – проявляти згубну дію.
Наприклад, сіль NaCl
у малих кількостях додають у живильні середовища. Існують також галофільні мікроорганізми, що віддають перевагу солоному
середовищу. У великих концентраціях NaCl затримує
розмноження мікроорганізмів. Для прикладу можна навести консервування в
побуті: за недостатньої кількості солі балони з овочами можуть «вибухати». Багато хімічних речовин використовуються як дезінфікуючі засоби – це
феноли, солі важких металів, кислоти, луги. До найрозповсюдженіших дезрозчинів відносять хлорвмісні
сполуки: хлорне вапно, хлорамін Б, дихлор-1, сульфохлорантин,
хлорцин і ін. Активність дезінфікуючих речовин не
однакова і залежить від часу експозиції, концентрації, температури. Як
контрольні мікроорганізми для вивчення дії дезрозчинів
використовують S. typhi і S. aureus.
Для дезінфекції можуть використовуватися кислоти; наприклад 40 % розчин
оцтової кислоти для знезаражування взуття. Деякі хімічні речовини використовуються як антисептики. Антисептики – це протимікробні речовини, що використовуються для
обробки біологічних поверхонь. Антисептика
– це комплекс заходів, спрямованих на знищення мікробів в організмі, на
попередження і ліквідацію запального процесу.
9.1.3. Вплив біологічних факторів Серед біологічних факторів, які негативно впливають на мікроорганізми,
важливе значення мають антагоністичні взаємовідносини між ними. Одні види можуть пригнічувати життєдіяльність інших і навіть
викликати їх загибель. Це явище дістало назву мікробного антагонізму.
Тут має значення зниження запасу живильних речовин, зміна рН
середовища, пригнічення ферментативних процесів, виділення
мікробами-антагоністами сильнодіючих речовин типу антибіотиків, бактеріоцинів,
ферментів, згубно діючих на інші види. Так, наприклад, хвороботворні
бактерії, потрапляючи в ґрунт, воду, не витримують довготривалої конкуренції
з численними сапрофітами і через деякий час гинуть. Серед представників
нормальної мікрофлори людини чи тварини є дуже багато видів-антагоністів, які
захищають різні біотопи і весь організм в цілому від проникнення і шкідливої
дії патогенних мікроорганізмів. Крім того, найпростіші «пожирають мікробів як
свою здобич». Одним із сильнодіючих біологічних факторів на мікроорганізми є бактеріофаг, який відіграє важливу роль в очищенні різних
об’єктів зовнішнього середовища від багатьох видів бактерій. 9.2. Протимікробні заходи у лікуванні й
профілактиці інфекційних хвороб Головне у боротьбі з інфекційними хворобами – профілактика. У зв’язку з
цим у діяльності лікувальних закладів важливе значення має попередження
проникнення збудників захворювань в організм людини або тварини. Це
проводиться добре розробленими й апробованими методами мікробної деконтамінації. Основні з
них - стерилізація, дезінфекція, антисептика і асептика.
Стерилізація (знезараження, знепліднення) –
повне знищення вегетативних і спорових форм
усіх мікроорганізмів на певних предметах, матеріалах, живильних середовищах. Поняття «стерилізація» ширше від поняття
«дезінфекція», оскільки під час останньої знищують тільки патогенних
мікробів. Розрізняють такі види стерилізації: прожарювання в полум’ї
пальника, кип’ятіння, текучою парою, парою під тиском в автоклаві, сухим
жаром, пастерізація, тиндалізація,
хімічна, холодна (механічна) стерилізації. Стерилізують інструменти, перев’язний і шовний матеріал, операційну
білизну, лікарські препарати. У мікробіологічних лабораторіях – живильні
середовища, пробірки, піпетки, колби, чашки Петрі тощо. Стерилізація парою
під тиском більш ефективна, ніж дія сухого жару. Пастеризація – звільнення
харчових продуктів і напоїв від вегетативних форм патогенних і умовно-патогенних
бактерій прогріванням їх за температури 70–80 °С. Об’єкти, які не витримують
високих температур, стерилізують багаторазово текучою парою в автоклаві (100
°С), або нагріванням на водяній бані за 60–80 °С. Хімічну стерилізацію
здійснюють у закритих контейнерах парами формальдегіду, хлороформу. Для
стерилізації предметів одноразового користування під час їх виробництва на
заводах використовують гамма-опромінення. Дезінфекція – сукупність фізичних, хімічних
і механічних способів знищення вегетативних і спорових форм патогенних і
умовно-патогенних мікроорганізмів. Її мета – попередити передачу збудників від хворого до
здорового через різноманітні об’єкти зовнішнього середовища. Для стерилізації
частіше використовують дію високих температур, для дезінфекції – хімічні
речовини з широким спектром протимікробної дії (дезінфектанти), часто в
комбінації з поверхнево-активними речовинами (детергентами) та діянням високої
температури (наприклад, у пароформалінових
камерах). У практиці боротьби з інфекційними хворобами масштаби використання
методів дезінфекції у багато разів переважають такі ж щодо стерилізації.
