28. Действие физических факторов на микроорганизмы.

Среди физических факторов, влияющих на рост и размножение микроорганизмов, наибольшее значение имеет температура. По отношению к существованию в различных температурных режимах микроорганизмы делят на мезофильные формы, оптимальная температура для которых составляет 25-40 ° С. К мезофилам относится подавляющее большинство как сапрофитных, так и патогенных бактерий.

Среди бактерий - обитателей глубин океанов, тундровых почв встречаются сапрофитные бактерии – психрофилы , которые размножаются при температуре ниже 20 ° С. Термофильные микроорганизмы, заселяющие, например, воды горячих источников, способны размножаться при температуре выше 70 ° С.

Бактерии-мезофилы в вегетативном состоянии чувствительны к повышению температуры до 50-55 ° С. При этом происходит денатурация ферментных белков бактериальной клетки, что ведет к гибели организма.

Спорообразующие бактерии - бациллы - более устойчивы к повышению температуры, многие из них способны выдерживать в течение нескольких часов нагревание до 100-110 ° . Однако , чувствительность к повышенной температуре колеблется у бактерий в зависимости от условий культивирования, состава питательной среды, длительности экспозиции температурного влияния и других факторов.

При температуре ниже оптимальной на 5-10°С бактерии не погибают, однако, их размножение задерживается в связи с торможением обмена веществ. Для сохранения вегетативных форм бактерий при пониженной температуре применяют вещества с высокой вязкостью, которые предохраняют цитоплазму бактериальной клетки от разрушения кристаллами льда. Такие вещества называют криопротекторами . К ним относятся желатина, раствор альбумина, глицерин, 40% раствор сахарозы. Криопротекторы используют для длительного хранения культур бактерий при минусовых температурах, а также при лиофильном высушивании микроорганизмов. Лиофильное высушивание предусматривает переход вещества из замороженного состояния в сухое, минуя жидкую фазу. Это достигается при нагревании замороженных культур бактерий в условиях вакуума и используется при приготовлении иммунобиологических препаратов.

Кроме температурного фактора на бактерии влияют и факторы осмотического и гидростатического давления . Бактерии, дрожжи и плесневые грибы устойчивы к гидростатическому давлению. Они переносят давление 1000-3000 атм , а спороносные бактерии - до 20 000 атм. При таком высоком давлении снижается активность бактериальных ферментов и токсинов. Осмотическое давление отрицательно влияет на биохимическую активность микроорганизмов. Повышение концентрации солей задерживает развитие многих бактерий, однако, есть виды способные развиваться в присутствии концентрированных растворов солей, такие бактерии называют осмофильными (галофильными). Осмотическое давление в клетке регулирует цитоплазматическая мембрана. При высоком осмотическом давлении окружающей среды происходит плазмолиз. Плазмолиз явление обратимое, и если понизить осмотическое давление окружающего микроорганизмы раствора, вода поступает внутрь клетки и возникает явление противоположное плазмолизу - плазмоптиз.

К физическим факторам, влияющим на микроорганизмы, относят также и влияние лучистой энергии. Большинство патогенных бактерий плохо переносят прямой солнечный свет. На этом основано использование ультрафиолетового света с целью обеззараживания (стерилизации) воздуха в помещениях медицинских учреждений. Как УФ-свет , так и рентгеновские лучи, и другие виды ионизирующего излучения оказывают на микроорганизмы летальное или мутагенное действие. Наиболее эффективны короткие лучи ультрафиолетового спектра с длиной волны около 280 нм. Такие лучи поглощаются нуклеиновыми кислотами клетки, при этом поражаются пиримидиновые основания и клетки погибают в результате возникновения летальных мутаций. Часть облученных клеток популяции способна к восстановлению, репарации ДНК. Репарация облученных молекул ДНК происходит при фотореактивации клеток, для этого необходимо воздействовать на клетки повторно лучами более длинноволновой области (520-550 нм) или провести «темновую реактивацию».

Радиоактивное излучение также губительным образом действует на микроорганизмы. При этом значение имеют морфологическое и физиологическое состояние микроорганизма, экспозиция, доза облучения. Бактерии более чувствительны к ионизирующему облучению, чем вирусы. Механизм действия ионизирующей радиации так же связан с изменением нуклеиновых кислот клетки. Ионизирующая радиация в отдельных случаях используется в практике здравоохранения для стерилизации лекарственных веществ, хирургических материалов.

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 или на появлении гидроксильных радикалов и атомарного кислорода в водной среде цитоплазмы. Это позволяет использовать его в качестве стерилизующего агента, а также применять для инактивации и дезинтеграции вирусов с целью получения антигенов и вирусных вакцин.

29. Типы питания микроорганизмов. Деление микроорганизмов по способу питания. Механизмы проникновения питательных веществ через оболочку бактерий.

30. Значение ферментов в жизнедеятельности микроорганизмов. Изучение ферментативной активности микроорганизмов. Примеры.

31. Особенности бактериального фотосинтеза. Фототрофные бактерии.

32. Хемосинтез и хемосинтезирующие бактерии. Нитрификация и денитрификация.

33. Дыхание микробов. Аэробное и анаэробное. Неполное окисление. Роль АТФ и способы её образования.

34. Брожение как один из способов получения энергии. Пути превращения глюкозы до пировиноградной кислоты. Субстратное фосфорелирование.

35. Молочнокислое гомо- и гетероферментативное брожение. Возбудители.

36. Пропионовокислое брожение. Особенности процесса. Использование в производстве сыров.

37. Маслянокислое брожение: виды, возбудители. Работы Л. Пастера.

38. Спиртовое брожение: химизм, возбудители. Низовые и верховые дрожжи. Значение работ Луи Пастера.

39. Фиксация молекулярного азота. Свободноживущие и симбиотические азотофиксирующие микроорганизмы.

40. Аммонификация белковых веществ и других органических азотосодержащих соединений. Возбудители процесса.

41. Превращение микроорганизмами соединений серы. Сульфатредукция и сульфатредуцирующие бактерии.

43. Микрофлора почвы, воды и воздуха. Санитарная оценка воды и воздуха. Коли-литр и коли-индекс.

44. Взаимоотношение микроорганизмов друг с другом. Симбиотические и конкурентные. Антагонизм, его формы. Паразитизм и хищничество.

45. Взаимоотношение микроорганизмов и растений. Ризосферная и эпифитная микрофлоры. Микоризы. Бактериозы.

46. Понятие об инфекционном процессе, его формы. Возникновение и течение. Возможные исходы. Патогенность и вирулентность. Факторы патогенности. Единицы вирулентности.

47. Нормальная микрофлора тела человека. Гнотобиология.