باکتری شناسی عمومی( میکروبیولوژی Microbiology ) |بهنرین گفتار درمانی گفتارتوان گستر 09121623463 بهترین کلینیک تخصصی گفتاردرمانی کرج

باکتری شناسی عمومی( میکروبیولوژی Microbiology ) |بهنرین گفتار درمانی گفتارتوان گستر 09121623463

میکروبیولوژی علم معرفی، شناسایی، تشخیص و تعیین هویت اجرام ذره بینی یا Animal cule یا میکروارگانیسم ها Micro-organisms است . میکروارگانیسم ها اجسام ذره بینی است که از محدوده دید انسان خارج اند .

به کمک چشم غیر مسلح در حالت عادی اجرام کمتر از 1mm را نمی توان دید. میکروارگانیسم ها (اجرام ذره بینی) در این محدوده اند . با این تعریف باکتری ها (Bacteria) تک یاخته ها (protozoa)، قارچ ها (fungi) ، ویروس ها(virus) در محدوده میکروارگانیسمها قرار می گیرند . به همین دلیل در رشته میکروبیولوژی، واحدهای مختلفی برای شناخت موجودات بالا وجود دارد .

باکتری شناس روی میکروارگانیسم هایی که به صورت پروکاریوت هستند و ( بیشتر آنها )می توانند در محیط های سنتتیک رشد کنند و کلنی های برخی از آنها اندازه های دارند که می توان با میکروسکوپ های نوری معمولی ببینیم کار می کند، باکتری ها جمعیت بزرگی را شامل می شوند .باکتری ها در مکان های مختلفی وجود دارند از حفرات خارجی بدن (مثل گوش) تا حفرات داخلی(GI)، آب های گرم ، اعماق دریا ،مکان هایی که موجودات عالی هستند یا نیستند و …با توجه به تنوع زیستگاهی باکتری ها ؛ تنوع جمعیتی، تغذیه ای، شرایط زیستی ، … برای باکتری ها لازم است . برای مثال باکتری هایی که در کناره آتشفشان زندگی میکنند با باکتری که در دمای º37 بدن زندگی می کنند از نظر تغذیه ای ، شرایط زندگی و … متفاوت هستند .

کارما به عنوان دامپزشک کار کردن روی باکتری است . تک باکتری بی ارزش است . جمعیت می تواند صور مختلفی داشته باشد عمدتا به صورت مخلوط mixel culture است (کشت مخلوط) . ما در طبیعت یا بدن انسان ،با جمعیت مخلوطی از باکتری ها مواجه هستیم . در جمعیت مخلوطی از باکتری ها مطالعه نتیجه مطلوبی نخواهد داشت.سعی ما در روند عملیات این است که از mixed culture به pure culture برسیم (جمعیتی از یک نوع باکتری یا کشت آکسنیک Axenic culture ) .

یکی از ابزار برای رسیدن به این هدف استفاده از ابزار استاندارد و سترون (نازا) است . سترون کردن یا sterilization روش یا حالتی است که درون شی ء ، ماده یا محل هیچ نوع جرم زنده ای وجود نداشته باشد برای اینکه به سترونی برسیم از دو روش های مختلفی استفاده می کنیم:

1) اولین روش استفاده از حرارت است.(ساده ترین و قابل دسترس ترین و اولین روش ).

حرارت را به دو صورت استفاده می کنیم :

الف : حرارت خشک

ب : حرارت مرطوب

الف ) حرارت خشک : با استفاده از دستگاه المنت ایجاد حرارت می کنند . ابزار و مواد مقاوم به حرارت را درون دستگاه می گذاریم (ابزار را پس از شست وشو وخشک کردن، درون دستگاه می گذاریم ) انتقال حرارتی در این روش کم است در نتیجه لازمه این روش حرارت بسیار زیاد است . در این روش ابزار و مواد را در درجه حرارت بالای º170 به مدت 90 دقیقه برای از بین بردن میکروارگانیسم ها درون دستگاه قرار می دهیم .نام این دستگاه “تنور پاستور” است .

