Устойчивость микроорганизмов к физическим, химическим, биологическим факторам. 
Методы дезинфекции и стерилизации

Действие неблагоприятных факторов

• · Микробицидное (бактериоцидное, фунгицидное, вирулицидное) — приводит к гибели микроорганизмов
• · Статическое (например, бактериостатическое) — подавляется размножение бактерий

Спектр воздействия:

• · Узкий
• · Широкий

Стерилизация — полное удаление микроорганизмов из различных сред и обеззараживания предметов.

Физически Механические средства Методы.

• · Чистка
• · Влажная уборка
• · Стирка
• · Выколачивание
• · Вытряхивание
• · Вентиляция
• · Фильтрование и др.

Удаление пыли и грязи от значительного количества микроорганизмов. Так, с помощью пылесоса вместе с пылью удаляется до 98% микробов (современные пылесосы до 99,99%). При проветривании помещения в течение 15 минут количество микроорганизмов в воздухе резко уменьшается, а через 30 минут они почти отсутствуют, так как воздух помещения практически полностью замещается наружным, не содержащим патогенных микробов.

Температура Выделяют оптимальную температуру (приемлемую для роста), минимальную и максимальную температуру — за их пределами рост прекращается.

Для большинства микроорганизмов характерна высокая устойчивость к низким температурам. Некоторые сохраняют жизнеспособность при -190⁰С, а споры при -253⁰С. Устойчивы к низким температурам вирусы: они выдерживают температуру от -25⁰С до -100⁰С. При низких температурах наступает резкое угнетение метаболитических процессов в микробной клетке (анабиоз) и прекращается процесс размножения. На этих свойствах микробов основан принцип хранения пищевых продуктов при низких температурах.

Высокая температура вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов. Большинство вегетативных форм гибнет при 65⁰ С в течение 30 минут, а при 80−100⁰ С — через 1 минуту. Значительной устойчивостью к высоким температурам характеризуются споры. Они сохраняют жизнеспособность даже после кипячения в течение нескольких часов.

Методы.

• · Обжигание и прокаливание
• · Сжигание.
• · Пастеризация
• o Быстрая пастеризация при 71,1⁰ С в течение 15 секунд с последующим быстрым охлаждением
• o Медленная пастеризация при 60⁰ С в течение 15 секунд с последующим быстрым охлаждением
• o Тиндализация — метод дробной стерилизации при низких температурах — ежедневное прогревание сред при 56−58⁰ С в течение 5−6 сут. В результате дробного прогрева погибают вегетативные клетки бактерий, проросших из термостойких спор. Основной недостаток данного метода — невозможность полной элиминации микроорганизмов, т.к. некоторые споры не успевают прорасти во время интервалов, а некоторые вегетативные клетки успевают образовать термостабильные споры.
• · Горячий воздух.
• o Стерилизация сухим жаром. Проводят в сухожаровых шкафах при 160−170⁰ С в течение 1,5−2 ч (вегетативные формы уничтожаются в течение нескольких минут, споровые до 2 ч)
• o Глажение горячим утюгом — при длительном проглаживании 200−250⁰ С) тканей погибают вегетативные формы микроорганизмов, а также вши и их гниды. Однако, горячий воздух уступает пару, т.к. оказывает в основном поверхностное действие.
• · Горячая вода (60−100⁰ С) с растворенными моющими средствами используется при стирке и уборке для механического удаления грязи вместе с микроорганизмами. Все патогенные вегетативные формы микроорганизмов не выдерживают нагревания при 80⁰ С свыше 2,5 мин, а большинство из них погибают при температуре 60−70⁰ С в течение 30 мин.
• · Кипячение
• · Автоклавирование (стерилизация текучим паром) включает обработку горячим паром под высоким давлением (1,2−1,5 атм). Термостабильные споры погибают в течение 15 мин. Обработка больших объемов требует более длительной экспозиции.

Высушивание

При относительной влажности окружающей среды ниже 30% деятельность большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион — за 2 суток, микобактерии — за 90 суток). Поэтому высушивание используют только при консервировании сухих продуктов, изготовлении сухих концентратов.

Лиофилинизация — метод быстрого замораживания с последующим высушиванием под низком давлением.

Излучение.

Солнечный свет губительно действует на микроорганизмы, исключением являются фототрофные виды. При этом паразитические виды более чувствительны, чем сапрофиты. Бактерицидное действие солнечного света связано с активностью коротковолновой его части (УФ).

Источники УФ света используют для дезинфекции воздуха, а также стерилизации термолабильных материалов. УФ действуют на нуклеиновые кислоты. Микробицидное действие основано на разрыве водородных связей и образовании в молекулах ДНК димеров Тимина, приводящие к появлению нежизнеспособных мутантов. Применение УФ ограничено его низкой проницательной способности через воду и стекло.

Рентгеновское и гамма-излучение в больших дозах также вызывает гибель микробов. Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмасс. Облучение вызывает образование свободных радикалов, разрушающих нуклеиновые кислоты и белки.

Микроволновые излучения. Применяют для быстрой стерилизации. Стерилизующий эффект за счет быстрого подъема температуры.

Осмотическое давление

Высокое внеклеточная концентрация сахаров и соли приводит к выходит воды из бактерий и простейших. Это свойство концентрированных растворов сахара и поваренной соли применяют при консервировании пищевых продуктов. Чувствительность микроорганизмов к данному воздействию вариабельно (возбудитель ботулизма при 6% соли, кандида — 14%). Но вещества повышающие осмотическое давление не обеспечивают стерилизации, т. е. консервы незльзя считать безопасными.

