ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ NGOẠI CẢNH ĐẾN VI SINH VẬT

 

 

 -Nếu đưa vi sinh vật vào môi trường keo, sau làm mất nước, thì vi sinh vật chết ít và chậm.

 

 -Nếu đưa môi trường vi sinh vật đang sống đóng băng, sau làm mất nước thì vi sinh vật chết rất ít với tỷ lệ 0,1 – 40%.

 

Ứng dụng làm phương pháp đông khô (lyophilisation) để giữ chủng vi sinh vật: nuôi cấy vi sinh vật vào môi trường nhân tạo, làm đóng băng ở nhiệt độ (- 20°; – 70°C), dùng máy hút chân không hút hết hơi nước, hàn kín ống đựng vi sinh vật, có thể bảo vệ nhiều năm. Nếu đưa vào nhiệt độ – 196°C giữ hàng chục năm.

 

Nha bào của vi khuẩn là trạng thái mất nước tự nhiên, vì vậy nó có thể tồn tại nhiều năm trong điều kiện bình thường, Ví dụ nha bào than có thể tồn tại 10 – 20 năm trong đất.

 

2. Yếu tố pH

 

 Vi sinh vật sống trong môi trường với độ pH nhất định, đa số thích hợp pH trung tính (pH = 7,2 – 7,4). Tuy nhiên có loại thích hợp pH môi trường acid như vi khuẩn lao  pH = 6,7, vi khuẩn tả pH = 8. Khi pH môi trường thay đổi thì sẽ ảnh hưởng đến vi sinh vật, bởi vì làm mất sự thăng bằng về trao đổi chất giữa môi trường và vi sinh vật dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt. Trong thực tế khi bào chế môi trường nuôi cấy vi sinh vật phải điều chỉnh pH thích hợp với từng loại vi sinh vật.

 

3. Áp suất: Có 2 loại

 

3.1. Cơ giới

 

Mỗi loại vi sinh vật chịu được một áp suất cơ giới nhất định:

 

– Vi khuẩn có nha bào với áp suất 20.000 at/45 phút vẫn chưa bị chết như nha bào uốn ván, than.

 

– Vi khuẩn không có nha bào thường chịu được áp suất 5000 at/45 phút nếu 6000 at thì bị tiêu diệt.

 

– Độc tố của vi khuẩn (ngoại độc tố) 16.000 – 18.000 at thì hết độc lực.

 

 – Virus chịu được 2000 at nếu lên 5000 at thì bị mất độc lực.

 

          Nói chung áp suất cơ giới ít được sử dụng trong у học.

 

3.2.Thẩm thấu

 

Đa số vi sinh vật sống thích hợp với áp suất thẩm thấu 7 at (7 – 5%o NaCl). Nếu thay đổi áp suất thẩm thấu sẽ ảnh hưởng đến tính thẩm thấu màng tế bào.

 

              – Nếu đưa vi sinh vật vào môi trường ưu trương thì nước từ trong tế bào bị hút ra làm tế bào teo đét, tương đương với nồng độ NaCl 15 – 30%.

 

              – Nếu đưa vi sinh vật vào môi trường nhược trương thì nước từ môi trường vào tế bào, làm tế bào phình to và vỡ.

 

              – Trên thực tế làm thí nghiêm trong у học nói chung và trong vi sinh vật nói riêng ta thường dùng dung địch đẳng trương (nước muối sinh lý) với NaCl 8,5%o.

 

4. Bức xạ

 

Có nhiều loại bức xạ, mỗi loại có tác động đến vi sinh vật khác nhau và được ứng dụng  trong y học cũng khác nhau.

 

4.1. Ánh sáng mặt trời

 

Có 5 bức xạ nhìn thấy có bước sóng 400 – 800 nm và 2 bức xạ không nhìn thấy: hồng ngoại và tử ngoại.

