Mikroorganismu nāves cēlonis jonizējošā starojuma ietekmē. Fizikālo un ķīmisko faktoru ietekme uz mikroorganismiem. Kā starojums bojā šūnu

Biologi baktērijas sauc par evolucionāru panākumu recepti – tās ir tik izturīgas pret jebkuriem apstākļiem ārējā vide. Daži no viņiem jūtas lieliski pat ar nāvējošām starojuma devām.

Mikrobiologs Džons Batista no Luiziānas universitātes ir daudz redzējis. Tomēr par savu pirmo tikšanos ar mikrobu, kura iesauku jokojot "Superbug Conan", viņš teica: "Godīgi sakot, man nebija viegli noticēt šāda organisma eksistences realitātei."

Sešdesmito gadu sākumā Tomass Broks Jeloustonas nacionālajā parkā atklāja baktērijas, kas spēj izturēt temperatūru, kas ir tuvu viršanas temperatūrai. Pēc tam mikrobiologi sāka atrast arvien jaunus ekstrēmo mikrobu veidus. Tomēr Conan ir pārspējis visus: visizturīgākais mikroorganisms, tas iztur bargu salu, svilpojošu karstumu, skābes vannas un indes. Taču pārsteidzošākā no visiem bija viņa reakcija uz lielām starojuma devām. Pat 1500 reižu pārsniedzot devu, kas ir letāla citiem organismiem, baktērijām nav nodarīts kaitējums.

Konans pirmo reizi tika atklāts 1950. gados bojātos gaļas konservos, kas bija paredzēti armijai. Lai aizsargātu pret baktēriju piesārņojumu, konservus ASV parasti sterilizē, izmantojot radioaktīvo starojumu. Zinātnieki bija vēl jo vairāk pārsteigti, kad burkās ieraudzīja sārtu pelējumu ar sapuvušu kāpostu smaku, nepārprotami baktēriju izcelsmes. Viņi bija neizpratnē. Galu galā starojums parasti izraisa dziļus ģenētiskā materiāla bojājumus dzīvos organismos. Ja šādu bojājumu apjoms pārsniedz noteiktu kritisko līmeni, mikroorganisms iet bojā. Bet Konanam likums nav rakstīts. Kādi mehānismi jebkurā situācijā izglābj neaprakstāmu drupatu no nāves?

Apjukušie mikrobiologi ķērās pie Konana noslēpuma atšķetināšanas. Viņi pārbaudīja viņa ģenētisko materiālu pirms un pēc starojuma iedarbības un analizēja vielmaiņas procesus. Viņiem par pārsteigumu rezultāti parādīja, ka Konans arī ļoti cieta no radiācijas, bet tajā pašā laikā zināja, kā pārvarēt tā postošās sekas.

Ja dažas indes vai jonizējošais starojums rada salīdzinoši nelielus bojājumus tikai vienam no diviem organisma DNS pavedieniem, tad radioaktīvais starojums izraisa abu DNS virkņu bojājumus, un to atjaunošana organismam bieži vien ir nepanesama. Tātad cilvēka zarnās dzīvojošās E. coli nāvei pietiek ar diviem vai trim šādiem DNS bojājumiem.

Konans, gluži pretēji, ātri atjaunoja divus simtus šādu "bojājumu". Fakts ir tāds, ka evolūcijas procesā viņš attīstījās efektīvi mehānismi gēnu bojājumu atjaunošana – tajā skaitā speciāls enzīms, kas pārmantojamajā materiālā meklē piemērotas "rezerves daļas", tās kopē un ielīmē bojātajās vietās.

Konana DNS atjaunošanos veicina vēl kāds apstāklis: Konana genoms sastāv no četrām apļveida DNS molekulām, un katrā šūnā genoms atrodas nevis vienā, kā vairumā baktēriju, bet vairākās kopijās. Pateicoties šīm kopijām, tiek atjaunotas bojātās vietas. Tā kā šūna ir visneaizsargātākā pret radiāciju dalīšanās brīdī, kad ir jāatveras apļveida DNS molekulai, Konans izstrādāja citu aizsardzības metodi: baktērija atstāj trīs molekulas, kas salocītas gredzenā, bet ceturto izmanto reprodukcijas vajadzībām. Ja šī hromosoma ir bojāta ar starojumu, rezerves hromosomas kalpo kā veidnes, no kurām ķermenis kopē pareizās gēnu sekvences.

