Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






Хімічні фактори.

Промениста енергія. Енергія, що поширюється у просторі у вигляді електромагнітних хвиль, називається променистою. Різні спектри променистої енергії мають різну довжину хвилі, яка визначає характер електромагнітної хвилі. Електромагнітні хвилі — це радіохвилі, світлові промені (інфрачервоні, види­мі та ультрафіолетові), іонізуюча радіація.

Найбільшу довжину (понад 1500 нм) мають радіохвилі. Інфрачервоні промені мають довжину до 760 нм, видимі — 760-380, ультрафіолетові — 380-200 нм. Найбільш короткохвильо­вою є іонізуюча радіація.

Різні спектри променистої енергії по-різному діють на мікро­організми. Радіохвилі не чинять біологічної дії, адсорбція орга­нізмом інфрачервоних променів спричиняє його нагрівання. Час­тина інфрачервоних променів з довжиною хвилі менше 1000 нм і видиме світло сприятливо діють на фототрофні мікроорганізми, оскільки вони є основним джерелом світла. Нефототрофи краще розвиваються в темноті. Навіть розсіяне світло затримує розви­ток бактерій, а видиме світло значної інтенсивності може спри­чиняти пошкодження і навіть загибель клітин. Від згубної дії видимого світла мікроорганізми захищають пігменти.

Найбільш згубним для мікроорганізмів є ультрафіолетове опромінення, яке спричиняє або летальну, або мутагенну дію, залежно від дози і природи мікроорганізму.

Іонізуюча радіація діє на мікроорганізми менш специфіч­но, ніж УФ опромінення, хоча також впливає на ДНК і спричи­няє або бактерицидний, або мутагенний ефект. При у-опроміненні великого спектра мікроорганізмів було показано, що LD90 становить, кГр: для кишкової палички (та інших грамнегативних бактерій) — 0,03-0,04, для стафілококів — 0,17-0,19, грампозитивних паличок — 0,4, дріжджів — 0,39-0,15, сарцин — до 0,5. LD90 — це доза опромінення, після якої виживає 10 % клітин. Сублетальна доза (виживання становить менше 1 %) для спор Bacillus subtilis становить 8-10 кГр. Серед бактерій є чут­ливі до іонізуючої радіації (Pseudomonas fluorescens), резистентні (Micrococcus, Streptococcus) та високорезистентні (високорадіостійкі бактерії).

Вперше радіостійкі бактерії (червонопігментовані коки Micrococcus radlodurans) були ізольовані у 1956 р. з консерво­ваного м'яса, простерилізованого рентгенівськими променями. Пізніше такі бактерії були виділені з природних місць з підви­щеним радіаційним фоном, а також з попередньо опромінених зразків. Усі ці радіостійкі бактерії виявились схожими за свої­ми властивостями і були віднесені до роду Deinococcus. Це грампозитивні нерухомі аеробні коки з вмістом ГЦ в ДНК від 62 до 70 %, колонії рожевозабарвлені (містять каротиноїди). Сублетальна доза для них становить близько 15 кГр. У 1981 р. радіо­стійкі бактерії були відділені від роду Micrococcus, і Micrococcus radtodurans був перейменований у Deinococcus radtodurans, У 80-х роках XX ст. рід Deinococcus був узаконений, 111 види D. radiodurans, D. radiophilus, D. proteolyticus та ін.

Останнім часом підвищений інтерес до радіостійких бак­терій зумовлений аварією на ЧАЕС. Мікробіологічний аналіз ґрунтів 10-кілометрової зони ЧАЕС, проведений у 1993-1996 pp., показав, що кількісний та якісний склад бактерій у них бідні­ший, ніж в аналогічних контрольних ґрунтах. Типовими пред­ставниками радіаційно забруднених ґрунтів були рожевозабарв­лені факультативні метилотрофи — представники роду Methylobacterium, а також спороутворювальні бактерії Bacillus subtilis та Bacillus cereus. Сублетальна доза для деяких бактерій роду Methylobacterium становила 9-10 кГр.

Електрика. Короткочасне проходження постійного чи змін­ного струму через суспензію мікроорганізмів спричиняє лише слабку дію. Але тривале проходження струму високої напруги може спричинити електроліз деяких компонентів середовища і утворення при цьому сполук, які згубно діють на мікроорганіз­ми. Крім того, проходження струму супроводжується виділен­ням тепла, яке також може впливати на мікроорганізми.

