Спорообразование

Спорообразование у бактерий наблюдается в неблагоприятных условиях существования: при недостатке питания, высыхании среды, накоплении в ней вредных продуктов обмена, недостатке воздуха, резких колебаниях температуры и др. Сущность спорообразования заключается в уменьшении интенсивности процессов обмена у микробов и снижении их активности.

В процессе спорообразования цитоплазма теряет влагу, сгущается, собирается в определенном участие тела бактерии, облачается плотной непроницаемой для растворов оболочкой, в результате чего содержимое клетки принимает вид округлого или овального образования, которое называется спорой. В зависимости от размеров и расположения споры внешний вид микробной клетки либо не изменяется, либо принимает другую форму. Если спора образуется в центре клетки, то последняя принимает форму бочонка, лимона, веретена.

У столбнячной палочки спора образуется на конце, и поэтому клетка приобретает форму барабанной палочки. Споровые бактерии отличаются от вегетативных форм большой устойчивостью, легко переносят высушива-ние, замораживание, кратковременное или длительное кипячение, воздействие различных химических веществ. К спорообразующим бактериям относятся: возбудители сибирской язвы, столбняка, ботулизма, а также некоторые сапрофитные обитатели почвы. Спорообразующие патогенные бактерии часто встречаются в унавоженной почве. Они могут попадать в рану с землей.

39

Размножаются дрожжевые грибки тремя способами: почкованием, спорами и делением. Самый быстрый и распространенный способ – это почкование. На тельце дрожжевого грибка появляется небольшая бородавка – так называемая почка. Она быстро растет, а когда достигает размера материнского грибка, то отделяется от него и сама становится родительницей новых почек. Очень часто на еще не отделившейся дочерней почке появляются другие почки, а на них – новые. В результате образуется дрожжевая колония, по виду напоминающая разветвленное дерево. Однако при самом малом сотрясении она распадается на отдельные дрожжевые грибки.

Спорами грибки размножаются медленнее и только в том случае, когда они ощущают дефицит пищи. После того как они достигают зрелости, а происходит этот на 10-12-м часе жизни, внутри них образуется от 1 до 11 продолговатых телец – спор. Они растут и в результате разрывают материнский грибок. Появившиеся таким образом грибки в дальнейшем размножаются почкованием. Споры, в отличие от почек, являются более жизнестойкими и легче переносят неблагоприятные условия – высокую температуру, отсутствие влаги, питательных веществ и т. д.

Делением грибки размножают редко и только те из них, которые имеют удлиненное тельце. У зрелого грибка посередине тельца образуется перегородка, которая через некоторое время разделяет его на 2 самостоятельных грибка. Последние, в свою очередь, начинают быстро расти и вновь делятся пополам. Иногда такие грибки также образуют колонию, представляющую собой длинную цепочку.

Выше уже говорилось о том, что быстрое размножение дрожжевых грибков возможно лишь при благоприятных условиях, к которым относятся следующие.

Пища. Ее должно быть достаточно, ведь именно она является главным материалом, из которого строятся тельца дрожжевых грибков. По степени важности список питательных веществ, необходимых грибкам, можно представить так: белки, минеральные вещества и сахар. Белковые азотсодержащие вещества способствуют росту грибков и образованию почек. При их дефиците дрожжи перестают размножаться и словно замирают. Самыми необходимыми минеральными веществами для них являются фосфорная кислота и калий. Однако для нормальной жизнедеятельности они также нуждаются в небольшом количестве магнезии и извести. Что касается сахара, его доля в «рационе» грибков составляет незначительный объем.

Тепло. Дрожжевые грибки живут при температуре от 1 до 47 °С. При более низкой температуре они замирают, а при более высокой (80-100 °С) – умирают. Для примера: размножение почкованием при температуре 4 °С происходит через 20 часов, при 13,5 °С – через 10,5 часа, при 23 °С – через 6,5 часа и при 28 °С – через 5,5 часа.

Кислород – третий компонент, без которого невозможно существование дрожжевых грибков.

Так же как и для любого живого организма, дыхание для дрожжевых грибков играет очень важную роль. Следовательно, такое же огромное значение оно имеет и для приготовления вина. В процессе дыхания происходит сжигание углеводов, то есть сахара и других сахаристых веществ, за счет чего выделяется необходимое для жизнедеятельности грибков тепло. Однако существенная особенность их дыхания заключается в том, что углеводы сгорают не полностью, а превращаются в спирт и углекислый газ.

40.

Классификация ферментов основана на механизме их действия и включает 6 классов.

Ферменты как биокатализаторы обладают рядом уникальных свойств, например, таких как высокая каталитическая активность и избирательность действия. В ряде случаев ферменты обладают абсолютной специфичностью, катализируя превращение только одного вещества. Для каждого фермента существует свой оптимум рН, при котором его каталитическое действие максимально

41

Окисление - процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления.

При окисле́нии вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомыокислителя — акцепторами электронов.

В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы). При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

Окислитель, принимая электроны, приобретает восстановительные свойства, превращаясь в сопряжённый восстановитель:

окислитель + e⁻ ↔ сопряжённый восстановитель.

Неполные окисления

Большинство аэробных микроорганизмов окисляет органические пита тельные вещества в процессе дыхания до С0₂ и воды. Поскольку в мо лекуле СО ₂ достигается высшая степень окисления углерода, в этом случае говорят о полном окислении и отличают этот тип дыхания от не полных окислений, при которых в качестве продуктов обмена выделяют ся частично окисленные органические соединения.

Под «полным окислением» имеется в виду лишь то, что не происходит вы деления каких-либо органических веществ; но это вовсе не означает, что окис ляется весь поглощенный субстрат. В каждом случае значительная часть суб страта (40-70%) ассимилируется, т.е. превращается в вещества клеток.

Конечными продуктами «неполных окислений» могут быть уксусная, глюконовая, фумаровая, лимонная, молочная кислоты и ряд других со единений. Поскольку эти продукты сходны с теми, которые образуются при брожениях (пропионовая, масляная, янтарная, молочная кислоты и др.), а также в связи с тем, что при промышленных процессах броже ния необходимы специальные технические устройства (ферментеры), не­полные окисления называют также «окислительным брожением» или «аэробной ферментацией». Слова «брожение» и «ферментация» в этом случае отражают скорее технологический аспект.

Мы будем причислять к «неполным окислениям» также простое от щепление водорода от субстрата и использование микроорганизмов для катализа некоторых реакций, не имеющих для них какого-либо значе ния в обычных условиях. Ниже будут рассмотрены некоторые примеры таких окислений.

42.

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 фильтрованием применяют 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.

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 используютмеханические, 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.

43