Гибель бактерий при облучении

Облучение. Для полной или частичной стерилизации применяют ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. В лабораторных условиях наибольшее значение имеют ультрафиолетовые лучи. В спектре УФ-ламп преобладает излучение в области 260 нм, поглощаемое главным образом нуклеиновыми кислотами и при достаточно длительном воздействии вызывающее гибель всех бактерий (см. разд. 15.2.2 и рис. 15.5). УФ-облучение используется для частичной стерилизации помещений при этом бактерии погибают очень быстро, а споры грибов, гораздо менее чувствительные к ультрафиолету,-значительно медленнее. Ионизирующее излучение применяют для стерилизации пищевых продуктов и других компактных материалов. [c.210]

ГИБЕЛЬ БАКТЕРИЙ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ [c.237]

Мысль о том, что в основе гибели бактерий под влиянием облучения лежат летальные мутации, представляется вероятной и на основании других соображений. В исследованиях, на основании которых был сделан вывод, что гибель [c.242]

Количество погибающих бактерий и крупных вирусов (вакцина) вегетативных форм зависит от условий облучения (дозы, интенсивности, температуры и плотности ионизации), как и количество облученных спермиев дрозофилы, в которых возникают мутации. Поэтому мы истолковали гибель бактерий и крупных вирусов как результат возникновения летальных мутаций генов. Это объяснение носит предварительный характер, так как в настоящее время о генетике бактерий и вирусов практически ничего неизвестно. Однако такое объяснение кажется правдоподобным, так как с его помощью можно не только понять результаты опытов облучения, но и определить на основании этих результатов число генов в клетке, причем у бактерии оно оказывается меньше, чем у дрозофилы, а у вируса вакцины меньше, чем у бактерии. Если представление о летальном действии как о летальной мутации распространить и на мелкие кристаллизующиеся вирусы, то на основании опытов по облучению их нужно будет считать отдельными голыми генами. Таким образом, число генов в клетке, необходимое для того, чтобы объяснить летальное действие облучения летальными мутациями, увеличивается от вирусов к бактериям и от бактерий к дрозофиле, как и следовало ожидать, исходя из общих соображений. [c.253]

Представьте, что вы параллельно со своим руководителем пытаетесь выделить мутанты Е. соИ, используя ультрафиолетовое облучение в качестве мутагенного воздействия. Для того чтобы получить много различных мутантов, вы применяете такую дозу облучения, от которой гибнет 99,99% бактерий. Полученные вами результаты гораздо более однозначны, чем те, что получил ваш руководитель, использовавший в 10 и 100 раз более высокие дозы облучения, чтобы достичь такого же уровня гибели бактерий. Руководитель сомневается в ваших результатах из-за того, что вы всегда ставите опыты ночью, после его ухода. Когда по настоянию руководителя вы приходите утром и ставите свои опыты параллельно с ним, у вас обоих неожиданно получаются совершенно одинаковые результаты. Вы немного огорчены, потому что полученные данные ближе к резу.пьтатам вашего руководителя, а ведь вы самоуверенно полагали, что в экспериментальной работе более искусны, чем ваш наставник, которого к тому же редко видели в лабораторном халате в последнее время. Однако когда вы вместе повторяете эксперименты ночью, то, к удивлению руководителя, результаты оказываются точно такими, как те, что вы получили раньше. [c.20]

Стерилизация есть вероятностная функция. Гибель клеток бактерий обычно описывается экспоненциальной кривой подобно химической реакции первого порядка (рис. 23.1). Эффективность стерилизации выражается в виде статистической вероятности выживания клеток [35]. По окончании процессов стерилизации (влажным жаром, сухим жаром, ионизирующим облучением и окисью этилена) вероятность выживания клетки должна составлять не более 10 . [c.166]

