ÇEVRENİNMİKROPLARA ETKİLERİ Prof.Dr. Nuri Kiraz

Bakterilerin gelişmeleri, çoğalmaları, beslenebilmeleri ve enerji sağlayabilmeleri için çeşitli maddeleri almaları gerekmektedir. Bakterileri laboratuvarda üretmek için oluşturulan ortama, besiyeri adı verilir Besiyerleri, pepton (et suyu) temelinde, çok çeşitli maddeleri ilave ederek katı ve sıvı ortamlarda hazırlanır. Sıvı besiyerleri katılaştırmak için deniz alglerinden elde edilen bir madde olan agar agar denilen bir galaktoz polimeri kullanılır. Agar 85-95°C’de erir, 40-42°’de donar ve bakteriler tarafından kullanılamaz.

Bakteriler, tüm canlılarda olduğu gibi çevreden etkilenirler Bakteriler, tüm canlılarda olduğu gibi çevreden etkilenirler. Bu çevresel faktörler fiziksel ve kimyasal etkenlerdir.

Fiziksel etkenler-1 Sıcaklığın üreme üzerindeki etkisi Mikroorganizmalar sıcaklık isteklerine göre 3 grupta sınıflandırılırlar. 1-Psikrofil bakteriler (soğuk sevenler):Bu grupta toprakta, deniz ve göl sularında yaşayan bakteriler bulunur.0-20°C arasındaki sıcaklıkta optimum derecede ürerler. 2-Mezofil bakteriler: 20-45°C arasındaki sıcaklıklarda ürerler ve özellikle sıcak kanlı insan ve hayvanlarda hastalık yapabilirler.(En iyi 37°C’ de üreme) 3-Termofil bakteriler: 45-80°C sıcaklıktaki çevrelerde, özellikle 50°C’nin üzerinde yaşayabilmektedirler

Fiziksel etkenler-2 Mikropların sporları vejetatif şekillere göre ısıya oldukça dirençlidir. Vejetatif bakteriler 80 °C sıcak suda birkaç dakikada ölebildiği halde sporlar kaynar suda saatlerce canlı kalabilmektedir. Mikropların ısıya karşı farklı duyarlılıkları olduğu gibi bunların oluşturdukları toksinlerin de ısı duyarlılıkları farklıdır. Örneğin endotoksinler ısıya oldukça dirençlidir. Endotoksinlere karşılık ekzotoksinler ısıya daha duyarlıdırlar. Mikropların üremesi için gerekli sıcaklık derecelerinin altında enzimatik ve metabolik faaliyetler durur. Bundan dolayı mikroplar buzdolabında inaktif şekilde saklanırlar

Fiziksel etkenler-3 Hidrostatik basınç Denizlerde her 10 m derinlikte basınç bir atmosfer artar. Denizlerin 10 000 metre derinliklerinde bile bakteriler bulunabilmektedir. Karasal mikroorganizmalar sadece atmosfer basıncına maruz kaldıkları için bunların yüksek basınca dirençleri düşüktür.

Fiziksel etkenler-4 Radyasyonun etkisi İyonizan ışınların dalga boyları kısadır ve derinlere girebilme kapasiteleri fazladır. Bu ışınlar sterilizasyonda kullanılırlar. Ultraviyole ışınları da bakterilerin üzerinde etki ederler Gama ve beta ışınları endüstriyel olarak sterilizasyon/dezenfeksiyon işlemlerinde geniş çapta kullanılmaktadır. Bunlar atom ve moleküllerden elektron kopararak onları pozitif yüklü hale getirdiğinden ‘iyonizan radyasyon’ olarak da isimlendirilirler. Ultraviyole, infrared ve mikrodalga ışınları iyonizan etki göstermezler (noniyonizan radyasyon). Bunlar ancak elektronları hızlandırarak ısı artışına neden olurlar. Sadece ultraviyole ışınlarının belli dalga uzunluğunda (820–280 nm) olanları antimikrobik aktivite gösterir.