2007. gadā mikrobiologs Maikls J. Deilijs atklāja vēl vienu Konana hipertolerances iemeslu: baktērijai ir neticami augsta intracelulārā mangāna koncentrācija, kas arī palīdz novērst DNS bojājumus.

Un tomēr, neskatoties uz izdarītajiem atklājumiem, Konana superizturības pret radiāciju noslēpums vēl nav pilnībā atrisināts. Pētījumi rit pilnā sparā: zinātnieki cer efektīvi izmantot Konan, lai attīrītu ar radiāciju piesārņotas augsnes.

Tuvumā ultravioletais (UV)- starojums ar viļņa garumu 400 - 320 nm - pat mazās devās zināmā mērā ietekmē baktērijas. Piemēram, ja E. coli vai Salmonella typhimurium kustīgās šūnas tiek apgaismotas ar tuvu UV gaismu, vispirms tiek novērots šūnu trīcēšanas biežuma palielināšanās; atbaidīšanas efekts, tad kūleņi pilnībā apstājas un iestājas flagella paralīze, t.i. gaisma izjauc kustības un taksometru mehānismus. Hromofors ir flavoproteīns.

Subletālās devās tuvu UV izraisa ražas augšanas palēnināšanos, galvenokārt aizkavēšanās fāzes pagarināšanās dēļ. Nedaudz samazinās arī šūnu dalīšanās ātrums, tiek nomākta baktēriju spēja atbalstīt fāga attīstību un tiek kavēta enzīmu indukcija. Šos efektus galvenokārt nosaka UV staru absorbcija ar 4-tiouridīnu, kas ir neparasta bāze, kas atrodas 8. pozīcijā daudzās prokariotu (bet ne eikariotu) tRNS. Vislielāko efektu rada gaisma ar viļņa garumu aptuveni 340 nm. Gaismas ierosināts, 4-hiouredīns veido šķērssaites ar citozīnu, kas atrodas tRNS 13. pozīcijā, kas novērš tRNS saistīšanos ar aminoskābēm un izraisa guanozīna trifosfāta veidošanās palielināšanos uz ribosomām un RNS suspensiju un attiecīgi proteīnu sintēze. Bacillus subtillis ir atrasta arī cita gandrīz UV jutīga sistēma, kurā menahinons ir gaismu uztverošais hromofors.

Pie salīdzinoši lielām tuvu UV starojuma devām tiek novērota mutagēna un letāla iedarbība. DNS pārkāpumu izraisa ne tik daudz paši UV stari, bet dažādas citas gaismas ierosinātas molekulas. Un šajās iedarbībās liela nozīme ir tuvā UV starojuma absorbcijai ar 4-tiouredīnu. Tuvo UV staru mutagēnā un letālā iedarbība lielā mērā ir atkarīga no skābekļa klātbūtnes.

Tuva UV starojuma nāvējošā iedarbība var būt saistīta ne tikai ar DNS, bet arī ar membrānu, jo īpaši to, bojājumiem. transporta sistēmas. Baktērijas jutība pret tuvu UV starojumu var būt ļoti atkarīga no kultūras augšanas stadijas, kas nav novērota tālās UV iedarbībā.

Tuvo UV efektu var veicināt fotosensibilizators. Tādējādi E. coli akridīna klātbūtnē tuvu UV bojā gan DNS, gan ārējās citoplazmas membrānas, kā rezultātā šūnas kļūst jutīgas pret lizocīmu, mazgāšanas līdzekļiem un osmotisko šoku.

Tuvumā UV var izraisīt fotoprojekciju pie zemām starojuma devām, t.i. samazināt bioloģisko efektu, ko rada turpmāka iedarbība uz tālu UV. Ideja par šī efekta mehānismu ir pretrunīga. Pie salīdzinoši lielām tuvu UV starojuma devām var novērot arī pretēju efektu, t.i. pastiprinot turpmākās tālas UV iedarbības ietekmi.

Vidējs UV ir starojums ar viļņa garumu 320 - 290 nm, un tālu UV- ar viļņa garumu 290 - 200 nm. Vidēja un tāla UV bioloģiskā ietekme ir līdzīga. Kā jau minēts, apstarojot saules gaisma Baktēriju nāve galvenokārt ir saistīta ar UV iedarbību. Ieplūstošās gaismas viļņa garuma apakšējā robeža zemes virsma, ir aptuveni 290 nm, savukārt pētījumos tiek izmantoti gaismas avoti ar īsāku viļņa garumu. Tiek uzskatīts, ka ķermeņa izturība pret saules starojumu, kā likums, atbilst tā izturībai pret nejonizējošo starojumu no mākslīgiem avotiem.

