Рост и размножение бактерии.
Рост бактерий - это увеличение линейных размеров и массы микробной клетки.
Размножение бактерий - это увеличение количества особей в популяции за счет поперечного (бинарного) деления, реже путем почкования.
Интервал времени, за который число клеток удваивается, называется временемгенерации /Т – генерации/. Для большинства бактерий время генерации составляет 20-30 мин, у возбудителя туберкулеза — 18-24 час.
Популяция бактерий - совокупность особей одного вида, сформировавшаяся в определенных условиях внешней среды
11.Характеристика ростабактериальной популяции наплотных и жидких питательных средах.
Популяциябактерий, развившаяся из одноймикробнойклетки на плотной питательной среде, называется колонией.
Колониихарактеризуются по следующим признакам:
по размеру: мелкие - 1-2 мм; средние - 2-4 мм; крупные - более 4 мм;
по форме: круглые или неправильной формы;
по характеру поверхности: матовые или блестящие, гладкие или шероховатые;
по рельефу: выпуклые, уплощенные;
по характеру краев: ровные, изрезанные, фестончатые;
по оптическим свойствам: прозрачные, полупрозрачные, непрозрачные;
по цвету: бесцветные или пигментированные (золотистые, красные, сине-зеленого цвета и др);
по запаху, например, колонии синегнойной палочки имеют запах жасмина, фиалки, карамели;
по консистенции: сухие, влажные, слизистые;
по связи с питательной средой: прочно связанные, непрочно связанные.
Гладкие колонии с ровными краями обозначаются как «S»-колонии /англ. smooth – гладкие/, шероховатые с изрезанными краями - «R»-колонии /англ. rough – шероховатые/. Внешний вид колоний у некоторых бактерий настолько характерен, что может служить одним из дифференциальных признаков при их идентификации. Например, R-колонии возбудителя чумы (Y. pestis) сравнивают c «кружевными платочками», т.к. они имеют плотный центр и прозрачные волнистые края. Возбудитель сибирской язвы (В. anthracis) на плотных питательных средах также растет в R-форме, и колонии напоминают «гриву льва».
Рост микроорганизмов на жидкой питательной среде зависит от скорости деления и типа дыхания бактерий и может быть:
диффузно-мутящий (S. aureus, E. coli);
придонный или придонно-пристеночный (S. pyogenes);
поверхностно-пленчатый (V. cholerae).
Некоторые виды возбудителей дают характерный тип роста в жидкой питательной среде. Например, Y. pestis образует на поверхности пленку со спускающимися вниз тяжами (нитями) - «чумныесталактиты»; В.anthracis образует придонный осадок в виде «комочка ваты».
111.Фазы развитиябактериальной популяции в жидкой питательной среде.
I- исходная стационарная фаза. В эту фазу бактерии адаптируются к новым условиям обитания и размножения их не происходит.
II - лаг-фаза - характеризуется началом интенсивного роста клеток и невысокой скоростью деления.
III - логарифмическая (экспоненциальная) фаза роста характеризуется максимальной скоростью размножения клеток.
IV - фаза отрицательного ускорения роста характеризуется снижением скорости размножения клеток.
V - максимальная стационарная фаза характеризуется динамическим равновесием между количеством погибающих и вновь образующихся клеток. В эту фазу количество живых бактерий в популяции достигает максимальной (М) концентрации.
М-концентрация–это максимальное количество жизнеспособных бактерий, которое может накопиться в единице объема жидкой питательной среды при стандартных условиях культивирования за единицу времени. М-концентрация является видовым признаком.
VI - фаза логарифмической гибели бактерий, характеризуется максимальной скоростью гибели клеток.
VII - фаза отрицательного ускорения гибели бактерий, которая характеризуется снижением скорости гибели клеток.
 |
Время культивирования (час)
Рис. 3. Фазы развития бактериальной популяции на жидкой питательной среде.
1V.Влияние физических факторов на микроорганизмы.Стерилизация. Методы стерилизации.
Ультразвук. Под его действием в цитоплазме бактерий образуются кавитационные полости, заполненные парами жидкости под высоким давлением до 10 000 атм. Это приводит к разрушению цитоплазматических структур клетки. Практическое применение: для получения эндотоксинов, некоторых антигенов, для стерилизации пищевых продуктов и обеззараживания воды.
