Основы микробиологического и санитарно-гигиенического контроля

ТЕМА: основы микробиологического и санитарно-гигиенического контроля.

1. Патогенные микроорганизмы, их особенности.

2. Санитарно-показательные микроорганизмы.

3. Влияние на микроорганизмы внешних факторов.

1

Потенциальную способность микробов паразитировать в организме животных и вызывать инфекцию определяют  как патогенность, болезнетворность. Микробов, обладающих такой способностью, называют патогенными.

Патогенность – видовой признак, качественная характеристика микробного вида, определяемая его генотипом. Факторы патогенности, позволяющие микробу сохраняться, размножаться и распространяться в тканях и органах животного, связаны со структурными элементами микробной клетки, её метаболитами, с эндо- и экзотоксинами бактерий. Каждый вид патогенных микробов характеризуется определённым набором указанных факторов. Но их наличие ещё не определяет возможность развития инфекционного процесса. Большое значение имеет естественная резистентность восприимчивого животного.

Многие из известных возбудителей инфекций – облигатно (обязательно) патогенные микробы (вирус ящура, возбудитель сибирской язвы и др.). Способность вызывать инфекционный процесс – их постоянный видовой признак, который возник и генетически закрепился в процессе эволюции. Но существуют и факультативно-патогенные (условно-патогенные) микробы, часто обитающие в организме животных на правах симбионтов, комменсалов и вызывающие инфекционный процесс лишь при ослаблении резистентности хозяев.

В процессе эволюции одни патогенные микробы приобрели способность паразитировать как в организме человека, так и в организме животных самых разных видов (возбудители сибирской язвы, бруцеллёза, туберкулёза, бешенства), другие – в организме человека и животных определённых видов. Так, вирус ящура – паразит парнокопытных, а возбудитель сапа – однокопытных животных, но оба они могут вызвать болезнь и у человека. Такие инфекционные болезни называют зооантропонозами.

Рекомендуемые материалы

2

К санитарно-показательным относят те микроорганизмы, которые постоянно обитают в естественных полостях тела животного и человека. Вместе с выделениями организма они поступают во внешнюю среду, где могут сохраняться в течение определённого времени. С этими же выделениями во внешнюю среду могут попадать и патогенные микроорганизмы.

Выявление патогенных микроорганизмов – возбудителей инфекционных заболеваний  непосредственно из внешней среды (воздуха, воды, почвы) – связано с большими трудностями. Поэтому об их присутствии во внешней среде  принято  косвенно судить по санитарно-показательным микроорганизмам. К ним предъявляют определённые требования: необходимо, чтобы они сравнительно легко выделялись из внешней среды, сохраняли жизнеспособность в те же сроки, что и патогенные, обитали в организме животного и человека в тех же местах, где обитают и патогенные микробы.

О загрязнении воды патогенными микробами судят по наличию в ней санитарно-показательного микроорганизма – кишечной палочки. Обнаружение кишечной палочки свидетельствует о загрязнение воды фекальными массами (кишечная палочка обитает в кишечнике). С экскрементами могут поступать патогенные  микробы, поэтому косвенно можно предполагать о возможности присутствия в исследуемом объекте и патогенного микроба.

При определении степени загрязнения воздуха жилых помещений санитарно-показательными являются зеленеющий и гемолитический стрептококки. Эти микроорганизмы – постоянные обитатели слизистой оболочки ротовой  и носовой полостей, верхних дыхательных путей. В воздухе необитаемых помещений эти стрептококки отсутствуют.

Таким образом, в результате выявления во внешней среде санитарно-показательных микроорганизмов можно косвенно судить о загрязнении её различными патогенными микроорганизмами.

Факторы вешней среды постоянно влияют на жизнедеятельность микроорганизмов. При благоприятных условиях наблюдаются быстрый рост и размножение микробов. В, условиях неблагоприятных для жизнедеятельности, развитие замедляется, и даже может наступить гибель. Факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы подразделяются на физические, химические и биологические.

