Гибель — бактерия
Фотодинамическая гибель бактерий наблюдается при наличии света, кислорода, а также эндогенного или экзогенного фотосенсибилизатора. Свет поглощается сенсибилизирующим пигментом, который подвергается межсистемным превращениям и переходит в более долгоживущее, но все еще высокоэнергетическое триплетное состояние. Образовавшийся синглетный кислород может окислить любую подходящую акцепторную молекулу, например молекулу ненасыщенной жирной кислоты. При этом образуются перекиси, которые могут вызвать обширные, а иногда и летальные повреждения чувствительных внутриклеточных процессов.
Скорость гибели бактерий в природных реках в значительной степени зависит от гидравлических и биологических характеристик реки.
|
Зависимость среднего содержания с ( число клеток в 100 мл бактерий в хлорированных и нехлорированных пробах от времени. |
Размножение и гибель бактерий подчиняются логарифмическому закону; ошибка составляет постоянную часть от плотности бактерий.
Они вызывают гибель бактерий и спор в течение минутного облучения. Лучи с длиной волн до 8000 А ( видимая часть спектра) оказывают уже меньшее бактерицидное действие, а свыше 8000 А ( инфракрасные лучи) безвредны.
Они вызывают гибель бактерий и спор в течение минутного облучения. Лучи с длиной волн до 8000 А ( видимая часть спектра) оказывают уже меньшее бактерицидное действие, а свыше 8000 А ( инфракрасные лучи) безвредны. В практике применяются бактерицидные ультрафиолетовые лампы для дезинфекции воздуха в лечебных и детских учреждениях, при микробиологических исследованиях.
Основная причина гибели бактерий — это механическое и химическое воздействие, являющееся следствием быстроперемен-ного давления. Бактерии погибают и в том случае, когда содержащая их вода находится в целлофановом или металлическом контейнере, опущенном в жидкость, в которой производятся разряды. Установлено , что под воздействием семи разрядов погибает около 90 % организмов морского планктона, а минимальная энергия разряда, при которой существенно уменьшается обрастание водоводов — 1000 дж.
Полагают, что гибель бактерий обусловлена механическим разрушением клеток под влиянием условий, создаваемых ультразвуком. Нарушение жизненных функций клетки вызывается главным образом распадом белкового вещества протоплазмы.
Аэробная стабилизация обеспечивает гибель бактерий Coli более чем иа 95 %, но яйца гельминтов при этом не погибают. Поэтому аэробно стабилизированные осадки необходимо обеззараживать.
Для того чтобы предотвратить гибель бактерий от ими же выделяемых кислот, используют либо несбраживаемые вещества ( при длительном культивировании), либо забуференные среды. Определенное буферное действие ( хотя и слабое при рН больше 7 2) оказывают неорганические фосфаты. При более сильном выделении кислот рекомендуется добавлять карбонат кальция или, если присутствие нерастворимых компонентов в среде нежелательно, бикарбонат натрия.
|
Аэробный минерализатор. |
При аэробной стабилизации происходит гибель бактерий коли более чем на 95 %, но яйца гельминтов при этом не погибают, поэтому осадки после аэробной стабилизации необходимо обеззараживать.
Давно замечено бактерицидное ( вызывающее гибель различных бактерий) свойство серебра и его солей. Например, в медицине раствор коллоидного серебра ( колларгол) применяют для промывания гнойных ран, мочевого пузыря при хронических циститах и уретритах, а также в виде глазных капель при гнойных конъюнктивитах и бленнорее. В разбавленных растворах ( 0 1 — 0 25 % — ные) его используют как вяжущее и противомикробное средство для примочек, а также в качестве глазных капель.
В настоящее время предполагается, что гибель бактерий при хлорировании происходит в результате прямого взаимодействуя хлора и его активных соединений с органическим веществом клетки
Важное значение придается также взаимодействию хлорноватистой кислоты с ферментами бактериальной клетки, которые существенно важны для обмена веществ в ее организме.
. Теперь предположим, что в результате гибели бактерий, разбавления или очистки воды количество бактерий, напоминающих кишечную палочку, сократилось до 50 на 1 мл воды.