Однако следует учитывать, что повышение радиационной реакции клеток этими химическими соединениями связано не только с ингибированием процессов репарации. Обычно бывает трудно разделить два эффекта — усиление повреждаемости и подавление восстановления, так как в конечном счете регистрируется увеличение числа повреждений. Имеются, однако, многочисленные данные о том, что интеркалирующие соединения — блеомицин, кофеин и др. — увеличивают гибель только тех штаммов бактерий, которые способны восстанавливаться от повреждений, но не влияют на выживаемость мутантов, лишенных способности к какому-либо этапу репарации. Эти соединения эффективны при воздействии до и после облучения, но степень усиления радиационной реакции клеток уменьшается, если препарат вводится спустя некоторое время после облучения, т. е. после завершения процессов репарации. Кроме того, было показано, что эти препараты при пострадиационном воздействии изменяют форму кривой доза — эффект , уменьшая величину плеча (значение дозы Од) и значительно менее изменяя наклон кривой (значение дозы Оо). Если исходить из предположения о том, что ширина плеча может ха- [c.246]

Клетки вирусов, бактерий, растений и животных обнаруживают потерю репродуктивной способности после облучения. Доза, необходимая для инактивации (гибели) 63% клеток в популяции, Оо находится в диапазоне от 5(Ю Гр для вирусов до 1 —2 Гр для клеток млекопитающих. [c.57]

Минимальная бактерицидная (суббактерицидная) доза ультрафиолетовых лучей стимулирует рост и размножение тех бактериальных особей, которые без подобного облучения остались бы в состоянии покоя. Более длительные сроки облучения вызывают гибель бактерий. Например, при исследовании культур кишечно-тифозной группы оказалось, что ультрафиолетовое облучение в течение 0,017— [c.163]

И, Из всех видов лучистой энергии наибольшее влияние на бактерии оказывают ультрафиолетовые лучи, особенно те, длина волн которых лежит в пределах 2000—3000 ангстрем (А). Они вызывают гибель бактерий и спор в течение минутного облучения. Лучи с длиной волн до 8000 А (видимая часть спектра) оказывают уже меньшее бакт рицидное действие, а свыше 8000 А (инфракрасные лучи) безвредны. В практике применяются бактерицидные ультрафиолетовые лампы для дезинфекции > воздуха в лечебных и детских учреждениях, при микробиологических исследованиях. В последнее время- УФ лучи стали применяться для дезинфекции питьевой воды, воды плавательных бассейнов. [c.130]

Минимальная бактерицидная (суббактерицидная) доза ультрафиолетовых лучей стимулирует рост и размножение тех бактериальных особей, которые без подобного облучения остались бы в состоянии покоя. Более длительные сроки облучения вызывают гибель бактерий. Например, при исследовании культур кишечно-тифозной группы оказалось, что ультрафиолетовое облучение в течение 0,017—0,17 сек приводит к увеличению числа колоний >1 в отдельных случаях до 1,6 раза. При продолжительности облучения от 0,25 до 0,83 сек относи- [c.159]

Так, для поражения 50% бактерий при облучении их а-частицами требуется доза, которой отвечает прохождение в среднем около 100 а-частиц через каждую бактерию. Теория мишеней утверждает, что в каждом отдельном случае летальный эффект вызывается одной из а-частиц этой сотни, а именно той, которая случайно прошла через чувствительную область мишени. На первый взгляд представляется более естественным объяснять гибель бактерии кумулятивным эффектом, заключающимся в накоплении химических изменений, вызываемых в организме прохождением большого количества а-частиц. Однако, если бы кумулятивный эффект действительно супгествовал, кривая выживания имела бы форму, изображенную на рис. 7, а, и средней летальной дозе соответствовало бы 50% непораженных организмов, причем какая-то часть организмов погибла бы от несколько меньшей дозы, а остальная — от несколько большей в зависимости от индивидуальной сопротивляемости. Такая сигмообразная форма кривой выживания представляет резкий контраст с экспоненциальной кривой, изображенной на рис. 6, б, которую следует ожидать, если биологический эффект обязан своим возникновением одиночному действию (т. е. отдельной ионизации или отдельной ионизирующей частице). Получение в эксперименте экспоненциальной кривой — весьма важное, хотя и не окончательное указание на то, что изучаемый эффект вызван одиночными ионизациями или отдельными ионизирующими частицами, а не кумулятивным действием многих частиц. [c.65]