3

Влияние физических факторов. К числу физических факторов, оказывающих действие на микробов, относят температуру, высушивание, давление, свет, излучение, электричество, ультразвук.

Д е й с т в и е    т е м п  е р а т у р ы. Микроорганизмы, особенно сапрофиты, способны переносить значительные колебания температуры. Большинство патогенных микробов развивается на питательных средах при температурах, близких к температуре тела хозяина (чаще 37^о). При воздействии низких температур микробы, как правило, не теряют своей жизнеспособности, а переходят в анабиотическое состояние. Некоторые микробы сохраняют жизнеспособность даже при температуре жидкого водорода – 253^о. Особенно устойчивы к низким температурам вирусы, которые годами сохраняются при температуре – 70^о.

Губительно действует на микробов чередование высоких и низких температур. К высоким температурам микробы в большинстве своём неустойчивы. Не образующие спор бактерии при температуре 58-60^о погибают через 30-60 мин. Вегетативные формы спорообразующих бактерий также неустойчивы, зато споры бацилл и клостридий  выдерживают длительное воздействие высоких температур. Например,  споры возбудителя столбняка выдерживают 3-часовое кипячение. В основе бактерицидного действия высоких температур лежат угнетение активности ферментов, денатурация белков и нарушение осмотического барьера.

Для развития микроорганизмов имеют значение три основные температурные зоны: оптимум – наиболее благоприятная для  жизнедеятельности микроба температура; минимум  - нижняя  температурная граница, за пределами которой развитие микроба  прекращается;  максимум  - верхний предел температуры, дальнейшее повышение температуры ведёт к гибели микроба. Эти температурные зоны различны для разных видов микробов. Например, для возбудителя туберкулёза минимум равен 29^о, оптимум 37-38^о, максимум 41^о; для возбудителя сибирской язвы соответственно 1ё2^о, 32-37^о, 45^о.

По приспособленности к определённым температурам  микроорганизмы делят на три группы: 1) психрофильные (холодолюбивые),  живущие при низких температурах (могут развиваться даже при  температуре -6^о, оптимум составляет 15-20^о), -светящиеся бактерии,  железобактерии и др.; 2) мезофильные,  живущие при средних  температурах (максимум 10^о, оптимум 30-37^о, максимум 45^о), - наиболее многочисленная группа микроорганизмов, включающая большинство сапрофитов, гнилостных бактерий, а также всех патогенных  микробов; 3) термофильные (теплолюбивые), развивающиеся при сравнительно высоких температурах (минимум 35^о, оптимум 50-60^о, максимум 70-80^о), - это микробы, обнаруживаемые в тёплых минеральных источниках, почве, воде, на растениях и в пищеварительном тракте животных. За счёт термофилов, которые выделяют тепло (их называют термогенными микробами), происходит самонагревание сена, зерна, навоза.

Высушивание вызывает гибель микробов в результате потери воды – жизненно необходимой составной части микробной клетки. Неустойчивы к высушиванию неспорообразующие бактерии и вегетативные формы бацилл и клостридий. Напротив, споры весьма устойчивы к высушиванию и могут сохраняться в высушенном состоянии десятилетиями (возбудитель сибирской язвы, столбняка). Плохо переносят высушивание пастереллы, возбудитель сапа, лептоспиры, зато возбудитель туберкулёза в высохшей мокроте не теряет жизнеспособности до десяти месяцев. Высушивание вызывает обезвоживание цитоплазмы и денатурацию белков микробной клетки.

 В л и я н и е   в ы с о к и х   д а в л е н и й   и  м е х а н и ч е с к и х   с о т р я с е н и й. Высокое давление (даже до 5 тыс. атм.) не оказывает отрицательного влияния на жизнеспособность микроорганизмов. Очень чувствительны бактерии к частым и сильным механическим сотрясениям, например к действию ультразвука с частотой колебаний волн около 20 тыс. Гц. В связи с этим ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов и дезинфекции некоторых объектов (воды и др.). Механизм бактерицидного действия ультразвука состоит в том, что в цитоплазме бактерий,  находящихся в жидкой среде, образуются кавитационные полости (пузырьки), заполненные парами жидкости. Давление в них поднимается до 10 тыс. атм., что  приводит к разрушению микробных клеток (дезинтеграции).

