گروههای عمده باکتریها از نظر پزشکی
گروههای عمده باکتریها از نظر پزشکی
باکتریها ارگانیسمهای تک‌سلولی هستند که اکثرا به صورت آزاد زندگی میکنند و دارای اطلاعات ژنتیکی و تولید انرژی و سیستمهای بیوسنتتیک لازم برای رشد و تولید مثل خود می‌باشند. باکتریها متنوع‌ترین میکروارگانیسمها هستند که شامل گروههای زیادی می‌باشند.
دید کلی
باکتریها مهمترین و متنوع‌ترین میکروارگانیسمها هستند و تعداد کمی در انسان جانوران و سایر موجودات بیماریزا بوده و بطور کلی بدون فعالیت آنها حیات بر روی زمین مختل می‌گردد. تنها تعداد کمی از باکتریها مانند کلامیدیاها و ریکتزیاها اجبارا انگل داخل سلولی هستند. باکتریها از جنبه‌هایی با یوکاریوتها تفاوت دارند. باکتریها ریبوزومهای 80s ، اندامکهای غشادار مانند هسته ، میتوکندری ، کروموزوم حلقوی بدون پوشش دارند. باکتریها (به غیر از میکوپلاسماها) دارای دیواره سلولی هستند.
بطور یقین موجودات زنده یوکاریوتیک از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده‌اند و نظر به اینکه باکتریها ساختمان ساده‌ای داشته و می‌توان به آسانی بسیاری از آنها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحت کنترل درآورد ، میکروب شناسان مطالعه وسیعی درباره فرآیندهای حیاتی آنها انجام داده‌اند. در این مبحث باکتریهای شایع با تاکید بر انواع بیماریزا در انسان معرفی می‌گردد.
اسپیروکتها
این باکتریها در آبهای آلوده ، فاضلابها ، خاک و مواد آلی در حال پوسیدن یافت میشوند. به شکل فنر پیچیده و متحرک هستند. اندازه آنها از چند میکرون تا 500 میکرون است. سه جنس از اسپیروکتها بیماریزا هستند:
• تروپونما: شامل گونه تروپونما پالیزم است که این باکتری عامل مولد بیماری سیفلیس می‌باشد.
• بورلیا: این باکتری عال مولد بیماری تب راجعه می‌باشد.
• لپتوسپیرا: این باکتری از راه شکافها و زخمهای پوست وارد می‌شود و شایع‌ترین شکل بیماری ، عفونت کلیه است.
کوکوسها و باسیلهای گرم منفی هوازی
جالب‌ترین باکتریها در این گروه انواع متعلق به جنس سودوموناس است یکی از گونه‌های سودوموناس ، سودوموناس آئروجینوزا می‌باشد که این باکتری عفونتهای مجاری ادراری ، عفونتهای زخمی و سوختگیها ، آبسه و مننژیت را ایجاد میکند. باکتریهای این گروه قادر به ساختنآنزیمهای متعددی هستند و بدین نحو در تجزیه مواد شیمیایی نظیر حشره کشهایی که به خاک افزوده میشوند، کمک میکنند. مقاومت این گروه به آنتی بیوتیکها از نظر پزشکی حائز اهمیت است.
باسیلهای گرم منفی بیهوازی اختیاری
آنتروباکتریاسه
این خانواده شامل گروهی از باکتریهای ساکن روده انسان و سایر جانوران است. جنسهای باکتریهای روده عباتند از: اشیرشیا ، شیگلا ، کلبسیلا ، آنتروباکتر و ... . اشیرشیاکلی یکی از ساکنین اصلی روده بوده و آشناترین میکروبی که پژوهشهای فراوانی بر روی آن صورت گرفته است. سالمونلا یکی از باکتریهای بیماریزا است که یکی از گونه‌های آن مولد بیماری تب تیفوئید می‌باشد. گونه‌های شیگلا عامل اسهال خونی است. کلبسیلا عامل عفونت مجاری تنفسی ذات‌الریه است. سرشیا عامل عفونت ادراری و تنفسی است و آنتروباکتر در عفونتهای مجاری ادراری نقش بر‌عهده دارند.
ویبریوناسه
جنسهای مهم این خانواده شامل ویبریو و آئروموناس می‌باشد. گونه بیماریزا ویبریوکلرا است که عامل بیماری وبا می‌باشد. باکتریهای متعلق به آئروموناس عامل بیماری ذات‌الریه و اختلالات روده می‌باشند.
میکروبیولوژی (Microbiology)
میکروبیولوژی (Microbiology) علمی است که درباره میکروارگانیسمها یا جانداران ذره بینی بحث و گفتگو میکند. جانداران ذره بینی به کلیه موجوداتی اطلاق میشوند که به علت کوچک بودن ابعاد فقط با ذره بین یا میکروسکوپ قابل مشاهده هستند.
دید کلی
تنوع بیولوژیکی در میکروارگانیسمها بیش از سایر موجودات می‌باشد. میکروارگانیسمها موجوداتی هستند که با چشم غیر مسلح مشاهده نمی‌شوند. شکل ، عمل و خصوصیات بیوشیمیایی یا مکانیزم ژنتیکی آنها ، بر اساس محدودیتهای مولکولی بنا شده است. میکروبیولوژی راههای مفیدی را برای شناسایی میکروارگانیسمها فراهم ساخته است. در طبقه بندی موجودات زنده ، ارگانیسمهایی را که حاوی هسته بوده و هسته توسط غشایی احاطه شده است، از پروکاریوتها که DNA آنها بطور فیزیکی از سیتوپلاسم جدا نشده است، مجزا کرده‌اند. بطور کلی میکروبیولوژی درباره ویروسها ، میکروارگانیسمهای پروکاریوتی و میکروارگانیسمهای یوکاریوتی بحث میکند.
