Mikrobiyoloji, mikroorganizma adı verilen gözle görülemeyen, ancak mikroskop ile görülebilen canlıları inceleyen bilim dalıdır. Mikroorganizmalar çevrede, insanlarda, hayvanlarda ve bitkilerde yaygın olarak bulunurlar. Doğada var olan mikroorganizmalar temel olarak ökaryotikler, prokaryotikler, virüsler, viroitler, prionlar olmak üzere 5 gruba ayrılmaktadır. Her bir mikroorganizma grubu yapısal, üreme, hastalık yapma ve tedavi özellikleri bakımından farklılık göstermekle birlikte bazı benzer özellikleri de taşımaktadırlar.
Başlıca mikroorganizma grupları:
Algler, protozoonlar, mantarlar(küfler , mayalar)
-Arkhe bakteriler( archae bacteria)
- Siyano bakteriler(cyano bacteria) = mavi-yeşil algler
-Bakteriler (bacteria)
Öbakteriler(eusacteria), spiroketler ( spirochaseta), klamidyalar ( chlamydia), riketsiyalar(rickettsia), mikoplazmalar (mycoplasma)
Bakteriler; prokaryot hücre yapısındadırlar. Protozoonlar, algler, mantarlar ve gelişmiş canlıların hücreleri ise ökaryot hücre yapısındadır. Prokaryot hücre daha basit yapı göstermektedir. Temel olarak bir bakteri hücresi çekirdek, stoplazma, hücre zarı ve hücre çeperinden oluşur. Bazı bakteri hücrelerinde kapsül, kirpikler, piluslar ve spor oluşumları bulunur.
Mantarlar; fotosentetik olmayan, absortif beslenen, hareketsiz, klorofilsiz, hücre duvarı olan ve sporla çoğalan ökaryot mikroorganizmalardır. Görünüm bakımından mantarlar küfler ve mayalar olmak üzere iki tür yapı gösterirler. Doğada yaygın olarak bulunurlar. Mantarlara , yaşadığımız çevrede her an rastlamamız mümkündür. Özellikle bozulmuş limon, ekmek… gibi gıda maddelerinin üzerinde sıklıkla küf mantarlarını görebiliriz. Mantarlar endüstriyel amaçla da kullanılırlar. Mantarların sentezlediği ve mantarlardan elde edilen vitaminler, anti mikrobik maddeler ve bazı ilaçlar vardır. İnsanlarda hastalık yapan mantarların sayısı oldukça sınırlıdır. 1.5 milyon mantar (fungus) türü içinde yaklaşık; “400 tür“ insan ve hayvanlarda primer ( 1. Derecede) hastalık etkeni olarak saptanmıştır. Mantarların insanlarda oluşturdukları hastalıklara mikoz denir. Mantar türleri toprak ve çevreye bağlı olarak dağılım gösterdiklerinden bazı mikozlar için coğrafi dağılım söz konusudur.
Parazitler; başka bir canlıda(konak) yaşamını sürdüren ve konağa zarar vererek onun imkanlarından yararlanan canlıya parazit denir. Parazitin üzerinde yaşadığı canlıya konak adı verilir. Doğada var olan parazitler; protozoonlar, helmintler ve artropotlar olmak üzere üç gruba ayrılmaktadır. Bunların yaşam şekilleri, konak türleri ve hastalık yapma özellikleri birbirinden farklıdır.
Virüsler; ökaryotik veya prokaryotik hücre yapısı göstermeyen, tek başlarına metabolik aktivite göstermeyen ve üremek için mutlaka canlı hücrelere gereksinim duyan enfeksiyon etkenleridir. Boyutları 20-300 nanometre arasında değişmektedir. Çok küçük oldukları için ışık mikroskobuyla görülemezler. Ancak elektron mikroskabuyla görülebilirler. Virüsler prokaryot ve ökaryot bir hücrede bulunan organel ve stoplazmaya sahip değillerdir. Virüslerde protein sentezi için gerekli enzimler ve ribozomları yoktur. Yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için gerekli enerjiyi tek başlarına sağlayamazlar. Üremek için mutlaka canlı bir hücreye gereksinim duyarlar. Canlı hücre dışında üreyemezler. Virüslerde kendine özgü yapıdaki moleküllerin yapılmasını yöneten genetik bilgi DNA veya RNA tarafından sağlanır. Virüsler çekirdek , kılıf ve bazı virüslerde zarf olmak üzere temel olarak 3 bölgeden oluşur. Virüsler nükleik asit yapılarına göre DNA veya RNA virüsleri olmak üzere iki gruba ayrılır.