Д е й с т в и е   с в е т а  и   д р у г и х   и з л у ч е н и й. Микроорганизмы по-разному относятся к свету: одни легко переносят его действие  (пурпурные серобактерии), на других он оказывает вредное влияние. Прямой солнечный свет в короткие сроки (от нескольких минут до нескольких часов) убивает большинство микробов.

Лучи Рентгена в малых дозах стимулируют размножение микробов, в больших дозах и при длительной экспозиции убивают их. Однако есть бактерии, которые переносят очень интенсивную радиацию, например, находили бактерии в воде атомных реакторов. В настоящее время с помощью ионизирующей радиации стерилизуют пищевые продукты. Этот метод стерилизации выгодно отличается от тепловой стерилизации тем, что при нём не изменяется качество продуктов (не происходит денатурации белков, полисахаридов, витаминов). Электрический ток на микроорганизмы оказывает слабое действие.

Действие химических веществ на микроорганизмы зависит от концентрации, продолжительности контакта, состава среды, температуры. В малых дозах химические вещества вызывают стимулирующий (раздражающий) эффект, в больших действуют бактерицидно. На микроорганизмы большое влияние оказывает реакция среды (рН), которая обусловливается содержанием Н- и ОН-ионов. Диссоциация бактерицидных химических веществ лучше всего происходит в воде, она является наилучшим растворителем. Для большинства патогенных микробов наиболее благоприятна нейтральная или слабощелочная реакция (рН 7,0 – 7,6). При отклонении рН в ту или иную сторону нарушается жизнедеятельность микроорганизмов.

По своему действию бактерицидные химические вещества делят на поверхность-активные вещества, красители, фенолы и их производные, соли тяжёлых металлов, окислители и группу формальдегида.

П о в е р х н о с т но – а к т и в н ы е    в е щ е с т в а   вызывают повреждение клеточной стенки и нарушение функции цитоплазматической мембраны. К ним относятся детергенты, жирные кислоты и мыла. К р а с и т е л и   обладают бактериостатическими (задерживают рост бактерий) или  бактерицидными (убивают бактерии) свойствами. В эту группу входят бриллиантовый зелёный, риванол, трипафлавин, акрифлавин и др.  Ф е н о л  и    и его производные  повреждают клеточную стенку и белки клетки, а также подавляют функции отдельных ферментов. С о л и   т я ж ё л ы х   м е т а л л о в   (свинец, медь, цинк, серебро, ртуть) вызывают коагуляцию белков клетки. О к и с л и т е л и   (хлор, хлорная известь, хлорамин, йод, марганцовокислый калий, перекись водорода, различные кислоты) действуют на сульфгидрильные группы активных белков. В о с с т а н о в и т е л и, в частности формальдегид (используют в виде 40%-ного раствора – формалина), присоединяется к аминогруппам белков, вызывая их денатурацию.

Бактерицидное действие определённых химических веществ на микроорганизмы используют для целей дезинфекции и антисептики, а также для консервирования пищевых продуктов, кормов и др. Устойчивость микробов к химическим веществам неодинакова. Например, вегетативные формы возбудителя сибирской язвы погибают в 5%-ном растворе карболовой кислоты через несколько минут, а  споры – лишь через 10-14 суток. Имеет значение не только вещество, используемое для дезинфекции, но и его концентрация. Те же споры возбудителя сибирской язвы 10%-ный формалин разрушает через 2 ч, 20%-ный – через 10 мин.

Влияние биологических факторов. Действие биологических факторов в антагонизме микробов, когда продукты жизнедеятельности одних микробов, когда продукты жизнедеятельности одних микробов обусловливают гибель других. 