К началу 1950-х гг. в радиобиологии был накоплен огромный фактический материал и установлен ряд общих закономерностей действия излучений на живые объекты. Исследована радиочувствительность самых различных объектов — от макромолекул и бактерий до млекопитающих, установлена зависимость поражающего эффекта от физиологического состояния объекта, вида излучения, физических условий облучения и др. Были сформулированы теории гфямого и косвенного действия радиации, объясняющие, как казалось, подавляющее большинство накопленных к тому времени фактов на физико-химическом уровне исследования. Стоял вопрос об относительной роли этих двух способов поражающего действия радиации в живой клетке. Гораздо слабее были изучены механизмы тех процессов, которые приводили к нарушению клеточных микроструктур и отдельных макромолекул, то есть первичных физико-химических процессов, предшествующих развитию лучевого повреждения и гибели клетки. В те годы только начиналось систематическое изучение процессов радиационной деструкции основных классов биологических макромолекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др. [c.34]

Другим нарушающим фактором, приводящим к получению сигмоидных кривых выживания, может быть образование ядовитых веществ в результате облучения питательной среды, на поверхности которой находятся облучаемые организмы. При облучении в малых дозах концентрация этих ядов будет недостаточной для того, чтобы вызвать гибель бактерий, и наблюдаемая смертность будет зависеть лишь от прямого действия радиации на бактерии. При облуче- [c.239]

НИИ в более снльиых дозах концентрация ядовитых веществ может стать достаточно высокой, чтобы вызвать заметную гибель бактерий, и тогда общая смерт-1юсть будет выше, чем смертность, обусловленная одним прямым действием облучения . [c.240]

Изучение гибели бактерий под влиянием монохроматического ультрафиолетового света показало, что кривые выживания экспоненциальны и эффект данной дозы не зависит от интенсивности облучения (см. например, Виков, 1932 Ли и Хэйнс, 1940). Такие результаты заставляют предполагать, как и для ионизирующих излучений, что эффект вызывается в результате действия [c.243]

В условиях, увеличивающих количество повреждений ДНК, происходит индукция дополнительных репаративных ресурсов клетки. Классический пример индукции репарации — так называемая реок-тшацияУэйгла. Эго явление состоит в ты, что облученный ультрафиолетом бактериофаг может размножаться только на тех бактериях, которые тоже облучены ультрафиолето.м. Это значит, что для успешного развития фага необходима репарация его ДНК, которую могут осуществить лишь клетки с индуцированной системой репарации. Аналогичное явление наблюдается и для эукариотических клеток и их вирусов. У бактерий индуцируемая репарация используется лишь в тех случаях, когда повреждений в ДНК становится настолько много, что это начинает угрожать клетке гибелью. Поэтому индицируемая система репарации называется 505-системой или системой 505-репарации (табл. 5). [c.78]

Если кривая выживания имеет явно выраженный тип кривой, изображенной на рис. 7,а, то механизм одиночного действия как причина гибели организмов совершенно исключается. Получение же экспоненциальной кривой не гарантирует аналогичного исключения кумулятивного эффекта, так как экспоненциальная форма кривой выживания может быть получена и при кумулятивном действии, если сопротивляемость отдельных организмов излучения изменяется в достаточно широких пределах. В литературе можно встретить дискуссии по вопросу о том, доказывает ли экспоненциальная форма кривой выживания, полученная, например, при облучении бактерий, что дезинфекционный эффект имеет тип одиночного действия. Противники этой точки зрения предпочитают объяснять экспоненциальную кривую крайне пестрым распределением индивидуальных сопротивляемостей. До тех пор пока доказательства основываются только на форме кривой выживания, выводы остаются в значительной мере субъективными, так как они определяются тем, что представляется а priori менее вероятным теория мишеней или крайне причудливое распределение организмов по их чувствительности к излучению, необходимое для объяснения кривой. Очевидно, что продолжение дискуссии бесполезно, если не будут привлечены дополнительные критерии, основывающиеся на других экспериментальных данных. Однако прежде чем закончить рассмотрение вопроса о форме кривой выживания, сделаем одно замечание. [c.65]

