Типичные причины гибели бактерий

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Типичные причины гибели бактерий

Cтраница 1

Фотодинамическая гибель бактерий наблюдается при наличии света, кислорода, а также эндогенного или экзогенного фотосенсибилизатора.

Свет поглощается сенсибилизирующим пигментом, который подвергается межсистемным превращениям и переходит в более долгоживущее, но все еще высокоэнергетическое триплетное состояние.

Образовавшийся синглетный кислород может окислить любую подходящую акцепторную молекулу, например молекулу ненасыщенной жирной кислоты.

РџСЂРё этом образуются перекиси, которые РјРѕРіСѓС‚ вызвать обширные, Р° РёРЅРѕРіРґР° Рё летальные повреждения чувствительных внутриклеточных процессов.  [1]

Скорость гибели бактерий РІ природных реках РІ значительной степени зависит РѕС‚ гидравлических Рё биологических характеристик реки.  [2]

Размножение Рё гибель бактерий подчиняются логарифмическому закону; ошибка составляет постоянную часть РѕС‚ плотности бактерий.  [4]

Обратите внимание

Они вызывают гибель бактерий и спор в течение минутного облучения.

Лучи с длиной волн до 8000 А ( видимая часть спектра) оказывают уже меньшее бактерицидное действие, а свыше 8000 А ( инфракрасные лучи) безвредны.

 [5]

Обратите внимание

Они вызывают гибель бактерий и спор в течение минутного облучения.

Лучи с длиной волн до 8000 А ( видимая часть спектра) оказывают уже меньшее бактерицидное действие, а свыше 8000 А ( инфракрасные лучи) безвредны.

Р’ практике применяются бактерицидные ультрафиолетовые лампы для дезинфекции РІРѕР·РґСѓС…Р° РІ лечебных Рё детских учреждениях, РїСЂРё микробиологических исследованиях.  [6]

Основная причина гибели бактерий – это механическое Рё химическое воздействие, являющееся следствием быстроперемен-РЅРѕРіРѕ давления.

Бактерии погибают Рё РІ том случае, РєРѕРіРґР° содержащая РёС… РІРѕРґР° находится РІ целлофановом или металлическом контейнере, опущенном РІ жидкость, РІ которой производятся разряды. Установлено [22], что РїРѕРґ воздействием семи разрядов погибает около 90 % организмов РјРѕСЂСЃРєРѕРіРѕ планктона, Р° минимальная энергия разряда, РїСЂРё которой существенно уменьшается обрастание РІРѕРґРѕРІРѕРґРѕРІ – 1000 РґР¶.  [7]

Полагают, что гибель бактерий обусловлена механическим разрушением клеток РїРѕРґ влиянием условий, создаваемых ультразвуком. Нарушение жизненных функций клетки вызывается главным образом распадом белкового вещества протоплазмы.  [8]

Важно

Аэробная стабилизация обеспечивает гибель бактерий Coli более чем РёР° 95 %, РЅРѕ яйца гельминтов РїСЂРё этом РЅРµ погибают. Поэтому аэробно стабилизированные осадки необходимо обеззараживать.  [9]

Для того чтобы предотвратить гибель бактерий РѕС‚ РёРјРё же выделяемых кислот, используют либо несбраживаемые вещества ( РїСЂРё длительном культивировании), либо забуференные среды. Определенное буферное действие ( хотя Рё слабое РїСЂРё СЂРќ больше 7 2) оказывают неорганические фосфаты. РџСЂРё более сильном выделении кислот рекомендуется добавлять карбонат кальция или, если присутствие нерастворимых компонентов РІ среде нежелательно, бикарбонат натрия.  [10]

Аэробный минерализатор.  [11]

РџСЂРё аэробной стабилизации РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ гибель бактерий коли более чем РЅР° 95 %, РЅРѕ яйца гельминтов РїСЂРё этом РЅРµ погибают, поэтому осадки после аэробной стабилизации необходимо обеззараживать.  [12]

Давно замечено бактерицидное ( вызывающее гибель различных бактерий) свойство серебра и его солей.

Например, РІ медицине раствор коллоидного серебра ( колларгол) применяют для промывания гнойных ран, мочевого пузыря РїСЂРё хронических циститах Рё уретритах, Р° также РІ РІРёРґРµ глазных капель РїСЂРё гнойных конъюнктивитах Рё бленнорее. Р’ разбавленных растворах ( 0 1 – 0 25 % – ные) его используют как вяжущее Рё противомикробное средство для примочек, Р° также РІ качестве глазных капель.  [13]

Р’ настоящее время предполагается, что гибель бактерий РїСЂРё хлорировании РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ результате РїСЂСЏРјРѕРіРѕ взаимодействуя хлора Рё его активных соединений СЃ органическим веществом клетки. Важное значение придается также взаимодействию хлорноватистой кислоты СЃ ферментами бактериальной клетки, которые существенно важны для обмена веществ РІ ее организме.  [14]

Теперь предположим, что РІ результате гибели бактерий, разбавления или очистки РІРѕРґС‹ количество бактерий, напоминающих кишечную палочку, сократилось РґРѕ 50 РЅР° 1 РјР» РІРѕРґС‹.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id641013p1.html

Для чего бактериям споры

Категория: Плоды

Основными причинами, вызывающими порчу свежих плодов и овощей, являются повреждения, вызванные микроорганизмами. На поверхности замороженных плодоовощных продуктов обнаруживаются, главным образом, те же виды микроорганизмов, что и на свежих.

Кроме того, дополнительно были установлены почвенные и водные микроорганизмы, попадающие на продукцию при переработке. Микроорганизмы относительно легко приспосабливаются к различным неблагоприятным условиям, в том числе и к низким температурам.

Установлено, что некоторые виды болезнетворных бактерий остаются жизнеспособными при температурах от -20 до -45°С. Однако в замороженных продуктах никогда не отмечалось развития патогенных микроорганизмов.

Совет

Замораживание по-разному влияет на разные виды микроорганизмов. При температуре ниже -10°С микроорганизмы развиваться не могут, большинство психрофильных микроорганизмов прекращает жизнедеятельность при температурах ниже -5…-7°С. Наиболее устойчивыми к низким температурам считаются плесневые грибы и дрожжи.

