- Trang chủ
- Sách y học
- Bài giảng vi sinh y học
- Ảnh hướng của nhân tố vật lý đến sự phát triển của vi sinh vật
Ảnh hướng của nhân tố vật lý đến sự phát triển của vi sinh vật
Vi sinh vật chịu ảnh hưởng của các tần số rung động của môi trường, yếu tố này có thể có tác dụng kích thích hay ức chế sự phát triển của vi sinh vật và tiêu diệt vi sinh vật.
Biên tập viên: Trần Tiến Phong
Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương
Sự tồn tại và phát triển của vi sinh vật chịu ảnh hưởng trực tiếp của các nhân tố của môi trường xung quanh như nhiệt độ, ánh sáng, hóa chất, các bức xạ, pH...Các nhân tố này có thể chia làm 3 nhóm lớn: các nhân tố vật lý, các nhân tố hóa học và các nhân tố sinh học. Hiểu được ảnh hưởng của các nhân tố này đối với sự phát triển của vi sinh vật để ứng dụng trong công tác tiệt trùng, khử trùng các dụng cụ y tế, dược phẩm, tẩy uế môi trường, phòng mổ, phòng bệnh nhân, nghiên cứu vi sinh vật...
Vận động cơ giới
Vi sinh vật chịu ảnh hưởng của các tần số rung động của môi trường, yếu tố này có thể có tác dụng kích thích hay ức chế sự phát triển của vi sinh vật và tiêu diệt vi sinh vật.
Khi lắc canh khuẩn với tần số vừa (1-60 lần / phút ) thì có tác động tốt đến sự phát triển của vi khuẩn do tăng khả năng thông khí, thúc đẩy sự phân bào...
Khi lắc mạnh thì lại ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nếu lắc kéo dài thì có thể tiêu diệt các vi sinh vật.
Vận động cơ giới thường được ứng dụng khi nuôi cấy vi sinh vật để làm tăng sinh khối hoặc thu nhận số lượng lớn sản phẩm do vi khuẩn bài tiết ra...
Làm mất nước
Nước cần thiết cho hoạt động sống của vi sinh vật, làm mất nước thì vi sinh vật sẽ chết. Tốc độ chết tùy thuộc vào môi trường vi khuẩn sống.
Huyền dịch vi khuẩn ở trong nước nếu đem làm khô thì vi khuẩn chết rất nhanh.
Huyền dịch vi khuẩn trong thể keo khi làm khô vi khuẩn chết chậm hơn.
Huyền dịch vi khuẩn nếu làm đông băng nhanh trước rồi mới tiến hành làm mất nước thì vi khuẩn chết rất ít. Phương pháp này được áp dụng để làm đông khô vi khuẩn nhằm bảo quản vi khuẩn trong thời gian dài.
Trạng thái nha bào là trạng thái mất nước tự nhiên của vi khuẩn. Nha bào chịu được khô hanh lâu dài.
Hấp phụ
Than họat, gel albumin, màng lọc sứ... có khả năng hấp phụ vi khuẩn và sự hấp phụ này làm thay đổi khả năng sống của vi khuẩn. Được áp dụng để làm vô khuẩn các sản phẩm của huyết thanh, các sản phẩm không chịu nhiệt...
pH
Độ pH của môi trường có ảnh hưởng đến họat động sống của vi khuẩn do làm thay đổi sự cân bằng về trao đổi chất giữa môi trường và vi khuẩn có thể giết chết vi khuẩn. Mỗi loại vi khuẩn chỉ thích hợp với một giới hạn pH nhất định (từ 5,5 đến 8,5), đa số là ở pH trung tính (pH=7), bởi vì pH nội bào của tế bào sống là trung tính. Ở môi trường kiềm, Pseudomonas và Vibrio phát triển tốt, đặc tính này rất hữu ích để phân lập chúng. Trong khi đó Lactobacillus phát triển tốt hơn ở pH=6 hoặc thấp hơn. Trong quá trình điều chế các môi trường nuôi cấy phải đảm bảo pH thích hợp thì vi khuẩn mới phát triển tốt. Trong tiệt khuẩn hoặc khử khuẩn người ta có thể sử dụng các hóa chất có pH rất axit hoặc rất kiềm để loại trừ vi khuẩn.
