Действие физических и химических факторов окружающей среды на микроорганизмы. Стерилизация. Дезинфекция. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫТемпература По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на термофильные, психрофильные и мезофильные.
- Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста - 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена.
- Психрофильные виды (холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде. Но есть некоторые виды, например, иерсинии, психрофильные варианты клебсиелл, псевдомонад, вызывающие заболевания у человека.
- Мезофильные виды лучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Высокая температура вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм гибнет при температуре 60°С в течение 30 мин, а при 80-100°С – через 1 мин.
Споры бактерий устойчивы к температуре 100°С, гибнут при 130°С и более длительной экспозиции (до 2 ч.).
Для сохранения жизнеспособности относительно благоприятны низкие температуры (например, ниже 0°С), безвредные для большинства микробов. Бактерии выживают при температуре ниже –100°С;
споры бактерий и
вирусы годами сохраняются в жидком азоте (
до –250°С).
Влажность При относительной влажности окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион – за 2 суток, а микобактерии – за 90 суток). Поэтому высушивание не используют как метод элиминации микробов с субстратов. Особой устойчивостью обладают споры бактерий.
Широко распространено искусственное высушивание микроорганизмов, или
лиофилизация. Метод включает быстрое замораживание с последующим высушиванием под низким (вакуумом) давлением (сухая возгонка). Лиофильную сушку применяют для сохранения иммунобиологических препаратов (вакцин, сывороток), а также для консервирования и длительного сохранения культур микроорганизмов.
Влияние концентрации растворов на рост микроорганизмов опосредовано изменением активности воды как меры доступной для организма воды. И если содержание солей вне клетки окажется выше их концентрации в клетке, то вода будет выходить из клетки. Угнетение патогенных бактерий хлористым натрием обычно начинается при его концентрации около
3%.
Излучения Солнечный свет губительно действует на микроорганизмы, исключением являются фототрофные виды. Наибольший микробицидный эффект оказывает коротковолновые УФ-лучи. Энергию излучения используют для дезинфекции, а также для стерилизации термолабильных материалов.
УФ-лучи (в первую очередь коротковолновые, т.е. с длиной волны 250-270 нм) действуют на нуклеиновые кислоты. Микробицидное действие основано на разрыве водородных связей и образовании в молекуле ДНК димеров тимидина, приводящем к появлению нежизнеспособных мутантов. Применение УФ-излучения для стерилизации ограничено его низкой проницаемостью и высокой поглотительной активностью воды и стекла.
Рентгеновское и g-излучение в
больших дозах также вызывает гибель микробов. Облучение вызывает образование свободных радикалов, разрушающих нуклеиновые кислоты и белки с последующей гибелью микробных клеток. Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмасс.
Микроволновое излучение применяют для быстрой повторной стерилизации длительно хранящихся сред. Стерилизующий эффект достигается быстрым подъемом температуры.
Ультразвук Определенные частоты ультразвука при искусственном воздействии способны вызывать деполимеризацию органелл микробных клеток, под действием ультразвука газы, находящиеся в жидкой среде цитоплазмы, активируются и внутри клетки возникает высокое давление ( до 10 000 атм). Это приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (молока, фруктовых соков), питьевой воды.
Давление Бактерии относительно мало чувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления до некоторого предела не сказывается на скорости роста обычных наземных бактерий, но в конце концов начинает препятствовать нормальному росту и делению. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3 000 – 5 000 атм, а бактериальные споры - даже 20 000 атм.
В условиях глубокого вакуума субстрат высыхает и жизнь невозможна.
Фильтрование Для удаления микроорганизмов применяют различные материалы (мелкопористое стекло, целлюлоза, коалин); они обеспечивают эффективную элиминацию микроорганизмов из жидкостей и газов. Фильтрацию применяют для стерилизации жидкостей, чувствительных к температурным воздействиям, разделения микробов и их метаболитов (экзотоксинов, ферментов), а также для выделения вирусов.
ДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫСпособность ряда химических веществ подавлять жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации химических веществ и времени контакта с микробом. Дезинфектанты и антисептики дают неспецифический микробицидный эффект; химиотерапевтические средства проявляют избирательное противомикробное действие.
