书城科普读物探究式科普丛书-喜忧参半的细菌
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第10章 微观世界——细菌的生活(2)

它们在与人体的长期进化过程中,微生物群的内部及其与人体之间互相依存、互相制约,形成一个能进行物质、能量及基因交流的动态平衡的生态系统,人们习惯称之为正常菌群。

正常菌群大部分是长期居留于人体的,所以其又称为常居菌。

也有少数微生物是暂时寄居的,我们称之为过路菌。

人体正常菌群的分布

皮肤上的细菌往往与个人卫生及环境情况的不同而有所差异。

最常见的是革兰氏阳性球病,其中以表皮葡萄球菌为多见,有时也有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时,它可引起化脓性感染,如疖、痛。在外阴部与肛门部位,可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。

口腔中细菌的存在主要是因为口腔温度适宜,含有食物残渣,有微生物生长的良好条件。口腔中的微生物有各种球菌、乳酸杆菌、梭形菌、螺旋体和真菌等。

胃肠道的细菌因部位而不同,胃酸具有杀菌作用。如果胃功能出现障碍,如胃酸分泌降低,尤其是胃癌时,人体内往往出现八叠球菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌等。

成年人的空肠和回肠上部的细菌很少,甚至没有细菌,肠道下段细菌逐渐增多。大肠积存有食物残渣,又有合适的酸碱度,适于细菌繁殖,菌量占粪便的1/3。大肠中微生物的种类繁多,主要有大肠杆菌、脆弱类杆菌、双歧杆菌、厌氧性球菌等,其他的还有乳酸杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌、真菌等。

鼻腔和咽部经常存在葡萄球菌、类白喉杆菌等。在咽喉及扁桃体黏膜上,主要是甲型链球菌和卡他球菌占多数,此外还经常存在着潜在致病性微生物如肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌等。

正常人的支气管和肺泡是无菌的。

在正常情况下,泌尿生殖系统中的细菌仅在泌尿道外部存在,如男性生殖器有耻垢杆菌,尿道口有葡萄球菌和革兰氏阴性球菌及杆菌。

而女性尿道外部与外阴部菌群相仿,除耻垢杆菌外,还有葡萄球菌、类白喉杆菌和大肠杆菌等。阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌(乳酸杆菌类)。

人体的多数组织器官是无菌的,若有侵入的细菌没有被消灭,就会引起传染。因而在医疗实践中,当手术、注射、穿刺、导尿时,人们应严格执行无菌操作,以防止细菌感染。

正常菌群的生理作用

生物拮抗作用:正常菌群通过黏附和繁殖能形成一层自然菌膜,是一种非特异性的保护膜,可促使肌体抵抗致病微生物的侵袭和“定居”,从而对宿主起到一定程度的保护作用。正常菌群除与病原菌争夺营养物质和空间位置外,还可以通过其代谢产物以及产生抗生素、细菌素等起作用。可以说,正常菌群是人体防止外袭菌侵入的生物屏障。

刺激免疫应答:正常菌群释放的内毒素等物质可刺激肌体免疫系统,使其保持活跃状态,是非特异免疫功能的一个不可缺少的组成部分。

合成维生素:有些微生物能合成维生素,例如核黄素、生物素、叶酸、吡哆醇及维生素K等,供人体吸收利用。

降解食物残渣:肠道中正常菌群可互相配合,共同降解没有被人体消化的食物残渣,便于肌体进一步吸收给人体额外的营养物质。

条件致病菌与菌群失调

在一定条件下,正常菌群中的细菌也能使人患病。

如果人体的防卫功能减弱,就会引起自身的感染。例如皮肤黏膜受伤(特别是大面积烧伤)、身体受凉、过度疲劳、长期消耗性疾病等,可导致正常菌群的自身感染。由此,我们就明白了为什么天凉多加衣服,累了要休息等生活常识的道理了吧!

由于正常菌群寄居部位的改变,发生了定位转移,也可以引起疾病。例如大肠杆菌进入腹腔或泌尿道,就会引起腹膜炎、泌尿道感染。人们称这些细菌为条件致病菌。

在正常情况下,人体和正常菌群之间以及正常菌群中各细菌之间,都会保持一定的生态平衡。如果生态平衡失调,以至人体某一部位的正常菌群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化,这就是菌群失调。

菌群失调的常见原因主要是使用抗生素、同位素和激素,患有慢性消耗性疾病时肠道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也是重要的原因。

引发失调的因素去除后一般可使菌群复常,不过也有长期失调难于逆转的情况。

第三节细菌之死

通常,限制微生物的生长与繁殖有三个阶段:防腐、消毒与灭菌。

防腐指的是防止或抑制微生物的生长繁殖。用于防腐的化学药物我们称之为防腐剂。消毒则是将物体上的致病细菌杀死。而灭菌是指将所有的微生物都杀死。三者没有明显的界限,即使对于同一种化学试剂在浓度低的时候是防腐剂,在浓度高的时候也就成为灭菌剂了。