DNS intensīvi absorbē UV 240 - 300 nm apgabalā, t.i. vidējā un tālā UV apgabalā ar absorbcijas maksimumu 254 nm apgabalā. Tas izskaidro apstarošanas augsto mutagēno un letālo efektivitāti ar vidēju un tālu UV starojumu. Pirimidīna dimēru veidošanās DNS ir galvenais mehānisms, kas ir atbildīgs par letālo un mutagēno iedarbību. Dimēri var ietvert 2 blakus esošus timīna vai citozīna atlikumus vai 1 timīna un 1 citozīna atlikumus. UV starojuma ietekmē notiek arī citozīna un uracila hidroksilēšanās, citozīna-timīna aduktu veidošanās, DNS-olbaltumvielu šķērssavienojumi, DNS šķērssaišu veidošanās, ķēdes pārtraukumi un DNS denaturācija. Šādi bojājumi palielinās, palielinoties apstarošanas intensitātei.

jonizējošā radiācija veido noteiktu dabiskā starojuma sastāvdaļu, ko nosaka nestabili izotopi, kas pastāvīgi atrodas augsnē un nokrišņi. Radioaktīvo minerālu sastopamības zonās tiek palielināts dabiskais radiācijas fons. Izotopi var nokļūt dzīvos organismos un pēc tam tiek pakļauti iekšējam starojumam. Baktērijas dažkārt spēj uzkrāt noteiktus elementus ļoti lielos daudzumos.

Jonizējošais starojums rodas arī kosmisko staru ietekmē. Kosmoss kalpo kā primāro kosmisko staru avots, kas rada sekundāros starus, kas ietekmē dzīvos organismus. Šāda starojuma intensitāte ir atkarīga no ģeogrāfiskā platuma, īpaši no augstuma virs jūras līmeņa, un aptuveni dubultojas ik pēc 1500 m. saules uzliesmojumi ir palielināts kosmiskā starojuma fons. Mākslīgais jonizējošais starojums nāk no testēšanas atomieroči, atomelektrostaciju darbība, radioizotopu izmantošana medicīniskiem, zinātniskiem un citiem mērķiem. Šādu avotu klātbūtne ir iemesls, kāpēc mikroorganismi mūsdienās tiek pakļauti lielām starojuma devām.

Jonizējošais starojums izraisa arī DNS bojājumus, kurus parasti iedala tiešos un netiešos, kas rodas saistībā ar brīvo radikāļu veidošanos. Bojājums pārsvarā ir vienas vai divu virkņu pārrāvums DNS molekulā.

Dažādu baktēriju radiorezistence atšķiras ļoti plašā diapazonā, un to kontrolē daudzi gēni. Mutantus, kas ir radioizturīgāki vai radiojutīgāki, var iegūt salīdzinoši viegli. Radiopretestība galvenokārt ir atkarīga no dažādu remonta un regulēšanas sistēmu darbības. Tajā pašā laikā organisma pretestības pakāpe pret radiāciju dažādi veidi, jo īpaši UV un jonizējošais starojums, var nesakrist. Tālāk tiks aplūkotas dažādas baktēriju labošanas sistēmas.