Фильтрование Естественное фильтрование проходят почвенных вод проходит через пористые породы. Для эффективной элиминиации микроорганизмов применяют природные материалы напрмер форфор. Микробы адсорбируются на стеках пор. Фильтры имеют вид свечей или пластин или специальные насадки. Фильтрацию применяют для стерилизции жидкостей.

Химические Действие химических веществ на микробов зависит от природы вещества, физико-химических особенностей микроорганизмов и условий воздействий (время, температура, среда) Классификация по характеру действия.

• · Спирты (60−70%) осаждают белки и вымывают из клеточной стенки липиды
• · Галогены (йод, хлор), взаимодействуя с гидроксильной группой белков, нарушают их структуру
• · Поверхностноактивные вещества (жирные кислоты, мыла, детергенты), имеют полярную структуру, накапливаются в мембране, нарушают ее функцию (вызывающие повреждение лишь клеточной стенки, не затрагивая внутренних структур клетки).
• · Фенол, крезол и их производные нарушают избирательную проницаемость мембраны (повреждающие клеточную стенку и клеточные белки)
• · Акридины, обладающие сродством к нуклеиновым кислотам и вызывающие нарушения процессов клеточного деления и инактивацию микроорганизмов.
• · Альдегиды алкилируют сульфгидрильные, карбоксильные и аминогруппы белков и др. органических соединений. Широко применяют как консерванты. Формальдегид (40% раствор формалина) применяют как дезинфектант
• · Кислоты и щелочиприменяют как антисептики — борная, бензойная, уксусная, салициловая.
• · Соли тяжелых металлов, приводящие к коагуляцию белков и потому оказывающие инактивирующее действие, особенно выраженное в отношении вирусов.
• · Красителибриллиантовый зеленый, метиленовый синий, риванол, фуксин
• · Окислители — окисление метаболитов и ферментов микроорганизмов (перикись водорода, перманганат калия)

Биологические.

• · Иммунная система макроорганизма
• · Антагонизм микроорганизмов (грибы, бактерии, вирусы — бактериофаги)
• · Антибактериальные вещества

Антибактериальные препараты. Общие понятия, классификация антибактериальных препаратов.

Антибиотики — вещества, выделенные из микроорганизмов, полученных из тканей растений, животных и их производные синтетические аналоги избирательно подавляющие возбудителей инфекционных болезней или развитие злокачественных опухолей (Навашин, 1984).

Классификация антибиотиков.

Объект воздействия

Антибактериальные Противотуберкулезные Антипротозойные Противогельминтозные Противоопухолевые препараты Иммуномодуляторы.

Спектр действия

Узкий Широкий.

Источник получения

Природные (продукты метаболизма актиномицетов и эубактерий) Полусинтетические производные Синтетические антибактериальные средства.

Степень активности препарата

Бактерицидное действие.

Бактериостатическое действие

Химическая структура

Беталактамы.

Аминогликозиды

Тетрациклины Макролиды Линкозамиды Гликопептиды Полимиксины Рифампицины Хинолоны Фторхинолоны Сульфаниламиды Нитроимидазолы Нитрофураны Препараты других групп Хлорамфеникол Производные 8-оксихинолина Фузидиевая кислота Стрептогамины.

Оксазолидиноны

Эверниномицины Кетолиды Глицилциклины антибактериальный бактерия микроб химический Механизмы.

Резистентность микроорганизмов к антибиотикам.

Природная резистентность — генетически обусловленное отсутствие чувствительности микроорганизма к антимикробным средствам.

Источники развития резистентности:

Селекция штаммов с приобретенной резистентностью Приобретение чужеродной ДНК Плазмиды Транспозоны и другие мобильные элементы Мозаичные гены Мутации.

Источники развития резистентности:

Природная резистентность.

S.maltophilla — часто резистентна ко всем АБ, кроме триметоприма/сульбактама.

— E. faecium — часто резистентна ко всем АБ, кроме ванкомицина Приобретенная Многие MRSA и пенициллинрезистентные пневмококки резистентны и к другим АБ, за исключением ванкомицина.

70−90% клебсиелл с ESBL (бета-лактамазы расширенного спектра) резистентны к аминогликозидам, фторхинолонам Селекция депрессированных мутантов Enterobacter spp. При проведении антибактериальной терапии Факторы, способствующие селекции резистентных штаммов Высокая скорость размножения деление клетки каждые 20 минут потомство одной бактерии за 10 часов составляет 1 000 000 потомков Частота мутаций 1 клетка из 10 000 000.

Селекция мутантных клеток при применении антибиотиков Причина неэффективности терапии Бактериальная Хромосомная Конститутивная Индуцибельная Плазмидная Конститутивная Механизмы резистентности к антибиотикам Изменение проницаемости клеточной стенки Изменение структуры мишени Продукция ферментов-инактиваторов Обходной путь метаболизма Эфлюкс — активный выброс Возможные механизмы резистентности к антибиотикам.

Бактериофагия Бактериофаг является вирусом, паразитирующим в бактериальной клетке и вызывающим ее лизис. Фаги широко распространены в природе, их можно обнаружить в различных объектах внешней среды, например, в сточных водах, испражнениях и т. д. В природе существует огромное количество фагов, строго специфичных в отношении определенных видов бактерий. Феномен бактериофагии.

При наличии в исследуемом материале (жидком бульоне, содержащем определенный вид бактерий) бактериофага культура лизируется и бульон становится прозрачным.