Наиболее чувствительны к отрицательным температурам не образующие спор бактерии. Однако полного отмирания всех микроорганизмов при замораживании практически не происходит.

Например, количество спор грибов при хранении замороженных продуктов при -12°С в течение 114 дней снижалось с 10 млн единиц на 1 см2 до нескольких единиц, которые оставались жизнеспособными и могли размножаться в благоприятных условиях. На гибель микроорганизмов при замораживании в первую очередь влияют температура и время замораживания, а также кислотность среды.

Лучше всего микроорганизмы выживают в нейтральной или слабощелочной среде. Медленное замораживание вызывает более активную гибель микроорганизмов, чем быстрое, так как в них так же образуются крупные кристаллы льда, разрушающие протоплазму и клеточные оболочки. При температуре -4°С микроорганизмы погибают в большей степени, чем при -15°С и при -24°С.

Установлено, что бактерии выживали при длительном хранении (220 дней) при отрицательных температурах. При -10°С выживаемость составила 2,5%, при -15°С — 8,2%, при -20°С — 53%. Некоторые виды микроорганизмов выдерживают многократное замораживание и оттаивание.

При производстве многих быстрозамороженных плодов и овощей применяется бланширование, в результате которого создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов.

При медленном охлаждении продукции, а также за счет того, что при бланшировании снижаются естественные защитные реакции самих растительных тканей, микроорганизмы получают хорошую питательную среду для жизнедеятельности.

Поэтому бланшированные плоды нужно подвергать быстрому охлаждению до температуры ниже 5°С и быстрому замораживанию. Чем выше скорость замораживания, тем ниже степень обсемененности продукции микроорганизмами.

Обратите внимание

Микроорганизмы, сохранившиеся в замороженной продукции, после оттаивания могут развиваться и служить причиной ее порчи.

Длительное оттаивание замороженных плодов и овощей создает благоприятные условия для развития психрофильных дрожжей, плесеней и молочнокислых бактерий.

Считается, что при температуре от -10°С до +3°С могут развиваться сапрофитные психрофильные микроорганизмы, вызывающие порчу продукции. При низких положительных температурах (+3°С и выше) могут начинать медленно развиваться патогенные микроорганизмы.

При изготовлении консервов или соков из замороженных фруктов или полуфабрикатов необходимо учитывать, что добавление небольших количеств сахара повышает выживаемость микроорганизмов. Добавление поваренной соли в концентрации до 3% оказывает на бактерии защитное влияние, повышение концентрации соли вызывает осмотическую деструкцию микроорганизмов.

Анализируя известные сведения, ученые пришли к выводу, что температура хранения замороженной плодоовощной продукции, предупреждающая развитие эпифитной микрофлоры, должна быть не ниже -18°С.

Некоторые бактерии обладают способностью образовывать споры. Это относится, прежде всего, к палочковидным формам; у кокков спорообразование встречается редко, а для вибрионов и спирилл оно отсутствует.

Процесс спорообразования заключается в том, что в определенном месте бактериальной клетки цитоплазма начинает сгущаться, затем этот участок покрывается довольно плотной оболочкой. Остальная часть клетки постепенно разрушается.

Таким образом, бактериальная клетка в течение нескольких часов превращается в спору.

Важно

В бактериальной клетке спора может располагаться центрально, на конце или занять промежуточное положение (субтерминальное). Споры различных видов имеют неодинаковую форму. Они могут быть шаровидными, овальными. Иногда диаметр спор превышает толщину клетки, и это приводит к ее деформации — вздутию.

Эти особенности спорообразования у различных бактерий являются довольно постоянными признаками и часто используются в диагностике, т. е. при распознавании бактерий. Спорообразование стимулируется наступлением неблагоприятных для развития условий, обеднением питательной среды.

Жизненные процессы обменного характера, например, дыхание, хотя и происходят в спорах, но, крайне замедленно.

Споры более устойчивы, чем вегетативные формы этих же бактерий, к действию проникающей радиации, ультразвука, высушиванию, замораживанию, разрежению, гидростатическому давлению, действию ядовитых веществ и др.

Споры некоторых бактерий остаются жизнеспособными даже после нахождения в течение 20 мин в кипящей концентрированной кислоте.

Устойчивость спор повышается при их предварительном обезвоживании.

Термостойкость спор можно объяснить сравнительно невысоким содержанием свободной воды в цитоплазме (по некоторым данным, всего 40 %) и относительно большим содержанием сухого вещества (в основном белка). Плотная, многослойная оболочка хорошо защищает споры от проникновения вредных веществ.

Благодаря способности к образованию спор, обладающих исключительно высокой устойчивостью к внешним воздействиям, спорообразующие бактерии остаются жизнеспособными при крайне неблагоприятных условиях.

Подавление жизнеспособности и уничтожение спорообразующих бактерий являются одной из основных практических задач консервной промышленности, переработки и хранения сельскохозяйственных продуктов.

Совет

Споры являются особой, устойчивой формой существования бактерий, способствующей сохранению данного вида. Спорообразование у бактерий не связано с размножением, так как бактериальная клетка способна образовывать лишь одну спору.

Если споры попадают в благоприятные условия, каждая из них в течение нескольких часов превращается в обычную (вегетативную) бактериальную клетку. Вначале лопается оболочка споры, а затем в этом месте появляется проросток клетки, постепенно превращающийся в нормальную клетку.

Прорастание длится несколько часов. В практике нередко приходится наблюдать так называемые «дремлющие» споры.

Это те, которые отстают от общей массы в скорости прорастания и, сохраняя жизнеспособность в течение долгого времени, могут прорастать постепенно через продолжительные сроки, исчисляемые временем от нескольких суток до многих лет.

Способность к образованию спор учитывается в систематике бактерий, при выборе методов стерилизации пищевых продуктов, оборудования, инвентаря. Спорообразование может утрачиваться при частых пересевах бактерий на свежую среду, культивировании их при высоких температурах.

Размножение бактерий

Известно много способов размножения, наблюдаемых у различных бактерий. У подавляющего числа представителей этой группы микроорганизмов размножение осуществляется путем деления клеток на две части.

