При какой температуре умирают все болезнетворные бактерии и вирусы?
Какая должна быть температура, чтобы убить все патогенные бактерии и вирусы?
Разные микроорганизмы имеют неодинаковую чувствительность к высоким температурам. Считается, что при 60-65°С погибает большинство из них, остальные если и выживают, то хотя бы перестают активно размножаться. Но есть возбудители заболеваний (например, сальмонелез), которые спокойно переносят короткое (или даже длительное) поднятие температуры до 100 и более градусов.
Почти никакие бактерии за редким исключением не живут в среде обитания, температура которой превосходит 122°С. Сейчас считается, что температурный предел для живых организмов 150°С.
Температура самая разная. Некоторые «зловреды» умирают уже при +38 градусах. Поэтому у нас и поднимается температура, во время болезни, что организм понимает, что не все микробы переживут такую жару. С остальными справиться будет уже полегче.
Большинство бактерий убиваются уже температурой 60 — 70 градусов. Некоторые умрут только при 100 и нахождении при этой температуре несколько минут — часов.
Но в больницах, температурную обработку ведут в автоклавах, где можно поднять температуру выше 100 градусов. Ну, чтоб уж, наверняка! Вот там всё стерильно!
Если взять сибиро-язвенную палочку, то на стадии споры возбудитель погибает лишь при 120 -ти градусах в течении 20-30 минут, не случайно трупы заражённых животных сжигают. Раньше трупы закапывали, теперь, периодически, скотомогильники, которым за 100 лет, при раскопке или размыве водами, дают вспышки, так как споры остаются жизнеспособными более ста лет.
Также устойчивы к высоким температурам и другие разновидности спорообразующих бактерий.
Если же бактерия ещё не образовала спору, или вообще не споробразующая, то она погибает при температуре 100 градусов в течении 3-х минут.
Но , все же большинство бактерий не настолько устойчивы. Большинство погибает при температуре 60-70 градусов за 30 минут. Это объясняется тем, что их белок сворачивается. И поэтому бактерия, живущая в серной кислоте , погибнет в воде, но при кипячении.
Если среду нагреть до 100 градусов, то бактерии в ней погибнут за несколько минут -от 3-х до 5-ти.
Когда нужно получить абсолютно стерильную среду, то нагревают до 160 градусов на несколько секунд. Так получают , например, ультрапастеризованно е молоко.
Гипертермофилы
Гипертермофилы — организмы, растущие и размножающиеся при экстремально высоких температурах — свыше 60 °C. Оптимальная температура для существования гипертермофилов — более 80 °C. Гипертермофилы являются типом экстремофилов и включают в основном организмы, относящиеся к домену археи (лат. Archaea ), хотя некоторые бактерии также могут выдерживать температуры, превышающие 100 °C. Многие гипертермофилы также могут противостоять другим экстремальным факторам, таким как высокая кислотность или радиация.
Содержание
История [ править | править код ]
Гипертермофилы были открыты в 1969 Томасом Д. Броком (англ. Thomas D. Brock ) в горячих источниках национального парка Йеллоустоун, Вайоминг, США. После этого было открыто ещё свыше 70 видов. Наиболее выраженные экстремофилы на сегодняшний день были обнаружены на перегретых стенках глубоководных гидротермальных источников, которым, чтобы выжить, необходима как минимум температура 90 °C. Необычный жароустойчивый гипертермофил, недавно открытый штамм 121 [1] , за 24 часа пребывания в автоклаве с температурой 121 °C (отсюда название) смог даже удвоить численность своей популяции. На данный момент рекордно высокую температуру 122 °C способен выдерживать вид Methanopyrus kandleri, при этом оставаясь способным к росту и размножению.
Хотя ни один известный термофил не живёт при температуре выше 122 °C, их существование вполне возможно (штамм 121 держался при температуре 130 °C 2 часа, однако не размножался, пока не был перенесён в свежую питательную среду при относительно прохладной температуре 103 °C). Однако представляется невероятным, чтобы микробы выживали при температуре выше 150 °C, так как ДНК и другие жизненно важные молекулы разрушаются при этой отметке.
Исследования [ править | править код ]
В ранних исследованиях гипертермофилов были сделаны предположения, что их геном может характеризоваться высоким GC (гуанин-цитозин)-составом, но недавние работы показали, что «явной связи между GC-составом генома и температурой, оптимальной для роста организма, нет» [2] [3] .