Fiziksel etkenler-5 Oksijenin etkisi Bakteriler oksijene olan gereksinime göre, aerop, fakültatif anaerop, mikroaerofilik, aerotolerant ve anaerop bakteriler olarak ayrılırlar. Zorunlu aerop mikroorganizmalar üremeleri için son elektron alıcısı olan moleküler oksijene gereksinim duyarlar. Bu bakteriler, oksijensiz ortamlarda üreyemezler. (M.tuberculosis) Fakültatif anaeroplar, sahip oldukları özel enzimatik yapı nedeniyle hem aerop hem anaerop koşullarda üreyebilirler. (Enterobakteriler)

Fiziksel etkenler-4 Mikroaerofil bakterilerin üremesi için ortamdaki oksijenin azalması gerekmektedir. Bunlar oksijen oranı %1-2’ye kadar düşürülmüş ve %5-10 oranında karbondioksit içeren ortamda iyi ürerler. Anaerop mikroorganizmalar ancak oksijensiz ortamda üreyebilirler. (Clostridium cinsi)

Fiziksel etkenler-6 Yüksek jeloz besiyerinde aerop mikroorganizmalar üst kısımda, anaeroplar tüpün dibinde, mikroaerofilikler besiyeri yüzeyinden 1-1.5 cm kadar aşağıda, fakültatif anaeroplar ise besiyerin her tabakasında üreyebilirler .

Fiziksel etkenler-6 Karbondioksitin etkisi Mikrorganizmaların çoğu, havada bulunan karbondiokside gereksinim duyarlar. Karbondioksit atmosferde sınırlı bulunur ve özellikle karbondiositi asimile eden Brucella ve Neisseria gibi bakteriler, üremeleri için karbondiokside gereksinim duyarlar. Ancak ilk izolasyondan sonra, bu bakteriler normal aerobik laboratuvar koşullarında da üreyebilirler.

Fiziksel etkenler-7 pH’nın etkisi Mikrorganizmaların bulundukları ortamın hidrojen iyonu yoğunluğu, ortamın pH’sı olarak ifade edilir. Bir sıvının pH’sı 1-6 arası asit, pH 7.0’de nötr, ph 8-11 arasında ise alkali sayılır. Asidik pH’da üreyen bakteriler asidofil, alkali pH’da üreyenler alkalifil, 6-8 gibi nötr pH’da üreyenler ise nötrofil bakteriler olarak adlandırılır.

Fiziksel etkenler-8 Kuruluk ve su Mikropların vejetatif şekilleri genellikle kuruluğa duyarlıdır. Ancak, aralarında tüberküloz mikropları gibi kuruluğa nispeten dirençli olanlar vardır. Bakteri sporları, mantar sporları ve protozoon kistleri kuruluğa uzun süre dayanırlar . Mikropların metabolik faaliyetlerini ve yaşamlarını sürdürebilmesi için en önemli faktör sudur. Mikroorganizmalar gerekli besin maddelerini suda çözünmüş halde çevrelerinden alırlar. Suyun varlığı besin alışverişini, enzimatik aktivitelerini ve metabolizma artıklarının uzaklaştırılmasını sağlar. Bu nedenle sıvı ortamda bakteriler katı ortamlara göre çok daha kolay çoğalırlar.

Fiziksel etkenler-6 Osmotik basınç Bir ortamın osmotik basıncı, içindeki çözünmüş maddelerin konsantrasyonuna bağlıdır. Mikroorganizmalar kendi hücre içindeki ozmotik basınçlarını dengede tutarlar. Hipertonik ortamlarda bakteriler genelde plazmoliz olurlar. Ancak, bazı bakteriler yüksek ozmotik ortamlarda yaşayabilmektedirler Bu gibi mikroorganizmalara ozmofil mikroorganizmalar denir. Tuz yoğunluğu yüksek olan denizlerde ve tuz göllerinde üreyebilen mikroorganizmalara halofilik mikroorganizmalar denir. Deniz suyu yaklaşık olarak %3 NaCl içermektedir.

