Sterilisation von Sporen und Toxinen

Bildung endospores

Sporen

Nachteilig für uns, aber zum Glück auch für bestimmte Bakterien, können Sporen in widrigen Umgebungsbedingungen gebildet werden. Dies ist häufig der Fall in trockener Umgebung. Bakterielle Sporen werden als Endosporen bezeichnet, weil sie sich tatsächlich innerhalb der Bakterienzelle bilden. Ein endospores Bakterium kann eine Reihe von harten Bedingungen wie Hitze, Trocknen, Strahlung und Chemikalien überleben. Auch andere Organismen bilden Sporen, aber die bakteriellen Sporen sind in der Regel hitzebeständig und nur schwer zu denaturieren. Die größere Hitzebeständigkeit ist in der Struktur einer Endospore versteckt. Siehe Zeichnung unten.

Beachten Sie das Exospor und seine zarte dünne Membran, die aus Protein hergestellt wird. Innerhalb hiervon ist eine Sporenhülle, die aus einer Anzahl von Schichten von Protein, einzigartig für diese Schicht, hergestellt ist. Die nächste Schicht wird Cortex genannt, welche lose verknüpften Peptidoglycane (Zucker-Proteine) beinhaltet, die in sich ein anderes Molekül enthalten, das als Dipicolinsäure (DPA) bekannt ist. DPA hat die Fähigkeit zur Quervernetzung mit Calcium, das innerhalb der Sporenhülle eingebettet ist. Die Calcium-Quervernetzungen tragen zur Hitzebeständigkeit des Bakteriums bei, welches es zu einer hart zu durchdringenden Barriere macht. Beachten Sie, dass das Bakterium in der Mitte der Endosporen ist. Die Endospore macht es schwierig Bakterien abzutöten.

Endotoxine, Exotoxine: Pyrogene und Sterilität

Endotoxine

Endotoxine sind Moleküle, die üblicherweise in gramnegativen Zellwänden gefunden werden. Diese Moleküle sollen Bakterien vor verschiedenen Bedrohungen schützen. Sobald ein Bakterium stirbt, gibt es diese Endotoxine an die Umgebung frei, weil ihre Zellwände kompromittiert worden sind. Diese Moleküle sind für Menschen und Tiere sowie für andere Organismen toxisch (giftig). Endotoxine sind nur schädlich, wenn das Bakterium stirbt. Diese toxischen Moleküle können Durchfall, Erbrechen, Fieber und Entzündungsreaktionen auslösen. Viele Endotoxine sind in Lipopolysaccharid (LPS) Form, aber es gibt auch andere molekulare Typen. Es ist möglich, Endotoxine mit trockener und nasser Hitze zu töten.

Exotoxine

Exotoxine unterscheiden sich von Endotoxinen. Ein Exotoxin wird tatsächlich von einem Bakterium sekretiert. Die Anwesenheit eines exotoxinen Bakteriums schafft, im Gegensatz zu endotoxischen Bakterien, Probleme für einen Wirt, während das Bakterium lebt. Exotoxine Bakterien setzen außerdem endogenen Exotoxine durch lysieren frei. Die meisten Exotoxine können durch Erwärmen deaktiviert werden. Ein Beispiel für ein Exotoxin ist das Botulinumtoxin, das von Bakterium Clostridum Botulinum stammt.

Pyrogene und Sterilität

Pyrogene sind Moleküle, die Fieber verursachen. Gewöhnliche Pyrogene werden von Bakterien produziert und sind in der Form von Endotoxine und Exotoxine. Denken Sie daran, dass auch Tiere Pyrogene produzieren, aber das ist eine andere Geschichte. Man würde denken, dass die Sterilisation sich um diese bakterielle Toxine kümmern würden, da die Bakterien zerstört worden sind. Nicht unbedingt. In dem Verfahren der Sterilisation werden Bakterien zerstört, aber diese geben endogenen Exotoxine und Endotoxine frei. Stellen Sie sicher, dass Sie die entsprechende Temperatur und Zeit verwendet haben, um nicht nur Bakterien, sondern auch deren Toxine zu deaktivieren. Beim Kauf von Produkten für Ihr Labor, müssen Sie darauf achten, was auf der Verpackung vermerkt ist. Einige Produkte können als steril, steril und pyrogenfrei, oder pyrogenfrei aber nicht steril aufgelistet sein. Steril alleine bedeutet nicht pyrogenfrei.


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