Действие рентгеновских лучей и др

При облучении микроорганизмов дозой 0,5 Гр (Грей) (1 Гр = 100 рад*-радиан) усиливаются рост и образование пигментов; доза 1 Гр действует менее благоприятно, а излучение дозой 3—5 Гр приводит к остановке роста. К излучениям более чувствительны молодые клетки, находящиеся в стадии деления или роста.

Более устойчивы к излучению грамположительные микробы и менее устойчивы грамотрицательные. Повышенная устойчивость к излучениям отмечена у клостридий ботулизма: они погибают только после воздействия на них дозами 25—40 кГр, Для достиже­нии стерильности в некоторых случаях необходимо излучение 50 кГр. Устойчивы к излучению вирусы и риккетсии; их устойчивость примерно такая же, как и у спор бацилл. Чем меньше разме­ры вирусных частиц, тем выше летальная доза. Некоторые микробы (возбудитель сибирской язвы, кишечная палочка и др.) приобретают устойчивость к излучениям. После нескольких облучений она у них повышается в два раза и более. Возрастание устойчивости к излучениям зависит также от среды, в которой выращивались микроорганизмы.

Ультразвук— высокочастотные (20 кГц и более) механические колебания упругой среды, не воспринимаемые ухом человека. Действуя на культуру микроорганизмов, ультразвук создает боль­шую разницу в давлениях и повреждает клетку. Часть микробов погибает очень быстро (немедленно), другие подвергаются силь­ному механическому сотрясению, в результате чего нарушаются физиологические процессы: разжижается и вспенивается цито­плазма, увеличивается ее объем, разрывается клеточная стенка, во внешнюю среду выходит содержимое. На принципе кавитации (образование в жидкости пузырьков, заполненных газом) основа­но использование ультразвука для извлечения токсинов, фермен­тов, антигенов.

Эффективность действия ультразвука понижается при содержа­нии в среде протеина. Поэтому использование ультразвука для стерилизации молока и других продуктов не всегда дает желаемые результаты. Быстрее подвергаются разрушению палочковидные формы и более медленно — шаровидные. Чем меньше объект, тем выше его устойчивость к действию ультразвука.

Электричество,по-видимому, не оказывает сильного действия непосредственно на микробы. Проходя через среду, ток высокого напряжения может вызвать электролиз некоторых компонентов и образование соединений, которые неблагоприятно влияют на микробы. Электрический ток усиливает цидное действие дезин­фицирующих веществ, особенно ртутных препаратов. В поле электрического тока происходит диссоциация молекул на ионы, что сокращает срок действия веществ и повышает их эффектив­ность. Электролиз применяют при дезинфекции воды, обеззара­живании сточных вод и т. п. При этом губительное действие на микробы обеспечивается не самим электричеством, а теми про­дуктами (кислород, хлор, кислоты), которые образуются в резуль­тате его прохождения через среду.

Влияние магнитных полей на микроорганизмы.У микроорганизмов, как и у других живых существ, установлен магнитотропизм. Движение некоторых из них происходит по магнитному меридиа­ну: в Северном полушарии на север, в Южном — к противополож­ному полюсу. Еще в большей степени магнитотропизм выражен у микроскопических грибов, которые могут расти по силовым линиям магнитного поля. Такое явление объясняется наличием особых продуктов биосинтеза, содержащих низкомолекулярные белки-ферменты, в молекулах которых имеются атомы железа с ферромагнитными свойствами.

Микробы реагируют на любое напряжение геомагнитного моля, что приводит к изменению морфологических, культуральных и биохимических свойств. Клетки увеличиваются в размерах, образуют длинные нити; на плотных питательных средах могут расти мелкие беспигментные колонии (стафилококки, чудесная палочка). Иногда изменяются обмен веществ, вирулентность, повышается резистентность к антибиотикам и т.д. Следовательно, магнитное поле можно рассматривать как экологический фактор, определяющий течение биологических процессов, способствую­щий появлению и временному исчезновению инфекционных и других болезней на Земле.

Гидростатическое давление,превышающее 108—110 МПа, вы­зывает денатурацию белков, инактивацию ферментов, электроли­тическую диссоциацию, увеличивает вязкость многих жидкостей. Все это неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности мик­робов и нередко приводит их к гибели. Среди микроорганизмов имеются и такие (барофильные), которые живут и размножаются при более высоких давлениях, например глубоководные бактерии морей и океанов. Большинство же микробов выдерживают давление около 65 МПа в течение 1 ч.

Действие сотрясенийчасто вызывает гибель бактерий (но не ви­русов). Если поместить культуру бактерий в сосуд со стеклянными шариками и встряхивать, то через некоторое время происходит механическое разрушение клеток. Бактерии разрушаются быстрее, если их предварительно заморозить. Подобное наблюдается в гор­ных и других быстротекущих реках, благодаря чему вместе с дей­ствием лучей Солнца и других факторов они очищаются от мик­робов.

Влияние невесомости.Как известно, запускаемые в космос микроорганизмы переносят невесомость без особых изменений. Например, культура (споры) микроорганизма Вас. subtilis на оди­наковой среде и при такой же температуре на Земле развивалась быстрее (на 30 %), чем на орбитальной станции «Салют-6». Пола­гают, что земное тяготение обеспечивает больший контакт клеток в колонии, улучшает условия метаболизма, чего не наблюдается в космосе.

 

 

Химические факторы.