Áp suất
Áp suất thủy tĩnh (áp suất cơ giới)
Vi khuẩn có khả năng chịu được áp suất cao của không khí, thường từ 2000-5000 atm đối với virus, phage; từ 5000-6000 atm đối với các vi khuẩn không có nha bào; từ 17000-20000 atm đối với các vi khuẩn có nha bào. Cơ chế tác động của áp suất cơ giới đối với vi khuẩn chưa được rõ.
Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu của môi trường xung quanh có tác động mạnh đến tế bào vi khuẩn do tính thẩm thấu của màng nguyên tương. Đa số các vi khuẩn phát triển thích hợp khi môi trường có áp suất thẩm thấu bằng 7 atm (dung dịch NaCl 0,9%).
Trong dung dịch nhược trương, do áp suất thẩm thấu bên trong tế bào cao hơn môi trường nên nước bị hút vào tế bào vi khuẩn làm tế bào phình to lên và vỡ.
Trong dung dịch ưu trương, áp suất thẩm thấu ở môi trường cao nên nước bị hút ra môi trường làm tế bào bị teo lại.
Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của vi khuẩn. Mỗi loại vi sinh vật phát triển trong một giới hạn nhiệt độ nhất định, dựa vào khoảng nhiệt độ phát triển tối ưu, vi khuẩn có thể được chia làm 3 nhóm: nhóm ưa ấm có nhiệt độ tối ưu giữa 200C-450C, nhóm ưa lạnh có nhiệt độ tối ưu dưới 200C và nhóm ưa nóng có nhiệt độ tối ưu trên 450C. Ở nhiệt độ quá thấp vi khuẩn không phát triển được nhưng có thể còn sống; còn ở nhiệt độ cao hoặc rất cao thì vi khuẩn bị tiêu diệt.
Nhiệt độ thấp: Ở nhiệt độ thấp các phản ứng chuyển hóa của vi khuẩn bị giảm đi, có thể bị ngừng lại. Một số vi sinh vật bị chết nhưng đa số vẫn sống trong thời gian dài. Lúc làm đông băng vi sinh vật thì một số bị chết, nhưng nếu làm đông băng rất nhanh thì số vi sinh vật sống sót nhiều hơn. Người ta sử dụng đặc điểm này để bảo quản các chủng vi khuẩn ở nhiệt độ thấp.
Nhiệt độ cao: Nhiệt độ cao có khả năng giết chết vi khuẩn. Sức đề kháng của vi khuẩn với nhiệt độ cao tùy từng chủng loại và tùy theo ở trạng thái sinh trưởng hay ở trạng thái nha bào. Đa số các vi khuẩn ở trạng thái sinh trưởng ở nhiệt độ 56-60 0C trong 30 phút là chết và ở 1000C thì chết ngay. Thể nha bào chịu được nhiệt độ cao hơn và lâu hơn ở 121 0C trong 15 - 30 phút ở nồi hấp mới chết hoặc ở 170 0C trong 30 phút - 1 giờ ở nhiệt khô mới bị tiêu diệt.
Cơ chế tác dụng của nhiệt độ cao đối với vi khuẩn:
Protein bị đông đặc.
Enzyme bị phá hủy.
Tổn thương màng nguyên tương làm thay đổi tính thẫm thấu.
Phá hủy cân bằng lý - hóa trong tế bào do tăng tốc độ phản ứng sinh vật hóa học.
Giải phóng axit nucleic.
Bức xạ
Ánh sáng mặt trời: ánh sáng mặt trời do có tia cực tím có bước sóng từ 200-300 nm, nhất là 253,7nm, có tác dụng sát khuẩn.
Tia Rơnghen: có hiệu ứng diệt khuẩn và gây đột biến đối với vi sinh vật
Nguyên tố phóng xạ: tạo ra các bức xạ a, b và g trong đó tia a, b có tác dụng diệt khuẩn hay ức chế vi khuẩn phát triển. Còn tia g ít có tác dụng.
Cơ chế tác dụng của bức xạ: Do nguyên tương của vi khuẩn có thành phần cấu tạo bằng các phân tử rất phức tạp, các phân tử này có khả năng hấp thụ một cách chọn lọc những tia bức xạ có bước sóng khác nhau. Thí dụ như axit nucleic của vi khuẩn có khả năng hấp thụ tia bức xạ dài 253,7nm, lúc đó quá trình sao chép của DNA bị biến đổi hoặc bị ức chế hoặc DNA bị phá hủy không thuận nghịch làm vi khuẩn chết.
