Глава 5. Экология микроорганизмов - микроэкология

5.1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Многочисленные микроорганизмы заселяют почву и воду, участвуя в круговороте веществ в природе, уничтожая остатки погибших животных и растений, повышая плодородие почвы и поддерживая устойчивое равновесие в биосфере. Многие из них формируют нормальную микрофлору человека, животных и растений, выполняя полезные функции для своих хозяев.

Круговорот углерода. Микроорганизмы, разлагая ткани отмерших растений и животных, участвуют в круговороте углерода, выделяя СО₂ При аэробном разложении органических веществ образуются СО₂ и вода, а при анаэробном брожении - кислоты, спирты и СО₂.

Круговорот азота. Клубеньковые бактерии и свободноживущие микроорганизмы почвы связывают атмосферный азот. Органические соединения растительных, животных и бактериальных остатков минерализуются микроорганизмами почвы, превращаясь в соединения аммония. Процесс образования аммиака при разрушении белка бактериями (псевдомонадами, протеями, бациллами, клостридиями) получил название аммонификации, или минерализации, азота. При аэробном распаде белков образуются аммиак, сульфаты, диоксид углерода и вода, при анаэробном - аммиак, амины, диоксид углерода, органические кислоты, индол, скатол, сероводород. Уробактерии расщепляют мочевину до аммиака, диоксида углерода и воды. Аммонийные соли, образующиеся при ферментации бактериями органических соединений, используются высшими зелеными растениями. Но наиболее усвояемыми для растений являются нитраты - азотнокислые соли, образующиеся при распаде органических веществ в процессе окисления аммиака до азотистой, а затем до азотной кислоты. Этот процесс называется нитрификацией, а микроорганизмы, его вызывающие, - нитрифицирующими.

Микрофлора почвы. Микроорганизмы участвуют в почвообразовании и самоочищении почвы, в кругообороте в природе азота, углерода и других элементов. В почве, помимо бактерий, обитают грибы, простейшие и лишайники, представляющие собой симбиоз грибов с цианобактериями. На поверхности почвы микроорганизмов относительно мало из-за губительного действия УФ-лучей, высушивания и других факторов. Пахотный слой почвы толщиной 10-15 см содержит наибольшее количество микроорганизмов. По мере углубления количество микроорганизмов уменьшается вплоть до их исчезновения на глубине 3-4 м. Состав микрофлоры почвы зависит от ее типа и состояния, температуры, влажности, уровня рН и т. д.

В почве живут спорообразующие палочки родов Bacillus и Closlridium. Непатогенные бациллы (Вас. megaterium, Вас. subtilis и др.), наряду с псевдомонадами, протеем и некоторыми другими бактериями, являются аммонифицирующими, составляя группу гнилостных бактерий, осуществляющих минерализацию органических веществ. Почва является также местом обитания азотфиксирующих бактерий, усваивающих молекулярный азот (Azotobacter, Azomonas, Mycobacterium, цианобактерии и др.). В виде спор в почве могут длительно сохраняться (а некоторые даже размножаться) патогенные спорообразующие палочки (возбудители сибирской язвы, ботулизма, столбняка, газовой гангрены). Представители семейства кишечных бактерий: кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, сальмонеллезов и дизентерии, попав в почву с фекалиями, отмирают. Обнаружение бактерий группы кишечной палочки (колиформных бактерий) в значительных количествах является показателем загрязнения почвы фекалиями человека и животных и свидетельствует о ее санитарно-эпидемиологическом неблагополучии из-за возможности передачи возбудителей кишечных инфекций.

В почве также находятся простейшие и многочисленные грибы, токсины которых, накапливаясь в продуктах питания человека, вызывают интоксикации - микотоксикозы.

Микрофлора воды активно участвует в процессе самоочищения от органических отходов. Утилизация органических отходов связана с деятельностью постоянно обитающих в воде микроорганизмов, составляющих аутохтонную микрофлору. В пресных водоемах находятся различные бактерии: палочковидные (псевдомонады, аэромонады и др.), кокковидные (микрококки), извитые и нитевидные (актиномицеты). На дне водоемов, в иле, увеличивается количество анаэробов. При загрязнении воды органическими веществами появляется большое количество непостоянных (аллохтонных) представителей ее микрофлоры, которые исчезают в процессе самоочищения воды.

