اثر عوامل مختلف بر رشد باکتری ها

شرایط رشد و تکثیر:

رشد یک جاندار عبارت است از افزایش منظم کلیه اجزای شیمیایی بدن آن. بنابراین منظور از واژه رشد و نمو ، در حقیقت افزایش ماده زنده است که اکثرا به بزرگ شدن و تقسیم یاخته می‌انجامد در جانداران پریاخته‌ای ، تقسیم یاخته باعث بزرگتر شدن جثه آنها می‌شود در صورتی که در تقسیم تک یاخته‌ایها به افزایش عمده افراد می‌انجامد.

رشد باکتریها و سایر میکروارگانیسمها به شرایط مناسب فیزیکی و شیمیایی و وجود مواد غذایی نیاز دارد. این شرایط بر حسب نوع ارگانیسمها متفاوت‌اند. این نیازها عبارتند از رطوبت ، انرژی و منابع کربن و عناصر اساسی.

عناصر اساسی :

تمام یاخته‌ها علاوه بر کربن به ذخایر هیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن ، فسفر و گوگرد نیاز دارند. و عواملی محیطی که بر بقا و رشد آنها تاثیر می‌گذارند عبارتند از : دما ، اسیدیته (PH) ، اکسیژن ، فشار اسمزی ، کشش سطحی و فشار هیدروستاتیکی. باکتریها برحسب محدوده‌ای از دما که بهترین رشد را در آن دارند به سه گروه گرما دوستها که دمای بهینه بدن آنها40ċ است و فرونیل که دمای 20 تا 40 را ترجیح می دهند و سرما دوستها که دمای بین 7 تا 20 قادر به زندگی هستند. .
باکتریها ، محیطهایی را که اندکی قلیایی باشد ترجیح می دهند. مثلا PH مناسب برای رشد باکتری اشرشیاکلی 4.5 تا 8 است اما بعضی از باکتریها PH های کاملا قلیایی یا کاملا اسیدی را بخوبی تحمل می‌کنند. بدن انسان متشکل از محیطهای گوناگونی با PH های متفاوت است. اکثر میکروارگانیسمها قادر به تحمل PH بسیار اسیدی معده انسان نیستند و فقط آن دسته از بیماریزا که قدرت تحمل چنین محیطی اسیدی را به مدت طولانی دارند و می‌توانند باعث عفونتهای گوارشی شوند. در مورد پوست بدن انسان نیز اسیدیته ، عامل محافظی در برابر عفونت به شمار می‌رود.

دید کلی :

همه میکروارگانیسمها از جمله باکتریها تحت تاثیر عوامل محیطی قرار دارند. عوامل محیطی بر رشد ، تکثیر و مرگ باکتریها تاثیر می‌گذارند. بعضی از باکتریها حرارت بالا و برخی حرارت پایین را دوست دارند. تغییرات PH یعنی تغییر غلظت یون هیدروژن در محیط زندگی باکتریها ، بر روند زندگی باکتریها موثر است. بطور کلی هر باکتری خواهان یکسری شرایط اپتیمم برای زندگانی است که در صورت عدم تامین آن شرایط ، زیست آن با مشکل مواجه شده و به زودی از بین خواهد رفت.

فلزات سنگین :

فلزات سنگین نیز به خاطر اینکه دارای هسته ای سنگین می باشند به محیط کشت تاثیر گذاشته و باعث می گردند که رشد رشد باکتری ها کند ویا کلا" متوقف شود .

فشار:

باکتریها در برابر فشار مکانیکی و هیدروستاتیکی مقاومت قابل توجهی دارا هستند. باکتریهای بدون اسپور نظیر سراشیامارسینس و استرپتوکوکوس لاکتیس در اثر فشار زیاد کشته می‌شوند. دانشمندان نشان دادند که باکتریهای اسپوردار و بدون اسپور تحت تاثیر فشار هیدرواستاتیک بالا قادر به رشد کردن نیستند. باکتریهای دریازی بیش از باکتریهای خاکزی تحمل فشار بالا را دارند. تحت فشار تغییرات شکلی در باکتریها ایجاد می‌شود. برخی گونه‌ها تحرک خود را از دست می‌دهند و برخی قادر به تکثیر شدن نیستند.