Siêu âm
Khi những tần số của chấn động vượt quá 20.000 lần/1 phút thì gọi là siêu âm (do tai ta không nghe được nữa). Siêu âm có khả năng giết chết vi khuẩn do những chấn động có tần số cao phát sinh ra áp suất co giãn cao làm cho tế bào vi khuẩn bị xé tan; cũng có thể nước trong tế bào vi khuẩn dưới tác dụng của siêu âm phát sinh ra H2O2 có tác dụng giết chết vi khuẩn; siêu âm cũng có thể phá hủy hệ thống keo làm cho chất keo đông lại.
Tia laser
Tia laser do năng lượng cao và tập trung nên trong một thời gian cực kỳ ngắn có thể làm cho vật chất nóng chảy và bay hơi, có thể tăng nhiệt độ, áp suất tại chỗ lên rất cao nên cũng có tác dụng giết chết vi khuẩn.
Bài viết cùng chuyên mục
Vi sinh học nhiễm trùng bệnh viện
Nhiễm trùng cơ hội gây nên do vi khuẩn ở khuẩn chí của người bệnh và thường không tránh khỏi vì liên quan đến tổn thương ở rào cản niêm mạc.
Vi khuẩn gây bệnh ngộ độc thịt (clostridium botulinum)
Vi khuẩn giống Clostridium là các trực khuẩn gram dương, kỵ khí, sinh nha bào. Vi khuẩn này có trong đẩt, trong đường tiêu hóa của người và động vật, phần lớn trong chúng là các vi khuẩn sống hoại sinh.
Campylobacter jejuni (vi khuẩn gây viêm ruột)
Campylobacter jejuni là những vi khuẩn bé, mảnh, Gram âm, hình dấu phẩy nhọn hai đầu, rất di động nhờ có 1 lông ở 1 đầu, không sinh nha bào. Nuôi cấy C.jejuni trên môi trường nhân tạo thường khó khăn vì vi khuẩn đòi hỏi điều kiện vi hiếu khí.
Virus viêm não nhật bản
Virus viêm não Nhật Bản thuộc họ Flaviviridae. Virus có hình cầu đường kính từ 30 đến 35nm. Virus chứa ARN một sợi, nucleocapsid đối xứng hình khối. Có một vỏ bọc bên ngoài capsit.
Những nhiễm trùng bệnh viện thường gặp
Phần lớn nhiễm trùng vết thương gây nên do vi khuẩn trực tiếp đưa vào mô trong thời gian phẫu thuật. Thông thường vi khuẩn có nguồn gốc là khuẩn chí của người bệnh.
Vaccine phòng chống bệnh nhiễm trùng
Sử dụng vaccine là đưa vào cơ thể kháng nguyên có nguồn gốc từ vi sinh vật gây bệnh hoặc vi sinh vật có cấu trúc kháng nguyên giống vi sinh vật gây bệnh, đã được bào chế đảm bảo độ an toàn cần thiết.
Sự né tránh với đáp ứng miễn dịch của vi sinh vật gây bệnh
Về lý thuyết, vi khuẩn tồn tại trong cơ thể vật chủ càng lâu thì chúng càng có nhiều thời gian để gây tổn thương cho cơ thể.
Virus quai bị
Họ virus này là một nhóm gồm nhiều tác nhân khác nhau về khả năng gây bệnh, về sự phân bố trong giới động vật và về tính chất sinh vật học của chúng.
Hậu quả sự nhân lên của virus trong tế bào
Sau khi virus xâm nhập và nhân lên trong tế bào thì hầu hết các tế bào bị phá hủy . Do các hoạt động bình thường của tế bào bị ức chế, các chất cần thiết cho tế bào.
Lịch sử phát triển của vi sinh vật học
Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới
Virus cúm (Influenzavirus)
Virus cúm hình cầu đường kính từ 80, 120 nm nhưng đôi khi có dạng hình sợi. Nucleocapsid đối xứng kiểu xoắn trôn ốc, chứa ARN một sợi có trọng lượng phân tử khoảng 4x106 daltons.