Мікроорганізми при суспендуванні у водних розчинах несуть на своїй поверхні електричний заряд. Тому при проходженні струму через таку суспензію частини з негативним зарядом спря­мовуються до анода (позитивного електрода), а частини, заряд­жені позитивно, — до катода (негативного електрода). Такий рух частин в електричному полі отримав назву електрофорезу. Це явище покладено в основу багатьох аналітичних методів, що дає можливість здійснити виділення речовин із суміші. У мікро­біології цей метод використовується для аналізу продуктів мета­болізму мікроорганізмів.

Ультразвук. Оскільки бактерії мають відносно малу масу і жорстку ригідну оболонку, низькочастотні коливання (зона звукових коливань 100-10 000 Гц) діють на них слабко. Але якщо бактерії занурити в рідину, в якій поширюються високо­частотні коливання (ультразвук — УЗ), бактерії руйнуються і гинуть. Існує думка, що руйнування клітин під дією ультра­звуку зумовлено утворенням всередині клітини піни, яка скла­дається з найдрібніших бульбашок газу, що міститься в розчи­неному стані в протоплазмі чи в рідині на поверхні клітини.

Бактерицидний ефект УЗ зменшується, якщо пригнічуєть­ся кавітація (розрив рідини). Це відбувається при дегазації, зану­ренні об'єкта в гель чи інше в'язке середовище. Бактерицидний ефект УЗ посилюється при насиченні суспензії, що озвучується, азотом, повітрям, киснем, оскільки це підсилює кавітацію.

Дія УЗ спричиняє не тільки механічне пошкодження клі­тин. При цьому спостерігаються біохімічні та функціональні зміни, які не приводять до загибелі організму (можуть вивіль­нятися біологічно активні речовини — вітаміни, ферменти та ін.). Тому УЗ використовують для одержання певних клітинних фрак­цій, для стерилізації субстратів, які пошкоджуються при теп­ловій обробці. До УЗ чутливі всі мікроорганізми, в тому числі й спорові, але за ступенем чутливості вони відрізняються.

Концентрація іонів водню (рН середовища).Іони Н' та ОН найбільш рухомі з усіх іонів, тому найменші зміни їх кон­центрації сильно діють на мікроорганізми. У зв'язку з цим вста­новлення і підтримання оптимального значення рН середовища має велике значення для росту того чи іншого мікроорганізму.Більшість організмів найкраще ростуть за нейтрального рН, або в середовищах, значення рН яких близькі до нейтраль­ного (рН 6-7) (табл. 3.1). Такі мікроорганізми називаються нейтрофілами.

Таблиця 3.1 Відношення мікроорганізмів до рН середовища

Мікроміцети, дріжджі і деякі бактерії добре розвивають­ся в кислому середовищі (рН 5-6). їх називають ацидофіль­ними. Серед бактерій — це лактобацили, бактерії роду Acetobacter, деякі види Thiobacillus. Багато які бактерії (нітрифікатори, актиноміцети) краще ростуть у лужних середовищах, їх називають алкалофільними. Наприклад, холерний віб­ріон має оптимум рН 9,0.

Підтримання рН під час росту особливо важливе для тих мікроорганізмів, які хоча і синтезують кислоти, але не є толе­рантними до них (лактобацили; молочна кислота, яку вони син­тезують, пригнічує їх ріст). Тому у таких випадках використо­вують забуферені середовища.

Вплив рН на мікробну клітину може бути як прямим, так і опосередкованим. В останньому випадку рН впливає не на мікро­організм, а на певні компоненти середовища, дисоціація яких залежить від рН, що впливає на проникнення сполук у кліти­ну. Від величини рН залежить також утворення та активність мікробних ферментів.