Белковые молекулы гипертермофилов проявляют гипертермостабильность. Благодаря этому они могут поддерживать структурную стабильность (а значит, и функции) при высоких температурах. Такие белки гомологичны их функциональным аналогам у организмов, живущих при более низких температурах, однако они приспособлены к исполнению своих функций на значительно более высоких температурах. Большинство низкотемпературных гомологов гипертермостабильных белков денатурирует при температуре выше 60 °C. Такие гипертермостабильные белки часто имеют промышленную важность, поскольку ускоряют химические реакции при высоких температурах [4] .
Клеточная структура [ править | править код ]
В клеточной мембране гипертермофилов содержится много насыщенных жирных кислот, обычно образующих C40 монослой, сохраняющий свою форму при высоких температурах.
Бактерии легионеллы в системах водоснабжения
Медные поверхности значительно снижают риск размножения
В. С. Ионов, НП «Национальный Центр Меди»
Как это часто случается в медицине, установить причину заболевания хоть и крайне важно, но совсем не достаточно для того, чтобы найти полноценные средства предупреждения, противодействия и лечения заболевания.
Водоснабжение является одной из тех сфер деятельности человека, где уделяется особое внимание биологической и гигиенической чистоте продукта — питьевой воде.
Несмотря на то, что смертельная Legionella Pneumophila была обнаружена сравнительно недавно (1976 г.), легче никому от этого не стало. Убийца имеет малый размер — от 0,2 до 0,7 мк в диаметре и от 2 до 20 мк в длину. Медикам известно около 40 разновидностей легионеллы, общим для которых является среда обитания — поверхностная вода.
Энергозатраты при дезинфекции систем водоснабжения тепловым способом, пример
Статистика наблюдения за очагами вспышек заболевания выявила следующие типичные места обитания бактерии, зоны риска, подлежащие наблюдению со стороны соответствующих служб:
душевые больниц, домов престарелых;
душевые спортзалов;
бассейны и сауны;
санузлы гостиниц;
градирни;
казармы;
авто-мойки;
стоянки кемперов, туристические лагеря, подвижные дома и водные суда;
места расположения систем орошения садов и газонов.
Общим для всех этих столь разных мест является наличие душевых или иных систем распыления воды и появлении брызг с величиной капли менее 5 мк. В госпиталях такими местами становятся душевые комнаты. Существуют различные способы дезинфекции систем хозяйственно-питьевого водоснабжения именно с целью профилактики распространения легионеллы. Так, довольно популярна процедура «теплового шока», поскольку она не влияет на другие свойства воды. Например, в Голландии считался достаточным такой нагрев системы для дезинфекции:
60°С: 20 мин.;
65°С: 10 мин.;
70°С: 5мин.
Зачастую, про опасность заражения Легионеллой и другими бактериями на стадии строительства не задумываются
Известный датский исследователь Лена Багх (Lena Bagh) в 2004 году на Конгрессе по легионелле в Амстердаме привела любопытные данные. Так, при 50 °С легионелла выживает, но не размножается. При 55 °С бактерии погибают в течение 5-6 ч. При 60 °С бактерии погибают за 32 мин. При 65 °С легионелла погибает за 2 мин. Температуры 70-80 °С — диапазон мгновенной безусловной дезинфекции. Как видно, голландского норматива в 20 мин. при 60 °С недостаточно для полноценной защиты системы.
Другой метод состоит в непосредственном воздействии на емкости, саму воду и места распыления аэрозолей жестким ультрафиолетом.
Третий способ — электрохимическое воздействие на воду, использование анодного окисления, насыщения жидкости ионами меди и серебра.
Несмотря на то, что из перечисленных способов первый является не только одним из самых надежных (при условии применения верного температурно-временного графика), но и популярным, необходимо учитывать одно обстоятельство: полный нагрев системы может быть весьма энергозатратен. Моделирование на условной системе выявило, что наиболее энергозатратно нагревание до меньших величин при большем времени дезинфекции.