Coronavirus gây bệnh cho người
Đây là nhóm virus tìm thấy ở chim và các động vật có vú, chúng giống nhau về hình thái và cấu trúc hóa học. Các Coronavirus của người gồm Coronavirus chủng 229E và Coronavirus chủng OC43.
Ứng dụng của Bacteriophage trong y học
Phage được sử dụng để định type phage ở vi khuẩn. Mỗi loài vi khuẩn có thể gồm nhiều type phage khác nhau do bản chất của receptor ở vi khuẩn đối với các phage khác nhau.
Các Borrelia gây bệnh
Borrelia là loại vi khuẩn kỵ khí khó mọc trên môi trường nhân tạo, vi khuẩn phát triễn được ở nhiệt độ 33 0C trên môi trường lỏng Borbozur Stoenner.
Sự nhân lên của virus
Virus không có quá trình trao đổi chất, không có khả năng tự nhân lên ngoài tế bào sống. Vì vậy sự nhân lên của virus chỉ có thể được thực hiện ở trong tế bào sống.
Các virus họ Herpesviridae
Gần đây các virus mới thuộc họ này được mô tả là Human Herpesvirus 6 gây bệnh sốt, hạch cổ lớn và phát ban ở trẻ em, Human herpesvirus 7 vai trò gây bệnh của virus này đang được khảo sát.
Phản ứng miễn dịch phóng xạ trong chẩn đoán vi sinh vật
Có thể xác định vị trí của kháng nguyên (hoặc kháng thể) đã đánh dấu đồng vị phóng xạ bằng cách cho nhũ tương ảnh lên trên tiêu bản tổ chức học, sau đó phát hiện bằng các phương pháp chụp ảnh thông thường.
Cơ chế đề kháng bảo vệ cơ thể không đặc hiệu chống lại vi sinh vật gây bệnh
Sự bài tiết các chất bả nhờn, bài tiết mồ hôi (axit lactic) trên bề mặt da và độ pH thấp của một số vị trí ở da và niêm mạc dạ dày hay đường tiết niệu sinh dục.
Di truyền về tính kháng thuốc của vi khuẩn
Trong tính kháng thuốc, kháng sinh giữ vai trò chọn lọc chứ không phải vai trò chỉ đạo. Việc sử dụng rộng rãi kháng sinh làm phát triển nhanh chóng các vi khuẩn kháng thuốc.
Vi khuẩn bạch hầu (corynebacterium diphtheriae)
Vi khuẩn bạch hầu là vi khuẩn hiếu khí. Mọc được ở môi trường nuôi cấy thông thường, nhưng mọc tốt và nhanh ở môi trường có máu và huyết thanh.
Epstein barr virus gây tăng bạch cầu đơn nhân
Virus Epstein Barr nhân lên trong tế bào lympho B người nuôi cấy và Lympho B của vài loài linh trưởng khác, gần đây nhiều nghiên cứu cho thấy virus này có trong các tế bào biểu mô mũi hầu (nasopharyn).
Trực khuẩn lao (mycobacterium tuberculosis)
Vi khuẩn lao phát triển chậm, thời gian gia tăng đôi là 12 - 24 giờ trong khi của E.coli là 20 phút. Những chủng độc lực tạo thành những khuẩn lạc R.
Xoắn khuẩn giang mai (treponema pallidium)
Các xoắn khuẩn có dạng hình xoắn, có khả năng di động, các xoắn khuẩn có nhiều nơi trong tự nhiên, nhiều loại ký sinh trên cơ thể người và động vật. Một số xoắn khuẩn gây bệnh cho người.
Vi khuẩn dịch hạch (yersinia pestis)
Vi khuẩn dịch hạch gây nên bệnh dịch hạch, là bệnh của một số loài động vật, lây sang người qua bọ chét, có ổ bệnh thiên nhiên, dễ phát thành dịch lớn.
Nhận định kết quả trong các phản ứng kết hợp kháng nguyên kháng thể trong chẩn đoán vi sinh
Chẩn đoán gián tiếp các bệnh nhiễm trùng qua việc xác định kháng thể trong huyết thanh được gọi là chẩn đoán huyết thanh học. Kết quả định lượng trong chẩn đoán huyết thanh cho biết hiệu giá kháng thể.