تاریخچه
علم میکروبیولوژی از سال 1674 هنگامی که آنتوان لوون هوک ، با عدسی شیشه‌ای خود دنیایی از موجودات ریز را در قطره آب برکه مشاهده کرد. در اواخر قرن 17 نظریه تولید خودبخودی مورد بحث قرار گرفت. در این زمان بسیاری از دانشمندان از جمله فرانسیکوردی ، فکر می‌کردند میکروارگانیسمها از مواد غیر زنده ایجاد شده‌اند. در سال 1766 اسپالانزانی نتیجه گرفت که میکروبها از هوای غیرسترون وارد محلولهای غذایی شده و آنها را فاسد میکنند. دو ابرمرد دنیای علم که به کنار گذاشتن نظریه خلق‌الساعه کمک شایانی کردند شیمیدان فرانسوی به نام پاستور و پزشک انگلیسی به نام تندال بود. در 100 سال گذشته میکروب شناسان موفق به دریافت چند جایزه نوبل شده‌اند.
عکس پیدا نشد
ویروسها
ویروسها به علت داشتن خصوصیات خاصی با سایر موجودات زنده تفاوت دارند. یک ذره ویروس دارای مولکول اسید نوکلئیک DNA یا RNA بوده که توسط پوشش پروتئینی یا کپسید احاطه شده است. اسید نوکلئیک ویروس برای تکثیر در درون سلول به آنزیمهای سلول میزبان وابسته است. از تجمع اسید نوکلئیک و قطعات پروتئینی که به تازگی سنتز شده‌اند، ذرات کامل ویروسی تشکیل می‌شود که به محیط خارج سلول رها می‌گردند. ویروسها بسیار متنوع بوده و از نظر ساختمان ، تشکیلات ژنوم ، بیان ژنوم ، راههای تکثیر و سرایت باهم تفاوت زیادی دارند. ویروسها قادرند باکتریها ، گیاهان و جانوران را آلوده کنند.
پریونها
برخی کشفیات قابل توجه در سه دهه گذشته منجر به شناسایی خصوصیات مولکولی و ژنتیکی عاملی قابل انتقال به نام عامل بیماری اسکراپی که نوعی بیماری تخریب کننده سیستم عصبی مرکزی در گوسفندان است، شده است. ساختمان پریونها فقط از پروتئین ساخته شده و فاقد اسید نوکلئیک است. بیماریهای ناشی از پریون در انسان به علت اینکه به صورت بیماریهای ژنتیکی و عفونی بروز میکند کاملا اختصاصی هستند. بررسی بر روی بیولوژی پریونها ، ضرورتی در تحقیقات پزشکی محسوب می‌شود.
عکس پیدا نشد
باکتریها
باکتریها متنوع‌ترین و مهمترین میکروارگانیسمها هستند. تعداد کمی از آنها در انسان و حیوانات و گیاهان بیماریزا است. بطور کلی بدون فعالیت آنها ، حیات بر روی زمین مختل می‌گردد. بطور یقین یوکاریوتها از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده‌اند. نظر به اینکه باکتریها ساختمان ساده‌ای داشته و می‌توان به آسانی بسیاری از آنها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحت کنترل درآورد، میکروب شناسان مطالعه وسیعی درباره فرایندهای حیاتی آنها انجام داده‌اند. درباره نحوه رشد و مرگ باکتریها ، متابولیسم باکتریها ، ژنتیک باکتریها ، ارتباط آنها با ویروسها و ... مطالعات گسترده‌ای صورت گرفته است.
قارچها
قارچها دسته جداگانه‌ای از یوکاریوتها را تشکیل میدهند. این دسته از میکروارگانیسمها همگی هتروتروف بوده و برای رشد و تکثیر به ترکیبات آلی جهت اخذ انرژی و کربن نیاز دارند. قارچها هوازی و یا بیهوازی اختیاری هستند. اکثر قارچها ساپروفیت بوده و در خاک و آب به سر می‌برند و در این نواحی ، بقایای گیاهی و جانوری را تجزیه می‌نمایند. قارچها مانند باکتریها در تجزیه مواد و گردش عناصر در طبیعت دخالت داشته و حائز اهمیت هستند. علم مطالعه قارچهای انگل برای انسان را قارچ شناسی پزشکی گویند. که این انگلها بیماریهای زیادی را بوجود می‌آورند.
پروتوزوئرها
پروتوزوئرها جانداران یوکاریوتیک تک سلولی هستند که به قلمرو آغازیان تعلق دارند. پروتوزوئرها از نظر ساختمان تفاوت بسیاری با یکدیگر دارند. این دسته از جانداران ساکن آب و خاک بوده و از ذرات مواد غذایی و باکتریها تغذیه میکنند. عده‌ای از آنها بخشی از فلور طبیعی بدن جانداران را تشکیل میدهند. مطالعات این جانداران در محدوده علم میکروبیولوژی قرار دارد.
خاک یکی از مخازن عمده میکروارگانیسمها محسوب می‌شود. فراوانترین میکروارگانیسمها در خاک ، باکتریها هستند. خاک باغچه در هر گرم محتوی میلیونها باکتری است. در جاهای عمیق تعداد آنها کاهش می‌یابد. قارچها به تعداد کمتر از باکتریها در خاک یافت میشوند. شاید مهمترین نقش میکروارگانیسمهای خاک ، شرکت آنها در چرخه‌های بیو- ژئوشیمیایی است که به گردش برخی عناصر شیمیایی در طبیعت کمک کرده و آنها را قابل مصرف می‌سازد. میکروبیولوژیستها در این زمینه تحقیقات زیادی انجام داده‌اند.
میکروبیولوژی آب
در میکروبیولوژی آب ، میکروارگانیسمها و فعالیت آنها در آبهای طبیعی نظیر دریاچه‌ها ، برکه‌ها ، رودخانه‌ها و دریاها مورد مطالعه قرار می‌گیرد. و میکروارگانیسمهای مفید و مضر برای انسان و سایر جانداران شناسایی میشوند.
میکروبیولوژی مواد غذایی
میکروارگانیسمها تغییرات مطلوب و نامطلوب در مواد غذایی پدید می‌آورند. و از طرف دیگر تهیه بسیاری از فرآورده‌های غذایی بدون کمک میکروارگانیسمها ، امکان‌پذیر نیست. مانند کلم شور ، زیتون رسیده و پنیر. اسیدهای حاصل توسط میکروارگانیسمها و اضافه کردن آنها به مواد غذیی مانند خیار شور آنها را از گزند میکروارگانیسمهای نامطلوب حفظ میکند. این بخش از میکروبیولوژی ، امروزه کاربرد زیادی دارد.