 

            – Tia hồng ngoại: 800 – 400.000 nm

 

            – Tử ngoại: 13 – 400 nm

 

Trong các tia trên có tia cực tím có tác động nhiều đến vi sinh vật, bởi vì trong nguyên tương của vi sinh vật có nhiều thành phần khác nhau nó hấp phụ các bức xạ có bước sóng khác nhau: Acid nucleic hấp phụ bức xạ có bước sóng 257,3 nm làm rối loạn chức năng của nó dẫn đến vi sinh vật tiêu diệt.

 

Trong у học ứng dụng đèn hơi thủy ngân phát tia cực tím dùng để tiêu diệt vi sinh vật. Trước đây điều trị lao màng bụng, thanh trùng nước uống. Ngày nay thường dùng tiệt trùng không khí ở phòng: Mổ, đẻ, tiểu phẫu, nuôi cấy vi sinh vật…

 

4.2.Tia Rơnghen (tia X) tác động rất mạnh đến vi sinh vật nhưng độc nên không để khử trùng vi sinh vật.

 

Nếu chiếu liều lượng rất nhỏ thì làm biến dị vi sinh vật. Ví dụ như muốn có chủng nấm penicillium sản xuất nhiều kháng sinh penicillin, chiếu tia X lượng cực nhỏ gây biến dị chủng nấm đó.

 

4.3.Các nguyên tố phóng xạ α, β, γ có tác động rất mạnh đến vi sinh vật nhưng độc nên không được ứng dụng trong ngành vi sinh vật.

 

5. Nhiệt độ

 

Đây là yếu tố tác động đến vi sinh vật được ứng dụng nhiều trong у học vì đơn giản, rẻ tiền và không độc. Mỗi một vi sinh vật sống trong môi trường có nhiệt độ thích hợp nhất định. Người ta chia vi khuẩn làm 3 loại theo điều kiện này.

Ta thay đổi nhiệt độ thì ảnh hưởng đến vi sinh vật.

 

               *Nếu đưa vi sinh vật vào môi trường có nhiệt độ dưới mức tối thiểu thì các phản ứng chuyển hóa vi sinh vật bị giảm và ngừng hẳn. Một số ít vi sinh vật bị chết. Ví dụ: Lậu cầu, não mô cầu … còn đại đa số vi sinh vật sống nhưng không hoạt đông

 

            – Ứng dụng đặc điểm này: Thực tế trong cuộc sống, bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ lạnh. Trong у học để bảo vệ huyết thanh, máu, chế phẩm của máu, vacxin, chủng vi sinh vật (nhiệt độ – 196°C hàng mấy chục năm).

 

             *Khi đưa vi sinh vật vào môi trường có nhiệt độ thích hợp (37°C) là điều kiện đểvi sinh vật phát triển tốt nhất.

 

Ứng dụng nuối cấy vi sinh vật phải đưa vào môi trường có nhiệt độ thích hợp.

 

             *Nếu đưa vi sinh vật vào môi trường có nhiệt độ trên mức tối đa, thì vi sinh vật bị tiêu diệt. Mức độ chết của vi sinh vật phụ thuộc vào từng loại, trạng thái của vi sinh vật.

 

            – Vi khuẩn không có nha bào thường bị tiêu diệt ở nhiệt độ 56 – 60°C/30 phút đến 1 giờ, nếu nhiệt độ 100°C bị tiêu diệt ngay.

 

            – Vi khuẩn có nha bào phải nhiệt độ 120°C/30 phút -1 giờ, mới bị tiêu diệt.

 

            -Cơ chế tác động của nhiệt độ cao đến vi khuẩn đã có nhiều giả thuyết của các tác giả khác nhau:

 

            + Làm đông vón protein

 

            + Enzym bị phá hủy (Edwards và Rettger)

 

            + Tổn thương màng tế bào (Kantorovixi)

 

            + Phá hủy sự cân bằng lý hóa trong tế bào.

 

            + Giải phóng acid nucleic: Califano (1952).

 

Các tác động trên có thể không phải là riêng lẻ mà phối hợp với nhau làm cho vi khuẩn bị tiêu diệt. Yếu tố nhiệt độ được ứng dụng trong у học:

 

                       -Luộc dụng cụ у tế

 

                       -Sấy khô: Áp dụng với dụng cụ thủy tinh, kim loại (nhiệt độ lên tới 18C°C/30 phút).