В средней части физиологически подготовленной к размножению клетки за счет впячивания цитоплазматической мембраны образуется поперечная перегородка. Расщепляясь, она разделяет клетку на две половинки. Образовавшиеся новые клетки могут быть несколько неодинаковыми по размеру, так как перегородка не всегда проходит посередине материнской клетки.

Кокки в процессе размножения последовательно делятся в одной, двух или трех взаимно перпендикулярных плоскостях. После деления они остаются в той или иной мере скрепленными друг с другом, в результате чего возникают сочетания кокков, отличающиеся по взаимному расположению (см. рис.

Обратите внимание

1): диплококки — парные кокки; стрептококки — цепочки кокков; тетракокки — по четыре кокка; сарцины — в форме правильных тючков по 8, 16 шт.; стафилококки — скопления, напоминающие грозди винограда. При очень слабой связи или ее отсутствии между возникающими при делении клетками образуются микрококки, во взаимном расположении которых нет никаких закономерностей.

Они расположены поодиночке или в виде случайных скоплений по несколько экземпляров.

Палочки (бактерии, бациллы), подобно коккам, могут располагаться парами по длине — диплобактерии и цепочками — стрептобактерии.

Большинство же палочек располагается одиночно, беспорядочно. По внешним очертаниям отдельные представители палочковидных заметно отличаются друг от друга. Известны палочки строго цилиндрической формы, бочковидные, с резко обрубленными, вогнутыми или заостренными концами и др.

Размножение делением не сводится только к удвоению числа клеток. Структурные элементы и вещества материнской клетки еще и перераспределяются между возникающими новыми клетками.

Большая часть клеток нового поколения наследует бездефектные структуры родительских организмов, вторая — менее полноценные. В связи с таким распределением по прошествии нескольких циклов деления образуется какое-то количество нежизнеспособных клеток.

Установлено, что доля таких клеток, приходящаяся на каждый цикл деления, составляет примерно 10 % общего числа.

Бактерии обладают большой скоростью размножения, которая зависит от условий питания, температуры, доступа воздуха и др.

Важно

При благоприятных условиях клетка может делиться через каждые 20—30 мин, т. е. за сутки может произойти 48—72 цикла удвоения. Из одной клетки за это время возникло бы 4714169·1015клеток, через 36 ч микробная масса составила бы около 400 т.

Если бы размножение постоянно проходило с такой скоростью, то из одной клетки в течение 5 дней могло бы образоваться такое количество клеток, что общий объем их оказался бы равным объему всех морей и океанов.

Практически беспрерывного деления микробов не происходит. Размножению их мешают многие моменты: истощение питательной среды, накопление продуктов собственного обмена и другие физические, химические и биологические факторы внешней среды. Так, при снижении температуры на 10 °С скорость размножения снижается в 2—3 раза.

Попадая в новые условия, на свежий субстрат, микробы не сразу начинают размножаться.

Проходит некоторое время до начала увеличения их числа (фаза задержки роста), в течение которого они приспосабливаются к среде обитания и подготавливают самую среду.

После этого начинается бурное размножение, замедляющееся затем по мере исчерпания питательных ресурсов и накопления продуктов жизнедеятельности бактерий в среде.

Быстрое развитие микробиологической порчи продуктов — скисание, окисление, плесневение, гниение и др. — как раз и объясняется исключительно высокой скоростью размножения бактерий.

Термоустойчивость бактериальных спор и факторы, ее определяющие, были достаточно подробно разобраны в работе Рогачевой «Стерилизация консервов» (1943).

Совет

В силу этого мы считаем возможным не задерживаться на данном вопросе, имеющем для некоторых производств существенное значение.

Термоустойчивоеть бактериальных спор прежде всего зависит от биологических особенностей той или иной культуры. Это можно хорошо иллюстрировать на примере мезофильных бактерий. Так, если при равных условиях опыта споры Bac.

mycoides погибают при 100° в течение 2—3 минут, то для спор Bac. megatherium требуется около 15 минут, а для спор Bac. subtilis — около 10 часов.

У отдельных штаммов одного и того же бактериального вида термоустойчивость спор может значительно варьировать.

Несмотря на только что отмеченное положение, существует общая тенденция, позволяющая утверждать, что с повышением температурного максимума развития у бактерий термоустойчивость их спор возрастает.

Это делает понятным, почему у значительного числа теплрлюбивых бактерий споры обладают чрезвычайно большой устойчивостью к повышенной температуре.

Подобное впечатление сложилось уже у первых исследователей термофильных бактерий.

Термоустойчивость спор термофильных бактерий интересовала весьма многих микробиологов. Этим вопросом занимались Рабинович (1895), Лакса (Laxa, 1898), Самес (Sames, 1900), Блэк и Теннер (Black a. Tanner, 1928) и др.

По свидетельству Бигелоу и Исти (Bigelow a. Easty, 1920), споры даже весьма близких форм термофильных бактерий сильно различаются по их отношению к повышенной температуре.

Обратите внимание

По данному признаку они весьма напоминают мезофильных бактерий. Вместе с тем, среди термофилов нередко обнаруживаются культуры, дающие исключительно стойкие против термического воздействия споры.

Их термоустойчивость намного превосходит споры мезофилов.

Блэк и Теннер, изучавшие значительное число термотолерантных бактерий, имевших температурный оптимум около 55°, установили, что споры разных видов этих микроорганизмов погибали за разный промежуток времени.

Термостабильность отдельных культур термотолерантных бактерий сильно различается, и если некоторые виды погибают при кипячении через 4 минуты, то существуют формы, выдерживающие 100° в продолжение почти 30 часов.

Типичные (стенотермные) термофилы формируют более термоустойчивые споры. Некоторые исследователи, однако, далеко не одинаково обрисовывают их отношение к повышенной температуре. Так, например, время, необходимое для уничтожения спор этих бактерий при кипячении, определяется Христенсеном в 18 часов, Донком — в 17, Блау — в 20, Кроном — в 60 часов, Негром — в 20 минут.

Обобщение литературного материала, сделанное Бигелоу и Исти (1920), позволило им заключить, что споры типичных термофилов погибают лишь после кипячения в продолжение минимум 4 и максимум 54 часов. При 110° для полного их уничтожения требуется нагрев от 30 до 220 минут, а при 120°— от 3 до 20 минут.