Вода - фактор передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, цитробактер, энтеробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций, криптоспоридиоза и др.). Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы).

Вода артезианских скважин практически не содержит микроорганизмов, так как они задерживаются верхними слоями почвы. Вода океанов и морей содержит многочисленные микроорганизмы, в том числе архебактерии, светящиеся и галофильные (солелюбивые) бактерии, например, галофильные вибрионы, обитающие в моллюсках и рыбах, при употреблении которых в пищу возможно развитие пищевой токсикоинфекции.

Микрофлора воздуха состоит из микроорганизмов, попавших в воздушную среду из почвы, воды, а также с поверхности тела, из дыхательных путей и с каплями слюны человека и животных. Бактериальная обсемененность закрытых помещений зависит от условий уборки помещения, уровня освещенности, количества людей в помещении, частоты проветривания и других факторов.

Воздух - фактор передачи инфекций дыхательных путей, при которых возбудитель передается воздушно-капельным или воздушно-пылевым путем. Солнечные лучи и другие факторы способствуют гибели микрофлоры воздуха. Для снижения бактериальной обсемененности воздуха проводят влажную уборку помещения в сочетании с вентиляцией и очисткой (фильтрацией) поступающего воздуха. Применяют также аэрозольную дезинфекцию и обработку помещений лампами УФ-излучения (например, в микробиологических лабораториях и операционных блоках).

Микрофлора бытовых и медицинских объектов. В бытовых объектах встречаются микроорганизмы почвы, воды, воздуха, растений, выделений человека и животных. В формировании микрофлоры объектов медицинских учреждений принимает участие патогенная и условно патогенная микрофлора, выделяемая от больных или медицинского персонала, а также привносимая с перевязочным или другими материалами, лекарственными препаратами и т. д. В увлажненных местах (душевых, ванных, водосточных трубах, раковинах и др.) могут размножаться возбудители сапронозных и оппортунистических инфекций: легионеллы, аэромонады, псевдомонады, клебсиеллы, протеи.

5.2. МИКРОФЛОРА ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

5.2.1. МИКРОФЛОРА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Человек заселен (колонизирован) примерно 1000 видами микроорганизмов, составляющими его нормальную микрофлору, в виде сообщества (микробиоценоза) массой около 2 кг, содержащего 1014 особей (наше тело содержит только приблизительно 1013 клеток!), причем преобладают облигатные анаэробы. Микроорганизмы находятся в состоянии равновесия (эубиоза) друг с другом и организмом человека. Большинство из них являются комменсалами, не причиняющими вреда человеку. В норме микроорганизмы отсутствуют в легких, матке и внутренних органах. Различают постоянную и транзиторную микрофлору. Постоянная микрофлора (резидентная, индигенная, или автохтонная) представлена микроорганизмами, постоянно присутствующими в организме. Транзиторная микрофлора (непостоянная, или аллохтонная) не способна к длительному существованию в организме.

Представители нормальной микрофлоры слизистых оболочек заключены в экзополисахаридно-муциновый матрикс, образуя биологическую пленку, устойчивую к различным воздействиям.

Кожу колонизируют грамположительные бактерии (пропионибактерии, коринеформные бактерии, эпидермальные стафилококки, микрококки, стрептококки, пептострептококки), а также некоторые грамотрицательные бактерии (рода Acinetobacter и др.) и дрожжеподобные грибы рода Malassezia. Реже встречается транзиторная микрофлора: Staphylococcus aureus, S. pyogenes и др.

Конъюнктивы содержат небольшое количество коринеформных бактерий и стафилококков в связи с действием лизоцима и других бактерицидных факторов слезной жидкости.

Верхние дыхательные пути содержат бактероиды, коринеформные бактерии, гемофильные палочки, лактобактерии, стафилококки, стрептококки, нейссерии, пептококки, пептострептококки и др. Трахея, бронхи и альвеолы обычно стерильны.