У нас нет оснований предполагать, что гибель других организмов, кроме бактерий и вирусов, в сколько-нибудь значительной мере обусловлена генными мутациями. У дрозофилы рецессивные летальные мутации генов возникают под влиянием облучения в яйцах, в спермиях и, вероятно, в диплоидных клетках. Однако благодаря присутствию в этой же клетке нормального аллеломорфа рецессивные летальные мутации в диплоидных клетках не будут летальны, если тол1,ко они не произошли в Х-хромосоме самца. [c.253]

Smith выразил несогласие с мнением докладчика, что образование сшивок и белок не могут иметь биологического значения. Хотя и данные для облученных ультрафиолетовыми лучами Е. соИ В и В/г были весьма сходны (в противоположность различной чувствительности этих бактерий к рентгеновскому излучению), но, как было показано, эти поражения 1не поддаются фотореактивации. Необратимость процесса наводит на мысль о его значимости для, гибели клетки. Аналитически образование сшивок между ДНК и белком — намного более чувствительный параметр, характеризующий эффекты ультрафиолетового облучения, чем димеризация тимина. При дозе 1%- ной . выживаемости можно зарегистрировать только 2% димеров тимина, в то время как сшивки образуются за счет 11 % ДНК. Еще остается выяснить, каков вклад образования сшивок в общее действие ультрафиолетовых лучей на биологическую активность клеток. [c.132]

Дискуссия была открыта Powers [н], который считает, что величину кислородного эффекта целесообразнее описывать в терминах абсолютных вероятностей гибели клеток, чем сравнивая величины факторов снижения доз, как это делал докладчик. Он сослался на свою ранее опубликованную работу о влиянии рентгеновского облучения на споры бактерий, в которой было показано, что повреждение здесь возможно отчасти вследствие образования свободных радикалов. Присутствие свободных радикалов было обнаружено с помощью классических методик, а позднее подтверждено в опытах с использованием ЭПР. Многие соединения, среди которых N0, H2S, различные другие меркаптаны и некоторые амины, оказывают защитное действие посредством удаления свободных радикалов, которые, реагируя с кислородом, становятся токсичными. Глицерин помимо того, что он также удаляет свободные радикалы, защищает от повреждений еще и посредством механизма, независимого от кислорода. Было найдено хорошее соответствие изотерме Лэнгмюира. С ее помощью можно предсказать, что при бесконечно высокой концентрации глицерина в бактериальных клетках останется только 0—10% радиационных эффектов. Теоретически, тогда вся поглощенная энергия в спорах и, вероятно, в клетках может рассеяться, не причинив никакого вреда, [c.332]

Существенно, что при действии нейтронов деления, как и гамма-радиации, бактериемия и обсемененность бактериями внутренних органов выявляются в сроки, соответствующие или несколько предшествующие периоду максимальной гибели животных (рис. 46). При дозах облучения нейтронами деления 175—250 фэр бактериемия и максимальная гибель мышей наблюдаются между 4-ми и 8-ми сутками после облучения. В опытах с воздействием гамма-радиации в дозах 750—1300 р оба эти явления наступали позже, но также совпадали по времени. Следует учесть, что на рис. 46 представлены результаты изучения бактериемхш у мышей, специально забитых в указанные сроки. При обследовании погибших животных оказалось, что процент положительных посевов из [c.79]

В то же время применение антибиотиков привело к снижению частоты положительных посевов крови на микроорганизмы и повышению количества случаев, когда бактерии удавалось выделить только из селезенки увеличился процент животных, зараженных одним видом бактерий. Все это свидетельствует о значительном повышении устойчивости к инфекции под влиянием антибиотиков и одновременно об отсутствии влияния этого фактора на выживаемость и характер гибели облученных мышей. Правда, в этих работах животных облучали супралетальными дозами, в связи с чем можно допустить, что подобный вывод справедлив только для данных условий (Bond et al., 1966). Очевидно, в зависимости от дозы облучения изменяется соотношение патогенетических фак- [c.81]