Ультрафиолетовый свет - повреждает ДНК микробной клетки. Действие УФ-света на бактерии было доказано опытом Бухнера, который заключается в следующем: в чашку Петри с МПА делают посев культуры микроорганизмов, например, S. typhi «сплошным газоном». На посев накладывают черную бумагу с вырезанными буквами, составляющими какое-либо слово, например, «typhis» и подвергают его действию прямых солнечных лучей в течение 1-1,5 часов. После этого черную бумагу снимают и ставят чашку на сутки в термостат при 37°С. На следующий день рост культуры микробов наблюдается только на тех участках среды, которые были защищены от действия УФ-лучей.
Рис.4. Опыт Бухнера с культурой S. typhi.
Практическое применение УФ-света: стерилизация воздуха в операционных, родильных залах, палатах новорожденных, в боксах бактериологических лабораторий и др.
Низкая температура. Под ее действием в цитоплазме клеток образуются кристаллы воды и солей, разрушающие структуру клетки. Практическое применение: для получения эндотоксинов путем многократного замораживания и оттаивания бактериальных культур, что приводит к разрушению клеток.
Высокая температура - вызывает денатурацию белков и инактивацию ферментов микроорганизмов. Практическое применение: для стерилизации.
Стерилизация или обеспложивание (sterilis — бесплодный) - полное уничтожение микроорганизмов и их спор в различных объектах (питательные среды, посуда, перевязочный материал, хирургические инструменты и др.).
Методы стерилизации:
I. Физические методы стерилизации:
а) прокаливание в пламени спиртовки. Этот способ имеет ограниченное применение, в частности, для стерилизации бактериологических петель.
б) сухим жаром в печи Пастера (воздушный стерилизатор). Режим стерилизации: 180°С, 1 час. Стерилизуют стеклянную посуду (чашки Петри, пипетки, пробирки), хирургические инструменты.
в) паром под давлением в автоклаве (паровой стерилизатор):
1/стерилизация неспороносного материала. Режим - 1,5 атм. (127 С), 30 мин. Используют для стерилизации простых питательных сред (МПА, МПБ), бактериологической посуды и уничтожения отработанных культур неспороносных бактерий;
2/ стерилизация спороносного материал:. режим - 2 атм, (133°С), 20 мин. Используют для уничтожения культур спороносных бактерий, а также стерилизации постельного белья, вещей, посуды от больных газовой гангреной, сибирской язвой, столбняком;
3/ стерилизация изделий из резины (катетеры, зонды)- Режим - 1 атм. (121аС), 45 мин.
Способ автоклавирования основан на том, что образующийся при кипении воды пар не выходит наружу, а, скапливаясь в замкнутом пространстве, повышает давление. Соответственно давлению увеличивается и температура кипения воды. В результате образуются молекулы «острого» пара с высокой кинетической энергией, а следовательно, и с большей проникающей способностью, которые повреждают бактерии и их споры.
Методы контроля стерилизации:
1) химический метод- использование веществ в запаянных ампулах (сера, бензойная кислота с красителем), имеющих температуру плавления не ниже 120 С. Этот тест используют для контроля режима стерилизации при 1 -1,5 атм.
2) биологический метод - проверка на жизнеспособность культуры спороносных бактерий после автоклавирования при режиме 2 атм. В качестве тест-культур используют: В.mеsentericus (картофельная палочка) и В. subtilis (сенная палочка).
4) дробная стерилизация:
1/ текучим паром в автоклаве с открытым выпускным краном. Этот вид стерилизации основан на разрушении вегетативных клеток микроорганизмов под действием пара - применяют в тех случаях, когда стерилизуемый материал не выдерживает высокой температуры (120-127°С), например, питательные среды с молоком, желчью, углеводами и др. Режим стерилизации - 100°С, ЗО мин., 3 дня подряд. Механизм: в 1-й день погибают вегетативные формы, а споры остаются; на 2-ой день часть спор прорастает в вегетативные клетки и погибает при стерилизации; к 3-му дню прорастает остальная часть спор и также погибает при 100°С;
2/ тиндализация. Стерилизация материала при 56-58°С по 1 часу в течение5-6 дней подряд. Применяют для стерилизации питательных сред, содержащих сыворотку крови, витамины, которые легко разрушаются при более высокой температуре;
г) пастеризация (частичная стерилизация) - уничтожение только вегетативных форм болезнетворных бактерий, но не бактериальных спор. Режим -80 С, 10 мин. Обычно пастеризуют пищевые продукты (молоко, соки, вино, пиво и .др.).