По
механизму действия противомикробные вещества разделяются на:
а) деполимеризующие пептидогликан клеточной стенки,
б) повышающие проницаемость клеточной мембраны,
в) блокирующие те или иные биохимические реакции,
г) денатурирующие ферменты,
д) окисляющие метаболиты и ферменты микроорганизмов,
е) растворяющие липопротеиновые структуры,
ж) повреждающие генетический аппарат или блокирующие его функции.
У микроорганизмов химической деструкции прежде всего подвергаются белки и липиды цитоплазматической мембраны, белковые молекулы жгутиков, фимбрий, секс-пили, порины клеточной стенки грамположительных бактерий, связывающие белки периплазмы, протеиновые капсулы, экзотоксины, ферменты-токсины и ферменты питания. Деструкция гетерогенных полимеров (белки, полиэфиры и др.) происходит как при действии окислителей, так и при действии гидролизующих и детергентных антисептиков ( кислоты, щелочи, соли двух- и поливалентных металлов и др.).
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ
К биологическим средстваммогут быть отнесены препараты, содержащие живых особей -
бактериофагов и
бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии. Фаги и антагонисты оказывают прямое повреждающее действие на патогенных и условно-патогенных микробов; изготовленные из них лекарственные препараты предназначены для местного применения, для них характерна специфичность действия на микроорганизмы и безвредность для пациента; целью их внесения в организм человека и животных является
лечение или
профилактика инфекционных заболеваний. По механизму действия они близки к химическим антисептикам.
Необходимо также помнить и о
молочно-кислых бактериях, которые вызывают процесс молочно-кислого брожения. Некоторые молочно-кислые бактерии способны синтезировать антибиотики и с их помощью подавлять развитие болезнетворных микробов.
Препараты, содержащие бактерии (
эубиотики или
пробиотики): колибактерин, лактобактерин, бифидумбактерин, бификол, микрококкобактерин, линекс, бактисубтил и другие.
Препараты, содержащие бактериофаги: бактериофаг брюшнотифозный, бактериофаг дизентерийный, бактериофаг сальмонеллезный, бактериофаг коли-протейный, бактериофаг стафилококковый, бактериофаг стрептококковый, бактериофаг пиоцианеус, бактериофаг синегнойный, бактериофаг клебсиеллезный, пиофаг комбинированный и другие.
Микробиологические основы химиотерапии и химиопрофилактики инфекционных болезней. - Антимикробные мероприятия в профилактике и лечении инфекционных болезней.
- Стерилизация.
- Дезинфекция.
- Антисептика.
- Химиотерапия.
- Асептика.
- Дезинсекция.
- Дератизация.
АНТИМИКРОБНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В ПРОФИЛАКТИКЕ
И ЛЕЧЕНИИ ИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
В основе методов профилактики и борьбы с инфекционными болезнями лежат прямые, косвенные и комплексные методы уничтожения или подавления жизнедеятельности патогенных и условно-патогенных для человека микроорганизмов. Главная цель проводимых мероприятий – прерывание возможной передачи возбудителей от источника их выделения (больных или практически здоровых носителей) к восприимчивым индивидуумам.
Прямые антимикробные методы обозначают термином
микробная деконтаминация, под которой понимают
полное или частичное удаление микроорганизмов с объектов внешней среды и биотопов человека с помощью факторов прямого повреждающего действия. Может быть выделено два принципиально различных типа деконтаминации:
Микробная деконтаминация
объектов внешней среды
| Микробная деконтаминация
живых организмов
|
АсептикаСТЕРИЛИЗАЦИЯ
Стерилизация –
освобождение объекта внешней среды от всех микроорганизмов (в том числе споры бактерий) с помощью физических и/или химических способов. Основные цели стерилизации: предупреждение заноса микробных клеток в организм человека при медицинских вмешательствах; исключение контаминации питательных сред и культур клеток при диагностических исследованиях; предупреждение микробной биодеградации материалов, в том числе диагностических и лекарственных средств.