Tika konstatēta saikne starp baktēriju radiorezistenci un to dzīvotnes īpašībām. Tādējādi mikroorganismi, kas izolēti no radona minerālavotiem, ir 3-10 reizes izturīgāki pret radiāciju nekā tās pašas sugas organismi, kas izolēti no neradioaktīvā ūdens. dzesēšanas sistēmās kodolreaktori, kur vidējā starojuma deva pārsniedz 10 6 FER (rentgenstaru fiziskais ekvivalents), dzīvo dažādas baktērijas, īpaši Pseudomonas ģints pārstāvji. Tomēr parasti ir grūti atrast saprātīgu skaidrojumu dažu baktēriju augstās radiorezistences adaptīvajai nozīmei. Īpaši augsta ir dažu no apstarotiem produktiem izolētu koku radiorezistence. Šajā gadījumā ir acīmredzams, ka apstarošana varētu kalpot kā atlases faktors, bet ne kā faktors, kas izraisīja adaptāciju. Tādējādi UV deva, kas nepieciešama, lai inaktivētu 90% UV rezistenta E. coli celma šūnu, ir aptuveni 1000 erg/mm2, savukārt, lai sasniegtu tādu pašu efektu Deinococcus radiodurans gadījumā, deva ir 10 000 - 15 000 erg/mm. nepieciešams" 2 vai 5 x 10 5 rad radioaktīvās apstarošanas gadījumā. Coccus Deinococcus radiophilus ir vēl lielāka izturība pret UV un γ starojumu. Kā jau minēts, radiorezistences līmeni nosaka galvenokārt remontsistēmu attīstības pakāpe. Deinococcus radiodurans acīmredzot spēj labot pat divpavedienu DNS pārrāvumus, kas lielākajai daļai mikroorganismu ir nāvējoši.

Dažu baktēriju radiorezistences pakāpe ievērojami pārsniedz ierobežojošo starojuma līmeni, ar kādu organismi var saskarties dabā. Visticamākais šīs neatbilstības izskaidrojums var būt pieņēmums, ka radio pretestība ir tikai viena no daudzveidīgajām vispārējas nozīmes sistēmu darbības izpausmēm. Pareizāk būtu runāt par baktēriju rezistences pakāpi pret noteiktiem to šūnu struktūras traucējumiem, nevis par izturību pret noteiktu vides faktoru iedarbību, jo vienus un tos pašus traucējumus var izraisīt dažādi iemesli. Tas galvenokārt attiecas uz DNS bojājumu novēršanas sistēmām.

Radiācijas mikrobioloģija ir mikrobioloģijas nozare, kas pēta ultravioletā un jonizējošā starojuma ietekmi uz mikroorganismiem. Pētījumi radiācijas mikrobioloģijas jomā ir vērsti uz: 1) ultravioletā un jonizējošā starojuma bioloģiskās iedarbības uz mikroorganismiem mehānismu izpēti; 2) radiācijas izmantošana kā faktors, kas izraisa baktēriju iedzimtību vai nāvi.

Mikroorganismi kalpo kā plaši izmantots radiobioloģisko eksperimentu objekts, lai pētītu vispārējos starojuma iedarbības modeļus uz šūnu. Šajā jomā radiācijas mikrobioloģija ir tieši saistīta ar radiobioloģiju (sk.). Vienlaikus radiācijas mikrobioloģija risina svarīgas praktiskas tautsaimniecības nozīmes problēmas, piemēram, radiācijas kā mikroorganismu dabu mainoša faktora izmantošana, lai iegūtu lielas izejas bioloģiski vērtīgas vielas (antibiotikas, vitamīni, hormoni, aminoskābes). "Aukstās" sterilizācijas metodes pamatā ir starojuma sterilizējošs efekts (skat.), kam nereti ir priekšrocības salīdzinājumā ar sterilizāciju ar karstumu vai antiseptiķiem, un dažreiz tā izrādās vienīgā iespējamā.

Jonizējošā starojuma ietekme uz iedzimtību pirmo reizi tika atklāta eksperimentos ar mikroorganismiem. 1925. gadā G. A. Nadsons un G. S. Filippovs atklāja, ka reibumā rentgena starojums mikroorganismiem ir izmaiņas, kas saglabājas nākamajās paaudzēs (mutācijas). Šis novērojums iezīmēja jaunas zināšanu nozares - radiācijas ģenētikas (sk.) - attīstības sākumu. Radiācijas mikrobioloģija ņem vērā šīs zinātnes atklātos likumus, jo īpaši to, ka noteiktā starojuma devu diapazonā proporcionāli devai palielinās mutantu formu skaits. Ar jonizējošā starojuma palīdzību mutācijas procesa dabisko biežumu var palielināt desmitkārtīgi. Šajā gadījumā, protams, palielinās visdažādāko iedzimti izmainīto variantu raža, kas ietekmē dažādas iedzimtas mikroorganismu pazīmes. Tāpēc apstarošana pati par sevi bez sekojošas selekcijas nevar kalpot kā veids, kā iegūt vēlamajā virzienā mainītas mikroorganismu formas. Apstarošana tikai nodrošina lielāka skaita variantu rašanos ar iedzimtām izmaiņām mikrobu populācijā. Turpmākā atlase pēc interesējošās pazīmes ļauj ātri un ar lielāku veiksmes iespējamību izvēlēties noteiktām vajadzībām nepieciešamo variantu. Piemēram, penicilīnu ražojošo celmu Penicillium chrysogenum atlase ar iepriekšēju rentgena un ultravioletā starojuma iedarbību ļāva amerikāņu mikrobiologiem atlasīt variantus, kuru produktivitāte ir vairāk nekā 100 reizes lielāka nekā sākotnējā celma radītā penicilīna produktivitāte. Neitronu izraisītu mutantu - rentgena un ultravioletā starojuma vai ķīmisko mutagēnu - izmantošana paaugstināja streptomicīna, hlortetraciklīna, oksitetraciklīna celmu ražotāju produktivitāti 15-30 reizes. Notiek darbs pie citu ražošanā svarīgu mikroorganismu celmu (vakcinālo, toksikogēno, aminoskābju ražotāju u.c.) radiācijas selekcijas.

