Медицина.

Жизнь микроорганизмов находится в тесной зависимости от условий окружающей среды. Как на растения, макроорганизмы, так и на микромир существенное влияние оказывают различные факторы внешней среды. Их можно разделить на три группы : химические, физические и биологические.

1. Физические факторы

Из физических факторов наибольшее влияние на микроорганизмы оказывают: температура, высушивание, лучистая энергия, ультразвук, давление.

Температура : Жизни деятельность каждого микроорганизма ограничена определенными температурными границами. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя точками :

Минимальная ( min ) температура - ниже которой размножение прекращается,

Оптимальная ( opt ) температура - наилучшая температура для роста и развития микроорганизмов и

Максимальная ( max ) температура - температура, при которой рост клеток или замедляется, или прекращается совсем.

Впервые в истории науки Пастером были разработаны методы уничтожения микроорганизмов при воздействии на них высоких температур. Оптимальная температура обычно приравнивается к температуре окружающей среды. Все микроорганизмы по отношению к температуре условно можно разделить на три группы :

Первая группа : психрофилы - это холодолюбивые микроорганизмы, растут при низких температурах : min t - 0 ° С, opt t - от 10 - 20 °С, max t - до 40 ° С. К таким микроорганизмам относятся обитатели северных морей и водоемов. К действию низких температур многие микроорганизмы очень устойчивы.
Например, холерный вибрион долго может храниться во льду, не утратив при этом своей жизнеспособности. Некоторые микроорганизмы выдерживают температуру до - 190 ° С, а споры бактерий могут выдерживать до - 250 °С.
Действие низких температур приостанавливает гнилостные и бродильные процессы, поэтому в быту мы пользуемся холодильниками. При низких температурах микроорганизмы впадают в состояние анабиоза, при котором замедляются все процессы жизнедеятельности, протекающие в клетке.

Ко второй группе относятся мезофилы - это наиболее обширная группа бактерий, в которую входят сапрофиты и почти все патогенные микроорганизмы, так как opt температура для них 37 ° С ( температура тела ), min t = 10 ° С, max t = 45 ° С.

К третьей группе относятся термофилы - это теплолюбивые бактерии, развиваются при t выше 55 ° С, min t для них = 30 ° С, max t = 70 - 76 ° С.
Эти микроорганизмы обитают в горячих источниках. Среди термофилов встречается много споровых форм. Споры бактерий гораздо устойчивей к высоким температурам, чем вегетативные формы бактерий. Например, споры бацилл сибирской язвы выдерживаю кипячение в течение 10 - 20 секунд. Все микроорганизмы, включая и споровые, погибают при температуре 165 - 170 ° С в течение часа. Действие высоких температур на микроорганизмы положено в основу стерилизации.

Высушивание. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов нужна вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы, нарушается целостность цитоплазматической мембраны, что ведёт к гибели клетки. Некоторые микроорганизмы под влиянием высушивания погибают уже через несколько минут : это менингококки, гонококки. Более устойчивыми к высушиванию являются возбудители туберкулёза, которые могут сохранять свою жизнеспособность до 9 месяцев, а также капсульные формы бактерии.
Особенно устойчивыми к высушиванию являются споры. Например, споры плесневых грибов могут сохранять способность к прорастанию в течение 20 лет, а споры сибирской язвы могут сохраняться в почве до 100 лет.

Для хранения микроорганизмов и изготовления лекарственных препаратов из бактерий применяется метод лиофильной сушки. Сущность метода состоит в том, что микроорганизмы сначала замораживают при -273 ° С, а потом высушивают в условиях вакуума. При этом микробные клетки переходят в состояние анабиоза и сохраняют свои биологические свойства в течение нескольких лет. Таким способом, например, изготавливают биопрепарат " колибактерин ", содержащий штаммы Е. coli.

Лучистая энергия. В природе бактериальные клетки постоянно подвергаются воздействию солнечной радиации. Прямые солнечные лучи губительно действуют на микроорганизмы. Это относится к ультрафиолетовому спектру солнечного света ( УФ - лучи ), они инактивируют ферменты клетки и разрушают ДНК. Патогенные бактерии более чувствительны к действию УФ - лучей, чем сапрофиты. Поэтому в бактериологической лаборатории микроорганизмы выращивают и хранят в темноте.
Опыт Бухнера показывает, насколько УФ - лучи губительно действуют на клетки : чашку Петри с плотной средой засевают сплошным газоном. Часть посева накрывают бумагой, и ставят чашку Петри на солнце, а затем через некоторое время её ставят в термостат. Прорастают только те микроорганизмы, которые находились под бумагой. Поэтому значение солнечного света для оздоровления окружающей среды очень велико.
Бактерицидное действие УФ - лучей используют для стерилизации закрытых помещений : операционных, родильных отделений, перевязочных, в детских садах и так далее. Для этого используются бактерицидные лампы ультрафиолетового излучения с длиной волны 200 - 400 нм.
На микроорганизмы оказывают влияние на другие виды лучистой энергии - это рентгеновское излучение a - , B - и Y - лучи оказывают губительное действие на микроорганизмы только в больших дозах. Эти лучи разрушают ядерную структуру клетки. В последние годы радиационным методом стерилизуют изделия для одноразового использования - шприцы, шовный материал, чашка Петри.
Малые дозы излучений, наоборот, могут стимулировать рост микроорганизмов.

Ультразвук вызывает поражение клетки. Под действием ультразвука внутри клетки возникает очень высокое давление. Это приводит к разрыву клеточной стенки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации продуктов : молока, фруктовых соков.

Высокое давление. К атмосферному давлению бактерии, а особенно споры, очень устойчивы. В природе встречаются бактерии, которые живут в морях и океанах на глубине 1000 - 10.000 м под давлением от 100 до 900 атм. Сочетанное действие повышенных температур и повышенного давления используется в паровых стерилизаторах для стерилизации паром под давлением.