In the surgical ward, the dressing material was udergoing sterilization in an autoclave. Through an oversight of a nurse the mode of sterilization was changed and the temperature in the autoclave reached only 100°C instead of the due 120°C. What microorganisms can stay viable under these condition?

Чому це правильна відповідь

Bacilli та Clostridia є грампозитивними бактеріями паличкоподібної форми, що належать до родів Bacillus та Clostridium, здатних утворювати ендоспори – спеціальні структури з товстим багатошаровим покривом, високим вмістом дипіколінової кислоти та низьким вмістом води, що забезпечують надзвичайну стійкість до тепла, випромінювання, хімічних агентів та висушування. Спори цих бактерій не мають капсули чи джгутиків у споровій формі, але вегетативні клітини можуть мати джгутики. Спороутворення є механізмом виживання в несприятливих умовах, і спори Bacillus та Clostridium витримують кип'ятіння при 100°C протягом годин, тоді як вегетативні форми гинуть швидко. Факторами стійкості спор є дегідратація протопласту, мінералізація з кальцієм та дипіколіновою кислотою, а також багатошарова структура покриву з кератиноподібними білками. При температурі 100°C спори не активуються для проростання, але залишаються життєздатними, тоді як при стандартній автоклавній стерилізації 120–121°C під тиском 1–1,5 атм протягом 15–20 хвилин відбувається денатурація білків і руйнування спор. Умови автоклавування при 100°C еквівалентні простому кип'ятінню, яке не знищує спороутворюючі бактерії. Патогенез захворювань, спричинених представниками Bacillus та Clostridium, часто пов'язаний саме з проростанням спор у тканинах при анаеробних умовах чи травмах, наприклад газова гангрена при Clostridium perfringens чи сибірка при Bacillus anthracis. Діагностика включає посів матеріалу з виявленням спороутворюючих паличок у мікроскопії та культуральних ознак, таких як гемоліз чи лекітинізна активність. Імунітет переважно гуморальний з антитоксинами, існують вакцини на основі анатоксинів для правця, ботулізму та сибірки. У задачі помилково встановлена температура автоклавування 100°C замість 120°C, що не забезпечує знищення спор. Ключовою ознакою є здатність саме Bacilli та Clostridia утворювати термостійкі ендоспори, які виживають при 100°C, на відміну від усіх інших наведених мікроорганізмів, що існують лише у вегетативній формі та гинуть при такій температурі. Це безпосередньо пояснює можливість контамінації стерильного матеріалу спорами цих бактерій.