Kimyasal Etkenler-1 Kimyasal etkenler, mikropların proteinlerini pıhtılaştırarak, hücre zarlarını bozarak, çekirdek asitlerini ve enzimlerini tahrip ederek etki gösterirler. Bu etkileşimde kimya maddeleriyle ilgili faktörler yanında mikropla ve çevreyle ilgili faktörlerin de rolü vardır. Bunların başlıcaları asitler, alkaliler, tuzlar, madenler, halojenler (klor ve iyot bileşikleri), alkoller, fenol bileşikleri, klorhekzidin, yüzey aktif maddeler (sabunlar, deterjanlar), aldehitler, etilen oksit, hidrojen peroksit, dört değerli amonyum bileşikleri… şeklinde sıralanabilir.

Kimyasal Etkenler-2 Asit ve alkalilerin etkisi Asitler ve alkaliler, protein denatürasyonunun yanısıra mikropların duvar yapılarını ve zarlarını bozarak etki gösterirler. Bunların mikrop öldürme güçleri sudaki iyonlaşma (asitlerde H+ iyonu, alkalilerde OH-) derecelerine bağlıdır. Kuvvetli asit ve alkaliler mikroplar üzerinde oldukça etkilidirler Sülfürik asit (%6) veya NaOH (%4); balgam, idrar gibi hasta örneklerinde bulunan tüberküloz dışındaki mikropları öldürmek için kullanılmaktadır.

Kimyasal Etkenler-3 Ağır metaller ve tuzların etkisi Gümüş, cıva, bakır gibi ağır metaller ve bunların tuzları mikropların enzimlerini bozarak etki ederler. Elementler gümüş, gümüş tuzları ve gümüş sulfadiyazin antimikrobik özellikleriyle bilhassa yanık yaralarının tedavisinde kullanılmaktadır. Gümüş nitratın sudaki %1 eriyiği yenidoğan bebeklerin gözlerine damlatılarak (Crede yöntemi) gonokok enfeksiyonuna karşı 1884’den beri kullanılmaktadır. Cıva ve bakır bileşikleri antimikrobik etkinlik göstermekle birlikte toksik etkileri nedeniyle kullanımları kısıtlıdır.

Kimyasal Etkenler-4 Madenler Altın, gümüş, bakır, pirinç gibi madenler çok az miktarda dahi mikroplar üzerinde öldürücü etki yaparlar. Buna ‘oligodinamik etki’ denilmektedir. Örneğin, su içerisinde 24 saat tutulan bir bakır levha bu suda tifo, kolera mikroplarının 2–3 saatte ölmesine neden olur. Benzer şekilde pirinçten yapılı kapı tokmakları ellerden bulaşan bakterilerin inaktive olmasını sağlar.

Kimyasal Etkenler-5 Halojenler Halojenlerden klor ve iyot sık kullanılan bileşiklerdir. Klor gaz halinde suların dezenfeksiyonunda kullanılır. Ayrıca hipokloritler ve kloraminler şeklinde yüzeylerin dezenfeksiyonunda geniş çapta kullanılırlar. İyot ve bunun organik bileşikleri (iyodoforlar) cilt antiseptiği olarak kullanılmaktadır.

Kimyasal Etkenler-6 Alkoller El ve cilt antiseptiği olarak etil alkol, izopropil alkol ve n-propanol kullanılmaktadır. Sporlu bakteriler dışındaki mikroorganizmalara etkilidirler. Alkoller iyot bileşikleri, klorheksidin gibi diğer antiseptik ve dezenfektanların etkinliğini arttırırlar. Etil alkol optimal olarak %70 oranında etkilidir.

Kimyasal Etkenler-7 Fenol bileşikleri Fenol ve fenol bileşikleri proteinleri pıhtılaştırarak ve enzimleri bozarak mikropları öldürürler. Sporlu bakteriler dışındaki mikroorganizmalara etkilidirler. Proteinlerden fazla etkilenmezler. Ancak absorban özellikleri fazladır ve bu nedenle zor durulanırlar. Hekzaklorofen bir fenol türevi olup geçmişte cilt antiseptiği olarak yaygın şekilde kullanılmıştır. Ancak merkez sinir sistemi komplikasyonları ve Gram negatiflere etkinliğinin yetersiz olması nedeniyle günümüzde artık kullanılmamaktadır.