Полость рта. Ассоцианты нормальной микрофлоры и продукты их жизнедеятельности образуют зубной налет (бляшки). В 1 мл слюны обитает до 108 бактерий, чему способствуют остатки пищи во рту, благоприятная температура (37 °C) и щелочная реакция среды. Анаэробов больше, чем аэробов, в 10 раз и более. Преобладают бактерии: бактероиды, превотеллы, порфиромонады, бифидобактерии, эубактерии, фузобактерии, лактобактерии, актиномицеты, гемофильные палочки, лептотрихии, нейссерии, стрептококки, стафилококки, пептококки, пептострептококки, вейлонеллы, спирохеты и др. Обнаруживают также грибы рода Candida и простейшие (Entamaeba gingivalis, Trichomonas tenax). В развитии зубной бляшки сначала участвуют стрептококки, связывающиеся со слюнными рецепторами (муцином, богатым пролином протеином, α-амилазой, слюнным агглютинином) на пелликуле, покрывающей зубную поверхность. Позднее связываются и коагрегируют другие бактерии (Porphyromonas gingivalis, Prevotella denticola, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Capnocytophaga spp., Actinomyces spp., Aggregatibacter actinomycetemcomitans и др.). Состав микрофлоры полости рта регулируется механическим действием слюны и языка: микроорганизмы смываются слюной со слизистой оболочки и зубов. Антибактериальные пептиды и антитела (АТ) - секреторный иммуноглобулин А (IgA) - подавляют адгезию посторонних микроорганизмов к эпителиоцитам.

Пищевод практически не содержит микроорганизмов.

Желудок содержит лактобациллы, дрожжи, единичные кокки и грамотрицательные бактерии. Концентрация бактерий составляет менее 103 клеток на 1 мл, так как желудочный сок имеет низкое значение рН, неблагоприятное для многих микроорганизмов. Желудок в норме - это своеобразная стерилизационная камера (соляная кислота, пепсиноген - предшественник пепсина и др.), подавляющая патогенные микроорганизмы. При гастритах, язвенной болезни желудка обнаруживают изогнутые бактерии рода Helicobacter, являющиеся этиологическими факторами многих патологических процессов (гастритов, язв, опухолей).

В тонкой кишке находится 104-107 микроорганизмов на 1 мл содержимого. Здесь обнаруживают бифидобактерии, лактобактерии, клостридии, эубактерии, энтерококки, анаэробные кокки, порфиромонады, превотеллы.

Толстая кишка содержит больше бактерий (1010-1012 на 1 г фекалий), чем тонкая. Около 95% всех видов микроорганизмов составляют анаэробные бактерии.

Основными представителями микрофлоры толстой кишки являются:

— анаэробные грамположительные палочки (бифидобактерии, лактобациллы, эубактерии), грамположительные спорообразующие анаэробные палочки (клостридии перфрингенс и др.) и энтерококки;

— анаэробные грамположительные кокки (пептострептококки, пептококки);

— анаэробные грамотрицательные палочки (бактероиды, превотеллы), факультативно-анаэробные грамотрицательные палочки (бактерии семейства Enterobacteriaceae: кишечные палочки, цитробактер, энтеробактер, клебсиеллы, протей и др.);

— метанококки и другие метанопродуцирующие археи (архебактерии).

В меньших количествах обнаруживают фузобактерии, порфиромонады, пропионибактерии, вейлонеллы, стафилококки, синегнойная палочка, грибы рода Candida и некоторые простейшие.

Рост посторонней микрофлоры снижается в результате антагонистических свойств нормальной микрофлоры и блокирующего действия секреторного IgA и антибактериальных пептидов. У младенцев угнетающим действием также обладает лактоферрин, поступающий с грудным молоком матери.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта новорожденных. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) новорожденного стерилен, но уже через сутки он заселяется микроорганизмами, попадающими ребенку от матери, медицинского персонала и окружающей среды. Через 48 ч после рождения общее количество бактерий достигает 109 клеток и более в 1 г фекалий: происходит заселение кишечника лактобактериями, энтеробактериями, стафилококками, энтерококками, вслед за которыми появляются анаэробы (бифидобактерии и бактероиды).

На 9-10-е сутки жизни в кишечнике начинают преобладать бифидобактерии, составляющие впоследствии основу бактериального пейзажа.