ب) حرارت مرطوب : در دستگاه خاصی به نام اتوکلاو (Autoclave) ایجاد می شود . دستگاهی است که باید کاملاً استاندارد باشد . داخل این دستگاه منبع ایجاد کننده حرارت وجود دارد وآب را به بخار تبدیل می کند وقتی آب به بخار تبدیل شد و هوای دستگاه اشباع از بخار شد فشاری معادل 15 پوند را ایجاد می کند .درجه حرارت که ایجاد می شود 121-120درجه سانتی گراد است.ابزار و مواد را به مدت 15 دقیقه در این فشار ودرجه حرارت می گذارند تا استریل شوند. اما این دستگاه حتما باید استاندارد باشد زیرا فشار زیادی ایجاد میکند و اگر استاندارد نباشد و سوپاپ اطمینان نداشته باشد فشار تولیدی آن برای تخریب یک ساختمان کافی است .نمونه خانگی اتوکلاو دیگ های زودپز خانگی است .

درجه حرارت های بالا سبب تخریب مواد حساس به حرارت می شود .علت عمده استفاده ازاین درجه حرارت بالا برای ازبین بردن مقاوم ترین شکل حیات است . مقاوم ترین شکل حیات در باکتری ها به شکل spore یا هاگ دیده می شود . باکتری ها به دو صورت زندگی می کنند :

فرم Vegetatie حساس
Spore هاگ

فرم اول دردمای ºc 70 – 60 از بین می رود اما فرم دوم مقاوم به بسیاری از مواد از جمله حرارت است. این فرم باکتری ها می توانند آب جوش را به مدت 2 ساعت تحمل کنند. در یخ های سیبری چند میلیون سال عمر کند و در خاک عمرش به 50 سال نیز می رسد .

2) روش تندالیزاسیونtyndalization : این روش توسط تندال Tyndoll برای سترون سازی مواد حساس به حرارت استفاده کرد . در این روش مواد حساس به حرارت را در حرارت زیر º100 (حدود 98 درجه) طی سه روز به مدت 30 دقیقه حرارت می دهند . این عمل باعث می شود تا اسپور ها طی دو روز تبدیل به فرم حساس یا vegetative شود و نهایتاً این فرم حساس به حرارت طی روز آخر از بین می رود .این روش تنها در صورتی موثر است که ماهیت محیط و شرایطی که در فواصل حرارت دادن وجود دارد طوری باشد که موجب شود کلیه هاگ ها جوانه بزنند و اگر تعلیق باکتری ها در مایع غیر غذایی باشد این روش موثر نیست چون هاگها جوانه نمی زنند . این روش برای از بین بردن باکتریهای هاگ دار بی هوازی و یا باکتریهای هاگ دار گرما دوست که در حرارت کمتر از 50- 55 درجه سانتی گراد رشد نمی کنند مساعد نیست.

در مورد فرآورده های لبنی مثل شیر از روش دیگری برای از بین بردن میکروارگانیسم ها استفاده می شود . شیرسبب انتقال بیماری هایی مانند تب مالت ، سل(عامل سل موجود در شیرمایکوباکتریوم بویس است ) ، سالمونلا ، لیستریا ومایکوباکتریوم پاراتوبرکلوزیس عامل بیماری یون در گاو وعامل بیماری کرونر در انسان می شود.

3)پاستوریزاسیون: روشی که برای از بین بردن اجرام بیماری زا در شیر استفاده می شود .شیر را به دو صورت پاستوریزه می کنند :

الف : Low tempreture holding method (LTH) : شیر را در درجه حرارت ºc 63 به مدت 30 دقیقه قرارمی دهند .اصطلاحاً شیر را در درجه حرارت کم و مدت زمان زیاد پاستوریزه می کردند .این روش قبلاً استفاده می شد .

ب : Hight tempreture short time (HTST): شیررا امروزه در درجه حرارت cº73- 72 به مدت 15 ثانیه در دستگاه های خاصی پاستوریزه می کنند .در این روش برخی از آنزیمهای باکتری از جمله لیپاز را غیرفعال می کند و از این طریق و کاهش تعداد اجرام، کیفیت نگهداری شیر را بالا می برد . اما به کمک این روش همه باکتری ها از بین نمی روند . باکتری های مقاوم به حرارت غیر بیماری زا در شیر باقی می مانند، در نتیجه ماندگاری شیرکم می شود . شیری که فقط پاستوریزه شده باشد 4 -3 روز بیرون از یخچال بسته به درجه حرارت محیط می تواند سالم باقی بماند.با افزایش زمان و افزایش درجه حرارت محیط ، باکتری ها با تولید اسید موجب لخته شدن شیر می شوند . از این روش در مورد برخی از سایر مایعات بیولوژی استفاده می شود