Kimyasal Etkenler-8 Klorheksidin Bir biguanid türevi olup geniş etki spektrumu ve toksisitesinin pek olmaması nedeniyle cilt-mukoza antiseptiği olarak geniş çapta kullanılmaktadır. En önemli avantajlarından biri uygulandıktan sonra uzun süreli rezidüel etki göstermesidir. Bu nedenle operasyon gibi uzun süreli işlemlerde tercih edilmektedir.

Kimyasal Etkenler-9 Yüzey aktif maddeler (sürfaktanlar) Sabunlar ve deterjanlar yüzey gerilimini düşürerek suda çözünmeyen organik kirlerin, partiküllerin ve genellikle bunlarla birlikte bulunan mikroorganizmaların uzaklaştırılmasını sağlayan maddelerdir.

Kimyasal Etkenler-10 Oksitleyici bileşikler Halojenler de oksitleyici olmakla birlikte özellikle aktif oksijen bileşikleri olan ozon (O3), hidrojen peroksit (H2O2), perasetik asit, klor dioksit ve elektrolize (süperoksidize) su güçlü oksitleyici bileşiklerdir. Bunlar geniş etki spektrumu gösterirler ve bakteri sporları dâhil tüm mikroorganizmalara etkilidirler.

Kimyasal Etkenler-11 Aldehitler Glutaraldehit, ortofitalaldehit ve formaldehit güçlü mikrop öldürücü bileşiklerdir. Belirli yoğunluklarda tüm mikroorganizmalara etkilidirler. Bunlardan glutaraldehit ve ortofitalaldehit ısıya duyarlı tıbbi aletlerin yüksek düzey dezenfeksiyonunda kullanılır. Aldehitler malzemelerle uyumlu olmakla birlikte toksik bileşiklerdir ve aynı zamanda proteinleri fiske ederler. Bu nedenle uygun temas ve solunum önlemlerinin alınması, ayrıca aletler iyice temizlendikten sonra kullanılmaları gereklidir.

Kimyasal Etkenler-12 Etilen oksit Gaz halinde ısıya duyarlı alet ve malzemelerin sterilizasyonu için kullanılır. Son derece etkin ve penetran bir gaz olmasına karşılık oldukça toksik ve tehlikeli bir maddedir. Sterilizasyon işleminden sonra da toksik kalıntıların uzaklaştırılması için uzun bir havalandırma süresi gerektirir.

Kimyasal Etkenler-13 Boyaların etkisi Mikrobiyolojide kullanılan boyalar, mikroorganizmaların hücre proteinleri ile birleşerek, üremelerini durdururlar. En çok kullanılan boyalar, kristal viyole, metilen mavisi, malaşit yeşili gibi boyalardır. Metilen mavisi ve kristal viyole, ağız bölgesinde pamukçuk ve derideki dermatofit enfeksiyonlarında da kullanılır.

KAYNAKLAR Arda M. Bakterilerin beslenmesi: www.akdenizforum.com/biyoloji/28002. Bilgehan H. Temel Mikrobiyoloji. 10th ed. İzmir: Fakülteler kitabevi Barış Yayınları; 2002. p.67-79. Madigan MT, Martinko JM. Biology of Microorganisms. 11th ed. London: Pearson Education; 2006.p.102-105, 150-163. Tünger A, Çavuşoğlu C, Korkmaz M. Asya Mikrobiyoloji. 4th ed. İzmir: Asya Tıp Kitapevi; 2005.p.8-9. Vural T. Bakterilerin yaşam siklusu ve üremelerinin kontrolü. In: Ustaçelebi Ş, ed. Temel ve Klinik Mikrobiyoloji. 1st ed. Ankara: Güneş Kitabevi; 1999.p.35-44.