عوامل ضد میکروبی
مواد دارویی موادی هستند که برای درمان بیماریهای عفونی یا جلوگیری از وقوع بیماری بکار می‌روند . این مواد معمولا از باکتریها و قارچها بدست می‌آیند و اخیرا برخی از آنها را در کارخانجات می‌سازند. از مواد شیمیایی هنگامی می‌توان برای درمان بیماریهای عفونی استفاده کرد که دارای اثر سمی انتخابی باشند. یعنی ضمن متوقف کردن رشد یا نابودی عامل مولد بیماری ، به سلول میزبان آسیبی نرسانند. علاوه بر سمیت انتخابی ، داروها باید بتوانند به داخل بافتها و سلولهای میزبان نفوذ کننده و تغییری در مکانیزم دفاعی طبیعی میزبان بوجود نیاورند. از عوامل ضد میکروبی می‌توان به آنتی بیوتیکها اشاره کرد.
ارتباط میکروبیولوژی با سایر علوم
میکروبیولوژی یک علم کاربردی است که با بسیاری از شاخه‌های علوم رابطه نزدیک دارد. از جمله می‌توان به ژنتیک ، پزشکی ، زیست شناسی سلولی ، انگل شناسی ، قارچ شناسی پزشکی و بیوشیمی اشاره کرد.
ميكروبيولوژي جريانات گرمابي
ميكروبيولوژي جريانات گرمابي
جریانات گرمایی
تصور دریاهای عمیق به عنوان یک محیط دورازدست وبادمای پايین وفشار یالا که فقط باکتریهای مقاوم به فشار وفشار دوست درآن قادربه رشد هستند درست می باشد . البته مطالب شگفت انگیزی هم دراین محیط دیده می شود .
تعدادی اجتماعات حیوانی که بااین شرایط سازگاری یافته اند وفعالیت خود را حفظ نموده اند وزندگی آنها متأ خر از میکروارگانیسم هایی است که دراین محیط زندگی می کنند ، وجود دارند . که عمدتاً در نواحی وجوددارند که چشمه های آب گرم در اعماق آب وجود دارند ، ( افزایش نسبی دما در کنار این چشمه ها )
از نظر زمین شناختی این چشمه ها درجاهایی دیده می شوند که در کف اقیانوس ها شکاف هایی وجود دارد ( لبه گسلها ) و مناطقی هستند که مواد بازالتی وماگما بصورت داغ از آنها خارج ودرسطح کف اقیانوس به صورت توده ای ومجزا به آرامی تشکیل می شوند .
آب دریاضمن ورودبه این شکافها بسیاری مواد معدنی رادرخودحل میکند وبه صورت چشمه از آن خارج می گردد . درهمین رخواد تشکیل جریانات گرمایی درکف اقیانوسها وعمق دریاها میدهد
دونوع عمده از این جریانات شناخته شده اند :
الف) جریان گرم : که آبی بادمای c°23-6 دارند .
ب) جریان داغ : که معمولاً مربوط به black smoher ( توده های آتشفشانی در کف به صورت فعال ) بوده وحامی مواد معدنی زیادی است که در نتیجه رسوبات فعال وارد آب می شوند ودرآب حل می گردند . ودر c°380 - 270 ( شکل 26-16) سرعت این دو جریان مشخص گردیده است . برای جریان گرم 2-5. 0 بوده در حالی که جریان داغ سرعتی معادل 2-1 سرعت دارد .
حیوانات موجود در جریانات گرمایی
بااستفاده از زیردریایی امکان مشاهده ومطالعه این محیط ها وموجوداتی که در آنجا حیات دارد ، ازجمله حیوانات این قبیل محیط ها نوعی کرم لوله ای است که از نظر طول به بیش از 2متر می رسند ، همچنین از حلزونهای درشت و صدف های دوکفه ای نیز دیده شده است .
با این وجود این پرسش طرح می شود که در چنین محیطی که از نظر موجودات تولید کننده ففیر می باشد پس این نوع جانوران منابع انرژی خود را درغیاب فتوتروفهای اولیه ازچه راهی تأمین می کنند .
تجزیه وتحلیل وآنالیز آب در این محیطها نشان می دهد که مقدار زیادی مواد غیر آلی احیاء شده شامل H2SوMn2+ وهیدروژن ومونواکسید کربن دراین آتها وجوددارند .
برخی از جریانات گرمایی هم شامل مقدارکمی H 2S ولی میزان بالایی از NH4 دارند و مواد آلی وجود ندارند .
از مطالعات شمیایی ومیکروبی این جریانات به روشنی مشخص می شود که فعالیت این حیوانات وابسته به فعالیت باکتری های کمولیتوتروف است که رشدآنها وابسته به مصرف مواد معدنی وغیر آلی است که از این جریانات به دست می آید.
دی اکسید کربن به صورت یون کربنات واسیدکربنیک به میزان فراوانی در آب دریاوجود دارد که توسط کمولیتوتروف ها به مواد آلی تبدیل می شود وبعداً مواد پایه ای برای زنجیره غذایی حیوانات موجود در جریانات گرمایی را تشکیل می دهند .
میکروارگانیسم های جریانات گرمایی
تعدادزیادی ازکموسیتوتروفهای اکسید کننده گوگرد مثل (( تیوباسلیوس ، تیومیکرواسپیرا ، تیوتریکس وبژیوتوآ )) درون واطراف واین جریانات وجود دارند.
نمونه برداری ازمناطق نزدیک وهم جواربااین جریانهای گرمای وکشت آنها ،وجوداین باکتریها رابه اثبات رسانیده اند وبه صورت جزيی تثیت دی اکسیدکربن واکسیداسیون سولفیدهیدروژن و S2032- توسط جعیت های طبیعی این باکتریها نشان داده شده است .
برخی جریانات گرمایی حاوی باکتریهای تثبیت کننده ازت ، باکتریهای اکسیدکننده هیدروژن ، باکتریهای اکسیدکننده آهنی ومنگنز وباکتریهای متیلوتروف درمحیط حاوی منواکسید ومتانی که ازاین جریانات واردآب می شود رشدمی کنندمی باشد،که باکتریهای میتلوتروف .