Кисень та аерація, окисно-відновний потенціал середо­вища.Молекулярний кисень є життєво важливим і необхідним усім мікроорганізмам (але різною мірою). Щодо кисню всі мікро­організми поділяються на кілька груп:

облігатні аероби — здатні отримувати енергію тільки шляхом дихання і тому потребують кисень, який є терміналь­ним (кінцевим) акцептором електронів при аеробному диханні. Вони не здатні одержувати енергію у процесі бродіння;

облігатні анаероби — можуть рости тільки в середовищі, яке не містить кисню. Більше того, кисень для них є токсич­ним. Багато які ферменти цих мікроорганізмів денатуруються при контакті з молекулярним киснем. Згубна дія кисню на облі­гатні анаероби зумовлена тим, що в клітині у присутності кис­ню утворюється перекис водню, який у великих концентраціях може спричинити загибель клітини. У аеробів є ферменти Kamaлаза або пероксидаза, які розкладають перекис водню. У анае­робів ці ферменти відсутні;

факультативні анаероби — ростуть як у присутності кис­ню, так і без нього. Серед них розрізняють два типи: аеротолерантні молочнокислі бактерії можуть рости в присутності кис­ню, але не здатні його використовувати; вони отримують енергію тільки за допомогою бродіння. Факультативні анаероби другого типу (дріжджі, кишкова паличка) можуть переключатися з дихан­ня (у присутності кисню) на бродіння (за відсутності кисню);

мікроаерофіли — живуть за низьких концентрацій кис­ню. Вони потребують кисень для отримання енергії, але не пере­носять того парціального тиску О2,, який існує у повітрі (0,02МПа): їм потрібно від 0,001до 0,003 МПа.

Аерація.Для облігатних аеробних мікроорганізмів, які рос­туть на агаризованих середовищах, кисню достатньо. У рідких сере­довищах з великим об'ємом рідини аеробні бактерії можуть рости тільки на поверхні, оскільки з віддаленням від поверхні умови наближаються до анаеробних. Для нормального росту аеробів у гли­боких шарах рідкої культури необхідна аерація. Мікроорганізми здатні використовувати тільки розчинений кисень, але розчинність його дуже низька. Так, 1 л води при 20 "С за умови рівноваги з атмо­сферним повітрям містить усього 6,2 мл кисню (0,28 моль). Такої кількості кисню достатньо для окиснення всього 8,3 мг глюкози (тобто однієї тисячної від загальної кількості глюкози, яка містить­ся в нормальному поживному середовищі).

Швидкість розчинення кисню підвищується при збільшенні поверхні розділення між газовою та рідкою фазами, а також із збіль­шенням парціального тиску кисню в газовій фазі. Для збільшен­ня поверхні розділення фаз застосовують такі прийоми:

культивування в тонкому шарі;

перемішування рідини струшуванням (пряме чи кругове);

обертання посудини, що лежить, навколо поздовжньої осі;

пропускання повітря через рідину за допомогою газороз­подільника (скляні фільтри, колби Клюйвера):

механічне перемішування.

Вирощування анаеробних культур. Для вирощування стро­го анаеробних культур необхідно виключити доступ кисню. Тех­ніка анаеробних культур передбачає:

використання прокип'ячених поживних середовищ і посу­дин, закритих, без бульбашок повітря;

створення безкисневої атмосфери у вакуумних ексикаторах;

застосування адсорбентів кисню (пірогалол, дитионіт, хло­рид одновалентної міді);

внесення в середовище відновників (аскорбінова кислота, тіогліколят, цистеїн або навіть сульфід, якщо організм його пере­носить);

безперервне продування азоту чи інертного газу (наприк­лад, аргону) через культуральні посудини (навіть під час посіву на повітрі можна запобігти контакту середовища з повітрям). Це так звана техніка Хангейта;

використання анаеробних боксів, заповнених азотом, вод­нем, аргоном;

застосування кольорових індикаторів (резазурин у присутності кисню має рожеве забарвлення, в анаеробних умовах безбарвний; метиленова синька в анаеробних умовах також знебарвлюється).

Окисно-відновний потенціал. Ступінь аеробності чи анаеробності середовища може бути охарактеризований кількісно за допомогою окисно-відновного потенціалу (гН2). У водному роз­чині, повністю насиченому киснем, гН2 = 41, а в умовах повного насичення середовища воднем — 0. Отже, шкала від 0 до 41 харак­теризує будь-який ступінь аеробності. Нижньою межею гН2 для облігатних аеробів є 10, проте величини понад ЗО для них несприятливі. Облігатні анаероби залишаються життєздатними при гН2 не вище 18-20, але розмножуватись вони можуть тільки при зна­ченнях гН2 не вище 3-5. Факультативні анаероби зберігають мета­болічну активність у широкому діапазоні гН2, — від 0 до 30.