Имевшиеся у Фейрера и Дамона (Feirer a. Damon, J.927) термофильные анаэробные бактерии погибали при 120° после 10-минутного прогрева.

В общем, мы вправе заключить, что весьма многие теплолюбивые бактерии образуют исключительно устойчивые к температуре споры.

Надо отметить, что на термоустойчивость спор бактерий сильно влияют условия выращивания культуры. Так, например, споры, полученные при повышенной температуре культивирования, более терморезистентны, чем образовавшиеся при пониженной температуре.

Важно

Робертсон (Robertson, 1927) полагает, что на терморезистентность спор значительно влияют химический состав и осмотические свойства среды, на которых выращивается культура. Стерилизующий эффект сильнее проявляется в кислой среде.

Сильно влияет на устойчивость бактериальных спор к температуре имеющийся в них запас воды. Это хорошо иллюстрируется опытом Люиса (Lewis), показавшим повышение температуры коагуляции альбумина при его обезвоживании.

В силу отмеченного созревшие и обезвоженные споры бактерий более стойки к повышенным температурам. Защитное действие при стерилизации оказывается находящимися в среде коллоидами и жирами.

Все сказанное делает понятным, почему питательные бактериологические среды, прошедшие стерилизацию, иногда остаются нестерильными в отношении термофильных бактерий.

Аналогичные факты отмечаются и в отношении консервной продукции, содержащей всегда некоторый процент нестерильных банок.

Совершенно очевидно, что при определении термоустойчивости спор разных бактерий необходимо соблюдать тождественные условия как в отношении выращивания культур, так и условий прогревания. Лишь при этом можно сопоставлять получаемые результаты.

Следует помнить, что в чистой культуре микроба встречаются клетки как более устойчивые, так и более лабильные к действию внешнего фактора.

Поэтому вымирание бактериальных спор при нагревании следует рассматривать как процесс, идущий во времени.

Совет

Так как при определении термоустойчивости отмечается момент полного вымирания клеток, то получаемые данные характеризуют свойства лишь наиболее устойчивых клеток культуры.

Плотные суспензии бактериальных спор более богаты термоустойчивыми клетками и труднее поддаются стерилизации. Поэтому при установлении термоустойчивости всегда надо работать с бактериальными взвесями тождественной плотности.

Предполагая, что относительная стойкость клеток и спор термофильных бактерий к нагреванию объясняется слабой проницаемостью их мембраны, Крон поставил опыты с весьма различными бактериями. Он сопоставлял действие разных красок на некоторые спороносные и неспороносные мезофилы, а также термофилы.

В результате своих исследований Крон заключает, что проницаемость клеток различных культур мезофильных бактерий более резко отличается, чем проницаемость клеток термо — и мезофилов.

Говоря об отношении спор термофильных бактерий к пониженной температуре, следует отметить, что, по данным Крона, они без существенного ущерба переносят холод.

Сезонные наблюдения, проведенные нами в природной обстановке с почвами, показывают на малую изменяемость числа термофильных бактерий за зимний период. Это определенно подтверждает значительную резистентность зародышей термофильных бактерий к пониженным температурам.

Источник: https://magictemple.ru/dlja-chego-bakterijam-spory/

Температурные диапазоны гибели микроорганизмов

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 6Следующая ⇒

Споры бактерий гораздо устойчивей к высоким температурам, чем вегетативные формы бактерий. Например, споры бацилл си­бирской язвы выдерживают кипячение в течение 2 часов.

Все микроорганизмы, включая и споровые, погибают при тем­пературе 165-170°С в течение 1 часа.

Действие высоких температур на микроорганизмы положено в основу стерилизации.

Тепловые методы обработки пищевых продуктов

К тепловым методам обработки пищевых продуктов относятся пастеризация и стерилизация. Пастеризация— это способ уничтожения микроорганизмов в жидкостях или пищевых продуктах однократным нагреванием до температуры ниже 100 °С (чаще всего до 60—70 °С) с выдержкой 15—30 мин.

Обратите внимание

Пастеризация применяется для консервирования молока и других продуктов. Стерилизация осуществляется под действием высоких температур, нагретым паром под давлением в автоклавах при температуре 110—120°С или горячим воздухом в сушильном шкафу при температуре 150—160 °С.

При стерилизации происходит полное освобождение продуктов от микроорганизмов и спор в результате их гибели.

Отношение микроорганизмов к низким температурам

Низкие температуры широко применяются в практике хранения продовольственных товаров. Продукты хранят в охлажденном (от 10 до 2°С) и замороженном (от 15 до 30°С) состоянии.

Сроки хранения охлажденных продуктов не могут быть продолжительными, так как развитие на них микроорганизмов не прекращается, а только замедляется.

Замороженные продукты сохраняются более продолжительное время, поскольку развитие на них микроорганизмов исключено. Однако после оттаивания такие продукты могут быстро испортиться вследствие интенсивного размножения сохранивших жизнеспособность микроорганизмов.

Высушивание

Для нормальной жизнедеятельности микроор­ганизмов нужна вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы и нарушается целостность цитоплазматической мем­браны, что ведет к гибели клетки.

Некоторые микроорганизмы (многие виды кокков) под влия­нием высушивания погибают уже через несколько минут.

Более устойчивыми к высушиванию являются возбудители ту­беркулеза, которые могут сохранять свою жизнеспособность до 9 месяцев, а также капсульные формы бактерий.

Важно

Особенно устойчивыми к высушиванию являются споры. На­пример, споры возбудителя сибирской язвы могут сохраняться в почве более 100 лет.

Для хранения микроорганизмов в музеях микробных культур и изготовления сухих вакцинных препаратов из бактерий применя­ется метод лиофильной сушки.

Сущность метода состоит в том, что в аппаратах для лиофиль­ной сушки – лиофилизаторах микроорганизмы сначала заморажи­вают, а потом высушивают при положительной температуре в ус­ловиях вакуума.

При этом цитоплазма бактерий замерзает и пре­вращается в лед, а потом этот лед испаряется и клетка остается жива (переход воды из замороженного состояния в газообразное, минуя жидкую фазу – сублимация).

