Содержание
Некоторые особенности микроорганизмов
Микроэкологический риск при использовании высоких технологий
Введение
Мы не представляем себе жизнь без окружающих нас животных и растений. Они дают нам все продукты питания, из них делается одежда, обувь, жилище, обстановка. Они создают всю красоту природы.
Но мы не видим огромный мир микроскопических существ, невидимых тружеников природы – микроорганизмов. Чаще всего мы вспоминаем о них тогда, когда появляются когда-либо инфекционные заболевания или когда выбрасываем заплесневелые, испорченные. С неприятным запахом продукты.
Микроорганизмы являются самыми древнейшими представителями жизни на нашей планете. С деятельностью микроорганизмов связано происхождение многих полезных ископаемых – торфа, каменного угля, нефти. Они принимали и принимают участие в создании одних и разрушении других горных пород.
Хотя человек с давних пор используют жизнедеятельность микроорганизмов для своих целей, и борется с заразными болезнями, о широком распространении микроорганизмов стало известно только с развитием микробиологии – науки о морфологии. Физиологии и биохимии микроорганизмов.
В настоящее время мы не только не сомневаемся в том, что многие полезные для нас процессы, вызываемые микробами, но и управляем этими процессами, используя их в нашей повседневной хозяйственной жизнедеятельности.
Академик В.Л. Омелянский справедливо отмечал, что ни один образованный человек не может в настоящее время обойтись баз знания основ микробиологии, ибо без них немыслимо знакомство с природой и управляющими ей законами.
Цель нашей работы заключалось в том насколько это возможно в условиях школы, где и какие микроорганизмы встречаются и влияют на наличие микроорганизмов гигиенические навыки. И поставили задачу: могут ли микроорганизмы встречаться на необычных для них средах.
Некоторые особенности микроорганизмов
Как известно, микроорганизмы представляют собой своеобразную форму организации живой материи. Их отличает беспрецедентная многочисленность и разнообразие видов, удивительная жизнеспособность и пластичность, повсеместность распространения, обширность сфер взаимодействия с абиогенными и биогенными компонентами среды обитания, а также масштабность влияния на последнюю, включая геологическую деятельность и кардинальную роль в важных круговоротах материи на Земле. Поразительная жизнеспособность микроорганизмов и их устойчивость к воздействию экстремальных факторов окружающей среды. Жизнеспособные микробы были обнаружены в атмосфере на высоте более 80км, в океане на глубине до 11км, в кернах, доставленных из-под земли с глубин до 4км. Они прекрасно себя чувствуют в условиях сухой долины в Антарктике и в водных контурах ядерных реакторов. Установлена способность некоторых микроорганизмов к росту при температурах -10’C, -12’C, +76’C, +91’C, влажности 0,1 – 2,7%, pH= 0,5 – 11. Споры бактерии сохраняют жизнеспособность в течение 3 – 10 тыс. лет и демонстрируют выживаемость в течение 30 минут при температурах до 160’C и при отрицательных температурах вплоть до абсолютного нуля. Микроорганизмы способны вступать с организмом человека в самые разнообразные взаимодействия – от симбиоза до паразитизма.
В процессе производства, хранения, транспортировки, а также в условиях эксплуатации материалы, изделия и приборы легко заражаются микроорганизмами. Попадая, например, на полимеры, их отдельные виды (как правило, бактериально-грибные ассоциации) быстро приспосабливаются и начинают жизнедеятельность. В результате этого может изменяться цвет материалов, снижаться их механическая прочность, диэлектрические и другие характеристики. Так, показано, что размножение микроорганизмов в изделиях радио- и электронной промышленности может нарушить их электроизоляционные свойства, что приводит к коротким замыканиям, утечки тока, нестабильности в работе аппаратуре. Развитие микробов на резинах, изготовленных на основе натурального и синтетического каучука, сопровождается снижением прочности этого материала, потерей герметизирующих свойств уплотнителей. Имеются многочисленные сведениях о микробиологических повреждениях оптических стекол, бумаги, кинофотоплёнки, топлива, фильтров, насосов, кабелей, и даже металлов. В литературе описаны случаи авиационных катастроф, в основе которых лежали микробиологические повреждения. Совокупный ущерб от них составлял около 5% от объема промышленный продукции.
В настоящее время выявлены общие закономерности возникновения биоповреждающих ситуаций. На основании обобщения большого фактического материала, полученного отечественными и зарубежными учёными, была выдвинута эколого-технологическая концепция биоповреждений.
