Действие физических и химических факторов на микроорганизмы

Микроорганизмы обладают значительно боль- шей толерантностью к физическим и химическим факторам окружающей среды, чем растения и живот- ные. Некоторые из бактерий способны размножать- ся при температуре от −12°C до +104°C, в диапазоне значений рН от 1 до 13, гидростатическом давлении от 0 до 1400 атм, не погибают при интенсивном об- лучении, живут в дистиллированной воде и в насы- щенных растворах солей. Вместе с этим каждый вид микроорганизмов имеет свои наследственно закре- пленные зоны влияния конкретных воздействий: опти- мальные, подавления роста, гибели.

 

Физические факторы, благоприятные для роста микроорганизмов

Температура. Различают 3 группы микроорганиз- мов, которые различаются по диапазону температур, наиболее приемлемым для их роста и размножения: психрофилы (холодолюбивые) имеют зону оптималь- ного роста 10-15°C, это свободноживущие микроор- ганизмы или паразиты холоднокровных животных. Среди психрофилов есть и патогенные для человека, например, Yersinia enterocolytica. Этот микроорганизм способен быстро размножаться на пищевых продук- тах в условиях бытового холодильника, причем низ- кие температуры (менее 10°C) способствует отбору вирулентных штаммов. Аналогичными свойствами обладают психрофильные варианты клебсиелл и псев- домонад.

Мезофилы обитают, главным образом, в организ- ме человека и теплокровных животных. Оптимальная температура их роста составляет 30-37°C, максималь- ная 43-45°C, а минимальная 15-20°C. В окружающей среде они обычно не размножаются. Для термофилов (теплолюбивых микроорганизмов) зона оптимально- го роста 50-60°C, верхняя зона задержки роста 75°C, а нижняя 45°C. Термофилы не способны размножаться в живом организме и поэтому не имеют медицинского значения, однако некоторые виды термофилов считают

перспективными для биотехнологии как продуценты БАВ. Термофилы обитают в горячих источниках, уча- ствуют в процессах самонагревания навоза, сена, зер- на. Наличие большого количества термофилов в почве свидетельствует о ее загрязненности навозом и компо- стом. Экстремальные термофилы обитают в горячих источниках при температуре до 104°C.

Реакция среды. Для большинства бактерий опти- мальными для роста и размножения являются среды с нейтральным значением рН (рН 6,8-7,0), для грибов слабо кислые с рН 5,0-6,0. В процессе размножения происходит сдвиг рН обычно в сторону кислых значе- ний, рост замедляется и затем может наступить гибель клеток. Механизм повреждающего действия рН состо- ит в денатурации ферментов гидроксильными ионами и нарушении осмотического барьера клеточных мем- бран.

Влажность. Среды с большим количеством воды являются благоприятными для активного раз- множения микроорганизмов. Снижение влажности среды способствует переходу клетки в стадию покоя, а затем и к гибели. Устойчивы к высушиванию кап- сульные формы микроорганизмов, споры и цисты. Высушивание под вакуумом из замороженного состо- яния — лиофилизацию — используют для продления жизнеспособности и консервирования микроорга- низмов. Лиофилизированные культуры и иммунобио- логические препараты длительно сохраняются, не из- меняя своих свойств.

 

Чувствительность микроорганизмов к повреждающим факторам

В результате действия повреждающих факторов наступает гибель микроорганизмов. Микробная клет- ка считается погибшей, если она потеряла способ- ность к воспроизводству. Различают бактерицидное, фунгицидное и вирицидное действие, вызывающее гибель соответствующих объектов. Для оценки эффек- тивности летального действия того или иного фактора используют показатель D10 — время выдержки при за- данной температуре или доза радиации, при которой происходит снижение концентрации клеток в 10 раз, т. е. гибель 90% клеток в популяции.