Замороженные бактерии (I этап лиофильного высушивания)

А) Б)

Образование внеклеточного(а)и внутриклеточного(б) льда при лиофильном высушивании бактерий

При правильном лиофильном высушивании микробные клетки переходят в состояние анабиоза и сохраняют свои биологические свойства в течение нескольких лет.

А) б)

Лифильно высушенные живая(а)и погибшая(б)бактерии

Если режим лиофильного высушивания не соблюдался (а для разных видов бактерий он различен), то клеточная стенка у бакте­рий разрывается и они гибнут.

Лучистая энергия

Существуют разные формы лучистой энер­гии, характеризующиеся различными свойствами, силой и харак­тером действия на микроорганизмы.

В природе бактериальные клетки постоянно подвергаются воз­действию солнечной радиации.

Совет

Прямые солнечные лучи губительно действуют на микроорга­низмы. Это относится к ультрафиолетовому спектру солнечного света (УФ-лучи).

Вследствие присущей УФ-лучам высокой химической и биоло­гической активности, они вызывают у микроорганизмов инактива­цию ферментов, коагуляцию белков, разрушают ДНК в результате чего наступает гибель клетки. При этом обеззараживается только поверхность облученных объектов из-за низкой проникающей спо­собности этих лучей.

Патогенные бактерии более чувствительны к действию УФ-лу­чей, чем сапрофиты, поэтому в бактериологической лаборатории микроорганизмы выращивают и хранят в темноте.

Опыт Бухнера показывает, насколько УФ-лучи губительно дей­ствуют на бактерии: чашку Петри с плотной средой засевают сплошным газоном. Часть посева накрывают бумагой, и ставят чашку Петри на солнце, а затем через некоторое время (15-30 мин) ее ставят в термостат.

Прорастают только те микроорганизмы, которые находились под бумагой. Поэтому значение солнечного света для обеззараживания ок­ружающей среды очень велико.

Напольная

Бактерицидные лампы

Бактерицидное действие УФ-лучей используют для стерилиза­ции закрытых помещений: операционных, микробиологических боксов, учебных аудиторий кафедры микробиологии. Для этого применяют бактерицидные лампы ультрафиолетового излучения с длиной волны 200-400 нм.

На микроорганизмы оказывают влияние и другие виды лучи­стой энергии – это рентгеновское излучение, α-, β- и γ-лучи, кото­рые оказывают губительное действие на микроорганизмы только в больших дозах. Эти лучи разрушают ДНК клетки. В последние годы радиационным методом стерилизуют изделия для одноразо­вого использования – шприцы, шовный материал, чашки Петри.

Малые дозы излучений, наоборот, могут стимулировать рост микроорганизмов и вызывать у них мутации.

Обратите внимание

СВЧ-энергия. Вызывая нагрев среды, СВЧ-энергия действует губительно на микроорганизмы, при этом происходит повреждение клетки.

СВЧ-энергия влияет на генетические признаки микроорганиз­мов, на изменение интенсивности деления клетки, активность не­которых ферментов, гемолитические свойства.

Ионизирующая радиация. Характерной особенностью этих из­лучений является их способность вызывать процесс ионизации.

Ультразвук

Ультразвук. Неся с собой большой запас энергии, ультразву­ковые волны вызывают ряд физических, химических и биологиче­ских явлений. С помощью ультразвуковых (УЗ) волн можно вы­звать инактивацию ферментов, витаминов, токсинов, разрушить разнообразные материалы и вещества, многоклеточные и одно­клеточные организмы.

Ультразвуковые волны при частоте колебания 1-1,3 мГц в те­чение 10 мин оказывает бактерицидный эффект на клетки микро­организмов. Ультразвук способствует разрыву клеточных стенок и мембран, повреждению флагеллина у подвижных форм микроор­ганизмов.

Влияние ультразвука основано на механическом разру­шении микроорганизмов в результате возникновения высокого давления внутри клетки, разжижения и вспенивания цитоплазмы или на появлении гидроксильных радикалов и атомарного кисло­рода в водной среде цитоплазмы.

Ультразвук используют для разрушения микроорганизмов с целью получения растворимых антигенов при производстве субъ­единичных вакцин и стерилизации продуктов: молока, фруктовых соков.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/3x7b50.html

Феноптоз, или Запрограммированная смерть организма

Применительно к одноклеточным феноптоз удалось бы доказать, если б у них были найдены белки запрограммированной смерти клетки (подобно тем, которые посылают в апоптоз клетки многоклеточных организмов).

Например, у животных есть белок р53 (р — от английского protein, а 53 — масса молекулы этого белка в килодальтонах). Этот белок называют «стражем генома».

Он обнаруживает разрывы в длинных тяжах ДНК и сначала включает синтез белков репарации (починки) ДНК, а затем, если разрывы не ликвидированы, блокирует деление клетки.

Важно

Это дает ей шанс исправить геном до того, как дефект будет передан дочерним клеткам. Если же клетке не удается справиться с серьезными нарушениями, р53 запускает апоптоз.

К настоящему времени прочитан геном десятков бактерий, но ни в одном не обнаружено гена, кодирующего белок, который хотя бы отдаленно напоминал р53. И тем не менее у бактерий есть свой страж генома — белок RecA. Он также отслеживает появление нарушений в ДНК, а заметив их, атакует другой белок LexA и расщепляет его.

LexA подавляет активность генов ферментов репарации и белка SulA. Этот белок, в свою очередь, образует комплекс с белком FtsZ, необходимым для деления бактерии. Таким образом, расщепление LexA стимулирует синтез белков-ремонтеров и блокирует размножение дефектной клетки, пока она не исправит свою ДНК.

Если же не исправит, активируются ферменты автолизины, расщепляющие вещества клеточной стенки, — бактерия лопается (рис. 1).

Чтобы убедиться, что это именно феноптоз, нужно исключить одну тривиальную возможность.

Коль скоро ДНК бактерии повреждена, не могло ли это повреждение стать настоящей причиной гибели? Такое объяснение исключили опыты с мутантом, у которого был нарушен ген белка SulA.

Мутантные и контрольные бактерии обработали антибиотиком, вызывающим окисление ДНК. Погибли и те и другие, но, чтобы убить мутантов с поврежденным геном апоптоза, понадобилось в сотни раз больше антибиотика, чем для контрольных.