Розрізняють два види дезінфекції –
профілактичну і вимушену (в епізоотичному вогнищі). Остання в свою чергу
поділяється на поточну й заключну. Одночасно з дезінфекцією в епізоотичних вогнищах
проводять також знищення комах – переносників збудників (дезінсекція) і ліквідацію
гризунів як можливого резервуару інфекції (дератизація). Антисептика – комплекс лікувально-профілактичних заходів, спрямованих на знищення
або пригнічення росту мікробів у рані, на поверхні шкіри чи слизових
оболонок. Великий український хірург М.І. Пирогов вперше використав
антисептичні засоби (хлорну воду, срібло, йод) для протигнильного лікування
ран (1865) і висловив геніальну на той час думку, що нагноєння ран викликають
“госпітальні міазми” (живі збудники). Згодом англійський хірург Джозеф Лістер (1867) описав основні принципи попередження
інфікування ран, відкривши нову “антисептичну” еру в хірургії. Як антисептик
він використовував розчин карболової кислоти. Антисептика відіграла позитивну
роль, знизивши кількість ускладнень в операційних ранах, але хімічні
препарати, знищуючи ранову мікрофлору, шкідливо впливали на живі тканини.
Асептика – система профілактичних заходів, спрямованих проти проникнення
мікробів у рану, тканини, органи, порожнини. Запровадив і ввів її в хірургію
німецький вчений Е. Бергман (1897). Інструменти, перев’язний і шовний матеріал, халати, шапочки, маски, рукавички, дренажні
протези, розчини ліків стерилізують. Руки хірургів, акушерів, операційне поле
ретельно обробляють антисептиками за допомогою спеціальних методів. Повітря
операційних, маніпуляційних кабінетів і все, що в
них знаходиться, дезінфікують. Будь-які оперативні втручання виконують в
умовах бездоганної чистоти. Правила асептики мають важливе значення і в мікробіологічній практиці.
Під час лабораторних досліджень патологічного матеріалу, слід суворо їх
дотримуватись, щоб у досліджуваний матеріал не потрапили сторонні
мікроорганізми. Під час доставки матеріалу в баклабораторію
важливо не допускати його мікробної контамінації. Усім працівникам
лабораторій, в першу чергу лаборантам, необхідно попереджувати забруднення
чистих мікробних культур, живильних середовищ, одягу, робочих місць, меблів.
Усі посіви і пересіви треба проводити в зоні газового (спиртового) пальника.
Ризик мікробної контамінації різних об’єктів значно зменшується під час
систематичної дезінфекції стін, підлоги та робочого місця в боксі, обробки
рук працюючих з антисептиками. 9.3. Основні методи стерилізації Інструменти перед стерилізацією обробляють у такій послідовності:
спочатку їх прополіскують у проточній воді, потім замочують у миючому розчині
15 хв, миють у тому ж розчині 0,5–1 хв., прополіскують проточною і
дистильованою водою, висушують у сушильній шафі за 80-85 °С до повного
зникнення вологи.
Пробірки, флакони, колби закривають ватними тампонами. Пробірки
загортають у папір по 25–30 шт., а чашки Петрі по 4–5 шт., або вміщують у
стерилізаційні коробки (бікси). Пастерівські й градуйовані піпетки з широкого
кінця затикають ватою, обгортають папером або вміщують у картонні чи металеві
пенали по 10–15 шт. Живильні середовища в колбах, флаконах, пробірках
також закривають корком. У лабораторній практиці використовують такі види стерилізації: а) висока
температура; б) механічна (холодна); в) хімічні речовини і гази. Існує багато способів стерилізації за допомогою високої температури. 1. Прожарювання в полум’ї пальника – швидкий і абсолютно надійний спосіб.
Ним стерилізують бактерійні петлі, пінцети, предметні й покривні скельця. 2. Стерилізація сухим жаром в сухожаровій шафі
проводять за 160 °С упродовж 150 хв, або за 180 °С – 60 хв після досягнення
заданої температури. Стерилізують переважно скляний посуд. 3. Кип’ятіння упродовж 40 хв у спеціальних стерилізаторах використовують
для обробки хірургічних інструментів, шприців, голок, гумових пробок, трубок.
Для підвищення температури кипіння й усунення жорсткості води додають 1 %
бікарбонату натрію. Цей метод не забезпечує повної стерилізації оскільки
спори деяких видів бацил і клостридій витримують
кип’ятіння упродовж декількох годин.