Хімічні сполуки. Дія хімічних речовин на мікроорганізми може бутистимулювальною (сприяє росту та розмноженню), бактеріостатичною, фунгістатичною(затримує ріст і роз­множення бактерій і грибів відповідно) та бактерицидною, фунгіцидною(викликає загибель бактерій і грибів відповідно). Прикладом стимулювальної дії на мікроорганізми може бути дія на них вітамінів та інших ростових факторів.

Багато які хімічні речовини згубно впливають на мікроорга­нізми, їх називають а н т и м і к р о б н и м и.. Вони можуть бути орга­нічної (етиловий спирт, формальдегід, фенол) та неорганічної при­роди (солі важких металів — свинцю, ртуті, срібла, міді). Антимік­робні речовини, які використовуються у практиці для пригнічен­ня патогенних мікробів, називаються д е з і н ф і к у в а л ь н и м и (0,5-5,0 %)- не хлорне вапно, 2%-й розчин йоду, 1-5% -й розчин фенолу — карболова кислота), а прийом їх використання — дезінфекцією.

Антимікробні речовини спричиняють такі пошкодження клітини:

пошкодження поверхневих структур чи оболонок кліти­ни (етанол, фенол, крезоли, детергенти, поліпептидні антибіо­тики — поліміксин, бацитрацин, субтілін);

пошкодження ферментів і порушення метаболізму (важкі метали зв'язують SH-групи білків і тим самим глибоко зміню­ють їх третинну та четвертинну структури; ціанід (дихальний яд), зв'язуючи залізо, блокує функцію цитохромоксидази; арсе­нат пригнічує фосфорилювання на рівні субстрату; фторацетат блокує цикл трикарбонових кислот);

порушення синтезу клітинних компонентів. Існують сполуки, які називаються структурними аналогами, або антиметаболітами. Вони схожі за своєю структурою на нормальні клітинні метаболіти. Нормальний метаболіт кон­курує зі своїм структурним аналогом за каталітичний центр фер­менту. Так, сульфонамід є структурним аналогом п-амінобензойної кислоти, яка в свою чергу входить до складу коферменту тетрагідрофолієвої кислоти. У більшості бактерій тетрагідрофолієва кислота синтезується з простіших компонентів. Проникаючи в клітину, сульфонамід включається у фолієву кислоту. При цьому утворюється кофермент, який не здатний функціо­нувати, в результаті чого ріст припиняється;

пригнічення синтезу білка антибіотиками. Дія антибіо­тиків у прокаріот спрямована на функцію 70S рибосом. Стрепто­міцин та неоміцин гальмують процес зв'язування амінокислот, еритроміцин порушує функцію субодиниці 50S. Хлорамфенікол (левоміцетин) пригнічує включення амінокислот у білки;

пригнічення синтезу нуклеїнових кислот антибіотика­ми. Мітоміцин С перешкоджає синтезу ДНК, актиноміцин D пору­шує синтез РНК, ріфампіцин діє на ДНК-залежну РНК-полімеразу і тим самим пригнічує синтез матричної РНК у бактерій;

гальмування синтезу клітинних стінок. Синтез пептидоглікану пригнічується пеніциліном, цефалоспоринами, бацитрацином.


Читайте також:

  1. Абіотичні та біотичні фактори.
  2. Біохімічні зміни в організмі при розтренуванні і перетренуванні
  3. Біохімічні основи розвитку витривалості
  4. Біохімічні основи розвитку силових і швидкісних якостей
  5. Біохімічні чинники виникнення втоми при виконанні короткочасних вправ максимальної і субмаксимальної потужності
  6. Будова атомів та хімічний зв’язок між атомами визначають будову сполук, а отже і їх фізичні та хімічні властивості.
  7. Вікові особливості системи кровотворення (фізико-хімічні, транспортні, захисні, особливості зсідання).
  8. Вторинні хімічні джерела постійного струму
  9. Геохімічні процеси і глобальна тектоніка
  10. Економічне зростання, його суть,типи і фактори.
  11. ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ГАЗОАНАЛІЗАТОРИ
  12. Електрохімічні резистивні перетворювачі




Переглядів: 1428

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
ДІЯ НА МІКРООРГАНІЗМИ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ. | Методи стерилізації.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.014 сек.