Теперь предположим, что в результате гибели бактерий, разбавления или очистки воды количество бактерий, напоминающих кишечную палочку, сократилось до 50 на 1 мл воды.
Влияние условий внешней среды на микроорганизмы.
При увеличении влажности жизнедеятельность микроорганизмов восстанавливается.
По отношению к влажности среды микроорганизмы делятся на:
· гидрофитов (влаголюбивых);
· мезофитов (средневлаголюбивых);
· ксерофитов (сухолюбивых).
Большинство бактерий и дрожжей гидрофиты. Многие мицелиальные грибы — мезофиты, но встречаются гидрофиты и ксерофиты.
Для бактерий минимальная влажность субстрата (пищевых продуктов), при которой они еще могут развиваться, составляет 20-30%, мицелиальные грибы могут расти на едва увлажненных субстратах (11-13%).
· Для развития микроорганизмов важна не абсолютная величина влаги, а ее доступность (наличие доступной, илисвободной влаги), которая носит название активности воды — (aw)ивыражается отношением давления паров воды над данным субстратом (P) к давлению паров воды над чистой водой (P0) при одной и той же температуре: aw= P/ P. Значение активности воды (aw) лежит в интервале от 0 до 1 и характеризует относительную влажность субстрата. Активность дистиллированной воды равна 1, активность воды абсолютно обезвоженного вещества равна 0.
· Микроорганизмы могут осуществлять жизнедеятельность при aw=0,999…0,62. Более низкая активность воды в субстрате задерживает развитие микроорганизмов.
· Для каждого микроорганизма существуют минимальные значения aw (критический предел), ниже которых его развитие прекращается.
· Для большинства бактерий, в том числе и спорообразующих, aw=0,95…0,90, за исключением галофилов(солелюбивых), для которых
aw =0,75. Для большинства дрожжей aw =0,88 , за исключением осмофи лов, для которых aw =0,8 и ксерофитных, для которых aw =0,65.
Таким образом, чтобы затормозить развитие большинства бактерий в продукте и предотвратить его порчу, активность воды в нем следует снизить до 0,8; для предотвращения развития дрожжей — до 0,7; мицелиальных грибов — до 0,6.
Существуют различные пути снижения активности воды с целью сохранения пищевых продуктов от микробной порчи:
· сушка,
· вяление,
· добавление в продукт различных растворимых веществ (сахара, соли),
· замораживание.
Самоубийство бактерий
Применительно к одноклеточным феноптоз удалось бы доказать, если б у них были найдены белки запрограммированной смерти клетки (подобно тем, которые посылают в апоптоз клетки многоклеточных организмов).
Например, у животных есть белок р53 (р — от английского protein, а 53 — масса молекулы этого белка в килодальтонах). Этот белок называют «стражем генома». Он обнаруживает разрывы в длинных тяжах ДНК и сначала включает синтез белков репарации (починки) ДНК, а затем, если разрывы не ликвидированы, блокирует деление клетки. Это дает ей шанс исправить геном до того, как дефект будет передан дочерним клеткам. Если же клетке не удается справиться с серьезными нарушениями, р53 запускает апоптоз.
К настоящему времени прочитан геном десятков бактерий, но ни в одном не обнаружено гена, кодирующего белок, который хотя бы отдаленно напоминал р53. И тем не менее у бактерий есть свой страж генома — белок RecA. Он также отслеживает появление нарушений в ДНК, а заметив их, атакует другой белок LexA и расщепляет его. LexA подавляет активность генов ферментов репарации и белка SulA. Этот белок, в свою очередь, образует комплекс с белком FtsZ, необходимым для деления бактерии. Таким образом, расщепление LexA стимулирует синтез белков-ремонтеров и блокирует размножение дефектной клетки, пока она не исправит свою ДНК. Если же не исправит, активируются ферменты автолизины, расщепляющие вещества клеточной стенки, — бактерия лопается (рис. 1).