Микроэкологический риск при использовании высоких технологий
Результаты, полученные в процессе многолетней эксплуатации орбитальных станций «Салют», «Мир», а сейчас МКС, свидетельствует о том, что в условиях полёта в состоянии микробиоценозов человека, как правило, отмечались признаки активации условно-патогенного компонента, представленного стафилококками – грамнегативнами бактериями. В отношении стафилококковой флоры они выражались в возрастании массивности ранее имевшихся очагов патогенных стафилококков, а также образований новых очагов в результате появления экзогенных культур, источником которых служили другие члены основных экипажей или экспедиций посещения. При этом в ряде случаев из гетерогенных популяций Staphylococcus aureus происходил отбор штампов определённого биотопа, отличившихся способностью к «эпидемическому» распространению в изолированном коллективе.
Параллельно с изменениями в состоянии аутомиклофлоры космонавтов на самих орбитальных станциях (например, на неметаллических конструкционных материалах интерьера и оборудования) отмечалось накопление и размножение микроорганизмов – грамнегативных бактерий, бактерий рода Bacillus и плесневелых грибов-микроцетов. Среда гермокабины служила своеобразной антропогенно-технологической нишей для потенциально патогенных микроорганизмов, бактерий-биодеструкторов и микромицетов, по-видимому, вступающими в трофические связи с полимерными материалами и накапливающимися на них биогенными субстратами – конденсатом атмосферной влаги и т.д.
Проблема микробиологического риска при создании и использовании высоких технологий, как это нами подчёркивалось, не исчерпывается сугубо медицинскими, хотя и чрезвычайно важными, аспектами. Опыт длительной эксплуатации орбитальных станций служит ярким примером, подтверждающим это заключение.
Так, одним из основных экипажей орбитальной станции «Салют-6» обнаружил наличие «белого налёта» на отдельных участках интерьера, резине тренажёра для физических упражнений и в некоторых других зонах обитаемых отсеков. При исследовании доставленных на Землю проб этого налёта выявлен рост микромицетов, относящихся к родам Aspergillus, Penicillus, Fusarium.
Приготовление препаратов
Приготовление препарата. На середину чистого предметного стекла наносили каплю мясопептонного бульона. В неё вводили немного микроорганизмов, взятых с питательной среды кончиком стерильной бактериологической петли и тщательно перемешивали. Полученную суспензию равномерно распределяли тонким слоем по поверхности предметного стекла на площади 2-3 кв. см. Из носовой полости мазок брали ватным тампоном и переносили на предметное стекло.
Полученный мазок высушивали в токе тёплого воздуха над небольшим пламенем газовой горелки, не допуская нагревания стекла. Стекло держали мазком вверх.
Фиксация мазка. Стекло с сухим мазком провели 3-4 раза над пламенем газовой горелки, слегка прикасаясь к пламени той стороной стекла, где мазок отсутствовал. Фиксация имеет цель убить клетки и закрепить мазок (зафиксировать) на стекле. Мёртвые клетки прокрашиваются лучше, чем живые.
Окрасили мазок по Ревигеру (приготовление: 10-20 гр. краски генциан-виолета влить в раствор 40 процентного формалина, который составляет 100гр.). Выдерживали мазок 15 секунд, затем промыли и высушили фильтровальной бумагой.
Картофель содержит 5 – 13 % азотистых веществ, около 75% углеводов (на сухое вещество), богат калийными и фосфорными солями и содержит дополнительные питательные вещества.
Для приготовления варёного картофеля выбирают отборные клубни. Их тщательно моют, удаляют глазки, шелуху и все повреждённые места. Затем снова моют, очищенные клубни режут на куски толщиною 0,5 – 0,75см. натирают мелом, если засеваемый микроб образует кислоту, и укладывают в чашки на 1 – 2 слоя кружков фильтровальной бумаги, стерилизуют при атмосфере 30 минут. На поверхности картофеля многие микроорганизмы дают характерный рост и образуют пигменты.
Выращивали микроорганизмы в чашках Петри. В качестве питательной среды использовали варёный картофель.
Микроскопирование проводили в республиканской микробиологической лаборатории. Помогала нам врач – бактериолог Залевская Тамила Григорьевна.
Проведенные опыты
№1. В чашку Петри положили три ломтика варёного картофеля и прикоснулись к нему немытыми руками.
№2. В чашку Петри положили три кусочка варёного картофеля и прикоснулись к нему тщательно вымытыми руками.