Относительное число клеток, погибших при облучении ультрафиолетом, сильно зависит от источника облучения и условий эксперимента. Для стандартизации условий облучения следует построить кривую выживания. В слишком концентрированных бактериальных суспензиях (5-10 клетка/мл) при облучении имеет место эффект экранирования, обусловливаюший неодинаковый процент гибели клеток. Оптимальные результаты дает доза в среднем около 500 эрг/мм , и, если есть возможность воспользоваться дозиметром, нужно ориентироваться на эту цифру. Поскольку ультрафиолет — относительно слабый мутагенный фактор, наилучшие результаты получают при норме выживания от 0,1 до 1%. Наконец, следует по возможности уменьшить эффект фотореактивации. Этого добиваются точным соблюдением условий получения ультрафиолета (без примеси видимого света) и последующим выращиванием бактерий в полной темноте. [c.15]

По данным Хейса, при облучении мужских штаммов бактерий (F+) дозами ультрафиолетового света, соответствующими 70% выживаемости, наблюдается резкое (примерно в 50 раз) увеличение частоты образования рекомбинантов при скрещивании с необлученными женскими штаммами. Спектры действия рекомбинационных эффектов не измерялись. Показано только, что свет, адресованный нуклеиновым кислотам (Я,= = 260 нм), повышает частоту рекомбинаций у Е. oli, в то время как свет, адресованный белку (Я=289 нм), приводит к гибели клеток с понижением частоты рекомбинаций. Следовательно, более вероятно, что акцептором биологически активного света является ДНК, а не белок. [c.312]

Будучи свободными радикалами, эти соединения необратимо реагируют с индуцированными облучением радикалами ДНК с образованием продукта, вызывающего гибель клеток. Имеются доказательства того, что радикалы оснований нуклеотидов и ДНК быстро реагируют с триацетонамин-М-оксилом (ТАН) в водных растворах. Обнаружена корреляция между активностью разных типов нитроксильных радикалов по отношению к радикалам ОН -оснований ДНК и их эффективностью как сенсибилизаторов клеток. Радиосенсибилизация всегда сопровождается связыванием ТАН с ДНК. Обладая высоким сродством к электронам, эти соединения захватывают электрон с молекулы мишени, образованный при ее ионизации, окисляя ее и приводя к реализации повреждения. Отсутствие эффекта в аэробных условиях можно объяснить тем, что кислород конкурирует с нитроксильным радика лом, окисляя его. Существенно, что связь ТАН с радикалом ОН ДНК отмечается только в аноксических условиях. ТАН, по-видимому, не увеличивает выхода однонитевых разрывов ДНК фагов, бактерий и клеток млекопнтаюидих в физиологических условиях при использовании в определенной концентрации и не влияет на их воссоединение. [c.241]

Изучение антибактериального действия Уф-лучей. Суспензию стафилококка или Е. oli в изотоническом растворе хлорида натрия в объеме 1 мл поместить на стерильное часовое стекло и облучить лампой БУВ-30 в течение 15 мин на расстоянии 10—20 см от центра лампы. Облученную и не-облученную (контроль) суспензии бактерий засеять в питательный бульон и инкубировать при 37°С в течение 16—24 ч, после чего отметить результаты отсутствие помутнения среды связано с гибелью облученной культуры бактерий, в контроле — наличие роста (помутнение). [c.41]

Очень малые дозы облучения действуют даже стимулирующе на отдельные функции микроорганизмов. Более высокие, но не приводящие к гибели, вызывают торможение отдельных процессов обмена, изменяют свойства микроорганизмов, вплоть до наследственных изменений, что и используется на практике для получения мутантов молочнокислых бактерий с высокой биохимической лктивностью. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология