Отношение к температуре

Влияние температуры на бактерии в медицинской микробиологии имеет два основных результата: возможность размножаться и сохранение жизнеспособности. В последнем случае речь идет о возможности восстановления способности к росту и размножению после пребывания при экстремальных температурах (повышенных или пониженных) для данного вида. Температурные условия на Земле различаются в широком диапазоне от 90° до 2500°С, и всюду встречаются микробы, приспособившиеся к ним. Бактерии, вызывающие болезни людей, максимально адаптированы к температуре тела человека. В то же время некоторые из них могут жить и размножаться в окружающей среде (воде, почве, организмах различных животных), в связи с чем оптимальная температура для их роста может быть ниже или выше 37°С.

По отношению к температуре роста бактерии принято разделять на три основные группы: психрофилы, мезофилы и термофилы. Психрофилы живут и размножаются при пониженных температурах (диапозон температур роста от +10° до -20°С). При этом строгие (облигатные) психрофилы неспособны размножаться при температуре выше 20°С, а факультативные имеют оптимум роста от 22° до 30°С. Именно в группе факультативных психрофилов обнаружены возбудители болезней человека (например, возбудитель чумы - Yersinia pestis, иерсиниоза - Yersinia enterocolitica, гнойно-воспалительных процессов - Aeromonas spp.). Бактерии, растущие при низких температурах, содержат повышенное количество ненасыщенных жирных кислот и имеют ряд особенностей структуры ферментных белков, что позволяет им расти при низких температурах. Мезофилы включают бактерии, температурный диапазон роста которых находится между 10° и 45°С, а диапазон оптимальных температур роста лежит между 30° и 40°С. Именно к этой группе относится большинство возбудителей болезней человека, оптимальный рост которых возможен при 37°С. Термофилы представляют группу микробов, способных расти при повышенных температурах. Различают термотолерантные формы, для которых оптимальной температурой роста являются 37°С, но возможность роста, в отличие от мезофилов, сохраняется до 60°С. Факультативные термофилы проявляют максимальный рост при 50-60°С, но также растут при 20-40°С, в то время как облигатные термофилы не могут расти при температуре ниже 40°С; оптимальная температура для их размножения 70°С. Известны также экстремальные термофилы, размножающиеся при температуре выше 80°С. Ряд микробов, являющихся экстремальными термофилами, относятся к доминиону Археи. В строении термофилов одним из важнейших факторов, обеспечивающих термоустойчивость, является структура их белков. Хотя среди термофилов пока не найдены возбудители болезней человека, продукты их жизнедеятельности используются в медицинской промышленности (протеазы, нанесенные на перевязочный материал, для инфицированных ран) и при изготовлении моющих средств (ферменты-биодобавки для очистки тканей от органических молекул).

Сохранение жизнеспособности бактерий при различных температурах зависит от строения клеток. Наиболее устойчивыми следует считать споры, выживающие в широком диапазоне температур - от минусовых до температуры кипящей воды. Вегетативные формы бактерий для выживания в условиях, несколько отличающихся от оптимальных, используют дополнительные индуцибельные генетические программы - системы холодового и теплового шока, относящиеся к так называемым стрессовым системам. Особенности чувствительности бактерий к температуре учитываются при дезинфекции и стерилизации.