№3. Уголком сложенной чистой бумаги сняли зубной налёт и нанесли на питательную среду.
№4. Уголком сложенной чистой бумаги сняли зубной налёт, на уже предварительно чистые зубы.
№5. Вычистили грязь из ногтей и нанесли на питательную среду.
№6. На спичку намотали вату. Вату смочили слюной и, и таким образом нанесли слюну на питательную среду.
№7. Исследовали воздух в кабинете. Чашку Петри с ломтиками варёного картофеля оставили на 10 минут открытой в кабинете биологии, затем закрыли.
№8. Исследовали воздух на улице. Чашку Петри с ломтиками варёного картофеля вынесли открытую на улицу на 10 минут, затем закрыли. Крышки чашек Петри в опытах №7 и №8 держали краями вниз.
№9. К варёным ломтикам картофеля прилаживали монеты.
№10. К варёному картофелю прижимали несколько раз шариковую ручку боковыми сторонами, то есть той стороной, которой держали руками.
№11. В чашку Петри поместили ломтик варёного картофеля, а рядом положили кусочек бумаги. Чашку Петри держали открытой некоторое время, кроме того, прикладывали монету и руки.
№12. В чашку Петри поместили ломтик варёного картофеля, а рядом положили Х/б ткань. Чашку Петри некоторое время держали открытой.
№13. В чашку Петри поместили кусочек варёного картофеля, а рядом положили синтетическую ткань. Чашку Петри некоторое время держали открытой.
№14. В чашку Петри поместили кусочек варёного картофеля, а рядом положили смоченную водой вату. Чашку Петри некоторое время держали открытой.
№15. В чашку Петри поместили кусочек варёного картофеля, а рядом положили губку. Чашку Петри некоторое время держали открытой. В опытах №11, №12, №13, №14 и №15, после того как на картофеле появились микроорганизмы, перенесли их на необычную среду.
№16. В чашку Петри поместили кусочек варёного картофеля, кусочек ткани, вату и губку. Оставили открытыми на воздухе в течение 15 минут.
№17. В чашку Петри поместили варёный картофель, кусочек ткани, вату и губку, которым прикасались руками (на 15 минут оставили на воздухе).
№18. В чашку Петри поместили кусочек варёного картофеля, кусочек ткани, вату и губку, но ко всему тщательно прикладывали монету. Опыты №16, №17 и №18 проводились в осеннее время при пониженных температурах.
№19. Эксперименты проводили в лаборатории микробиологии при участии врача-микробиолога. Взяли мазок из носовой полости человека.
Микроскопирование
Микропрепараты рассматривали с помощью бинокулярного микроскопа, дающего увеличение в 900 раз с использованием иммерсии.
Результаты работы
Нами были обнаружены: 1) бактерии, 2) плесневые грибы, 3) актиномицеты. Таблицы прилагаются.
Бактерии: кокки, стафилококки, и палочковидние бактерии были обнаружены на руках, в зубном налёте и слюне.
Кокки – шаровидные бактерии. Микрококки – одиночные, диплококки – располагаются попарно, тетракокки – сочетание 4-х клеток, сарациты – 8-16 клеток. Стафилококки – располагаются без определённого порядка в виде гроздьев.
Палочковидные бактерии имеют цилиндрическую форму. Располагаются одиночно, иногда соединяются попарно или в виде цепочки.
2) Плесневые грибы: аспергилл, мукор, пигментообразующие грибки и их споры обнаружены фактически везде: в воздухе, в зубном налёте, под ногтями, на руках, на монете и на шариковой ручке.
Аспергилл имеет многоклеточный мицелий с межклеточными перегородками в гифах. Споро носящая гифа на верхнем конце имеет утолщение, несущее на себе палочковидные выросты – стеригмы, от которых отшнуриваются цепочки спор – конидий.
Мукор имеет ветвистый мицелий, состоящий из одной сильно разветвлённой клетки, от которой обособляются плодоносящие воздушные гифы с мешком – спорангием в виде головке на верху.
3) Актиномицеты или лучистые грибы – низшие одноклеточные организмы. Обнаружены в воздухе, в зубном налёте и под ногтями. У актиномицетов, выращенных на плотных питательных средах, различают три типа мицелия: субстратный, надсубстратный и воздушный.
Субстратный мицелий развивается в глубине питательной среды, его нити всасывают питательные вещества и доставляют их колонии – надсубстратному мицелию, а оттуда в воздушный мицелий.