 

                       -Hấp ướt áp dụng cho dụng cụ dễ chảy, cháy: Cao su, bông vải gạc, hấp với nhiệt độ 120°C/30 phút -1 giờ.

 

                      -Phương pháp khử khuẩn của L. Pasteur: Đưa nhiệt độ 60 – 70°C trong thời gian 15-30 phút, hạ đột ngột về 0°C. Hiện nay ít được sử dụng vì ảnh hưỏng đến sinh phẩm và dụng cụ.

 

                      -Phương pháp khử khuẩn của Tyndal: Đưa nhiệt độ 60 – 70°C/15 – 30 phút hạ từ từ về 37°C/24 giờ, làm 3 lần. Phương pháp này diệt cả vi khuẩn có nha bào mà không ảnh hưởng sinh vật phẩm: Bơ, sữa, môi trường trứng, huyết thanh … Người ta gọi phương pháp này là phương pháp nhử nha bào.

 

II. NHÂN TỐ HÓA HỌC

 

Vi sinh vật sống trong môi trường có hóa chất thì nó luôn bị tác động. Sự tác động được chia làm 2 loại:

 

1. Hóa chất có khả năng giết chết vi sinh vật (sát khuẩn Bactericide).

 

2. Hóa chất có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật (chế khuẩn Bacteriostase).

 

Trong у học người ta sử dụng hóa chất để sát trùng và tẩy uế.

 

3. Sát trùng (Antiseptique) là dùng hóa chất có khả năng chế khuẩn, để sát trùng

 

ngoài da. Ví du: Trước khi tiêm, trước phẫu thuât, sau khi thăm khám bệnh nhân v.v…

 

4. Tẩy uế (desmfectant) là dùng hóa chất có khả năng tiêu diệt vi sinh vật (sát khuẩn), để tẩy uế buồng bệnh; dụng cụ, quần áo, chất thải của bệnh nhân; súc vật chết

 

do bệnh truyền nhiễm …

1.2.  Một hóa chất tác dụng lên vi sinh vật phụ thuộc vào một số yếu tố (bảng sau)

 

                -Nồng độ hoá chất

 

               -Thời gian tiếp xúc giữa vi sinh vật và hóa chất.

 

               -Số lượng vi sinh vật

 

               -Sức đề kháng của vi sinh vật.

 

              -Thành phần khác của môi trường như trong môi trường có 10% huyết thanh giảm tác dụng phenol 12%.

 

 

 

6.1.Acid-Bazơ

 

            -Nhóm này có khả năng điện phân thành ion mạnh, làm pH môi trường thay đổi, do đó ảnh hưởng đến vi sinh vật.

 

            -Ứng dụng: Trong thực tế để giặt quần áo, tắm …

 

Trong у học để rửa dụng cụ, rửa tay, ngâm dụng cụ, giặt quẩn áo mổ …

 

6.2.Muối kim loại nặng

 

Hóa chất này điện phân thành ion khi hòa tan trong nước, từ đó ảnh hưởng đến pH môi trường, nhóm này có tác dụng sát khuẩn, tuy nhiên có một số rất độc

 

            -Muối đồng: Chế khuẩn có tác dụng có thể điều trị một số bệnh do nấm.

 

            -Muối kẽm: Tác dụng chế khuẩn có thể điều trị một số bệnh về mắt: Sulfat kẽm.

 

            -Muối bạc: Tác dụng sát khuẩn mạnh nhưng gây độc tổ chức. Bạc Nitrat hay sử dụng để đốt polype (nhưng độc).

 

             -Muối vàng: Tác dụng sát khuẩn, trước đây để điều trị bện lao, hủi (vàng thiosunfat) nhưng ngày nay không dùng vì độc và đắt.