д) стерилизация УФ-облученнем. Применяют для стерилизации воздуха в микробиологических лабораториях, боксах, операционных, процедурных кабинетах и др. Ее проводят бактерицидными лампами различной мощности (БУВ-15,БУВ-30идр.).
II. Механический метод стерилизации (фильтрование) основан на механической задержке микроорганизмов и их спор мелкопористыми фильтрами с определенным диаметром пор. В микробиологической промышленности и в лабораторной практике широко применяется фильтрация материала через асбестовые и нитроцеллюлозные фильтры. Фильтрование используют для стерилизации биологических препаратов, не выдерживающих нагревания (сывороточные препараты, антибиотики, бактериальные токсины, бактериофаги и т.д.).
V.Влияние химических факторов на микроорганизмы. Дезинфекция. Асептика и антисептика.
Табл.1. Химические вещества, используемые для дезинфекции
| Группы веществ | Механизм действия | Применение |
| I. Соли тяжелых металлов: Ag, Hg, Zn. | Образование альбуминатов с белками клеток микроорганизмов, что приводит к коагуляции белков | 1% раствор AgNO3 – в акушерстве, гинекологии, дерматологии; сулема (ртути дихлорид), диоцид (ртутный препарат) – в хирургии; сульфат цинка – в офтальмологии. |
| II. Окислители: перекись водорода, первомур, хлорсодержащие соединения (хлорная известь, гипохлорид кальция); марганцовокислый калий (K MnO4), йод | Окисляют активные группы белков | 3% и 6% Н2О2 – в хирургии, стоматологии, гинекологии; первомур (смесь Н2О2 муравьиной и надмуравьиной кислот), - в акушерстве, гинекологии, хирургии; хлорсодержащие препараты – для профилактикой, текущей и заключительной дезинфекции. |
| III. Карболовая кислота (фенол), лизол | Денатурация белков и повреждение клеточной стенки бактерий | Тройной раствор (карболовая кислота+формальдегид+натрия карбонат) – в хирургии, акушерстве; 3% и 5% лизол – дезинфекция в бак. лабораториях, инф. Отделениях; 3% фенол – для дезинфекции лабораторной посуды и повседневной работе бак. лабораторий; 5% фенол – при работе с туберкулезными бактериями. |
| IV. Красители (бриллиантовый зеленый, метиленовая синь, риванол) | Задерживают рост бактерий (бактериостатическое действие) | Для обработки ран, промывания полостей. 1-2% водный раствор метиленовой сини – для лечения молочницы у детей. |
Дезинфекция (обеззараживание) - уничтожение патогенных микроорганизмов во внешней среде (с помощью химических веществ).
Целью дезинфекции является предупреждение передачи возбудителей от инфицированного организма через объекты внешней среды. Дезинфекция отличается от стерилизации по конечному результату. Путем стерилизации уничтожаются все виды микроорганизмов и их споровые формы, при дезинфекции погибают только болезнетворные вегетативные формы.
Химические вещества, убивающие бактерии, называются бактерицидными, а вещества, угнетающие их жизнедеятельность, - бактериостатическими.
Асептика - система мероприятий, предупреждающих попадание микроорганизмов из внешней среды в стерильный субстрат (операционная рана, стерильные препараты для инъекций и др.).
Антисептика - комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на уничтожение или подавление размножения микроорганизмов на коже, слизистых оболочках, в ране. В качестве антисептиков используют различные химические вещества антимикробного действия (химическая антисептика). К физической антисептике относят применение стерильных марлевых тампонов, дренирование ран, использование ультрафиолетового облучения.
ПРАКТИЧЕСКАЯРАБОТА