 

Микробы, как и все живое, чувствитель­ны к факторам среды. Они способны реагировать на малейшие изменения среды перемещением или другими реакциями. При возникновении благоприятных импульсов микробы устремляются к объекту раздражения, неблагоприятные импульсы — отталкивают их. Та­кое явление получило название хемотаксиса.Вещества-аттрактанты, благоприятно действующие на микробную клетку (мясной эк­стракт, пептон), вызывают положительный хемотаксис; сильно­действующие, ядовитые вещества-репелленты (кислоты, щелочи), ведущие к перевозбуждению или угнетению, приводят к отрица­тельному хемотаксису.

Микроорганизмы приспособились к определенной среде обитания. Одни (плесневые грибы) — ацидофильные организмы — живут в кислой среде; другие (холерный вибрион) — алкалофильные орга­низмы— в щелочной. Большинство же микробов предпочитают среду, концентрация водородных ионов в которой делает ее ближе к нейтральной (рН 6,5—7,5). Оптимальную среду обитания в есте­ственных условиях микроорганизмы создают себе сами.

Знание действия химических веществ на микробы имеет прак­тическое значение, так как многие из них используются для проведения оздоровительных мероприятий в хозяйствах. Наиболее широко распространены из дезинфицирующих веществ щелочи, кислоты, хлорсодержащие препараты, фенолы, соли тяжелых ме­таллов.

Чем выше концентрация веществ, тем сильнее их действие на микробную клетку. Увеличение концентрации фенола в 2 раза снижает время стерилизации в 64 раза. Наиболее выражен­ное цидное действие имеют водные растворы дезинфицирующих веществ; в масляных растворах оно более слабое. Стерилизация быстрее протекает в кислой среде и медленнее — в щелочной. Бо­лее устойчивы к действию химических веществ из неспорообразующих шаровидные формы. Палочковидные и извитые формы микробов при прочих равных условиях быстрее погибают.

Споры почти не содержат свободной воды, имеют плотную двойную оболочку, поэтому отличаются более высокой устойчи­востью к действию химических веществ. Таким образом, действие химических веществ зависит от состава, концентрации, экспози­ции, температуры и других факторов.

 

 

Биологические факторы.

 

Микроорганизмы подвержены не только физичес­ким, химическим, но и биологическим воздействиям. В природе все связано и взаимозависимо. Живые существа объединены в устойчивые экологические системы — биоценозы. Для каждого из них характерны видовое и количественное соотношения популяций, структура, взаи­моотношения и другие признаки. Среди разных ценозов (фитоценозы, зооценозы) большое место в природных условиях занимают микробоценозы — сообщества микроорганизмов. Между ними и другими живыми организмами существуют самые разнообразные взаимоотно­шения. Они могут проявляться в форме симбиоза, комменсализма, метабиоза, сателлизма, синергизма, антагонизма и т. д.

Симбиоз — сожительство двух или более видов микроорганизмов между собой или с другими существами. Классическим примером сим­биоза может служить сожительство гриба и водоросли (цианобактерии) в лишайнике, а также нахождение аэробов и анаэробов в одной замкнутой среде (в изолированных пустотах в почве и дру­гих местах), когда после использования кислорода аэробами со­здаются благоприятные условия для анаэробов, жизнь которых может протекать без атомарного кислорода. Микробы, находящи­еся в клубеньках корней, живут в симбиозе с бобовыми растения­ми. Целлюлозоразлагающие бактерии в рубце жвачных могут служить примером симбиоза микроба и животных.

Комменсализм — неярко выраженная форма сожительства мик­робов с другими организмами, при этом один организм использует пищу или выделения другого, не принося ему вреда. Комменсалы — представители нормальной микрофлоры животных, обитаю­щей в желудочно-кишечном тракте, дыхательных путях, на коже, а также эпифитные микробы растений.

Метабиоз — форма взаимоотношений, при которой один из микробов использует продукты жизнедеятельности другого и тем самым создает благоприятные условия для его развития (сожи­тельство аммонификаторов и нитрификаторов, целлюлозоразлагающих и азотфиксирующих бактерий). Нитрификаторы окисляют продукты жизнедеятельности гнилостных микробов — аммиак, а азотобактер использует органические кислоты, которые накапливаются при разложении клетчатки.

Сателлизм — стимуляция роста одного микроорганизма продуктами жизнедеятельности другого, который затем становится его спут­ником. Выделяемые азотобактером витамины и другие биологи­чески активные вещества стимулируют развитие микробов, превращающих органические формы фосфора в неорганические, что, и свою очередь, благоприятно сказывается на развитии высших растений. Такое же действие оказывают дрожжи — продукты вита­минов группы В — на другие микробы.

Синергизм — одинаковые физиологические процессы разных особей микробной ассоциации, в результате чего происходит увеличение конечных продуктов (увеличение гетероауксина — стимулятора роста растений при совместном культивировании азото­бактера и грибовидной бациллы).

Антагонизм — враждебное взаимоотношение, когда продукты жизнедеятельности одного микроорганизма губительно действуют на таковые другого. Гнилостные микробы не могут жить в одной среде с молочнокислыми, так как образуемая молочная кислота пони­жает рН и подавляет рост алкалофильных организмов. Этот прин­цип используется в сельском хозяйстве: на нем основаны процессы силосования, квашения, приготовления и сохранения кисло­молочных продуктов. Антагонизм между микробами широко рас­пространен в природе. В борьбе с возбудителями разных болезней его использует человек. Применяемые антибиотические вещества имеют специфическое действие. Этим они отличаются от других продуктов жизнедеятельности микробов.

Паразитизм— это такое отношение между микробами, когда пользу от сожительства получает лишь паразит, нанося вред хозя­ину, что обычно приводит к гибели последнего.