Viroitler; virüslere göre daha basit yapıda olan, bitkiler ve hayvanlarda hastalandırıcılık özelleği gösterebilen, kılıf içermeyen ve kısa bir RNA molekülünden oluşmuşlardır.
Pirion; nükleik asit (DNA veya RNA) içermeyen ancak protein yapısında bazı oluşumları ile hastalık oluşturan enfeksiyöz protein partikülleridir. Koyunlarda scrapie (kaşıntılı hastalık) prionların oluşturduğu ineklerde görülen, aslında kuzulardan ineklere geçen BSE ( bovine sponkye encephalitis) hastalığının nedeni bir priondur. Pirion sert ve ısıya dayanıklıdır. (130 derece 1 saat) miğdede denatüre olmadan beyin ve omuriliğe geçer. Beyinde amiloit birikimi sonucu süngerleşme ve patolojik değişiklikler sonucu deli dana olarak bilinen hastalık ortaya çıkmaktadır.
Mikroorganizmalar vücudumuzun deri, boğaz, burun, bağırsak gibi çeşitli bölgelerinde yer alabildiği gibi, içinde bulunduğumuz ortam, toprak, su ve teneffüs ettiğimiz hava, bitki ve hayvanlarda bulunabilirler. Bunların pek çoğu tabiatta sabrofit olarak bulunurlar ve vitamin sentezi, fotosentez, madde dönüşümü, hastalık yapıcı mikroorganizmalarn ortamdan uzaklaştırılması (normal flora) vb. yaşamsal faaliyetlerin yürütülmesinde önemli görevleri üstlenirler. Belirli etkenler ise hastalık yapma özelliğinde (patojen) olup, duyarlı oldukları konak türüne göre bitkilerde, hayvanlarda ve insanlarda hastalık oluştururlar.
Sağlıklı çevre koşulları ve yaşam için; ictiğimiz su yadiğimez gıdalar başta olmak üzere günlük hayatımızda kullandığımız her türlü maddenin hastalık yapıcı mikroorganizmalardan arındırılmış olması sağlıklı bir yaşam için zorunludur. Bu nedenle mikropları öldürmek veya üremelerini durdurmak amacıyla günlük hayatımızda her alanda çeşitli fiziksel ve kimyasal işlemler ile mikroplar ile mücadele etmekteyiz.
Teknik olarak bir cismin üzerinde veya içinde bulunan mikroorganizmaların tüm formlarının öldürülmesi işlemine sterilizasyon, sadece patojen formlarının öldürülmesi veya üremelerinin durdurulması işlemine dezenfeksiyon denilmektedir. Canlı dokuya yapılan dezenfeksiyon işlemi neyse anti sepsi adı verilmektedir.
Dezenfeksiyonda amaç 5 dakika üzerinde ancak 10 dakikadan daha az bir süre içinde patojen mikroorganizma sayısını % 99.999 oranında düşürülmesidir.
Genel olarak sterilizasyon işlemlerinde fiziksel yöntemler tercih edilirken, dezenfeksiyon ve anti sepsi işlemlerinde amacına göre çeşitli kimyasal maddeler kullanılmaktadır.
Dezenfektanların Sınıflandırılması
Bu maddeler mikroorganizmalar üzerine hücre zarı işlevlerini bozmak, enzim aktivitelerini inhibe etmek nükleik asit sentezi ve protein sentezini inhibe etmek gibi temel yaşamsal faaliyetleri bozarak veya ortadan kaldırarak etki ederler.
Yüzey aktif dezenfektanlar: bu maddeler iyonlaşma özelliklerine göre katyonik, anyonik ve noniyonik olmak üzere ayrılırlar. Katyonik dezenfektanlar grubunda örnek olarak benzalkonium klorürü verebiliriz. Anyonik grupta sabunlar ve yağ asitleri yer alır. Anyonik ve katyonik dezenfektanlar birlikte kullanılmazlar.
Fenol ve fenol bileşikleri: hücre zarını parçalayarak hücre yapının dışarı çıkmasına neden olurlar. Fenollerin bir diğer etkisi de hücre proteinlerine denatüre etmektir. Fenolün yerini bugün daha az toksit olan alkil ve klor türevleri almıştır. Bu maddelerin dezenfektan etkileri hem daha fazla hem de insanlar için daha az toksiktirler. Fenolün alkil türevine örnek olarak krezol verilebilir. Fenolün klorlü türevi heksaklorofen olup, özellikle grampozitif bakteriler üzerine etkilidir.