Эти опыты показывают, что в норме бактерия, обнаружившая ошибку в своей ДНК, кончает с собой задолго до того, как повреждения генома приведут к прекращению жизнедеятельности. Иными словами, бактерия гибнет не потому, что ее испорченная ДНК уже не способна функционировать, а потому, что не устраненное вовремя повреждение ДНК служит сигналом к самоубийству.

Совет

Повреждение ДНК — не единственная причина бактериального феноптоза. Например, когда пенициллин останавливает рост пневмококка, это тоже ведет к активации автолизина и гибели бактерии.

Однако был получен мутант пневмококка, у которого пенициллин, как и в норме, тормозил синтез веществ клеточной стенки и, следовательно, размножение, но уже не убивал бактерию. В 2000 году Э. Туоманен с сотрудниками установил, что эта мутация произошла в гене белка, активирующего синтез 27-членного пептида Pep27.

В норме он обусловливает явление, названное микробиологами «чувством кворума»: в культуре размножающихся бактерий наступает массовый лизис клеток, если концентрация клеток в среде достигает некоей критической величины. Оказалось, что пневмококки постоянно выделяют в среду определенное количество этого пептида.

До поры до времени это никак не сказывается на судьбе бактерий, но, когда клеток становится достаточно много, чтобы концентрация Pep27 достигла пороговой величины, активируется автолизин и наступает феноптоз.

Выяснилось, что продукция Pep27 резко возрастает у клеток, в которых нарушена работа какой-либо системы, имеющей ключевое значение для жизни бактерии — например, после воздействия на культуру пенициллина или другого антибиотика, токсичного для пневмококка.

Источник: https://elementy.ru/lib/25551/25552

При какой температуре погибают бактерии?

Причиной того, что люди болеют, часто являются вирусы и бактерии, которые живут вокруг. Именно они ответственны за порчу продуктов и воды, за развитие инфекций и воспаления. Одним из средств борьбы с ними является температура. Но на различные виды микроорганизмов она действует совершенно по-разному.

Какие бывают микроорганизмы?

Все микроорганизмы делятся на три условные группы, в зависимости от того, какой именно диапазон температур для них будет самым подходящим. Точные значения ученые вычисляют, наблюдая за ростом и размножением бактерий или вирусов. Если эти процессы идут с максимальной скоростью, значит, условия самые подходящие. Так, ученые выделяют:

  • Психрофиллов, или холодолюбивых микроорганизмов, для которых лучше всего подходит температура от -2 до +30 С. Такие бактерии с легкостью могут жить в вашем холодильнике. Помогает им противостоять холоду особая мембранная оболочка, которая содержит большое количество ненасыщенных жирных кислот и на холоде сохраняет свои свойства. К этому виду микроорганизмов относится, например, клостридия или плесень.
  • Мезофиллов, которые лучше всего растут и размножаются в диапазоне от +20 и до + 50 С. К этой группе относится большинство микроорганизмов, в том числе и тех, которые вызывают инфекционные заболевания у человека. Например, бактерия протей, которая способна вызывать гастриты и гастроэнтериты.
  • Термофилов, которые лучше всего растут и размножаются при значениях +50 — +60 С, а некоторые их виды способны сохраняться и при +100 С. К таким микроорганизмам относятся, например, актиномицеты, которые в основном живут в почве и воде.

Вирусы, которые чаще всего вызывают простуду или грипп относятся к мезофиллам. Поэтому на морозе, особенно в сухом воздухе, погибают за несколько часов.

При какой температуре погибают микроорганизмы?

Для чего нужно знать при какой температуре погибают бактерии? Например, для того чтобы дольше сохранить продукты от порчи. Или чтобы не сбивать температуру при простуде. Однако даже одни и те же микроорганизмы, в зависимости от других условий окружающей среды, могут иметь разную чувствительность к холоду или жаре.

Большинство микроорганизмов погибают уже при нагревании до +50 С, но только если нагревание происходит в сухом воздухе, а вот в жидкости они могут выживать и при +70 С. Для того, чтобы обезопасить мясо или рыбу, их придется нагреть до 100 С. А вот в человеческом организме большинство инфекций погибают уже при +37,5–38 С.

Во внешней среде

Выживаемость бактерий и вирусов во внешней среде будет зависеть не только от температуры, но и от того на какой именно поверхности и при какой влажности они оказались. Например:

  • Возбудители простуды и гриппа на гладких поверхностях способны сохраняться от 15 часов до двух-трех суток. Правда, способность вызвать заболевание у них резко снижается спустя 24 часа. Возбудители кишечной инфекции, та же сальмонелла или кишечная палочка, могут оставаться активными до 4 часов. Золотистый стафилококк до нескольких недель.
  • На поверхности кожи вирусы и бактерии погибают довольно быстро. Примерно 40% их погибает в течение часа. Например, герпес сохраняется на коже максимум два часа, а возбудитель гриппа и вовсе существует не дольше 30 минут.
  • В воздухе микроорганизмы, вызывающие грипп и простуду, сохраняются не так долго, как принято считать. Вирус гриппа погибнет уже через пять часов, особенно в ясную солнечную погоду, когда на него воздействует еще и ультрафиолет от солнца. Немного дольше инфекция проживет в морозную погоду.
  • В воде и земле бактерии и вирусы сохраняются дольше всего. Сальмонелла в воде способна прожить 72 часа, в земле до двух месяцев, а холерный вибрион до 13 суток.

Для того чтобы избежать большинства инфекций, в том числе и тех, которые вызывают острые респираторные заболевания, достаточно мыть руки после того, как вы пришли с улицы, дополнительно промывать нос специальными спреями и поддерживать чистоту в доме.

В организме человека

Для большинства возбудителей инфекционных заболеваний именно внутренняя среда организма человека является идеальной. Тот же вирус гриппа особенно хорошо размножается во влажной среде и при температуре +36–37 С.

То есть в условиях, которые существуют в вашей дыхательной системе. Причем в организме человека он способен сохраняться от пяти до десяти дней, в зависимости от состояния иммунитета и проводимого лечения.