Чтобы убедиться, что это именно феноптоз, нужно исключить одну тривиальную возможность. Коль скоро ДНК бактерии повреждена, не могло ли это повреждение стать настоящей причиной гибели? Такое объяснение исключили опыты с мутантом, у которого был нарушен ген белка SulA. Мутантные и контрольные бактерии обработали антибиотиком, вызывающим окисление ДНК. Погибли и те и другие, но, чтобы убить мутантов с поврежденным геном апоптоза, понадобилось в сотни раз больше антибиотика, чем для контрольных.
Эти опыты показывают, что в норме бактерия, обнаружившая ошибку в своей ДНК, кончает с собой задолго до того, как повреждения генома приведут к прекращению жизнедеятельности. Иными словами, бактерия гибнет не потому, что ее испорченная ДНК уже не способна функционировать, а потому, что не устраненное вовремя повреждение ДНК служит сигналом к самоубийству.
Повреждение ДНК — не единственная причина бактериального феноптоза. Например, когда пенициллин останавливает рост пневмококка, это тоже ведет к активации автолизина и гибели бактерии. Однако был получен мутант пневмококка, у которого пенициллин, как и в норме, тормозил синтез веществ клеточной стенки и, следовательно, размножение, но уже не убивал бактерию. В 2000 году Э. Туоманен с сотрудниками установил, что эта мутация произошла в гене белка, активирующего синтез 27-членного пептида Pep27. В норме он обусловливает явление, названное микробиологами «чувством кворума»: в культуре размножающихся бактерий наступает массовый лизис клеток, если концентрация клеток в среде достигает некоей критической величины. Оказалось, что пневмококки постоянно выделяют в среду определенное количество этого пептида. До поры до времени это никак не сказывается на судьбе бактерий, но, когда клеток становится достаточно много, чтобы концентрация Pep27 достигла пороговой величины, активируется автолизин и наступает феноптоз.
Смерть микроорганизмов
Что же понимается под гибелью бактерий? Это необратимая утрата способности расти и размножаться. Подобное воздействие принято назвать бактерицидным, а сам процесс хорошо видно под микроскопом.
В ряде случаев микробы избегают гибели в результате внешнего воздействия – способность расти и размножаться восстанавливается. Такая способность бактерий называется реактивацией, а неблагоприятное воздействие называют бактериостатическим.
Причиной гибели спороносных бактерий и вирусов могут стать следующие факторы:
- биотические – воздействие живых существ;
- абиотические – воздействие осуществляется неживой материей;
- антропогенные – любые причины, являющиеся следствием какой-либо формы человеческой деятельности.
Факторы гибели микроорганизмов подразделяют в зависимости от природы воздействия на следующие группы:
- физические – температура, облучение, колебания электромагнитного поля;
- химические – значение pH среды, окислительно-восстановительные процессы окружающее среды;
- физико-химические – осмотическое давление и влажность окружающей среды;
- биологические – межвидовые взаимоотношения и следствие воздействия антибиотиков и фитонцидов
Причины развития устойчивости к медикаментам
Способность микробов к резистентности обусловлена наличием особого гена R-гена. Он приводит к развитию мутация в хромосоме бактерии. Эти мутации устойчивы к антибиотикам, и их количество значительно увеличивается в процессе приема медикаментов, так как неимитированные клетки погибают.
Такие гены обычно передаются наследственным путем. Но, стоит отметить, что резистентность может передаваться от одной бактерии к другой. Это происходит с помощью R-плазмид. Заболевания человека, вызываемые бактериями, требуют своевременной диагностики и лечения.
Так как некоторые виды инфекций могут стать причиной бесповоротных изменений в организме и даже смерти человека
Причем самолечение может только усугубить заболеваний, поэтому важно проводить лечение только под наблюдением лечащего врача
Причины дисбактриоза, гибели микрофлоры
До конца причины гибели полезной микрофлоры не изучены. Можно назвать несколько известных причин, но нередко можно встретить дисбактериоз и не найти известную причину его возникновения.
Первая и главная причина дисбактериоза — бездумное употребление антибиотиков и разнообразных дезинфицирующих веществ. Лучше помыть руки биокефиром (он прекрасно убивает плохие микробы), чем антибактериальным мылом.