Различают следующие методы стерилизации:
Физические – термический, радиационный и механический.
Химические – растворами и газами.
Термическая стерилизация предметов.
- Паровой стерилизации подвергают изделия из текстиля, из резины, стекла, некоторых полимерных материалов, питательные среды, лекарственные препараты. Обработка насыщенным водяным паром под давлением в паровых стерилизаторах (автоклавах) при температуре 132°С в течение 20 минут (могут быть и другие режимы).
- Воздушной стерилизации (сухой жар в воздушных стерилизаторах)подвергают изделия из металла, стекла, силиконовой резины при температуре 180°С 60 мин.
- Дробная (многоразовая) стерилизация (тиндализация) текучим паром в автоклаве при 100°С или нагревание в водяной бане при 60-80°С применяют при стерилизации сывороток и углеводов, некоторых лекарственных препаратов.
- Прокаливанием на пламени горелки в течение 0,5 – 1 мин можно стерилизовать бактериальные петли, иглы.
Кипячение, даже с содой,
не может быть отнесено к стерилизации, так как эта процедура не освобождает объект от всех микроорганизмов.
Пастеризация- щадящий способ температурной обработки, при котором инактивируется большинство вегетативных форм бактерий, однако споры бактерий сохраняются. Используется для обезвреживания некоторых жидких продуктов (молока, вина, пива, соков) с целью сохранить их вкусовые качества и ценные компоненты, а также для продления срока их хранения (60-70°С в течение 20-30 мин и другие режимы).
Химическую стерилизацию используют при обработке крупногабаритных изделий, приборов, а также аппаратов и термолабильных изделий.
- Для газовой («холодной») стерилизации обычно используют герметичные контейнеры, которые заполняют парами летучих веществ: формальдегида, смесью паров формальдегида и этилового спирта, окисью этилена, смесью окиси этилена и бромистого метила.
- Для химической стерилизации растворами применяют отечественные (первомур - смесь пергидроля и муравьиной кислоты, перекись водорода, бианол, анолит и др.), импортные препараты (гигасепт, глутаровый альдегид, дюльбак и др.).
Радиационный метод, или
лучевую стерилизацию g-лучами, применяют обычно на специальных установках при промышленной стерилизации изделий однократного применения - полимерных шприцев, систем для переливания крови, полимерных чашек Петри, пипеток и других термолабильных и хрупких средств.
Для частичного обеспложивания воздуха в микробиологических лабораториях, боксах и операционных применяют обработку помещения ультрафиолетовыми лучами с помощью бактерицидных ламп различной мощности. Поскольку при этом нет полного освобождения от микробов, стерилизации воздуха не происходит.
Механический метод стерилизации. Стерилизацию фильтрованиемприменяют в тех случаях, когда высокая температура может резко ухудшить качество стерилизуемых жидких материалов (сыворотки, питательные среды, реактивы, антибиотики, лекарства, бактериофаги). Стерилизация достигается пропусканием растворов и взвесей через мелкопористые фильтры различных типов, задерживающих только клеточные формы микробов и их споры.
Контроль объектов, подвергшихся стерилизации, как правило, не производится, его заменяют контролем работы стерилизаторов с помощью физических, химических и биологических способов. Для проведения микробиологического контроля объектов, подвергшихся стерилизации, производят посевы кусочков материала, смывов с предметов на питательные среды, позволяющие обнаружить аэробные и анаэробные бактерии и грибы. Отсутствие роста после 14 дней инкубации в термостате свидетельствует о стерильности предмета.
Рис. 1. Одна из основных целей стерилизации - предупреждение заноса микробных клеток в организм человека при медицинских вмешательствах. ДЕЗИНФЕКЦИЯ
Дезинфекция–
мероприятия направленные на уничтожение или резкое подавление численности патогенных и условно-патогенных микроорганизмов во внешней среде. Для обеззараживания объектов в ЛПУ и в микробиологической лаборатории используют
механические,
физические и
химические методы и средства.