Мочеполовая система. Почки, мочеточники, мочевой пузырь, матка, простата обычно стерильны. Микрофлора наружных половых органов представлена эпидермальными стафилококками, коринеформными бактериями, зеленящими стрептококками, сапрофитическими микобактериями (Mycobacterium smegmatis), кандидами и энтеробактериями.

Влагалище содержит лактобактерии, бифидобактерии, бактероиды, пропионибактерии, порфириномонады, превотеллы, пептострептококки, коринеформные бактерии и др. Преобладают анаэробы: соотношение анаэробов и аэробов составляет 10:1. В репродуктивный период жизни преобладают грамположительные бактерии, а в период менопаузы они заменяются грамотрицательными. Состав микрофлоры зависит от многих факторов: менструального цикла, беременности и др. В клетках влагалищного эпителия накапливается гликоген, расщепляемый лактобактериями с образованием молочной кислоты. Образуемые органические кислоты подкисляют среду до рН = 4,0-4,6. Подкисление лактобактериями вагинального секрета, продукция ими перекиси водорода и бактериоцинов ведет к подавлению роста посторонней микрофлоры.

5.2.2. ЗНАЧЕНИЕ МИКРОФЛОРЫ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

— Нормальная микрофлора - важный фактор врожденного иммунитета. Она обладает антагонистическими свойствами против патогенной и гнилостной микрофлоры.

— АГ микрофлоры стимулируют иммунную систему. Естественным стимулятором является мурамилдипептид, образующийся из пептидогликана бактерий под влиянием лизоцима и других антибактериальных пептидов кишечника.

— Микрофлора участвует в колонизационной резистентности, которая является совокупностью конкурентных, антагонистических и других свойств нормальной микрофлоры (в основном анаэробов) кишечника, придающих стабильность микрофлоре и предотвращающих колонизацию организма посторонними микроорганизмами. Для нормализации колонизационной резистентности проводят селективную деконтаминацию - избирательное удаление из пищеварительной системы аэробных бактерий и грибов. Ее проводят путем приема внутрь химиопрепаратов, подавляющих аэробную часть микрофлоры и не влияющих на анаэробы, например, комплексное назначение ванкомицина, гентамицина и нистатина.

— Нормальная микрофлора участвует в водно-солевом обмене, регуляции газового состава и перистальтике кишечника, обмене белков, углеводов, жирных кислот, холестерина, нуклеиновых кислот, а также в продукции биологически активных соединений: антибиотиков, витаминов (К, группы В и др.), токсинов и др.

— Нормальная микрофлора участвует в рециркуляции стероидных гормонов и желчных солей, в переваривании и детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов. Кроме того, она участвует в физиологическом воспалении слизистой оболочки и смене эпителия, а также тепловом обеспечении организма.

— Нормальная микрофлора выполняет антимутагенную функцию, разрушая канцерогенные вещества в кишечнике.

— При снижении иммунитета микроорганизмы-комменсалы вызывают гнойно-воспалительные процессы (аутоинфекцию, или эндогенную инфекцию).

— В результате действия бактериальных декарбоксилаз и ЛПС высвобождается дополнительное количество гистамина, что может вызывать аллергические состояния.

— Нормальная микрофлора является хранилищем и источником хромосомных и плазмидных генов, в частности, генов лекарственной устойчивости к антибиотикам.

— Отдельных представителей нормальной микрофлоры используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов, свидетельствующих о загрязнении окружающей среды (воды, почвы, воздуха, продуктов питания и др.) выделениями человека и, следовательно, об их эпидемиологической опасности.

5.2.3. ДИСБАКТЕРИОЗ И ДИСБИОЗ

Дисбактериоз и дисбиоз - состояния, развивающиеся в результате утраты нормальных функций микрофлоры. Эти нарушения определяются как клинико-лабораторный синдром. Они происходят под влиянием внешних факторов, стрессовых воздействий, бесконтрольного применения антибактериальных препаратов, лучевой и химиотерапии, нерационального питания, оперативных вмешательств и т. д. При дисбактериозе происходят количественные и качественные изменения бактерий, входящих в состав нормальной микрофлоры. Придисбиозе изменения происходят и среди других групп микроорганизмов (вирусов, грибов и др.). Дисбиозы классифицируют по этиологии (грибковый, стафилококковый, протейный и др.) и локализации (дисбиоз полости рта, кишки, влагалища и т. д.). Изменения нормальной микрофлоры сопровождаются различными нарушениями: развитием инфекций, диареи, запоров, гастритов, колитов, язвенной болезни, аллергии, мочекаменной болезни, гипо- и гиперхолестеринемии, гипо- и гипертензии, кариеса, артрита, поражений печени и др.