Именно поэтому минимальный курс приема противовирусных препаратов – пять дней.

Что же касается лихорадки, которая мучает вас во время болезни. То цифры в + 38 и даже в +40 С сам вирус убить не могут. Однако такая температура блокирует способность возбудителя проникать в новые клетки и размножаться. Помимо этого, именно повышенная температура запускает процесс выработки организмом интерферона – специального белка, который собственно вирус и уничтожают.

Обратите внимание

Температура до 38–38,5 С необходима для того, чтобы организм справился с инфекцией. Сбивать её не надо, так как это может привести к осложнениям.

Исключением из этого правила являются состояния, при которых такие цифры могут угрожать здоровью. Например, когда у человека на фоне лихорадки возникают проблемы с сердцем, дыханием или развиваются судороги.

Для того чтобы победить инфекцию полностью температура при болезни может сохраняться до пяти дней. Такое состояние хоть и сопровождается плохим самочувствием, но все же является необходимым для выздоровления.

Источник: http://elaxsir.ru/simptomy/temperatura/pri-kakoj-temperature-pogibayut-bakterii.html

Ранние исследования по замораживанию бактерий

Первые попытки Кайетэ и Пиктэ сжижать атмосферные газы не имели успеха. Эти авторы не получили жидкости в измеримом объеме, а смогли лишь превратить газы в туман в условиях очень низких температур.

Тем не менее Пиктэ и сотрудники испытывали действие полученной таким путем холодной среды на бактерии различных видов и обнаружили, что последние переживали пребывание при температуре —70° в течение 3 дней, а при —120° в течение 36 час.

Аналогичные опыты были проведены на семенах, которые впоследствии проросли.

Де Кандоль пришел к выводу, что метаболическая активность вряд ли возможна в организмах, подвергающихся воздействию очень низких температур, и сравнил их с взрывчатыми смесями, хранящимися при таких температурах, при которых компоненты этих смесей утрачивают способность взаимодействовать.

В 1900 г. Линде и Дьюар получили уже в больших объемах жидкий воздух, жидкий азот и жидкий водород.

Макфэдиен, работавший в лаборатории Дьюара, выдерживал культуры 10 различных организмов в жидком воздухе при температурах от —182 до —190° в течение 20 час.

После оттаивания он получал свежие культуры всех организмов, включая холерный вибрион, а также тифозную и дифтерийную палочки. У Proteus vulgaris и Escherichia coli наблюдались обычные биохимические, в том числе и ферментативные, реакции.

Staphylococcus aureus сохранял способность образовывать пигмент, а бациллы сибирской язвы и их споры оставались патогенными для животных.

Важно

Светящиеся бактерии Bacillus phosphorescens и Photobacterium balticun в замороженном состоянии не светились, но после оттаивания интенсивность свечения у них, по-видимому, не снижалась и в культурах восстанавливалась нормальная функциональная активность.

Последующие опыты показали, что жизнеспособность этих и многих других микроорганизмов, включая дрожжи, не пострадала после пребывания в течение 7 дней при температуре —190°.

Когда большой объем воздуха сгустили в стеклянном баллоне до жидкого состояния, а затем дали ему испариться, температура упала до —210°. Тем не менее в остаточной среде в баллоне были обнаружены 44 вида микроорганизмов, в том числе плесневые грибы, бациллы, кокки и дрожжи.

Эти первые опыты наглядно показали, что самые различные виды бактерий и других микроорганизмов способны переживать охлаждение и хранение в замороженном состоянии при очень низких температурах.

Постепенно, однако, стало ясным, что чувствительность микроорганизмов к замораживанию и оттаиванию сильно варьирует в зависимости от принадлежности их к тому или иному виду.

Накапливались данные о том, что при температуре ниже нуля большинство кишечных и тифозных палочек, а также других микроорганизмов погибает.

Процент выживающих организмов зависел от индивидуальных особенностей различных видов, от продолжительности хранения при данной температуре и от среды, в которой они были взвешены.

Кейт показал, что при замораживании кишечной палочки и хранении ее при температуре —20° в обыкновенной воде через 5 дней оставалось менее 1% жизнеспособных бактерий, а через несколько недель они все погибали.

Совет

В противоположность этому большой процент бактерий пережил охлаждение до этой же температуры не в воде, а в молоке. Если молоко разбавляли, процент смертности увеличивался. Кейт сделал еще одно важное наблюдение: когда готовили взвесь кишечной палочки

в смесях, содержащих 5—42% глицерина, большое число их переживало хранение при температуре —20° в течение не менее 6 месяцев. Он нашел также, что исходные культуры многих микроорганизмов, в том числе Bacillus subtilis, В. megaterium, В.

proteus и Sarcinae, переживают воздействие температуры —10° при посеве на косом агаре, покрытом 10-процентным раствором сахарозы. В течение примерно 40 лет исследователи, по-видимому, не вспоминали о защитном действии глицерина на бактерии, находящиеся в частично замороженной среде.

Систематические испытания стали проводить вновь только после появления сообщений о консервации сперматозоидов и эритроцитов при очень низких температурах в средах, содержащих глицерин.

В этих первых опытах большое число микроорганизмов погибало в процессе замораживания, тогда как во время хранения при любой температуре смерть наступала не так быстро. Чем ниже была температура хранения, тем позднее погибали организмы.

Последующие опыты заставили предположить, что в некоторых случаях на выживание бактерий после замораживания, особенно в условиях очень низких температур, влияла скорость охлаждения и согревания. Нет данных, что переживание зависит от витрификации.

Действительно, чрезмерно быстрое охлаждение до очень низких температур сопровождалось высоким процентом гибели кишечной палочки, тогда как снижение скорости охлаждения увеличивало долю микроорганизмов, переживших медленное согревание. Наиболее высокий процент гибели, согласно Вейзеру и Харгису, наблюдался при чрезмерно быстром охлаждении с последующим медленным оттаиванием.

Эти авторы, по-видимому, не испытывали действия на кишечную палочку медленного охлаждения и быстрого согревания. Быстрое оттаивание обычно являлось существенной предпосылкой для восстановления максимального числа жизнеспособных бактерий.