4) استریلیزاسیون : برای افزایش ماندگاری شیر از روش استریلیزه کردن استفاده می شود . در این روش شیر را به مدت 4 -3 ثانیه در درجه حرارت cº130 حرارت می دهند. با این روش تمام میکروارگانیسم های موجود در شیر از بین می روند . به این نوع شیر ها ، شیر های neated ultra می گویند اما در این روش ویتامین ها و برخی پروتئین های شیر از بین می روند .

پاستور برای رد نظریه خود به خودی آزمایشی را انجام داد که طی آن دو مقدار آبگوشت را درون ظروفی با گردن خاص ( ظرف گردن قویی) ریخت (گردن مارپیچ این ظروف سبب رسیدن هوا می شد) سپس یکی از دو ظرف را حرارت داد . نتیجه این بود که میکروارگانیسم هایکه سبب فساد می شدند در آبگوشت حرارت ندیده مشاهده شدند . ادوارد جنز با الهام از زنان شیرده مایکوبی آبله را ابداع کرد.همچنین جنر با توجه به کارهای پاستور از مواد ضدعفونی کننده برای ضدعفونی کردن ابزار جراحی و جای زخم ها استفاده کرد .

روش دیگری که برای استریل کردن نیز استفاده می شود . روش پالایش یا فیلتراسیون است. در مورد مایعاتی که حساس به حرارت هستند و در صورت اتوکلاو کردن حالت فیزیکی وشیمیایی خود را از دست می دهند از این روش استفاده می کنیم .

فیلترهای مختلفی در طول زمان استفاده شده مثل پالا یا فیلتری که توسط پاستور تهیه شده بود .پالای ساندز، پالای برک فلد. اما پالایی که الان زیاد استفاده می شودMili pore (میلی پور) است که مانند ورقه کاغذ است ، از ترکیبات سلولز ساخته می شود که دارای روزنه ها یاpore هوایی است قطر آنها اندازه های متفاوتی دارد از 23 هزارم میکرون تا 14میکرون قطر روزنه ها متفاوت است . برای استریل کردن مایعاتی که کاربرد باکتری شناسی دارد و به محیط های کشت اضافه میکنیم از پالاهایی استفاده می کنیم که قطر روزنه هایش معادل قطر کوچکترین باکتری باشد .البته در جلوگیری از عبور اجسام از این فیلتر ها علاوه بر قطر عوامل دیگری هم نقش دارد .به همین دلیل در آزمایشگاه های میکروب شناسی معمولا از فیلتر های 22/0 میکرون استفاده می شود .اکثر باکتری ها از این فیلتر عبور نمی کنند بغیر از مایکوپلاسماها(mycoplasma) که باکتری های بدون جدارقابل انعطافی هستند و ممکن است از این روزنه ها عبور کنند(از فیلترهای 45/0 میکرون استفاده می شود ) . ویروس ها از پالاها عبور می کنند ( قبلا ویروس ها را عامل پالایش پذیر می گفتند.) به همین دلیل در فیلتراسیون مواد حساس بخصوص در تهیه واکسن ها ، فرآورده های مورد استفاده انسان باید دقت زیادی شود .

موادی که برای واکسن های انسانی ودامی استفاده می کنیم ، سرم هایی که به محیط کشت اضافه می کنیم باید عاری از مایکوپلاسماها و ویروس ها باشند . یا فرآورده های خونی که در سازمان انتقال خون تهیه می شود اگر از پالایش استفاده نشود می تواند ویروس ها را منتقل کند. الان از روش های اشعه دادن برای پالایش استفاده می کنند تا این عوامل پالایش پذیر را از بین ببرند .

روش دیگر استفاده از مواد شیمیایی است در مورد ظرف پلاستیکی می توانیم از حرارت استفاده کنیم ونمونه ها مثل تخم مرغ ، برای ضدعفونی کردن فضاها هم می توان از مواد شییمیایی استفاده کرد .