Диагностику нарушений микробиоценоза проводят с помощью бактериологического метода, ПЦР. Для выявления видового и количественного состава представителей микробиоценоза определенного биотопа (кишки, полости рта, влагалища, кожи и т. д.) проводят высев из разведений исследуемого материала или путем отпечатков, смыва на соответствующие питательные среды.

Для восстановления нормальной микрофлоры проводят селективную деконтаминацию и назначают per os различные препараты:

— пребиотики - вещества небактериального происхождения или компоненты микроорганизмов, стимулирующих рост нормальной микрофлоры человека; обычно основой пребиотика являются низкомолекулярные углеводы (олигосахариды, фруктоолигосахариды), содержащиеся в грудном молоке и некоторых пищевых продуктах;

— пробиотики (эубиотики) - препараты, содержащие живые бактерии представителей нормальной микрофлоры кишечника, оказывающие нормализирующее действие на организм человека и его микрофлору: бифидобактерии (бифидумбактерин), кишечные палочки (колибактерин), лактобактерии (лактобактерин) и др.;

— синбиотики - комбинированные препараты, состоящие из пробиотиков и пребиотиков;

— энтеросорбенты - препараты, удаляющие из кишечника токсичные метаболиты и условно патогенные бактерии (активированный уголь, энтеросгель и др.).

5.3. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

Жизнь микроорганизмов находится в тесной взаимосвязи с окружающей средой. Факторы внешней среды могут способствовать жизнедеятельности микроорганизмов и оказывать на них губительное действие, подавляя размножение и рост бактериальных клеток.

Из физических факторов наибольшее влияние на микроорганизмы оказывают температура, влажность, рН среды, а также излучение.

Температура. Жизнедеятельность каждого микроорганизма ограничена определенными температурными границами. Все микроорганизмы по отношению к температуре делятся на три группы:

— психрофилы - размножаются при пониженных температурах (от 0 до 15-20 °C); эти микроорганизмы обитают в почве, воде, холоднокровных организмах;

— мезофилы - имеют температурный оптимум 30-40 °C; в эту группу входит большинство возбудителей инфекционных болезней человека, которые размножаются при температуре 37 °C;

— термофилы - способны расти при повышенных температурах (более 40 °C), обитают в почве, воде горячих источников и т. д.

К действию низких температур микроорганизмы, как правило, весьма устойчивы. При 0 °C и ниже замедляются процессы жизнедеятельности и прекращается размножение. Микроорганизмы сохраняют жизнеспособность при высушивании в вакууме при температуре -180 °C (лиофилизации) и при попадании в благоприятные условия способны размножаться.

При действии высоких температур происходят денатурация белков и повреждение структур клеток. Вегетативные формы бактерий погибают при температуре 60 °C в течение 30-60 мин, при 80-100 °C - через 1-2 мин. Споры бактерий гораздо более устойчивы к высоким температурам, выдерживая кипячение от 30 мин (возбудители сибирской язвы) до 6 ч (возбудители ботулизма). Для уничтожения спор необходима температура 120-180 °C.

Большинство вирусов быстро погибают под действием высоких температур. Однако вирус гепатита В выдерживает кипячение до 20 мин.

Влажность. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходима вода. При недостатке влаги происходит обезвоживание цитоплазмы и ЦПМ, что приводит к прекращению размножения большинства микроорганизмов. Однако при попадании во влажную среду микроорганизмы возобновляют свою жизнедеятельность. Особой устойчивостью к высушиванию обладают споры. Высушивание используют для длительного хранения лекарственных препаратов, бактриальных культур в лиофилизированном состоянии, а также для консервирования пищевых продуктов.