Все это побуждает искать дополнительные способы профилактики и предупреждения инфицирования систем. К таким мерам относятся:
безусловное разделение холодных и горячих трасс;
полная теплоизоляция как горячего, так и холодных участков;
стремление на стадии проектирования избегать длинных участков с возможностью застоя воды;
устройство смесителей как можно ближе к месту отбора воды;
поддержание температуры воды в баках-накопителях не менее 60 °С;
выбор материала трубопроводов, предотвращающего размножение бактерий.
Безобидный фонтан может нести смертельную угрозу
В связи с последним обстоятельством, интересны различные исследования и подходы в странах с климатом, близким российскому, и уже затронутой проблемой инфицирования воды вредоносной бактерией.
Так, во Франции циркуляр DSG 2002/273 по мерам предупреждения заражения легионеллой санитарно-технических установок рекомендует использование в первую очередь медных санитарно-технических труб по следующим причинам:
легкость монтажа;
нет ограничений на способы дезинфекции;
замедляет рост биопленок на внутренней поверхности в силу бактериостатических свойств.
Этот же нормативный документ не рекомендует использование трубопроводов из оцинкованной стали во внутренних сетях хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Биологическая защита воды для зданий премиум-класса, видимо, должна быть не менее важной, чем теплозащита
Что же касается пластиковых трубопроводов, то французский норматив прямо указывает, что хоть трубопроводы из полибутилена (РВ), полипропилена (РРг), сшитого полиэтилена (ПЕКС, РЕХ) и ХПВХ (PVC-C) и пригодны для регулярной дезинфекции в щадящих (энергозатратных) режимах, сам по себе материал этих трубопроводов провоцирует образование и рост биопленок на внутренней поверхности труб.
Известный авторитет в области водоснабжения — исследовательская организация KIWA — в 2003 году опубликовала результаты экспериментов по установлению влияния материала трубопроводов на рост биопленок на внутренней поверхности труб. В качестве общего правила принято наблюдение, что вещества, выделяющиеся из стенок пластиковых труб в процессе эксплуатации, способствуют росту пленок.
Интенсивность образования биопленок на внутренней поверхности труб водопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения (экспериментально) после 200-300 суток, максимальные значения, пг (пико грамм) АТФ/см 2 :
нержавеющая сталь: ±1300;
сшитый ПЭ (ПЭКС): ±2100;
рост суточный (после учета всех видов измерений), пг АТФ/см 2 /сут:
нержавеющая сталь: ± 3,8;
сшитый ПЭ (ПЭКС): ±14,8.
Видно, что скорость образования биопленок на внутренней поверхности труб из сшитого полиэтилена (ПЭКС, РЕХ) в 3,4 раза выше, чем на внутренней поверхности медных труб.
При выделении биопленок именно бактерии легионеллы обнаружилось следующее соотношение (эксперимент 200 дней, периодический нагрев котлов до 70 °С, по содержании Legionella pnuemophila в биопленке), Cfu 1 /cм 2 :
медные трубы: до 600;
трубы из нержавеющей стали: до 800;
трубы и сшитого ПЭ (ПЭКс, РЕХ): до 20000;
На основании этих данных уже можно сделать промежуточные выводы:
легионелла в биопленках: величины значительно выше в трубах из сшитых полиэтиленов, чем из меди и нержавеющей стали;
легионелла в воде: величины на порядок выше в трубах из сшитых полиэтиленов, чем из меди и нержавеющей стали;
легионелла в системах после дезинфекции при t = 60 °С, применительно к величине содержания в биопленках: эффект дезинфекции менее выражен для труб из сшитого полиэтилена.
Окончательные итоги исследования KIWA по вопросу влияния температуры воды на наличие бактерий легионеллы в воде хозяйственно-питьевого водоснабжения будут подведены в 2007 году. Тем не менее, уже сегодня известно, и, как мы видим, в некоторых юрисдикциях эти знания положены в основу государственных нормативов, что медные трубы для воды и газа из-за своих бактериостатических и отчасти бактерицидных свойств предоставляют лучшую или дополнительную защиту при профилактике биозаражения воды.
Литература
1.CDA Benelux «Legionella in plumbing installation», Brussels 2007.
2.Circulare DSG 2002/273 «Prevention du risque lie aux legionelles dans les etablissements de sante», Paris 2003.
3.KIWA report 02.090 Feb. 2003 Influence of pipe material on Legionella bacteria in the water.
1 Cfu= общее микробное число, «количество колониеобразующих бактерий».
Свежие комментарии