اثر دما بر رشد باکتری ها :

 

اکثر باکتری ها در دمایی حداکثر رشد را دارند (دمای بهینه)، که بر اساس این دما می توان آنها را به سه دستۀ ساکروفیل (سرما دوست)، مزوفیل (حد میانه) و ترموفیل (گرما دوست) تقسیم بندی نمود.

کلاَ دماهای بین 50 تا 100 درجه برای باکتری ها و اسپورهایشان کشنده است. وقتی که دما به بالای 50 درجه می رسد یکسری تغییرات نامطلوب بر روی باکتری بجا می گذارد که این تغییرات علاوه بر آن که به دما بستگی دارد، به زمان هم بستگی دارد.

وقتی دما بالا می رود، آنزیم های مؤثر بر رشد باکتری دناتوره و تخریب می شوند که نهایتاً متابولیسم سلولی مختل شده و موجب مرگ باکتری می شود، در حالی که وقتی دما پایین می آید متابولیسم کم می شود اما باکتری نمی میرد. به همین علت برای بررسی اثر حرارت، از روش های مختلفی از جمله (TDT) و (TDP) استفاده می شود.

TDT (زمان مرگ حرارتی): زمان لازم برای کشته شدن سونسپانسیونی از باکتری ها و اسپورها در دمایی معین است.

TDP (نقطۀ مرگ حرارتی): تعیین دمایی که به مدت 10 دقیقه لازم است تا میکروارگانیسم از بین برود.

از بین بردن باکتری ها تحت تأثیر گرما به 4 عامل بستگی دارد:

 

الف) نوع باکتری (که اسپوردار باشد یا نه).

 

ب) تعداد باکتری (که هرچی تعداد باکتری ها بیشتر باشد، حرارت بیشتری برای از بین بردن باکتری ها نیاز است).

 

ج) PH (PH محیط اگر خنثی باشد حرارت بیشتری برای از بین بردن باکتری ها نیاز است).

 

د) غلظت محیط کشت (هرچی محیط حاوی املاح، اسیدهای نوکلوئیک و پروتئین های بیشتری باشد، حرارت بیشتری برای از بین بردن باکتری ها نیاز است).

 

میدان PH باکتریها :

 

میدان PH باکتریها باکتریهای روده‌ای به مراتب بیشتر از انگلهای جانوری ، محیط اسیدی و قلیایی را تحمل می‌کنند. این قبیل باکتریها فقط بعد از تحمل اسیدیته معده و خاصیت قلیایی صفرا در روده می‌توانند در آن چه فعالیت کنند. بسیاری از باکتریهای گیاهی و خاک شرایط نسبتا قلیایی را ترجیح می‌دهند.
پتانسیل اکسیداسیون و احیا توانایی یک باکتری برای رشد پس از انتقال یافتن به محیط تازه تا حدی به پتانسیل اکسیداسیون- احیا بستگی دارد. این پتانسیل بر حسب نوع باکتری متفاوت است. باکتریهای هوازی پتانسیل بیشتر را نسبت به باکتریهای بی‌هوازی تحمل می‌کنند. تهویه محیط کشت، پتانسیل مثبت در حد بین 300 - 200 میلی‌ولت تولید می‌کند ولی شروع رشد باکتریهای هوازی در پتانسیل نسبتا پایینی انجام می‌شود. در نتیجه جوشاندن محیط کشت به منظور خارج کردن اکسیژن ، پتانسیل را کاهش داده و برای تحریک رشد تعداد کمی از باکتریها مفید واقع می‌شود.

آنتی بیوتیک ها :

آنتی بیوتیک ها نیز به خاطر اینکه از سنتز دیواره سلولی باکتری ها بویژه باکتری های گرم منفی جلو گیری می کنند از رشد باکتر ی ها بویژه در منطقه ای دارای آنتی بیوتیک می باشد جلو گیری به عمل می آورند .

 

دترجنت ها :

سورفاکتانت‌ها یا عوامل فعال سطحی در واقع مواد شیمیایی آلی هستند که با تجمع در سطح مشترک گاز- مایع یا جامد- مایع، خصوصیات آب را تغییر می‌دهند و با کاهش کشش سطحی آب، عمل پاک‌کنندگی را تسریع می‌کنند. سورفاکتانت‌ها در واقع اصلی‌ترین و مهمترین مواد شیمیایی در دترجنت‌ها هستند که تقریباً 5-30% وزن دترجنت‌ها را تشکیل می‌دهند.