جدول 2-16 خلاصه ای ازگیرنده ودهنده های الکترون برای کمولیتوتروف هایی که دراین جریانات نقش آلولوژیکی دارند رانشان می دهد .هرچنداین باکتریهاتوسط این حیوانات خورده می شوند ولی فعالیت اتوتروفی این باکتریهاست که موجب تغذیه این حیوانات می شود .
تغذیه حیوانات مجاورجریانات گرمایی
باکتریهای کمولیتوتروف مختلفی که درحالت همزیستی باحیوانات این مناطق زندگی میکنند .
مثلاًهمین کرمهای لوله ای 2متر دهان ،روده یامخرج ندارند . ولی دارای یک لوله گوارش می باشند که از یک بافت اسفنجی به نام trophosome تشکیل می شود.
باوجود اینکه % 50 وزن کرم را trophosome تشکیل می دهد از دانه ها وگرانولهای گوگردی پوشیده شده است ومطالعه میکروسکوپی trophosome
نشان می دهد که روی آن تعدادزیادی سلولهای پروکاریوتی وجود دارد که بطورمیانگین تعداد 109×3/7 در هرگرم ازتروفوزوم هااز این سلولها دیده می شود سلولها دیده می شود .
سلولها ی مارپیچی بزرگی که روی تروفوزوم دیده می شود ازنظر ساختمانی شبیه باکتری thiovulum می باشد که یک باکتری اکسید کننده گوگرد است .
بافت تروفوزم شامل آنزیمی به به نام rhodarase است که این آنزیم قادر است S2032 را به گوگرد وسولفات تبدیل کند . همچنین آنزیمهای دیگری مثل rubisco ودیگرآنزیمهای چرخه کلوینی که بیشتر موجوداست اتوتروف برای تثبیت co2 نیاز دارند ، به صورت درون سلولی درتروفوزوم وجوددارد .
باکتریها یکمولیتوتروف موادغذایی کرمهای لوله ای راباتغذیه خودتولید می کنند ودیگرحیوانات هم ازمواددفعی این موجودات وسلولهای مرده که بصورت همزیست زندگی می کنند بدست می آورند .
دود قرمزروشنی شکل ب در 30-16 )
در تروفوزوم دررگهای خونی به میزان زیادی یافت می شود ودرانتقال اکسیژن وسولفیدهیدروژن به باکتریهای کمولیتوتروف نقش دارد.
چنین حالتی درصدف ها و حلزونهای بزرگ دراین مناطق نیزدیده می شود که به حالت همزیستی باباکتریهای اکسیدکننده گوگرد به حیات خود ادامه می دهند .
استفاده از توالی یابی اسیدهای نوکلئید و آنالیزفینولوژیک نشان داده که هریک ازحیوانات این مناطق بادسته ای خاص ازیاکتریهای موجود به صورت همزیست زندگی می کنند .
مطالعات بیشتر درموردکرم های لوله ای نشان داده که این موجودات دارای هموگلوبین های محلول غیرمعمول می باشند که با h2s واکسیژن به خوبی پیوندحاصل می کنند . وهردوماده را درتروفوزوم به باکتریهای کمولیتوتروف انتقال میدهند . که این کار باعث عدم تجمع h2s وجلوگیری از مسمومیت کرمها می شود .
میزان co2 درخون کرمها بالاست ( mm30-20) واین میزان به درون تروفوزوم آزاد شده وبه عنوان منبع کربن عمل میکند ( برای باکتریهای کمولیتوتروف ) بعلاوه آنالیز ایزوتوپهای پایدارگوگرد که درباکتریهای همزیست یافت شده نشان می دهد که میزان قابل توجهی متفاوت ازسولفات آب دریاست ، واین موضوع گواهی برجذب سولفید توسط کرم لوله ای می باشد یک ارتباط بین تغذیه حیوانات ودیگر گروهای فیزیولوژیک کمولیتوتروف پیشنهاد شده است :
باکتریها همزیست متانوتروف یک نقش مهم درتغذیه حیوانات این مناطق وجریانات گرمایی دارند ( خلیج مکزیک )
در اینجا این باکتریها با اکسید اسیون ch4 به عنوان منبع کربن عمل کرده ودر تأمین غذایی حیوانات نقش پشتیبانی دارند . دیگرکمولیتوتروف های اکسیدکننده آهن ،h2 ومنگنز به صورت همزیست نبوده ولی دارای زندگی آزاد می باشند وباعث احیای مواد ی میشوند که ازاین جریانات خارج می شود ، بااین حال این باکتریها می تواند به عنوان تولید کننده های اولیه در اکوسیستم جریانات گرمایی باشند .
آبهای فوق گرم وتپه های دریایی
فشار بالا دراعماق زیاددردریاهای عمیق برفعالیت فیزیولژیک آب تأثیر می گزارد .
درعمق 2600متری آب دردمای c450 به جوش می آید دراغلب محیط های فوق گرم (ولی غیرجوش ) جریانات گرمایی که دارای دمایی درحدود 380-270 درجه سانتیگراد می باشند وازنظرتئوری برای باکتریهای گرمادوست افراطی به عنوان یک محیط اکولوژیکی مصرفی می شوند .
دراین جریانات فوق گرم سولفیدهای فلزی بخصوص سولفید آهن وجوددارد که به سرعت درآب دریا سرد می شوند . ورسوب تشکیل می دهند . این رسوبات درمحل خروج بصورت برج ارتفاع پیداکرده ودودکش هایی راتشکیل می دهند ( خروج گدازه های داغ ازاعماق )
دورازذهن نیست که در این نواحی فقط باکتریهای گرما دوست وفوق گرما دوست قادربه حیات باشند .
دراین مناطق جریانات آبی فوق گرم درآب سرداقیانوسها سردشدند ومحیطی برای این باکتریها فراهم می شود ، به طورمثال برروی این دود کش ها باکتریهای گرمادوست افراطی مثل methanopyrus که یک باکتری تولیدکننده گاز متان است و با اکسید اسیون h2 متان تولید می کنند وجوددارد واز نظر تکامل این باکتری بسیار جالب توجه است .
بااستفاده ازتکنولوژی fish حضور باکتریها وآرکی باکتریها روی دیواره این برجهای دود کش مانند به اثبات رسیده است .
علاوه بردودکش تپه های فعال دریای نیز شناخته شده اند این تپه هایزیردریایی آتشفشانی که ابتدا برروی صفحات تکنونیکی اقیانوس آرام قرارداشتند ،موادمعدنی مزیک را به داخل آب آزاد می کردند، پس نه تنهاازدودکش هابلکه ازاین تپه ها ی آتشفشانی درحال انفجار وفواران نیزموادزیادی یه درون آب دریا واقیانوس آزادمی کنند که در نتیجه اطراف اینها هم پروکاریوت های متفاوتی زندگی میکنند .
متازوآماوجریانات آتشفشانی :
دراین جریانات متازوآما به ویژه یک نوع دسته ای به نام alvinella زندگی می کنند که تحت عنوان کرم پمپی نیز شناخته می شود وروی سطح خارجی دودکش های آتشفشانی رشدمی کند وجالب اینجا که به شدت نسبت به آب داغ مقاوم می باشد .
اندازه گیری ها نشان داده که دمای درونی این کرم بالغ برc৹80است واین موجود مقاوم ترین موجودی شناخته است که به گرما تحمل دارد . سطح این کرم از باکتری های رشته ای همزیست پوشیده شده است که کمولیتوتروف می باشند اگرچه این باکتریهای همزیست خارجی مثل باکتریها ی همزیست روی صدف وحلزون وکرم لوله ای نیستند . ازنظرتغذیه ای )
ولی برای کرم پمپی منابع غذایی خوبی می باشند محققان دریافتند که این کرم ها باخروج ازلوله خود به طور مستقیم از کلنیها ی اطراف کرم تغذیه می کنند .
مکانیسم مقاومت به حرارت درکرم پمپی به درستی مشخص شده است .
ولی حضورزیاد این قبیل حیوانات مقاوم به حرارت نشان می دهد که ساختار سلولهای یوکاریونی بیش از آنچه فکر می شود به حرارت مقاوم می باشد .
پیشنهادی که ارائه شده است این است که یوکاریوتهای مقاوم به حرارت از نظر تکاملی .
برآوردحیات میکروبی دردمای بالادرطبیعت
تلاش برای تشریح حیات ونقش محدودکنندگی دمابه ارزیابی رشد باکتریای روی برجهای فعال آتشفشانی درکف اقیانوسها برمی گردد .
به این منظور باظروفی ازجنس تیتانیوم از این مناطق نمونه گیری وجهت مطالعه وچگونگی کلنیزه شدن آنها مورد بررسی قرارمی گیرد .این باکتریها رادردمای 125 تا 140 درجه قادریم جداسازی کنیم . سطوح بادمای بالا مثل 200درجه بالاتر هیچ میکروارگانیسمی رانشان نمی دهد . تابه حال این باکتری های که جداشده رانتوانسته اند روی محیط های مصنوعی کشت دهند . مدارکی دال بر احیا بیولوژیک سولفات در آبهای داغ دریا ورسوبات در دمای
C 130یافت شده است مجوعاً این نتایج می گویند که حد دمای بالا برای زندگی میکروبی مثل دمای بالاتراز دمای رشد باکتریهای ترموفیل است مثل pyrolobusfumarii که دردمای 113 رشد کرده ولی احتمالاً تازیر c150 رشد می کند .
بررسی مفاهیم :
منافذ وجریانات گرمای پدیده است که براثر فعالیت آتشفشانی درعق دریاها رخ می دهد ومیزان زیادی مواد معدنی که به عنوان منابع انرژی برای استفاده باکتریهای کمولیتو تروف مورد مصرف قرارمی گیرد ، رابه آب دریا وارد می کند .
این با کتریها باتثیت co2 موادآلی بوجودمی آوردند واتوتروف های اعماق زیاد آب های داغ می باشند . ودر ابتدای زنجیره ساده غذایی حیوانات این مناطق قرا رمی گیرند وبیشتر از فتوتروف ها ازنظر تولید انرژی دراین مناطق اهمیت دارند .
· چگونگی تمایز درجریان black smocker وجریانات گرمای گرم راازنظر فیزیکی وشیمیایی تشریح کنید ؟
· کرم های لوله ای غول پیکر چگونه تغذیه می کنند ؟
· دلیل اینکه موجودات زنده می توانند دردمای بیش از c 100 رشد کنند چیست ؟
روش پيشنهادي اندازه گيري پروتئين ادرار 24 ساعته
روش پيشنهادي اندازه گيري پروتئين ادرار 24 ساعته
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مقدمه :
اساس اندازه گيري پروتئين در ادرار به صورت كمي و نيمه كمي و كيفي بر پايه روشهاي ايمونوشيمي، كدورت سنجي و شيميايي با استفاده از نوارهاي تشخيصي مي باشد. در اين ميان روش كدورت سنجي به علت ساده و مقرون به صرفه بودن در آزمايشگاهها كاربرد بيشتري دارد. با توجه به تحقيقات انجام شده در آزمايشگاه رفرانس (2) روش TCA با استفاده از طول موج 405 نانومتر براي سنجش مقادير كم پروتئين بعنوان روش انتخابي معرفي مي شود.
نكات مورد توجه در معرفي روش پيشنهادي عبارتند از :
ضمناً در بررسي روشها، عوامل كيفي شامل صحت، دقت، محدوده اندازه گيري، خطي بودن و يكنواختي نتايج در استفاده از كاليبراتورهاي متفاوت تعيين گرديده و سپس روش اصلح انتخاب شده است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
اساس آزمايش
در اين روش پروتئين ادرار توسط تري كلرواستيك اسيد 12.5% رسوب داده مي شود. كدورت ايجاد شده متناسب با مقدار پروتئين (آلبومين و گلبولين) موجود در ادرار است. غلظت پروتئين رسوب داده شده با در نظر گرفتن غلظت اسيد، دما و زمان سپري شدن بين اضافه كردن اسيد تا ايجاد رسوب پروتئين محاسبه مي گردد.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
جمع آوري نمونه
در اين آزمايش مي توان از ادرار بصورت انتخابي (Random) استفاده كرد ولي ادرار 12 يا 24 ساعته ترجيح داده مي شود. البته نمونه ادرار 12 يا 24 ساعته بايد بدون افزودن ماده نگهدارنده جمع آوري شده و در تمام مدت نمونه گيري، ظرف حاوي نمونه در محل خنك نگهداري شود. براي جمع آوري بايد از ظرف تميز و عاري از آلودگي استفاده نمود و به بيمار آموزش داده شود كه براي جمع آوري ادرار 24 ساعته، از ساعت 8 صبح تا 8 صبح روز بعد تمامي نمونه هاي پس از ساعت 8 بطور كامل جمع آوري شده ولي ادرار ساعت 8 صبح روز اول جمع آوري نگردد. بايد توجه نمود كه اگر اندازه گيري پروتئين ادرار در مدت 48 ساعت پس از نمونه گيري انجام نمي شود، مي توان نمونه را خوب مخلوط كرده و پس از تعيين حجم نمونه، بخشي از آن را تا روز انجام آزمايش در فريزر نگهداري نمود.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
طرز تهيه TCA 100% ذخيره :
توجه: به علت حالت خورندگي TCA بايد تهيه محلول با احتياط و با محافظت از چشمها و دستها انجام گيرد و پس از پايان كار ظروف مورد استفاده كاملاً شسته شوند.
175ml آب مقطر ديونيزه شده را به يك ظرف حاوي 500g از TCA اضافه مي كنيم. درب ظرف را بسته و به آرامي تكان مي دهيم تا كاملاً حل شود. سپس تمام مواد را به طور كامل به يك بالن 500ml حجمي منتقل مي كنيم و حجم كل را به 500ml مي رسانيم. براي انحلال كامل طي مدت 24 ساعت، محلول راگهگاه با عمل چرخش مخلوط مي نمائيم.
محلول TCA 100% را در يك ظرف تيره و در دماي اتاق نگهداري مي كنيم. اين محلول براي 12 ماه پايدار است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
طرز تهيه (765 mmol/l) TCA 12.5%
با استفاده از پيپت حجمي 25 ميلي متري، مقدار 25ml از محلول TCA100% را به بالن ژوژه200 ميلي ليتري منتقل مي نماييم و با استفاده از آب مقطر حجم آن را به 200ml مي رسانيم. محلول حاصله را كاملاً مخلوط كرده و در ظرف شيشه اي تيره در دماي اتاق نگهداري مي نماييم. اين محلول در دماي اتاق به مدت يك ماه پايدار است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
كنترل :
از سرم كنترلهاي تجاري به عنوان كنترل استفاده مي گردد (رقتي برابر1/300 با استفاده از سرم فيزيولوژي تهيه مي شود).
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
استاندارد :
براي آزمايشهاي روتين (روزانه) از سرم كنترلهايي ترجيحاً با ارزش مرجع مانند precipath و Bioradو precinorm مشابه استفاده مي شود. براي انجام كار ابتدا غلظت پروتئين اين سرم كنترلها را به مقداري كه امكان وجود آن در ادرار است مي رسانيم. (براي رقيق كردن از سرم فيزيولوژي استفاده ميشود)
لاز به ذكر است ك اين روش تا 500mg/L خطي ميباشد، بنابراين نمونه ها اعم از ادرار و استاندارد بايد طوري رقيق شود كه غلظت پروتئين موجود در آنها حداكثر 500mg/L باشد.
توجه: از يك نوع نمونه كنترل نمي توان همزمان بعنوان كنترل و استاندارد استفاده نمود.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
روش كار
1 - 10 ml از ادرار مورد آزمايش را سانتريفوژ نموده سپس با استفاده از نوار ادراري پروتئين آن را بررسي مي كنيم و نتيجه را ثبت مي نماييم. اگر غلظت پروتئين بيش از 1+ بود نمونه ادرار را قبل از شروع آزمايش با سرم فيزيولوژي رقيق ميكنيم. (نمونه هاي 1+ تقريباً به نسبت 1/50 و نمونه هاي 2+ تقريباً 1/10 و نمونه هاي 3+ تقريباً 1/15 رقيق مي شوند). اگر نيتريت ادرار مثبت باشد، مي بايد بيمار را براي نمونه گيري مجدد با رعايت شرايط نمونه گيري راهنمايي نموده و در صورت تكرار آلودگي نمونه، بيمار جهت مشاوره و لزوم بررسي نتايج كامل ادرار و احتمالاً درخواست كشت به پزشك معرفي گردد.
2 - براي هر آزمايش (نمونه، كنترل و استاندارد) دو لوله در نظر مي گيريم (يكي به عنوان بلانك و ديگري به عنوان آزمايش)
3 - 1.6ml از نمونه ادرار، استاندارد و كنترل را در لوله هاي مربوطه ريخته و سپس 0.4ml از محلول TCA12.5% به همه لوله ها اضافه مي نماييم. به آرامي لوله ها را مخلوط كرده (بهتر است سرلوله ها را با پارافيلم مسدود نموده و با واژگون كردن لوله ها آنها را مخلوط نماييم).
دما در اين مرحله مؤثر بوده و مي بايد بين 23 تا 27 درجه سانتي گراد باشد.
لوله هاي بلانك را بعد از مدت 20 دقيقه به مدت 10 دقيقه با دور 1500 سانتريفوژ مينماييم.
لوله هاي آزمايش را بعد از 35 دقيقه كاملاً مخلوط نموده و جذب نوري آنها را در طول موج 405 يا 450nm در مقابل مايع رويي بلانك مربوطه بدست مي آوريم.
رعايت زمان 35 دقيقه براي اين آزمايش ضروري مي باشد.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
محاسبه :
mg/24h پروتئين = ضريب رقت نمونه * حجم ادرار 24 ساعته (ميلي ليتر) * F * جذب نوري آزمايش
= فاكتور(F)
ارزش استاندارد
-----------------------
OD استاندارد
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
دامنه مرجع
با توجه به توانائي اين روش براي سنجش مقادير كم پروتئين (حدود 25 ميلي گرم در ليتر پروتئين و بيشتر)، از اين روش مي توان براي غربالگري وضعيت كليوي جمعيتهاي مستعد به بيماري كليوي مانند مبتلايان به ديابت در راستاي بررسي ميكروپروتئينوري استفاده نمود.