Radiācijas mikrobioloģijas problēmas, kas saistītas ar radiācijas sterilizējošā efekta izmantošanu, primāri ir saistītas ar starojuma dozu un apstarošanas apstākļu noteikšanu, kas nodrošina mikroorganismu bojāeju. Rentgenstaru baktericīda iedarbība bija zināma jau pagājušā gadsimta beigās. Tomēr praktiska izmantošana jonizējošā starojuma izmantošana sterilizācijas nolūkos kļuva iespējama tikai gadā pēdējie gadi pateicoties jaudīgu apstarotāju, jo īpaši ar radioaktīvo kobaltu uzlādētu gamma apstarotāju, izveidei. Mūsdienu gamma apstarotāji ļauj nodrošināt milzīgas starojuma devas īsā laikā un lielos apstarotā objekta apjomos. Nepieciešamība izveidot lieljaudas stacijas sterilizācijas vajadzībām tiek skaidrota ar salīdzinoši augsto mikroorganismu radiorezistenci. Lai gan zīdītājiem nāvējošās radiācijas devas svārstās no 400 līdz 1000 radiem, mikrobu inaktivācija atkarībā no apstarošanas apstākļiem notiek tikai tad, ja tiek izmantotas simtiem tūkstošu vai miljonu radi lielas devas.

Jonizējošā starojuma baktericīdā iedarbība ir atkarīga no vairākiem faktoriem. Mikroorganismu žāvēšana izraisa radiorezistences palielināšanos. Līdzīgu efektu rada skābekļa daļējā spiediena samazināšanās apstarotajā objektā, temperatūras pazemināšanās apstarošanas laikā, kā arī apstākļi, kas rodas pēc apstarošanas. Mikrobu kultūru apstarošanas gadījumos mikroorganismu jutība mainās atkarībā no kultūras attīstības cikla.

Dažādiem mikroorganismiem ir atšķirīga radioizturība. Tā, piemēram, lai panāktu sterilizējošu efektu, apstarojot sporas neveidojošo baktēriju (Bact. coli, Proteus vulgaris) suspensijas, nepieciešama apstarošana 100 000-500 000 radu devās. Lai inaktivētu sporu veidojošo mikroorganismu sporas, nepieciešamas lielas devas - 1 500 000-2 500 000 rad. - Vīrusi ir vēl izturīgāki: sterilizējošs efekts rodas tikai ar apstarošanu 3 000 000-5 000 000 rad.

Fizisko faktoru ietekme

Temperatūras ietekme. Noteiktos temperatūras diapazonos attīstās dažādas mikroorganismu grupas. Baktērijas, kas aug zemā temperatūrā, sauc par psihrofilām, vidējā (apmēram 37 ° C) - mezofilām, augstās - par termofilām.

Pie psihofīlajiem mikroorganismiem pieder liela saprofītu grupa – augsnes, jūras, saldūdens un Notekūdeņi(dzelzs baktērijas, pseidomonādi, gaismas baktērijas, baciļi). Dažas no tām aukstumā var izraisīt pārtikas bojāšanos. Spēja augt līdzi zemas temperatūras dažām patogēnām baktērijām ir arī cirvis (pseidotuberkulozes izraisītājs vairojas 4 ° C temperatūrā). Atkarībā no kultivēšanas temperatūras mainās baktēriju īpašības. Temperatūras diapazons, kurā iespējama psihrofilo baktēriju vairošanās, svārstās no -10 līdz 40 °C, bet temperatūras optimālais - no 15 līdz 40 °C, tuvojoties mezofilo baktēriju temperatūras optimālajam.