Organik çözücüler: alkol , eter, kloroform bu gruba örnektir. Bu maddelerin içinde en çok alkol kullanılır. Alkolün en etkili konsantrosyonu %70 tir. Alkol, aynı zamanda proteinleri de denatüre eder. Ancak sporlu bakterilere etkileri yoktur. Dezenfeksiyon amacıyla en çok kullanılan dezenfektanlardan biridir.
2. mikroorganizma enzimlerinin işlevlerini bozarak etki gösteren dezenfektanlar
Ağır metal tuzları: civa, gümüş, bakır tuzları başlıcalarıdır. Bunların etkileri enzimlerin silfridil grupları ile birleşerek ortaya çıkar. Civa bileşikleri bugün önemli yan etkileri ve antiseptik olarak etkisinin azlığı nedeniyle pek kullanılmaz. Merthiolate ve mercurochrome deri dezenfektanı olarak kullanılır. Gümüş nitratın %1 lik çözeltisi ise çeşitli amaçlarla özellikle yeni doğan bebeklerde göz antiseptiği olarak kullanılmaktadır.
Okside edici maddeler: hidrojen peroksit, potasyum permanganat, ozon, oksitleyici etkileriyle enzim aktivitesini bozarlar. Halojenlerden klor ve klor vericiler ( sodyum hipoklorit, kloraminler), brom ve iyot bileşikleri kuvvetli oksitleyici etkileri olan dezenfektanlardır. Klor ve ozon, suların dezenfeksiyonunda kullanılır.
Alkilleyici maddeler: bu grupta formalin, etilen oksit ve petapropi olakton yer alır. Formalin yüksek konsantrasyonda bütün mikroorganizmalar üzerine öldürücü etkilidir. Kadavra ve dokuların saklanmasında kullanılır. Etilen oksit, polietilen araçların sterilizasyonunda kullanılır.
Nükleik asit üzerine etkili dezenfektanlar
Bu grupta çoğu mikrobiyolojide kullanılan boyalar yer alır. Bu boyaların başlıcaları kristal viyole, malaşit yeşili, brillant yeşili, fuksin, metilen mavisi ve akridindir. Bu boyalar nükleik asitlerle bileşikler yaparak onların aktivitelerini bozmak suretiyle dezenfektan etki gösterirler. Metilen mavisi, akridin boyaları mukozalar üzerine dezenfektan olarak kullanılır.
Dezenfeksiyon işlemi mikroorganizmaların yapısal özellikleri göz önünde bulundurularak özellikle dayanıklı formlar olan bakteri sporları ve miko bakterileri etkileme seviyelerine göre yüksek, orta ve düşük düzey dezenfeksiyon olmak üzere 3 kategoride değerlendirilmektedir.
Yüksek düzey dezenfeksiyon; bakteri sporları hariç tüm bakterilerin öldürülmesidir. ( max. 20 dk.)
Orta düzey dezenfeksiyon; miko bakteriler vegetatif bakteriler, mantarların çoğu ve virüslerin çoğu öldürülürler. (max. 10 dakika)
Düşük düzey dezenfeksiyon: bakteri sporları, mikrobakteri ve zarfsız virüslere etkisizdir. Bir kısım vejetatif mikroorganizmalar, zarflı virüsler ve bazı mantar türlerine etkilidir.
Doğru dezenfektanın seçimi; etki edeceği mikroorganizma spektirumu , etki süresi, ortamın kirlilik durumu, toksi sitesi, stabilitesi, çevresel uyumu, dezenfekte edilecek yüzey ve ekipmanın yapısı dezenfektanın yapısı ve maliyet gibi birçok faktöre bağlı olarak yapılmaktadır. Mikroorganizmalar üzerine değişik mekanizmalarla etki gösteren pek çok yöntem ve ticari ürün yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir dezenfektanın ise kullanıma sunulmadan önce mutlaka uluslar arası kabul görmüş standartlarda etkinlik testleri ile değerlendirilmesi ve sağlık bakanlığınca uygunluk belgesi almış olması gerekmektedir. Etkinlik testlerinde; dezenfektan maddenin formülasyonu, dezenfektanın kullanım alanı etkili olabileceği mikroorganizma spektirumu, ortamda bulunabilecek organik ya da inorganik madde varlığına göre etkinlik testlerinden biri veya birkaçı birlikte kullanılmaktadır. Her türlü denetimden geçmiş kullanıma uygun bir dezenfektanın saha uygulamalarında amacına ulaşabilmesi için en önemli faktör uygulayıcısıdır.