Надсубстратный мицелий развивается на поверхности питательной среды, разрастается плотным сплетением в колонии большей или меньшей величины.
Воздушный мицелий формирует пушистую, бархатистую или мучнистую массу. Нередко воздушный мицелий развивается слабо в виде небольшого налёта, а некоторые актиномицеты и вовсе лишены его.
Выводы
Из микроорганизмов наиболее распространенными являются плесневелые грибы, особенно аспергилл. Их споры встречаются везде. При попадании на питательную среду через некоторое время может покрыть весь субстрат.
Наибольшее разнообразие микроорганизмов в зубном налёте, в слюне и под ногтями.
Соблюдение гигиенических навыков (мытьё рук с мылом, чистка зубов) значительно снижает количество микроорганизмов.
Наиболее устойчив из микроорганизмов – аспергилл (плесневый гриб). Его споры сохраняются даже после мытья рук с мылом, и после чистки зубов.
Среди микроорганизмов, окружающих нас, могут быть и болезнетворными. Соблюдение гигиенических правил предотвращает возможность заболеваний.
Воздух на улицах чаще, чем в помещении. Следовательно, прогулки на свежем воздухе полезны, а помещения нужно чаще проветривать.
Микроорганизмы способны жить и размножаться и на непривычных для них средах. Микроорганизмы (актиномицеты, бактерии, грибы), которые были обнаружены на картофеле, а затем перенесли на вату, бумагу, ткань и губку, продолжали развиваться на этих средах. Особенно себя хорошо себя чувствовали актиномицеты.
При пониженных температурах развитие микроорганизмов на питательных средах тормозилось.
На коже человека есть большое количество микроорганизмов. В жаркую погоду пот, выделение сальных желёз, создают благоприятную среду для развития микроорганизмов, и так мы убедились, они могут продолжать своё развитие на одежде (Х/б ткань, синтетика). При понижении температуры возможности активного размножения микроорганизмов снижается. Соблюдение гигиенических правил как в отношении организма человека, так и в отношении его одежды особенно остро стоит в летний период.
В носовой польсти человека, были обнаружены стафилококки, кокки, мицелии плесневелых грибов, что неудивительно, так как в носовой полости воздух очищается. Правильное дыхание через нос, контроль за состоянием дыхательных путей и своевременное леченья заболеваний способствует сохранению здоровья человека.
Список литературы
Блинкин С.А. «Вторжение в тайны невидимых», изд. Просвещение, М. 1971г.;
Германов И.И. «Микробиология», изд. Просвещение, М. 1969г.;
Жданов В.М., Выгодчиков Г.В. «Занимательная микробиология», изд. Знание, М. 1967г.;
«Жизнь растений» том 1, изд. Просвещение, М. 1974г.;
Мудрецова-Висс К.А., Колесник С.А. «Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии», изд. Экология, М.1975г.;
Боровский Е.В., Леонтьев В.К. Биология полости рта. Медицина. М.1991г.;
Прозоркина Н.В., Рубашкина Л.А. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Учебное пособие для средних специальных медицинских учебных заведений. Ростов-на-Дону, Феникс 2002г.
Приложения
Табл. Результаты работы.
| № | Объект | Бактерии | Актиномицеты | Плесневые грибы |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Руки грязные | 8 колоний | - | 7 колоний |
| 2 | Руки чистые | 3 колонии | - | 6 колоний |
| 3 | Зубной налёт до чистки зубов | Сплошной покров в.т.ч. 15 колонии стафилококков | + | 23 колонии |
| 4 | Зубной налёт после чистки зубов | 3 колонии | - | 2 колонии |
| 5 | Ногти | - | + | Сплошной покров в.т.ч. 2 колонии аспергилла, 2 колонии желт. пигментообразующих грибов |
| 6 | Слюна | Сплошной покров | - | Сплошной покров в.т.ч. 2 колонии аспергилла, 5 колоний красных пигментообразующих грибов |
| 7 | Воздух в кабинете | - | + | 3 колонии |
| 8 | Воздух на улице | - | + | 4 колонии |
| 9 | Монета | - | - | Сплошной покров в.т.ч. 5 колоний аспергилла |
| 10 | Шариковая ручка | - | - | Сплошной покров в.т.ч. 3 колонии аспергилла |
| 11 | Картон, бумага | 6 колоний | + | + |
| 12 | Х\б ткань | - | + | + |
| 13 | Синтетическая ткань | - | + | + |
| 14 | Вата | - | + | - |
| 15 | Моющая губка | - | + | - |