 نحوه تاثیر مواد شیمیایی روی باکتریها:

- تخریب دیواره سلول باکتریها

- انعقاد پروتئین های باکتری ها

- اثر روی گروههای سولفیدریل که باعث اختلال در فعالیت آنزیمها می شود.

- اثر آنتاگونیستی : یعنی شباهت ماده شیمیایی با مواد مورد نیاز باکتری که باعث نابودی باکتری می شود.

ترکیبات فنل:

اسیدفنیک از مواد ضد عفونی کننده قوی است که با تاثیر روی پروتئین های باکتری باعث مرگ باکتری می شود. به دلیل اینکه فنلی قدرت ضد میکروبی یسیار قوی دارند بنابراین قدرت ضد میکروبی سایر مواد را با آن می سنجند که بر اساس تعریف عبارت است از:

میزان رقتی از ماده ضد میکروبی که در زمان مشخض باعث ازبین رفتن تعدادمشخصی باکتری می شود

ضریب فنلی

میزان رقتی از فنل که در همان زمان همان تعداد باکتری را از بین ببرد.

یعنی اگر ضریب فنلی برابر با 2 باشد باید دو برابر رقت فنل از ماده مورد نظر بکار برد.از فنل برای ضدعفونی کردن بزاق ، مدفوع و سایر مواد آلوده استفاده می شود.

الکل ها:

الکلها باکتری کش ، از بین برنده باسیل سل و قارچ کش هستند اما روی اسپورها اثری ندارند. ویروسهای پوشش دار نسبت به الکل حساس هستند زیرا الکلها روی لیپید موثرند. همچنین الکلها باعث دناتوره شدن پروتئین ها می شوند. اتیل وایزو پروپیل الکل تنها الکلهایی هستند که بیشترین مورد مصرف را دارند. مناسبترین رقت برای الکل 70% است زیرا نسبت به الکل 905 بهتر جذب می گردد. از متانل بعلت سمیت زیاد ، تنها برای فیکساسیون نمونه ها استفاده می شود.

هالو ژنها:

کلر مهمترین هالو ژن با مصرف ضد میکروبی است بخصوص در صنعت تصفیه آب. هیپوکلریت و سایر ترکیبات آزاد کننده کلر بعنوان عواملی بکار می روند که در خدمت بهداشت هستند. ترکیباتآلی کلر و سایرهالو ژنها باعث کلراسیون و اکسیداسیون مواد می شود یعنی با پروتئین ها ترکیب می گردد. وقتی این مواد در آب وارد شوند اکسید هیپوکلر(HClO) ایجاد می کند و آن هم تجزیه شده و HCl بهمراه اکسیژن نوزاد که بسیار فعال است باعث از بین رفتن باکتریها می شوند.فلئور خاصیت سمی کمی دارد و فقط در خمیردندانها بکار می رود تا فضای دهانی را ضدعفونی کند و باعث تقویت مینای دندان می شود.

ید بعد از کلر بیشترین مصرف را دارد و بیشتر برای تمیز کردن زخمها و پوست بکار می رود. مانند تنتورید ( مخلوط الکل و ید) ،لوگل ( یدورپتاسیم) و بتادین (Povidon Iodine) که یک ماده آنتی سپتیک بسیار قوی است و تنها مصرف موضعی دارد.

عوامل آلکیلان:

موادی هستند که با وارد کردن یک اتم هیدروژن در یک ترکیب هیدروکربور آلی باعث تغییر ماهیت آن ماده می شود و معمولا این مواد با گروههای سولفیدریل، دکربوکسیل آمین واکنش نشان می دهند و باعث تغییر ماهیت مولکول آلی می گردد بعبارت دیگر باعث تغییر ماهیت پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک شده و باعث مرگ باکتری می شوند. یکی از مهمترین عوامل گاز اتیلن اکسید است که بصورت گاز یا مایع استفاده می شود.این گاز در صورت استنشاق اثر سمی روی چشمها و ریه دارد.اثر این ماده آهسته است یعنی در دمای 56- 50 بمدت 4 ساعت و در دمای اتاق 12 – 6 ساعت زمان نیاز دارد و برای استریل کردن وسایل دندانپزشکی، کاتترها و وسایل آزمایشگاهی کاربرد دارد.

اثر اشعه فرابنفش در زمان های مختلف