در افراد سالم مقدار دفع پروتئين تام تا 150mg/L در ادرار طبيعي مي باشد.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نكات قابل توجه :
* كدورت حاصله از اضافه شدن TCA به ادرار به دليل وجود آلبومين و گلبولين مي باشد.
* هر نمونه بايد در مقابل بلانك مربوط به خود اندازه گيري شود.
PH* قليايي و پيگمانهاي ادرار باعث ايجاد نتايج مثبت كاذب مي شود.
* دفع پروتئين در ادرار به طور دائم ثابت و مشخص نمي باشد و در دوره هاي24 ساعته تغيير قابل ملاحظه اي دارد. بنابراين براي اندازه گيري پروتئين دفع شده بهتر است از ادرار 24 ساعته استفاده نمود.
* ممكن است بين نتايج بدست آمده از روش كدورت سنجي TCA و بررسي ادرار توسط نوارهاي ادراري تفاوت وجود داشته باشد. مشاهده نتايج منفي يا مقادير كمي پروتئين با نوار ادراري و نتيجه مثبت با روش TCA به طور همزمان ممكن است به دلايل زير باشد :
وجود پروتئين Myeloma (گاما گلبولين و پروتئين بنس جونز) در ادرار.
نمونه هاي غير هموژن به علت استفده از داروهاي خاص مانند Tolmetin و داروهاي ضدالتهاب كه در درمان آرتريت روماتوئيد استفاده مي شود. متابوليتهاي اين داروها مي تواند باعث ايجاد نتايج مثبت كاذب شود.
Reference:
1 - CLINICAL CHEMISTRY / LAWRENCE A.KAPLAN 1989 P: 1062-1064.
2 – TIETZ TEXTBOOK OF CLINICAL CHEMISTRY 1992 P: 717-722.
مراحل مختلف رشد اووسيت در ماهي
مقدمه
محيط هاي آبي شور وشيرين، بيش از 20000 گونه از ماهيان استخواني را در خود جای داده است. پراكنش وسيع گونه هاي ماهي بيان كنندة اين مطلب است كه استراتژي هاي مختلفي براي توليد مثل آنها وجود دارد. بسياري از اطلاعات موجود در زمینه ی تكامل تخمدان در ماهيان استخواني مربوط به تعداد كمي از گونه ها مي باشد؛ كه بسياري از آنها از لحاظ اقتصادي حائز اهميت هستند.
بيشترين گروه مطالعه شده ی اقتصادي ،در بین آزاد ماهيان Salmonids) ) قرار دارند. آزاد ماهيان مورد مطالعه شامل سالمون پسفيك (Oncorhynchus spp)، سالمون آتلانتيك(Salmo salar)، گونه هايي از قزل آلا، چار(Salvelinus spp.) و سفيد ماهي (Coregonus spp.) مي باشد. تيلاپيا (Tilapia spp.)، كپور (Cyprinus spp.)، گربه ماهي (Claria spp.) از گونه هايي هستند كه بيشترين مطالعات را از گونه هاي تجاري آب شيرين ، غير از آزاد ماهيان به خود اختصاص داده اند.
گونه هايي از ماهيان دريايي كه نحوة تكامل و رشد تخمك آنها مورد بررسي قرار گرفته شامل :
پليسplaice (Pleuronectes platessa)،
فلاندر زمستاني (Pseudopleuronectes americanus )،
هاليبوت (Hippoglossus hippoglossus) ،
باس دريايي (Dicentrarchunus labrax) ،
سيم دريايي (Sparus auratus ) ،
ماكرل (Scombber scomber ) ،
كاد (Gadus morhua ) مي باشد.
مراحل مختلف رشد اووسيت
در ماهيان استخواني ، تعدادي از بافت ها را به عنوان منشا اووسيت معرفی کرده اند. اين بافتها شامل لومينال اپيتليوم و بافت پيوندي استروما، زير لومينال اپيتليوم مي باشد. همچنين ديوارة تخمدان رابه دو لاية داخلي و خارجي تقسيم كرده اند؛ كه لاية خارجي را tunica albuginea و لاية داخلي را اپيتليوم زاينده germinal epithelium مي نامند. tunica albuginea حاوي بافت پيوندي و فيبرهاي ماهيچه اي صاف مي باشد. كانالهاي خوني نيز در كناره هاي ديواره وجود دارد. اپتليوم زاينده نيز شامل دو لايه است كه در مراحل مختلف تكاملي تخمك نقش دارد.سلولهاي فوليكول سوماتيكي ( گرانولوزا) منشا مزانشيمي يا اپتليومي دارد.اگرچه منشا اصلي آن در همة مهره داران ، سلولهاي ژرمينال مي باشد؛ كه از تقسيم شدن سلول هاي ژرمينال اصلي در طول اولين مرحله جنين سازي بوجود مي آيند .در بيشتر مهره داران تكثير اين سلول های ژرمينال باعث بوجود آمدن جمعيت اصلي اووگونيا مي شود ؛كه تعداد آنها در تخمدان جنينی و لاروي مشخص مي باشد. در بسياري از مهره داران قبل از اينكه ماده ها به رسيدگي جنسي و فعاليت توليد مثلي برسند. اووگونيا وارد مرحلة اووژنز يا دژنره شدن مي شود. بنابراين تعداد محدود اووگونيا در بسياري از رده هاي مهره داران فاكتور محدود كننده در طول فعاليت توليد مثلي گونه مي باشد. اگرچه ماهيان استخواني ( و آمفبين ها) بر خلاف همه ی مهره داران ، تقسيم اووگونيا در تخمدان بالغ استمرار وتقسيم ميوزي آنها ادامه مي يابد. اووسيت ها در طول زندگي جاندار تشكيل مي گردد . بنابراين در ماهيان استخواني محدوديتي براي تعداد اووسيت هايي كه در تخمدان مي تواند توليد شود ، وجود ندارد. اووگونيا در ماهيان استخواني بطور معمول قطري كمتر از 10 ميكرون دارد.