Механический метод дезинфекции не убивает микроорганизмы, он основан на удалении микроорганизмов, включая патогенные и условно-патогенные, с объектов. Это достигается путем фильтрации воздуха, воды через фильтры, изготовленные из специальных материалов (ткани, волокна, керамические фильтры и другие); обработки твердых и мягких поверхностей пылесосом, механической очистки объектов и др.
Физический метод дезинфекции обеспечивает гибель микроорганизмов за счет антимикробного действия физических дезинфицирующих агентов. К ним относятся высокая температура, ультрафиолетовое и ионизирующее излучения.
Химический метод дезинфекции основан на применении химических дезинфицирующих средств, содержащих активно действующие вещества (ДВ).
Процесс обеззараживания объектов сложен, его эффективность зависит от следующих факторов:
- от химической природы ДВ и его механизма действия, от концентрации ДВ в препарате и его концентрации в рабочем растворе;
- от вида микроорганизма, являющегося возбудителем инфекции, его устойчивости к применяемому дезинфицирующему средству и количества на обрабатываемом объекте;
- от физико-химических свойств обрабатываемого объекта, его формы, величины, наличия на нем загрязнений органической и неорганической природы;
- от способа обработки объекта дезинфицирующим средством (орошение, мытье, погружение в растворы, протирание ветошью, смоченной в дезрастворе, обработка направленными аэрозолями поверхности, заполнение аэрозолями герметичного помещения, газация или создание бактерицидных паров и дымов в обрабатываемом помещении;
- от времени воздействия дезинфицирующего раствора на микроорганизмы.
Контроль за дезинфекционными мероприятиями проводят визуальным, бактериологическим, биологическим и химическим методами.
АНТИСЕПТИКА
Антисептика –
совокупность способов уничтожения и подавления роста и размножения потенциально опасных для здоровья человека микроорганизмов в ранах, на коже, слизистых и полостях. Главным методом антисептики является обработка химическими веществами с преимущественно микробостатическим действием (антисептиками) с учетом спектра их антимикробной активности и чувствительности конкретных возбудителей.
Деконтаминация с помощью антисептиков предполагает подавление патогенных и условно-патогенных микроорганизмов при условии сохранения непатогенных видов. Исключение составляет антисептическая обработка рук оператора и операционного поля пациента, а также ран и слизистых оболочек иммунодефицитных лиц, когда необходимо более полное освобождение названных биотопов от всех микроорганизмов.
Для антисептики применяют растворы кислородсодержащих препаратов, спирты и другие вещества с дезинфицирующими свойствами.
Рис 2. Антисептика. Обработка операционного поля пациента. ХИМИОТЕРАПИЯ
Химиотерапия –
лечение инфекционных и паразитарных заболеваний химиотерапевтическими средствами, которые избирательно подавляют развитие и размножение инфекционных агентов в организме человека. Антимикробные агенты действуют только на вегетативные клетки, но не на споры или цисты. Выбор препарата для химиотерапии определяет спектр его активности и чувствительности к нему микроорганизмов. Препараты по специфической активности включают
антибактериальные,
противогрибковые,
антипротозойные и
противовирусные препараты.
- Препараты узкого спектра действия активны в отношении небольших групп микроорганизмов.
- Препараты широкого спектра активны в отношении больших групп микроорганизмов.
Антибактериальные, противогрибковые и антипротозойные препараты тормозят рост либо вызывают гибель микроорганизмов. Противовирусные препараты ингибируют репликацию вирусов, блокируя их адсорбцию на чувствительных клетках, высвобождение вирусного генома либо подавляя вирусспецифические синтезы.
Активность химиотерапевтических препаратов выражают в
единицах действия (ЕД) или в
микрограммах (мкг). - Антибактериальные препараты проявляют бактериостатическую и/или бактерицидную активность.
- Противогрибковые препараты проявляют фунгистатическую и/или фунгицидную активность.
- Противовирусные препараты проявляют вирусостатическую и/или вирулицидную активность.
К антибактериальным химиотерапевтическим средствам относят антибиотики, сульфаниламидные препараты, синтетические антибактериальные средства различного химического строения, противосифилитические и противотуберкулезные средства.