Вторая известная причина дисбактериоза — изменение режима питания или условий жизни. Бактерии питаются нашими выделениями. Если Вы изменили диету, то возможно старым бактериям не понравится Ваш новый пот. Голодание нередко вызывает дисбактериоз.
Лечение бактериального дисбаланса
Типичным способом лечения является насаждение полезных бактерий. Например, если дисбактериоз проявился на волосистой части головы, то голову можно помыть биокефиром. Биокефиром можно вообще обмазаться полностью. Есть еще такой чудо-препарат — ‘Бифидумбактерин’. Это концентрированные живые бифидо-бактерии. Я раствором этого препарата мою нос изнутри и полощу рот вовремя эпидемии гриппа. Кажется, помогает.
От дисбактериоза помогают кисломолочные продукты
Но не все так просто. Если погибли полезные микробы, то на их месте обычно тут же вырастают вредные. В этом случае простое насаждение полезных может не помочь, так как вредные тоже защищают свою территорию. Если симптомы дисбактериоза не прошли от простых и безвредных процедур, описанных выше, придется обращаться к врачу. Дальнейшее лечение будет основано на уничтожении вредных микробов и насаждении полезных. Этот процесс совсем не так безобиден, он чреват осложнениями. Это лечение следует проводить только по назначению и под наблюдением врача.
(читать дальше…) :: (в начало статьи)
| 1 | 2 |
:: Поиск
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи.
Еще статьи
Почему все время хочется есть? Почему я толстею?…
Постоянно хочется есть. Почему? Причины могут быть следующие…
Вязание. Бабочка. Рисунки. Схемы узоров…
Как вывязать узор — Бабочка. Подробная инструкция с пояснениями…
Вязание. Горные вершины, осенняя гармония. Схемы узоров, рисунки…
Как вязать следующие узоры: Горные вершины, осенняя гармония. Подробная инструкц…
Вязание. Ажурный витраж. Рисунки. Схемы узоров…
Как вывязать следующие узоры: Ажурный витраж. Подробная инструкция с пояснениями…
Вязание. Ажурная мозаика, поперечный ажур. Рисунки. Схемы узоров…
Как вывязать следующие узоры: Ажурная мозаика, поперечный ажур. Подробная инстру…
Вязание. Ажурные тюльпаны, нарядный ажур. Рисунки. Схемы узоров…
Как вывязать следующие узоры: Ажурные тюльпанчики, нарядный ажур. Подробная инст…
Вязание. Вечерний бриз. Рисунки. Схемы узоров…
Как вывязать узор — Вечерний бриз. Подробная инструкция с пояснениями…
Вязание. Семейство паучков. Рисунки. Схемы узоров…
Как вывязать следующие узоры: Семейство паучков. Подробная инструкция с пояснени…
Разложение целлюлозы
Одним из основных процессов получения бактерией глюкозы является разложение целлюлозы. Следует отметить, что больше никакие живые организмы, кроме грибов и бактерий, не в состоянии разложить молекулы органического полимера – целлюлозы. Целлюлозолитическими называют бактерии, содержащие в себе ферменты, позволяющие производить разложение целлюлозы.
Такие бактерии есть и в организме человека. Именно они отвечают за переваривание растительной пищи. Ведь клеточные стенки растений по большей части состоят из целлюлозы.
Разложение целлюлозы может осуществляться как кислорододышащими бактериями (аэробами), так и анаэробами. При этом процесс разложения целлюлозы в первом и во втором случае существенно отличается:
- аэробы окисляют молекулы целлюлозы до углекислого газа и воды;
- анаэробы в процессе гидролиза разлагают молекулы целлюлозы до органических кислот, этанола, углекислого газа и водорода.
Среди микроорганизмов, которые участвуют в анаэробном разложении целлюлозы. В рубце (желудке) жвачных животных насчитывается около 200 видов бактерий, отвечающих за различные биохимические процессы.
Бактерии. Всегда ли они приносят человеку вред?
Влияние температуры на микроорганизмы.