Mezofili ietver galveno patogēno un oportūnistisko baktēriju grupu. Tie aug 10-47 °C temperatūras diapazonā; vairumam no tiem optimālā augšana ir 37 °C.

Augstākā temperatūrā (no 40 līdz 90 °C) attīstās termofīlās baktērijas. Okeāna dibenā karstos sulfīdu ūdeņos dzīvo baktērijas, kas attīstās 250-300 ° C temperatūrā un 262 atm spiedienā.

Termofīli dzīvo karstajos avotos, piedalās kūtsmēslu, graudu, siena pašsasilšanas procesos. Liela skaita termofilu klātbūtne augsnē norāda uz tās piesārņojumu ar kūtsmēsliem un kompostu. Tā kā kūtsmēsli ir visbagātākie ar termofiliem, tos uzskata par augsnes piesārņojuma indikatoru.

Mikroorganismi labi iztur zemas temperatūras. Tāpēc tos var ilgstoši uzglabāt sasaldētus, arī sašķidrinātās gāzes temperatūrā (-173 °C).

Žāvēšana. Dehidratācija izraisa vairuma mikroorganismu funkciju traucējumus. Patogēnie mikroorganismi (gonorejas, meningīta, holēras, vēdertīfa, dizentērijas u.c. izraisītāji) ir visjutīgākie pret žāvēšanu. Mikroorganismi, ko aizsargā krēpu gļotas, ir izturīgāki.

Žāvēšana vakuumā no sasaldēta stāvokļa - liofilizācija - tiek izmantota dzīvotspējas pagarināšanai, mikroorganismu saglabāšanai. Liofilizētās mikroorganismu kultūras un imunobioloģiskie preparāti tiek uzglabāti ilgu laiku (vairākus gadus), nemainot to sākotnējās īpašības.

Radiācijas ietekme

Nejonizējošais starojums - saules gaismas ultravioletie un infrasarkanie stari, kā arī jonizējošais starojums - radioaktīvo vielu un augstas enerģijas elektronu gamma starojums pēc neilga laika nelabvēlīgi iedarbojas uz mikroorganismiem. UV starus izmanto gaisa un dažādu priekšmetu dezinfekcijai slimnīcās, dzemdību namā, mikrobioloģiskajās laboratorijās. Šim nolūkam tiek izmantotas UV starojuma baktericīdas lampas ar viļņa garumu 200-450 nm.

Jonizējošais starojums tiek izmantots, lai sterilizētu vienreizējās lietošanas plastmasas mikrobioloģiskos traukus, uzturvielu barotnes, pārsējus, zāles uc Tomēr ir baktērijas, kas ir izturīgas pret jonizējošo starojumu, piemēram, Micrococcus radiodurans tika izolēts no kodolreaktora.

Ķīmisko vielu darbība

Ķimikālijām var būt dažāda ietekme uz mikroorganismiem: kalpo kā barības avots; neizdarīt nekādu ietekmi; stimulēt vai kavēt augšanu. Ķīmiskās vielas, kas iznīcina mikroorganismus vidē, sauc par dezinfekcijas līdzekļiem. Pretmikrobu līdzeklis ķīmiskās vielas var būt baktericīda, virucīda, fungicīda u.c.

Dezinfekcijai izmantojamās ķīmiskās vielas pieder pie dažādām grupām, starp kurām visplašāk pārstāvētas ir vielas, kas saistītas ar hloru, jodu un bromu saturošiem savienojumiem un oksidētājiem.

Skābēm un to sāļiem (oksolīns, salicilskābe, borskābe) ir arī pretmikrobu iedarbība; sārmi (amonjaks un tā sāļi).

Sterilizācija - ietver pilnīgu mikrobu inaktivāciju objektos, kas ir pakļauti apstrādei.

Dezinfekcija - procedūra, kas ietver ar mikrobiem piesārņota objekta apstrādi, lai tos iznīcinātu tādā mērā, ka, lietojot šo objektu, tie nevar izraisīt infekciju. Parasti dezinfekcija nogalina lielāko daļu mikrobu (tostarp visus patogēnus), bet sporas un daži rezistenti vīrusi var palikt dzīvotspējīgā stāvoklī.