Антибиотики –
химические вещества биологического происхождения избирательно тормозящие рост и размножение или убивающие микроорганизмы. В соответствии с типом продуцента выделяют антибиотики, синтезируемые грибами, актиномицетами, бактериями и другими организмами.
Антибиотики подавляют различные процессы: синтез компонентов клеточной стенки, функции цитоплазматической мембраны, синтез белка, транскрипцию и синтез нуклеиновых кислот микробов.
Рис. 3. Действие антибиотиков на бактериальную клетку.
Негативное действие антибиотиков - Токсические реакции (печень, почки, органы кроветворения).
- Дисбактериозы.
- Аллергизирующее действие.
- Иммунодепрессивные эффекты.
Сульфаниламиды антибактериальные препараты широкого спектра действия относятся к системным бактериостатикам.
Сульфаниламиды, являясь структурными аналогами парааминобензойной кислоты, блокируют синтез ферментов, которые катализируют синтез пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот. В результате подавляется рост и размножение микроорганизмов.
АСЕПТИКА
Асептика – совокупность прямых и косвенных методов воздействия на микроорганизмы с целью создания безмикробной зоны или зоны с резко сниженной численностью микроорганизмов. Асептическая практика применяется в операционных, родильных залах, лабораторных и инфекционных боксах, в абактериальных палатах для лиц с трасплантационными органами, в кювезах для недоношенных детей и др.
Рис. 4. Применение асептики. ДЕЗИНСЕКЦИЯ
Медицинская дезинсекция –
это методы, средства и способы регулирования численности и уничтожения членистоногих – переносчиков возбудителей инфекционных и паразитарных заболеваний. Дезинсекционные мероприятия по своему характеру разделены на профилактические и истребительные.
К
профилактическим мероприятиям относятся соблюдение правил личной гигиены, санитарных и санитарно-технических мероприятий, направленных на предупреждение размножения членистоногих и на защиту от них человеческих жилищ: соблюдение чистоты в жилых и кухонных помещениях, содержание в чистоте территории двора, уборка общественных уборных и т.д.
Истребительные дезинсекционные мероприятияможно осуществлять механическими, физическими, химическими, биологическими и комбинированными методами.
- Механические методы дезинсекции включают: удаление членистоногих вместе с пылью и мусором при уборке территории. Удаление их из одежды, предметов обстановки, истребление мухоловками, липкими лентами.
- Физические методы дезинсекции. Уничтожение сухим горячим воздухом, водяным паром, кипячением, проглаживание горячим утюгом, сжигание малоценных вещей и мусора, вымораживание помещений, УВЧ, ультразвуком.
- Биологические методы дезинсекции. Применение возбудителей болезней членистоногих: бактерии, вирусы, грибы, простейшие, гельминты, а также хищников – энтомофагов. Препараты: бактокулицид, дендробациллин, инсектин и др.
- Химические методы дезинсекции. Применение различных средств – ядов. Химические вещества, уничтожающие насекомых - инсектициды, клещей - акарициды, яйца членистоногих - овициды, личинок - ларвициды, взрослых членистоногих - имагоциды
ДЕРАТИЗАЦИЯ
Дератизация -
система профилактических и истребительных мероприятий, направленных на уничтожение или снижение численности грызунов, опасных в эпидемиологическом отношении и приносящие экономический ущерб. Эпидемиологическое значение грызунов весьма значительно, поскольку они являются источниками возбудителей многих инфекционных и паразитарных заболеваний человека и животных.
Профилактические мероприятиянаправлены на то, чтобы лишить грызунов убежищ и затруднить им доступ к пище. Это достигается в населенных пунктах улучшением санитарного содержания и санитарно-технического состояния территорий и отдельных объектов.
Истребительные мероприятия слагаются из трех основных методов:
- Химический метод - это главный метод истребления грызунов, основанный на применении отравленных приманок и газообразных веществ, которые называются родентициды.
- Механический метод - использование капканов или ловушек. Для этого тщательно готовят приманки.
- Биологический метод- использование хищников (кошки, собаки) и культуры бактерий для создания эпизоотии в популяции крыс, приводящей к ее полной ликвидации.