Внутри одного вида, например между вирулентными и вакцинными штаммами одного и того же вида микробов. Антагонистические отношения вирусов получили название интерференция.

Оказывают действие на микроорганизмы следующие биологические факторы: лизоцим, антитела, бактериофаг, различные ингибиторы, находящиеся в животном организме, антибиотики, фитонциды.

Большую роль в обеззараживании внешней среды от патогенных микроорганизмов осуществляют б а к т е р и о ф а г и . Впервые в 1898 г. Н. Ф. Гамалея описал явление лизиса (растворения) бактерий под влиянием агента, выделенного из тех же бактерий.                        Высокая специфичность фагов даёт возможность использовать их для дифференцирования и индикации бактериальных культур, для фаготипирования бактерий. Обнаружить бактерии в исследуемых материалах  не всегда удаётся. Для этого используют реакцию нарастания титра фага (В.Д. Тимаков и Д.М. Гольдфарб, 1955). Фаготерапию  применяют при лечении сальмонеллеза, колибактериоза, стафилококковых инфекций и др.

А н т и б и о т и к и   представляют собой химические вещества, выделяемые микроорганизмами или получаемые синтетическими путём, которые подавляют рост и развитие тех или иных микробов. Они обладают бактериостатическим  и бактерицидным действием.  Антибиотики могут действовать на большое число видов микроорганизмов (антибиотики с широким спектром действия) или на  ограниченное число видов. Они отличаются и по действию на грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Использование физических и химических факторов для уничтожения микрофлоры. Для уничтожения микробов на объектах внешней среды разработаны различные методы, что имеет большое значение в борьбе с инфекционными болезнями и их профилактике. Уничтожение всей патогенной и непатогенной микрофлоры на данном объекте называется   с т е р и л и з а ц и е й. Применяют её в микробиологической практике для обеспложивания питательных сред, лабораторной посуды, обезвреживания патогенного материала. Стерилизуют некоторые лекарственные вещества, диагностические препараты, пищевые продукты, инструментарий, что достигается обжиганием поверхности предметов (фламбирование), кипячением, сухим жаром, текучим паром и паром под давлением (автоклавированием).

П а с т е р и з а ц и я – прогревание обеззараживаемого объекта при температуре 65-95^о в течение нескольких минут с последующим быстрым охлаждением до 10-11^о. При этом погибают только вегетативные формы бактерий. Быстрое охлаждение имеет целью предотвратить прорастание спор. Пастеризацию широко используют для обеззараживания молока и других пищевых продуктов.

Т и н д а л и з а ц и я – дробная стерилизация, при которой материал прогревают в течение 2-7 дней в водяной бане при температуре 56-75^о по 30-60 мин. При этом вегетативные формы микробов погибают, а споры прорастают в вегетативные формы, которые  потом тоже погибают. Тиндализацию используют для стерилизации веществ, легко разрушающихся при высокой температуре (кровяная сыворотка, яичные среды и т.п.).

 Д е з и н ф е к ц и я  представляет собой комплекс мероприятий, направленных на обеззараживание объектов внешней среды. Цель дезинфекции уничтожить патогенные микробы на объектах, с которыми соприкасался больной организм (стены, кормушки, полы, почва, инвентарь). Дезинфекцию осуществляют с помощью химических веществ и физических факторов.

Контрольные вопросы.

. 3. Как действуют химические вещества на микроорганизмы? 4. Какие существуют методы стерилизации?                                                 

Вопросы для самоконтроля:  1Что понимается под термином “патогенные”

Информация в лекции "ПЛУТАРХ" поможет Вам.

                                                         микробы?

                                                     2.Что представляют собой санитарно-показательные

                                                         микробы?

                                                    3. Перечислите физические факторы, которые могут                   оказывать влияние на микроорганизмы

                                                                4  Как действуют химические вещества на микроорганизмы?

                                                                5 Какие существуют методы стерилизации?