Aseptika ir pasākumu kopums, kura mērķis ir novērst infekcijas izraisītāja iekļūšanu brūcē, pacienta orgānos operāciju, medicīnisko un diagnostisko procedūru laikā. Aseptikas metodes tiek izmantotas, lai apkarotu eksogēnu infekciju, kuras avoti ir pacienti un baktēriju nesēji.

Antiseptiķi - pasākumu kopums, kas vērsts uz mikrobu iznīcināšanu brūcē, patoloģiskajā fokusā vai ķermenī kopumā, lai novērstu vai likvidētu iekaisuma procesu.

Mikroorganismus pēc to jutības pret radiācijas iedarbību parasti izkārto šādā secībā: - visjutīgākās ir baktērijas, tad pelējums, raugi, baktēriju sporas, vīrusi. Tomēr šis sadalījums nav absolūts, jo starp baktērijām ir sugas, kas ir radioizturīgākas nekā vīrusi.

Mikroorganismu radiosensitivitāti modificē dažādi faktori, gan iekšējie: pašas šūnas ģenētiskais raksturs, šūnas dzīves fāze un citi, gan ārējie: temperatūra, skābekļa un citu gāzu koncentrācija, barotnes sastāvs un īpašības. kurā tiek veikta apstarošana, kā arī radiācijas iedarbības veids un tā jauda un citi faktori. Mikroorganismu radiosensitivitāte ir ievērojami zemāka nekā augiem un dzīvniekiem par 1-2 kārtām, dažos gadījumos baktericīdo efektu dažām sugām var sasniegt tikai ar ievērojamām devām: 1-2 Mrad.

Jau pirmajos mikroorganismu radiācijas jutības izpētes posmos tika pierādīts, ka pie 5000 R devas Escherichia coli izdzīvošana ir ievērojami samazināta, un pie 20 kR devas mirst 95% baktēriju. Katras sugas mikroorganismu kultūrā ir šūnu maisījums, kas atšķiras pēc to jutības pret starojumu. Piemēram, Escherichia coli kultūrai 66% LD50 atbilda 1,2 kradu devai, bet 34% baktēriju - 3,5 kradi. Ja zarnu grupas baktērijas tiek apstarotas ar gamma stariem, to inaktivācija notiek diapazonā no 24 līdz 168 kradiem, un visu šūnu nāve, lietojot aptuveni 300 kradu devas.

Lai iegūtu vienādu bioloģisko efektu dažāda veida mikroorganismos, nepieciešamas dažādas starojuma devas. Šīs atšķirības ir atkarīgas no vairākām apstaroto baktēriju bioloģiskajām iezīmēm, apstarošanas apstākļiem, ārējās vides ietekmes un citiem faktoriem. Īpaša nozīmeņemot vērā dažādu organismu nukleīnskābju metabolisma un DNS nevienlīdzīgo jutību pret radiācijas iedarbību.

Baktēriju jutība pret starojumu ļoti atšķiras vienas un tās pašas sugas un pat baktēriju šūnu populācijas ietvaros. Šūnu populācija sastāv no baktērijām, kuru rezistence pret radiāciju variāciju sērijā, kā arī citas bioloģiskās pazīmes atšķiras. Tāpēc populācijā vienmēr ir īpaši radioizturīgas šūnas, kuru iznīcināšanai ir nepieciešams apstarot ar jaudīgākām devām nekā tām, pie kurām mirst lielākā daļa radiojutīgāko šūnu. Grampozitīvās baktērijas ir mazāk jutīgas pret starojumu nekā gramnegatīvās baktērijas.

Baktēriju sporām ir ļoti zema radiosensitivitāte, taču arī starp sporām neveidojošiem mikroorganismiem ir zināmi organismi, kuru radiorezistence var pārsniegt sporu radiorezistenci. Visbiežāk tie pieder kokam vai sarkīnam. Ir zināmi mikrokoki, kuru pusnāvējošā deva ir 400 kradi (4 kGy). Gaļas, zivju un citu produktu radiācijas sterilizācijas laikā pēc apstarošanas 600 līdz 1500 kradās devās visbiežāk tika konstatēti koki. Augstas radiorezistences piemērs var būt arī baktērijas, kas izolētas no kodolreaktoru ūdeņiem.