Влияние рН среды. Большинство бактерий обитают при рН среды, близкой к 7,0. Вместе с тем существуют микроорганизмы, предпочитающие щелочную (возбудитель холеры) или кислую (ацидофильные бактерии) среду. При низких (менее 3,0) или высоких (более 9,0) значениях рН микроорганизмы прекращают размножение и погибают. Отрицательное воздействие кислой и щелочной среды используют при применении дезинфицирующих и антисептических средств.

Ионизирующее излучение (γ-лучи и энергия ускоренных электронов) оказывает повреждающее действие на микроорганизмы, разрушает нуклеиновые кислоты, белки, липиды и приводит к гибели микробных клеток. Наиболее чувствительны к этому виду излучений вегетативные формы. Ионизирующее излучение применяют для стерилизации инструментария, лабораторной посуды и др.

Неионизирующее излучение (инфракрасное и ультрафиолетовое) вызывает повреждение нуклеиновых кислот, а также инактивирует клеточные ферменты, что делает бактериальные клетки нежизнеспособными. УФ-излучение используют главным образом для обеззараживания помещений, воздуха, а также воды. Для этого используют бактерицидные лампы. Не все микроорганизмы погибают под действием УФ-лучей - к ним устойчивы споры бактерий, микроорганизмы, образующие пигменты, являющиеся защитой от этого вида излучения, а также некоторые вирусы (возбудитель гепатита В).

Химические факторы на микроорганизмы действуют неспецифически. Мишени, на которые воздействуют химические вещества, аналогичны находящимся в клетках человека. Именно поэтому химические вещества применяют вне макроорганизма - их используют для уничтожения болезнетворных микроорганизмов во внешней среде (дезинфектанты). Химиотерапевтические препараты используют для лечения, поскольку они обладают избирательностью действия.

 

 

5.4. ПОНЯТИЕ О СТЕРИЛИЗАЦИИ И ДЕЗИНФЕКЦИИ

5.4.1. СТЕРИЛИЗАЦИЯ

Стерилизация (от лат. sterilis - «бесплодный») - полное освобождение объектов от микроорганизмов и их спор. Существуют физические, химические и механические способы стерилизации. В лабораторной практике обычно применяют физические способы стерилизации. Выбор метода стерилизации зависит от свойств стерилизуемого объекта, эффективности воздействия на микроорганизмы, возможности образования токсических продуктов в процессе стерилизации. Различают стерилизацию с использованием высоких температур и холодную стерилизацию.

Стерилизация паром под давлением в автоклавах основана на воздействии на стерилизуемые объекты насыщенного водяного пара при давлении выше атмосферного, при этом повышается температура кипения воды, а значит, и пара. Автоклав - герметически закрываемая стерилизационная камера, в которую помещают стерилизуемые объекты. В эту камеру поступает водяной пар из другой камеры, в которой кипит вода. Для определения давления, создающегося в стерилизационной камере, применяют манометр. Стерилизацию в автоклаве проводят при следующих режимах:

— 0,5 атм - 110 °C;

— 1,0 атм - 120 °C;

— 1,5 атм - 127 °C;

— 2,0 атм - 132 °C.

Время воздействия - 15-30 мин. В автоклавах стерилизуют лабораторную посуду, питательные среды (не теряющие своих свойств при высокой температуре), операционное белье и перевязочный материал, инъекционные растворы, некоторые виды медицинского инструментария.

Дробную стерилизацию текучим паром применяют в тех случаях, когда стерилизуемый объект изменяется при температуре выше 110 °C. Нагревание до 100 °C проводят 3 раза с интервалом 24 ч, в течение которого споры, не погибающие при температуре 100 °C, переходят в вегетативные формы и уничтожаются при последующей обработке паром. Дробная стерилизация при нагревании до 60 °C в течение 5-6 дней называется тиндализацией.

Стерилизация горячим воздухом (сухожаровая стерилизация). В сухожаровых шкафах (печах Пастера) при 160-180 °C стерилизуют лабораторную посуду, металлический инструментарий, другие термостойкие вещества.

Стерилизация ионизирующим излучением. γ-Лучами и энергией ускоренных электронов стерилизуют объекты, разрушающиеся под действием высоких температур: изделия из полимерных материалов (одноразовые шприцы, катетеры, системы для внутривенных вливаний), некоторые лекарственные средства.