1.物理消毒灭菌法

在热力灭菌法方面,高温对细菌具有明显的致死作用,但细菌芽胞对温度的抵抗力较繁殖体强。

其一,干热消毒灭菌法。

焚烧:直接点燃或在焚烧炉内焚烧,适用于废弃物品或动物尸体等。

烧灼:直接用火焰灭菌,适用于微生物学实验室的接种环、试管口等的灭菌。

干烤:利用干烤箱灭菌,一般加热至160℃~170℃经2小时,适用于高温下不变质、不损坏、不蒸发的物品。

其二,湿热消毒灭菌法。

巴氏消毒法:用较低温度杀灭液体中的病原菌或特定微生物,保持食物中不耐热成分不被破坏的消毒方法。目前广泛采用加热到71.7℃,持续15~30秒钟。

煮沸法:一般细菌的繁殖体5分钟就能被杀死。此法常用于消毒食具、刀剪、注射器等。

高压蒸汽灭菌法:这是一种最有效的灭菌方法。当蒸汽压力达到103.4千帕,温度为121.3℃,维持15~20分钟,即可将包括细菌芽胞在内的所有微生物杀灭。此法常用于培养基、生理盐水、手术器械和敷料等耐高温、耐湿热物品的灭菌,是医院使用最广的灭菌方法。

高压蒸汽灭菌器内冷空气的排出程度会影响温度的升高,而消毒物品的包装、放置等也会影响消毒的效果。

其三,辐射杀菌法。

波长为200~300纳米的紫外线具有杀菌作用。其中,以波长265~266纳米的杀菌作用最强。

紫外线杀菌的原理是这样的:紫外线作用于DNA,使一条DNA链上相邻的两个胸腺嘧啶共价结合而形成二聚体,从而干扰DNA的复制与转录,导致细菌的变异或死亡。

紫外线由于穿透力较弱,所以只能用于手术室、传染病房、细菌实验室的空气消毒,或者用于不耐热物品的表面消毒。

其四,滤过除菌法。

滤过除菌法是通过物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去,以达到无菌的目的。所用的器具是滤菌器,目前常用的是薄膜(孔径为0.22微米)滤菌器。

液体滤过法主要用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素等的除菌。空气除菌是通过初、中、高三级过滤器,除掉空气中0.5~5微米的尘埃微粒。细菌通常附着在尘埃上,滤过了空气中的尘埃,也就清除了细菌。

凡在送风系统上装有高效或亚高效过滤系统的房间,一般统称为生物洁净室。

生物洁净室在医院里可用作无菌护理室和无菌手术室。

2.化学消毒灭菌法

化学消毒剂一般对人体组织都有害,只能外用或用于环境的消毒。消毒剂的主要种类有高效消毒剂、中效消毒剂和低效消毒剂。

高效消毒剂可杀灭包括细菌、芽胞在内的所有微生物。

含氯消毒剂:我国常用的有次氯酸钠、二氯异氰酸尿酸钠和漂白粉等。这类制剂在水中产生次氯酸及新生态氧,具有强大的杀菌作用。它可用于物品表面、饮用水、皮肤、地面、排泄物和污水等消毒。

过氧化物消毒剂:常用的有过氧化氢和过氧乙酸。主要靠其强大的氧化能力来灭菌,它可使酶蛋白中的-SH基转变为-SS-基,导致酶活性的丧失。这种消毒剂可用于物品表面和皮肤的消毒,过氧化氢熏蒸和过氧乙酸喷雾还可用于空气消毒。

醛类消毒剂:常用的有戊二醛,适用于精密仪器、内窥镜的消毒。但它对皮肤黏膜有刺激性。

环氧乙烷:多用为气体消毒剂。其优点为穿透力强,杀菌广谱高效,杀灭芽胞能力强,对多数物品无损害作用。不足之处为其易燃,对人有一定毒性。

中效消毒剂:中效消毒剂不能杀灭细菌芽胞,但能杀灭细菌繁殖体(包括结核分枝杆菌)、真菌和大多数病毒。

含碘消毒剂:常用为碘酊和碘伏。杀菌作用依靠其强大的氧化能力。它多用于皮肤黏膜、体温计以及其他物品表面的消毒。

醇类消毒剂:常用为乙醇。杀菌机制在于去除细菌胞膜中的脂类,并使菌体蛋白质变性。乙醇最常用,浓度在70%~75%时杀菌力最强。它一般多用于医疗护理器材、皮肤的消毒和浸泡体温计。

低效消毒剂:可杀灭多数细菌繁殖体,但不能杀灭细菌芽胞、结核分枝杆菌及某些抵抗力较强的真菌和病毒。

苯扎溴铵(新洁尔灭):属阳离子表面活性剂。它可用于皮肤、黏膜、物品表面、地面消毒。

氯己定(洗必泰):可用于皮肤、黏膜、物品表面和地面的消毒。

高锰酸钾:具有氧化杀菌作用。它多用于皮肤、黏膜消毒以及食具、蔬菜、水果的消毒。

3.影响消毒灭菌效果的因素

由于消毒剂的不同,以及当时环境等因素、微生物自身条件的不同,人们的杀菌消毒会受到一定的干扰。那么,影响杀菌效果的干扰因素有哪些呢?

消毒剂的性质、浓度与作用时间,消毒剂的理化性质不同,对微生物的作用大小也有差异。绝大多数消毒剂在高浓度时杀菌作用大,但醇类例外。消毒剂在一定浓度下,对细菌的作用时间愈长,消毒效果也愈好。

微生物的种类与数量:同一消毒剂对不同微生物的杀菌效果不同。微生物的数量越大,所需消毒的时间就越长。

温度:通常情况下,温度升高可提高消毒的效果。

酸碱度:消毒剂的杀菌作用常会受酸碱度的影响。戊二醛只有在加入碳酸氢钠后才发挥杀菌作用。新洁尔灭的杀菌作用是pH值愈低,所需杀菌浓度愈高。

有机物:有机物可阻碍消毒剂与病原菌的接触,并消耗药品,因而使消毒效果大大减弱。