 

            -Muối thủy ngân có tác dụng sát khuẩn mạnh nhưng rất độc. Thường để tẩy uế: Sublimie hay thủy ngân II clorua. Ta có thể dùng muối thủy ngân hữu cơ để sát trùng (Mecurocrom – thuốc đỏ) nhưng gây căng tổ chức.

 

            -Muối Asen: Tác dụng sát khuẩn, trước đây để điều trị bệnh giang mai, hủi … nhưng rất độc hiện nay không dùng.

 

6.3.Các hợp chất của Halogen – oxy hóa khử.

 

Nhóm này co tác dụng sát khuẩn và chế khuẩn tùy theo từng loại, nó được sử dụng nhiều trong thực tế, у học.

 

              -Hợp chất Iot: Có tác dụng chế khuẩn dùng để sát trùng dung dịch cồn iôt 2 – 3%.

 

              -Hợp chất của clo: Có tác dụng sát khuẩn. Trong у học thường dùng để tẩy uế như Cloramin T, clorua vôi (chú ý bảo quản tốt tránh mất khí Clo). Thực tế người ta sử dụng Clo để thanh trùng nước uống khí Clo (0,1 – 0,2 mg/lit hoăc dùng Hypoclorit).

 

              -Nước Oxy già (H₂O₂), thuốc tím Kalipermanganat) là hai hợp chất oxy hóa khử có

 

tác dụng chế khuẩn thường dùng để rửa vết thương sâu bẩn nhiểu ngóc ngách, rửa tai khi viên tai rữa có mủ. Cũng có thể để tiệt trùng không khí bằng phun dưới dạng sương mù.

 

              -ChấtOzon (0₃) là chất oxy hóa khử có thể để tiệt trùng không khí.

 

             Các hợp chất halogen và oxy hóa khử có tác dụng đến vi sinh vật với cơ chế phân ly thành các chất dưói dạng nguyên tử (Oxy, Clo, Iot)…

 

6.4.Phenol: Có tác dụng sát khuẩn mạnh nhưng rất độc chỉ dùng để tẩy uế. Phenol nồng độ 5%/24 giờ giết chết nha bào than. Người đầu tiên sử dụng phenol để tẩy uế đó là Lister (1865).

 

6.5. Andehyt: Có tác dụng sát khuẩn mạnh, rất độc với cơ thể cho nên chỉ dùng tẩy uế (Focmol), để ngâm xác, cơ quan tổ chức … dùng cho nghiên cứu và học tập.

 

6.6.Alcol: Có tác dụng chế khuẩn dùng để sát trùng ngoài da, thường hay dùng cồn etylic 70^o (ít sử dụng cồn 90°, không sử dụng cồn tuyệt đối).

 

6.7. Các thuốc màu

 

              Có tác dụng chế khuẩn:

 

            -Sử dụng để điều trị các bệnh ngoài da: Mụn nhọt, lở loét, nước ăn chân (hay sử dụng dung dịch xanh metylen

 

             -Trong nuôi cấy vi khuẩn người ta sử dụng thuốc màu để ức chế tạp khuẩn có trong bệnh phẩm.

 

III NHÂN TỐ VI SINH VẬT

 

Vi sinh vật sống trong môi trường có các vi sinh vật khác luôn xảy ra cuộc cạnh tranh. Hậu quả sẽ diễn ra với 3 loại.

 

– Hiện tượng cộng sinh: Vi sinh vật tiết ra các chất làm thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật khác, ví dụ các vi khuẩn gây thối rữa.

 

 – Hiện tượng phá hủy: Phage khi nhân lên ở tế bào vi khuẩn phá hủy tế bào (đại cương virus).

 

  – Hiện tượng đối kháng: Một số chủng vi khuẩn tiết ra các chất đối kháng với các vi khuẩn khác, chất này được gọi chung là Bacterioxin: Vídụ E.coli tiết ra Colixin, Subtilis tiết Subtilin, tụ cầu tiết ra Staphylococxin …

 

Hiện tượng đối kháng đã giúp con người khai thác được các chất từ vi sinh vật để điều trị các bệnh nhiễm trùng đó là thuốc kháng sinh (phần này trình bày riêng ở phần sau).