Стерилизация прокаливанием. На огне спиртовки при температуре до 400 °C стерилизуют бактериологические петли, иглы.

Химическую стерилизацию проводят с помощью токсичных газов - окиси этилена, формальдегида, глутарового альдегида. Эти вещества разрушают нуклеиновые кислоты и ферментные системы микроорганизмов и приводят их к гибели. Данный вид стерилизации применяют для обработки изделий из термолабильных материалов. Недостаток этого метода заключается в том, что частицы токсических химических веществ остаются на обрабатываемых объектах.

Фильтрацию (механический способ стерилизации) применяют для обработки жидкостей, совершенно не выдерживающих нагревания (питательных сред, лекарственных веществ), а также для очистки бактериальных токсинов, бактериофагов от бактерий. Для этого используют мембранные фильтры, диаметр пор которых меньше размера бактериальных клеток.

Лучевая, химическая стерилизация и фильтрование являются методами холодной стерилизации.

5.4.2. ДЕЗИНФЕКЦИЯ

Дезинфекция (от лат. des - отрицательная частица, infectio - «инфекция») - комплекс мероприятий, направленных на уничтожение во внешней среде не всех микроорганизмов, а только определенных возбудителей инфекционных заболеваний. Различают механические, физические и химические способы дезинфекции.

Механическая дезинфекция приводит к значительному уменьшению количества патогенных микроорганизмов, однако не позволяет достигнуть полного обеззараживания обрабатываемых объектов. Механическую дезинфекцию осуществляют путем встряхивания, влажной уборки, вентиляции помещений и т. д.

Физическую дезинфекцию осуществляют с помощью высокой температуры и УФ-лучей:

— кипячением при 100 °C дезинфицируют хирургические инструменты, иглы;

— пастеризацией уничтожают бесспоровые формы микроорганизмов путем нагревания до 65-70 °C в течение 15-30 мин; пищевые продукты (молоко, вино и др.) пастеризуют в целях освобождения их от патогенных бесспоровых форм микроорганизмов, а также от микроорганизмов, вызывающих порчу продукта;

— УФ-излучением обеззараживают воздух в операционных, перевязочных, микробиологических лабораториях.

Химическая дезинфекция - применение сильнодействующих химических веществ, называемых дезинфектантами. К ним относятся поверхностно-активные вещества (четвертичные аммониевые соединения, сульфанол, натрия пальмитат), 3-5% хлорная известь, фенолсодержащие вещества (лизол, карболовая кислота). С их помощью обеззараживают выделения больного (гной, фекалии, мокроту и т. д.), лабораторную посуду перед дальнейшей обработкой, рабочее место, руки по окончании работы с заразным материалом. Различают текущую (в течение рабочего дня, всего времени пребывания больного в помещении) и заключительную (проводимую по окончании работы, после удаления больного из данного помещения) дезинфекцию.

5.5. ПОНЯТИЕ ОБ АСЕПТИКЕ И АНТИСЕПТИКЕ. МЕТОДЫ АСЕПТИКИ И АНТИСЕПТИКИ

5.5.1. АСЕПТИКА

Асептика - система профилактических мероприятий, направленных на предупреждение попадания микроорганизмов и их спор в рану, ткани больного при хирургических операциях, перевязках, эндоскопических манипуляциях и др.

Асептика включает:

— стерилизацию инструментов, материалов, соприкасаемых с раной;

— специальную обработку рук медицинского персонала;

— соблюдение специальных правил и приемов работы при операциях и т. д.;

— осуществление специальных санитарно-гигиенических мероприятий в лечебных учреждениях.

5.5.2. АНТИСЕПТИКА

Антисептика - комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микробоорганизмов в ране, а также на предупреждение или ликвидацию инфекционного процесса. Для антисептических мероприятий применяют, как правило, химические антибактериальные средства неспецифического действия. Различают антисептику механическую, физическую, химическую и биологическую.

Механическая антисептика - механическое удаление инфицированных и нежизнеспособных тканей, хирургическая обработка ран.

К физическим методам антисептики относится применение гигроскопических повязок, дренажей.