Развитие всех микроорганизмов возможно при определенной температуре. Известны микроорганизмы, способные существовать при низких (-8°С и ниже) и при повышенных температурных условиях, например, обитатели горячих источников поддерживают жизнедеятельность при температуре 80-95°С. Большинство микробов предпочитает температурные пределы 15-35°С. Различают:
- оптимальную, наиболее благоприятную для развития температуру;
- максимальную, при которой прекращается развитие микробов данного вида;
- минимальную, ниже которой микробы прекращают развитие.
По отношению к уровню температуры микроорганизмы разделяют на три группы:
- психрофиты – хорошо растут при пониженных температурах,
- мезофиллы – нормально существуют при средних температурах,
- термофилы – существуют при постоянно высоких температурах.
|
Группа микроорганизмов |
Температура развития микроорганизмов, ° С |
||
|
Минимальная |
Оптимальная |
Максимальная |
|
|
Психрофилы |
0-2 |
15-25 |
25-35 |
|
Мезофилы |
25-37 |
40-45 |
|
|
Термофилы |
45-60 |
Микробы сравнительно быстро приспосабливаются к значительным изменениям температуры.
Поэтому незначительное снижение или повышение уровня температуры не гарантирует прекращения развития микроорганизмов.
Влияние высоких температур.
Температуры, значительно превышающие максимальные, вызывают гибель микроорганизмов. В воде большинство вегетативных форм бактерий при нагревании до 60°С погибают за час; до 70°С — за 10-15 минут, до 100°С — за несколько секунд. В воздухе гибель микроорганизмов наступает при значительно более высокой температуре — до 170°С и выше в течение 1-2 часов. Споровые формы бактерий значительно устойчивее к нагреванию, они могут выдерживать кипячение в течение 4-5 часов.
Методы пастеризации и стерилизации основаны на свойстве микробов погибать под действием высоких температур. Пастеризация — осуществляется при температуре 60-90°С, при этом погибают вегетативные формы клеток, а споровые остаются жизнеспособными. Поэтому пастеризованные продукты следует быстро охлаждать и хранить в условиях охлаждения. Стерилизация — это полное уничтожение всех форм микроорганизмов, включая споровые. Стерилизацию осуществляют при температуре 110-120°С и повышенном давлении.
Однако споры не погибают мгновенно. Даже при 120°С гибель их наступает через 20-30 минут. Стерилизуют пищевые консервы, некоторые медицинские материалы, субстраты, на которых выращивают микроорганизмы в лабораториях. Эффект стерилизации зависит от количественного и качественного состава микрофлоры объекта стерилизации, его химического состава, консистенции, объема, массы и др.
Влияние низких температур.
Чаще всего действие низких температур связано не с гибелью микроорганизмов, а с торможением и прекращением их развития. Низкую температуру микроорганизмы переносят значительно лучше. Многие болезнетворные микробы, попадающие в окружающую среду, способны переносить суровые зимы, не теряя болезнетворности. Наиболее негативно на развитие микроорганизмов влияет температура, при которой замерзает содержимое клетки.
Тормозящее действие низких температур на микробы используют для хранения различных продуктов в охлажденном виде при температуре 0-4°С, и замороженном – при температуре — 6-20°С и ниже. Действие низких температур в замороженных продуктах усиливает влияние повышенного осмотического давления. Поскольку большая часть воды перешла в лед, в оставшейся жидкой части воды оказались все растворенные вещества, содержавшиеся в массе продукта.
Борьба с микробами
При температуре свыше 50° размножение большинства микробов приостанавливается; при температуре свыше 60° многие микроорганизмы погибают; в жидкости при нагревании до 60—70° они погибают в течение 20—30 минут. Поэтому некоторые продукты, например молоко, в целях более длительного хранения прогревают при температуре 65° в течение 30 минут. Такая обработка продуктов называется пастеризацией, по имени ученого Пастера, впервые предложившего этот способ уничтожения микробов.
В настоящее время пастеризация применяется при производстве плодово-ягодных соков, пива и других напитков и продуктов. Особенно эффективна быстрая пастеризация в течение более короткого времени (30—60 секунд), но при более высокой температуре (90°).