همانطوري كه ماهي ماده رشد مي كند ، سلول اووگونياي تخمدان نيز ازدياد پيدا كرده و تكامل مي يابد و تبديل به اووسيت مي گردد؛ كه بطور رايج به آن تخمك مي گويند. مرحلة مهم، تقسيم اول ميوزي است كه نتيجة آن كاهش تعداد كروموزوم ها به نصف مي باشد. روند تقسيم ميوزي به چند مرحله در تكامل تخمك تقسيم مي شود و تنها در هنگام لقاح كامل مي گردد.
تكامل اوليه تخمدان و ساختمان داخلي آن بطور وسيعي كاركردي از اندازة بدن مي باشد.
مباحث مربوط به مراحل اصلي تكامل اووسيت در ماهي توسط Wallace وSelman (1981 ) بيان شده است:
مرحله 1 از تكامل اووسيت شامل تكامل ساختمان سلولي پايه، از قبيل افزايش رشد هسته و ظهور هستك هاي متراكم و ارگانهاي داخل سلولي، مانند كورتيكول آلوئل ،كه در زمان لقاح نقش مهمي را بازي مي كند، مي باشد. مقداری پروتئين سنتز شده در اووسيتِ در حال تكامل وجود دارد كه به این پدیده ويتلوژنز درونزا مي گويند. دو لايه سلولي، تك و گرانولوزا تكامل مي يابد و اووسيت را به شكل فوليكول پوشانده و در بقيه ی مراحل رشدي، آن را حمايت مي كنند. سلول تك و گرانولوزا نقش توليد استروئيدهاي توليد مثلي را بر عهده دارند. در پايان مرحلة 1، اووسيت داراي ديوارة مشخصي هستند كه مانند روكشي آنرا در بر گرفته است.
در مرحلة2 پروتئين زرده سنتز و جذب تخمك مي شود( ويتلوژنز). اين پروتئين مواد غذايي مورد نياز براي تكامل جنين را فراهم مي كند. ويتلوژنز حاصل واكنش متقابل هيپوفيز قدامي در مغز ، سلول فوليكول ، كبد و تخمك مي باشد. هيپوفيز قدامي هورمونهايي كه گنادوتروپين مي گويند را توليد کرده و به جريان خون رها مي كنند. گنادوتروپين ها مستقيما باعث تحريك سلول تك و گرانولوزا براي توليد استروژن ها مي شوند. اين استروژن ها به خون رها شده و باعث تحريك كبد براي توليد ويتلوژنين مي شود. ویتلوژنین سازنده پروتئين زرده تخمك مي باشد. این ماده به داخل خون ترشح و توسط گيرنده هاي خاص موجود در اووسيت جذب مي شود. ويتلوژنين توسط فرايندي تبديل به پروتئين زرده شده و براي جنين ذخيره می گردد. ويتلوژنز طولاني ترين مرحله ی رشد اووسيت بوده و نياز به ورود مواد غذايي بالايي مي باشد. مواد غذايي مي تواند مستقيما از غذا يا از ذخيرة ماهيچه بدن و چربي تامين شود. اگر مقدار ناكافي پروتئين زرده در اووسيت ذخيره شود، لاروهاي توليدي از اين تخمك ها تكامل نمي يابند و در مرحلة داخل تخم يا لارو داراي كيسة زرده دچار مرگ و مير بالا می شوند.
در مرحله 3 از تكامل اووسيت ، رسيدگي كامل تخمک، تحت تاثیر هورمونهاي استروئيدي (پروژسترون) انجام می شود .اين مرحله ،مرحله نهائي از تكامل تخمک بوده و نياز به 24-72 ساعت دارد. برای انجام تخم ریزی این مرحله باید بطور کامل انجام پذیرد . در طول اين مرحله ، هستـه تخمك از مركز به سمت كناره هاي تخمك مهاجرت مي كند و تقسيم ميوزي دوباره از سر گرفته می شود؛ اما قبل از كامل شدن تقسیم، دوباره متوقف مي گردد .در این هنگام غشا محاط كننده هسته ناپديد مي شود ايــن فرآيند را اصطلاحا شكست و يزيكول ژرمينال مي گويند . بسته به گونه هاي مختلف جذب آب در طول رسيدگي( Maturation) انجام مي گيرد .بدین خاطر ،در اين مرحله، در ناحية شكم ماهيان بر آمدگي ديده مي شود. در زمان کامل شدن رسیدگی، تحت تاثیر پروستاگلاندین ها، اووسیت از فولیکول خارج می گردد.
مرحلة 4 تخمك گذاري مي باشد؛ كه بايد در فاصلة كوتاهي از رسيدگي انجام گيرد ؛ در غير اين صورت تخمك فوق رسيده خواهد شد . تخم ريزي نياز به محيط مناسب يا فاكتور نهايي براي بروز رفتار تخم ريزي مي باشد. اين شرايط شامل طول روز ، دماي آب و اثر متقابل بين جنس نر و ماده مي باشد .
منبع: سيد مرتضي ابراهيم زاده
دانش آموخته ي دانشگاه تربيت مدرس-مقطع كارشناسي ارشدsm_ebrahimzadeh@hotmail.com
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
منابع
1- ابراهيم زاده، سيد مرتضي، نحوه ي رشد و تكامل اووسيت در ماهيان استخواني، سمينار دوره ي كارشناسي ارشد، دانشگاه تربيت مدرس ، 1382
2-Grier J., Uribe M. C., Parenti L. R., Germinal Epithelium,Folliculogenesis, and Postovulatory Follicles in Ovaries of Rainbow Trout,Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792)(Teleostei, Protacanthopterygii, Salmoniformes). JOURNAL OF MORPHOLOGY 268:293–310 (2007)
3- James, F.; Ronald, J. ;( 1988). Recent Advance in Aquaculture .Publ. Crom Helm Ltd. London. P: 63-82
4--Tyler, C.R.; Sumpter ;( 1996). Oocyte Growth and Development in Teleosts. Fish Biology and Fisheries.6: 287-318