Биологическая антисептика включает применение антибиотиков, бактериофагов, протеолитических ферментов.

Химическую антисептику проводят с помощью специальных антисептических средств, обладающих микробоцидным или микробостатическим действием. Эти средства наносят на кожу, слизистые оболочки, раневую поверхность для предупреждения развития местных инфекционных поражений, а также применяют для обработки инструментов, оборудования, помещений и т. д. Микробоцидные антисептики вызывают гибель бактерий (бактерицидные), грибов (фунгицидные) и других форм микроорганизмов. Микробостатические вещества полностью или частично приостанавливают рост бактериальных клеток.

Антисептические препараты должны обладать высокой антибактериальной активностью, быть нетоксичными для макроорганизма, удобными в применении, растворимыми в воде.

По химической структуре выделяют следующие группы антисептиков:

— поверхностно-активные вещества (ПАВ) - мыла, катионные (дегмин), анионные (сульфанол) ПАВ, гуанидины (хлоргексидин) - вызывают необратимые повреждения клеточной стенки микроорганизмов, изменение проницаемости мембран. Их используют для обработки помещений, а также рук персонала;

— спирты - 70% этиловый, 70% изопропиловый - вызывают коагуляцию белков бактериальной клетки; применяют для обработки рук, инструментария;

— окислители - пероксид водорода, перманганат калия - выделяют атомарный кислород, вызывающий нарушение ферментативных процессов в клетках;

— хлорсодержащие соединения - хлорамин, гипохлорит натрия - выделяют атомарный хлор, вызывающий повреждение белков;

— йодосодержащие препараты - 3-5% спиртовой раствор йода, йодофоры (йодинол, йодинат) - вызывают коагуляцию белков бактериальной клетки; их применяют для обработки операционного поля, мелких травм, лечения поверхностных повреждений кожи и слизистых оболочек;

— препараты серебра - протаргол, колларгол - также вызывают коагуляцию клеточных белков; их применяют для обработки слизистых оболочек, раневых поверхностей;

— альдегиды (формалин) и фенолы (лизол) действуют на ферментные системы бактериальной клетки и вызывают денатурацию белков. Они весьма токсичны, их применяют в настоящее время редко.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Назовите микроорганизмы, определяющие колонизационную резистентность кишечника.

2. Назовите препараты, применяемые для восстановления микрофлоры.

3. Микробное число воздуха определяется количеством бактерий в объеме......

4. Отметьте процессы, применяемые для стерилизации:

а) автоклавирование;

б) пастеризация;

в) обработка сухим жаром;

г) кипячение.

5. Отметьте вещества, применяемые для дезинфекции:

а) четвертичные аммониевые соединения;

б) 3% хлорная известь;

в) сульфанол;

г) лизол.

Химиотерапия инфекционных заболеваний - это лечение бактериальных, вирусных, грибковых, протозойных инфекций с помощью химиотерапевтических препаратов, которые избирательно подавляют жизнедеятельность соответствующих инфекционных агентов в организме человека. Избирательность действия химиотерапевтических препаратов заключается в губительном воздействии только на микроорганизмы, не затрагивая (или затрагивая минимально) клетки макроорганизма.

Антибактериальные химиотерапевтические препараты разделяют:

— на антибиотики, получаемые на основе продуктов метаболизма микроорганизмов, избирательно подавляющие жизнедеятельность других микроорганизмов, а также некоторых опухолей;

— синтетические антибактериальные препараты разного химического строения, не встречаемые в живой природе, сходные с антибиотиками по антибактериальной активности.

Химиопрепараты могут оказывать на микроорганизмы микробоцидное и микробостатическое действие. Микробоцидные препараты вызывают гибель бактериальных клеток, а микробостатические - подавляют или задерживают их рост или размножение.

Для каждого препарата характерен свой спектр действия. По спектру действия различают антибактериальные, противогрибковые, противопротозойные, противовирусные препараты, а также противоопухолевые антибиотики. Среди них выделяют:

— препараты узкого спектра действия - действуют на небольшое количество разновидностей только грамположительных или грамотрицательных бактерий;

— препараты широкого спектра действия - активны в отношении различных групп микроорганизмов.