В предприятиях общественного питания применяют различные способы тепловой обработки продуктов, основными из которых являются варка и жаренье. При варке теплота передается продукту через воду, во время жаренья — через жир. При кипячении, т. е. при нагревании до 100°, большинство микробов погибает быстро. Исключение составляют микробы, которые в неблагоприятных условиях образуют споры. Они выдерживают кипячение в течение нескольких часов. Поэтому прекращение жизнедеятельности микробов зависит не только от температуры нагревания, но и от его продолжительности.
В санитарном отношении наиболее ответственным является жаренье мясных и рыбных продуктов. Мясо и рыба плохо проводят тепло. Вследствие этого при кратковременной тепловой обработке (жареньи) внутри кусков мяса, рыбы, котлет, зраз и других кулинарных изделий температура может оказаться недостаточной для полного уничтожения микроорганизмов. Так, например, при обжаривании на плите в течение 10 —15 минут мясных зраз температура внутри них может не превышать 52—61°; в обжаренной на сковороде в течение 12—20 минут рыбе (осетровых пород) температура внутри куска может быть не выше 54—56° и т. д.
Значительно лучше прогреваются куски мяса, рыбы и кулинарные изделия из них в том случае, если после жарки на плите они выдерживаются в жарочном шкафу. Так, например, если мясные или рыбные котлеты, обжаренные в течение 10 минут на плите, выдерживаются затем в течение 10 минут в жарочном шкафу, температура внутри котлет повышается до 90—93°. Примерно такое же изменение температуры происходит при жареньи указанным способом кусков рыбы. При тепловой обработке в жарочном шкафу крупных кусков мяса температура в их толще к моменту готовности достигает 75—80°.
В консервной промышленности применяют стерилизацию, т. е. обработку консервов при температуре 110—120° в герметически закрытых котлах (автоклавах) в течение 40— 90 минут (в зависимости от вида и веса консервов). При стерилизации погибают также и спороносные микробы вместе со спорами.
Холод — понижение температуры до 8° и ниже — приостанавливает жизнедеятельность большинства микробов, хотя и не убивает их. Поэтому холод лучше всего предохраняет продукты от порчи. Однако некоторые микробы (плесени и др.) могут размножаться при температуре, близкой к 0° и даже ниже.
Крепкий раствор соли или сухой посол приостанавливает развитие гнилостных микробов. Этим свойством соли пользуются при засолке рыбы или мяса.
Крепкие растворы сахара отнимают у микробов воду и тем самым приостанавливают их развитие или даже приводят к гибели. На этом принципе основано изготовление изделий с большим количеством сахара — варенья, повидла, засахаренных ягод, фруктов и т. п.
При копчении продуктов благодаря их подсушиванию и одновременному воздействию на них антисептических веществ, находящихся в дыму, задерживается размножение бактерий. Различают холодное и горячее копчение. При холодном копчении продукты содержат больше соли и антисептических веществ и меньше влаги; поэтому они дольше сохраняются. Продукты горячего копчения содержат много воды и поэтому быстро портятся. Рыба горячего копчения, например, при отсутствии холода может храниться не более 6 часов, а при наличии холода — не более 72 часов.
Ядовитые продукты
Человек, зараженный продуктами гниения, нуждается в срочной медицинской помощи. Накапливание в организме токсичного аммиака, одного из продуктов гидролиза аммонификации азотсодержащих белков, инициируется как некоторыми видами клостридий, так и некоторыми энтеробактериями, в том числе и кишечной палочкой Escherichia coli.
Образование мочевины из ядовитого аммиака происходит следующим путем:
- из аммиака высвобождаются атомы азота (первая стадия образования мочевины);
- образуется цитруллин (аминокислота, названная по наименованию арбуза и присутствующая в составе волос млекопитающих) – первая аминогруппа для мочевины;
- отдельно образуется другая аминогруппа мочевины – аспартат (аспарагиновая кислота, которая, кроме образования мочевины, выполняет функцию нейромедиатора);
- завершающей стадией образования мочевины является аргинин (основная аминокислота, которая обуславливает один из процессов формирования ДНК).
Далее путь мочевины лежит в почки и наружу.