4. Стерилізація парою під тиском – найбільш надійний метод повного знищення
бактерій та їх спор. Вона досягається дією пари, температура якої під тиском
вища, ніж під час кип’ятіння. Таку стерилізацію проводять в автоклаві. Це двостінний міцний металевий котел
циліндричної форми з кришкою, яка герметично закривається. Воду в котел
заливають через спеціальну лійку й нагрівають за допомогою електричного
струму. Сучасні автоклави мають манометри і автоматичні регулятори увімкнення
і вимкнення струму, тримаючи заданий тиск, а отже й задану температуру
всередині автоклава. Робота з ним вимагає суворого дотримання правил безпеки,
які викладені в інструкції до кожного автоклава. У автоклаві за температури 120 °С упродовж 20 хв стерилізують прості
живильні середовища (МПБ, МПА), ізотонічні розчини, білизну, перев’язний
матеріал, а за 134 °С – знешкоджують заразні матеріали, відпрацьовані
культури бактерій упродовж 40 хв. Середовища з вуглеводами не витримують
такої обробки, тому що вони карамелізуються, у
зв’язку з чим їх стерилізують текучою парою. Для перевірки надійності роботи автоклавів і ефективності стерилізації
застосовують хімічний і біологічний контроль. Є хімічні речовини, які мають
певну температуру плавлення: сірка – 119 °С, бензойна кислота – 120–122 °С, бетанафтол – 123 °С, манноза і
сечовина – 132–133 °С. Саме за таких температур найчастіше здійснюють
стерилізацію. Названі хімічні речовини вміщують у скляні трубки, додають невелику
кількість анілінового барвника, запаюють і кладуть між об’єктами, що
стерилізуються. Рівномірне забарвлення препарата в
трубці свідчить про належну температуру в автоклаві, а отже й надійність
стерилізації. Під час біологічного контролю в автоклав вміщують пробірку з
споровою культурою. Якщо після стерилізації висів із пробірки не дав росту,
це свідчить про загибель спор. Є відповідний контроль і для перевірки сухожарової стерилізації.
5. Стерилізація текучою парою (100 °С) проводиться в автоклаві з незагвинченою
кришкою. Під час нагрівання пара проникає між вкладеними об’єктами й
стерилізує їх. Таким способом обробляють середовище з вуглеводами. Оскільки
одноразова дія пари не вбиває спори, вживають роздрібну стерилізацію – 3 дні
підряд по 30 хв. Ті спори, які не загинули під час першого нагрівання,
проростають до наступного дня у вегетативні клітини й гинуть під час другої і
третьої обробки. Для тих речовин, які не витримують 100 °С (білкові рідини,
вітаміни, деякі ліки), вживають так звану тиндалізацію
– стерилізацію на водяній бані за 58–60 °С упродовж однієї години 5–6 днів
підряд. 6. Пастеризація – термічна обробка молока, пива, вина, різних соків за 70
°С упродовж 30 хв або за 80 °С – 5–10 хв. Цей спосіб вперше запропонував
Пастер для знищення безспорових форм мікробів,
переважно патогенних і умовно-патогенних видів. Спори при цьому залишаються
живими. Пастеризовані продукти зберігаються на холоді. 7. Згортання (ущільнення) сироватки і яєчних середовищ із одночасною їх
стерилізацією проводять у спеціальних згортувачах
Коха з електричним підігрівом. Асептично
приготовлені сироватки та яєчні середовища у нахиленому положенні прогрівають
однократно за 80–90 °С одну годину. За підозри на мікробну контамінацію їх
прогрівають за тієї ж температури три дні підряд. 8. Механічна (холодна) стерилізація проводиться за допомогою фільтрування
через дрібнопористі фільтри. Її використовують для відокремлення бактерій від
токсинів, вірусів, бактеріографів. У лабораторіях
найчастіше використовують фільтри Зейтца.
Фільтрування проводять через азбестові пластинки, які вміщують між
циліндричною й опорною частиною металевого корпусу апарата Зейтца. Обидві частини з’єднують гвинтами. Зібраний
фільтр вставляють у гумовий корок колби з боковим відростком. Повністю змонтований
фільтр загортають у папір і стерилізують в автоклаві. Рідину для фільтрування
наливають у металевий циліндр, з’єднують боковий відросток колби з
розріджуваним насосом, щоб створити вакуум у колбі й прискорити фільтрування.
Фільтрат з колби набирають стерильною піпеткою і досліджують. Хімічним способом стерилізують вироби з гумових і полімерних матеріалів.
Для цього використовують 6 % розчин перекису водню, в який
занурюють вироби на 6 год. за 18 °С і на 3 год за 50 °С. Можна застосувати
розчин декасана
з експозицією 45 хв за 18 °С. Після закінчення стерилізації вироби двічі
занурюють у стерильну дистильовану воду, кожного разу змінюючи її, переносять
корнцангом у стерильний бікс. Газовий метод стерилізації проводять парами формальдегіду, хлороформу, окисом етилену. 1.Назвіть фізичні фактори впливу на мікроорганізми? 3. Що таке мікробний антагонізм? |
|||||||||||||||||||||