Обратите внимание

Очевидно, повреждения, возникающие во время хранения при любой температуре, следует отличать от повреждений, которые появляются в процессе замораживания и оттаивания. К числу других факторов, влияющих на выживание после кратковременного или длительного воздействия низких температур, нужно отнести возраст культуры, концентрацию в ней микроорганизмов, состав суспензионной смеси или культуральной среды.

Сэндерсон одним из первых выявил влияние повторного замораживания и оттаивания на число жизнеспособных клеток в культуре.

Когда культуру Escherichia coli охлаждали до —78° и затем оттаивали, 84% микроорганизмов переживало один цикл охлаждения и оттаивания, тогда как только 10% переживало 10 циклов и лишь 6% микроорганизмов переживало 15 циклов охлаждения и оттаивания.

Неоднократно замораживаемые и согретые различные бактериофаги не утрачивали активности. В то же время Риверс показал, что бактериофаг кишечной палочки в результате неоднократного замораживания и оттаивания утрачивал активность по крайней мере на 99%.

Процент разрушенных фаговых частиц заметно возрастал при разбавлении фильтрата физиологическим раствором или раствором Локка. Другие вирусы также инактивировались при соответствующем числе циклов замораживания и оттаивания.

Вирус коровьей оспы отличался большой устойчивостью, однако и его фильтрат, разбавленный в 100 000 раз физиологическим раствором, терял свою активность после 34-го цикла замораживания до —185° и последующего оттаивания. Инактивация комплемента сыворотки и трипсина посредством многократного замораживания и оттаивания показывает, что такая инактивация не представляет собой свойства исключительно живых организмов, как полагал Сандерсон.

К 1949 г. уже существовала обширная литература, посвященная влиянию замораживания и оттаивания на бактерии различных родов и видов. Многие работы вошли в литературный обзор, составленный Энгли.

Некоторые из них были предприняты с целью выяснения оптимальных условий храпения пищевых продуктов на холоду. Здесь следовало иметь в виду два обстоятельства.

Важно

Во-первых, во время хранения пищи или культур в течение продолжительного времени при температуре ниже нуля некоторые виды микроорганизмов размножаются. Если не понизить температуру до уровня,

несовместимого с их ростом, эти микроорганизмы могут изменить вкусовые качества и внешний вид пищевых продуктов или выработать токсические вещества.

Во-вторых, иногда небольшое число патогенных микроорганизмов может пережить охлаждение и начать размножаться уже после согревания или после попадания их в организм человека с едой.

Задача других опытов заключалась в разработке методов хранения бактериальных культур in vitro, позволяющих избегать дополнительного труда, расходов и осложнений, связанных с многократным пересевом или пассажами на животных.

Некоторые виды микроорганизмов оказались крайне чувствительными к замораживанию и оттаиванию и, по-видимому, неспособными их переживать. Другие сохраняли жизнеспособность при замораживании до низких температур или после лиофилизации. Однако в обоих случаях процент смертности бактерий был очень высок.

Для определения факторов, влияющих на разрушение бактерий при низких температурах, было проведено много капитальных физиологических исследований. У некоторых организмов повреждения наступали при резком охлаждении их до температуры ниже нуля в критической фазе роста.

Однако обычно повреждения происходили в случае замерзания окружающей среды. Так, например, некоторые виды бактерий хорошо переносили переохлаждение до температуры на несколько градусов ниже нуля, не теряя жизнеспособности при согревании, если окружающая их среда не кристаллизовалась.

Создается впечатление, что повреждения могут быть двух типов: одни наступают во время замораживания и оттаивания, другие — во время хранения при низкой температуре. В период между 1900 и 1949 гг. высказывались самые различные предположения относительно возможной причины гибели замороженных бактерий.

Совет

Многие исследователи придерживались выдвинутой Кейтом теории механического повреждения бактерий кристаллами льда, согласно которой кристаллы сдавливают или прокалывают клетки снаружи или же, разрастаясь внутри самой клетки, приводят к ее разрыву. В то же время Хайнс не получил данных, подтверждающих эту гипотезу.

Он показал что для Bacillus pyocyancus (Pseudomonas aeruginosa) температура —2° уже является критической. При этой температуре наблюдалась максимальная смертность, хотя микроорганизмы были взвешены в незамороженной среде и не соприкасались с кристаллами льда.

Белки бактерий полностью сохранялись как при быстром замораживании и хранении при очень низких температурах, так и при хранении после лиофилизации. Хайнс высказал предположение, что бактерии и их белки чувствительны к концентрации солей или к pH среды, изменяющимся после вымерзания при —2° большей части воды.

Другое предположение заключалось в том, что клетки, находившиеся в частично замерзшей среде при относительно высоких температурах, погибали вследствие накопления продуктов обмена; при низких же температурах смерть наступала позже вследствие замедления метаболических процессов.

Вейзер и Остеруд не согласны с тем, что образование кристаллов льда внутри клеток обусловливает их гибель во время замораживания. Клетки погибали при температуре выше той, при которой можно было бы ожидать кристаллизации цитоплазмы.

Вейзер и Харгис, по-видимому, не сомневаются в том, что при образовании льда вне клеток при температуре ниже —110° внутреннее содержимое бактерий переходит в стекловидное состояние.

Эти авторы полагают, что механическое действие внеклеточного льда служит основной причиной гибели бактерий во время замораживания, поскольку наибольшая смертность наблюдалась в последних стадиях кристаллизации, когда слой жидкости между отдельными кристаллами уменьшался и не мог предохранить клетки от сдавливания.

По их мнению, существуют различные факторы, способствующие гибели бактерий во время хранения при низких температурах. Они нашли, что при —30° смертность резко понижалась, и считают, что эта температура совпадает с эвтектической точкой, когда выделяются последние остатки воды и солей.

Обратите внимание

Ниже этой температуры клетки уже не подвергаются воздействию концентрированных электролитов. Вейзер и Остеруд высказали предположение, что повышенная концентрация растворенных веществ в жидкости между кристаллами может служить одним из факторов, способствующих гибели бактерий во время хранения их при температурах выше эвтектических точек для различных солей, присутствующих в данной среде.

Источник: http://www.activestudy.info/rannie-issledovaniya-po-zamorazhivaniyu-bakterij/

Ссылка на основную публикацию