یکی از این مواد که در کارخانه تولید سرنگ استفاده می شود ، اکسید اتیلن است. نقطه جوش آن 10 تا 11 درجه ،ارزان قیمت،به صورت گاز در می آید و در ضدعفونی کردن سرنگ ها وسرسوزن ها استفاده می شود. ترکیب دیگری به نام بتاپروپیولاکتون هم برای ضدعفونی کردن استفاده می شود .

ماده گازی شکل دیگر ازن ( ) است که برای ضدعفونی کردن تخم مرغهای که وارد ماشین جوجه کشی می شود استفاده می شود و باعث ضدعفونی کردن پوسته تخم مرغ می شود . فرمالین و پرمنگنات در مرغداری ها برای ضدعفونی فضای مرغداری استفاده می کنند .

ضدعفونی کردن یعنی ازبین بردن عفونت ها اما استریل کردن یعنی از بین بردن همه عوامل چه عفونت زا و چه غیر عفونت زا.

از روش های دیگر تزریق به حیوانات آزمایشگاهی است . برای تشخیص باکتری ها از محیط کشت ، خواص بیوشیمیایی، خواص بیماریی زایی می توانیم استفاده کنیم . فرضیه کخ اصولش بر پایه بیماری زایی تجربی در حیوانات است .اجرامی که مدل حیوانی مناسب داشته باشند کار با آن ها آسان تر است مخصوصا اگر حیوان آزمایشگاهی در دسترس باشد اما در بقیه موارد دسترس به حیوانات سخت تر است. مثلا اگر عامل بیماری در میمون باشد کار روی آن سخت تر و غیر دسترس تراست .علاوه بر این باکتری هایی دارند که در محیط آزمایشگاهی رشد نمی کنند ازجمله عامل بیماری سفیلس(syphilis)که عامل آن treponema pallidum است .سفیلس یک بیماری مقاربتی است و در آزمایشگاه برای نگه داری آن باکتری را به بیضه خرگوش تزریق کرده و نگه دارند . همچنین عامل جزام یا Mycobacterium Lepraeکه در آزمایشگاه رشد نمی کند ، انگل اجباری است و مدل حیوانی برای این باکتری Armadillo است که شبیه مورچه خوار است .

از روش های دیگر استفاده از آزمایشات سرم شناسی است .راه تشخیص جداسازی عامل بیماری است .

راه دیگر بررسی وارزیابی تأثیر عامل روی بدن است . وقتی باکتری وارد بدن می شود بدن میزبان از خود دفاع می کند . دفاع بدن در تقابل باکتری به اشکال مختلفی آشکار می شود که در ایمنی شناسی به آن خواهیم پرداخت .یکی از نشانه ها برای دفاع علیه عامل بیماری زا، تولید پادتن یا آنتی بادی (Antibody) است . می توانیم از طریق دفاع بدن بیماری را بشناسیم .

آزمایشات آگلوتیناسیون (Agglutination )، آزمایشات رسوبی (precipitation)، آزمایشات الایزا(ELISA)، فلوروسنت آنتی بادی (پادتن های درخشان FA). از روش های دیگر میکروبیولوژی که برای تشخیص وشناخت باکتری ها استفاده می شود،

باکتریوفاژ یا ویروس باکتری. باکتریوفاژها یا فاژ ها ویروس هایی هستند که می توانند میزبان باکتریایی خود را ازبین ببرند . بعد از تکثیر در باکتری آن را نابود کنند . در محیط کشت نشانه این تخریب را به صورت پلاک های شفاف می بینیم . از فاژها برای طبقه بندی بروسلاها،سالمونلاها، استافیلوکوک ها می توان استفاده کرد .

فاژتایپینگ(phagetyping) که قبلا یک روش بسیار مفید برای ردیابی منشاء عفونت ها بود والان هم استفاده می شود . روش دیگر که همواره کاربرد دارد ، بررسی ساختار های مورفولوژیک و همین طور ساختار های داخلی ،مولکولی و پادتنی یا آنتی ژنی اجرام باکتری است . برای جزئیات ساختمانی باید از میکروسکوپ استفاده کنیم .انواع مختلفی از میکروسکوپ وجود دارد :

1- Bright field microscope ساده ترین نوع: میکروسکوپ زمینه روشن

2- Dark field microscope میکروسکوپ زمینه تیره

3- Phase contrast miroscope میکروسکوپ فاز کنتراست

4- Fluorescence microscope میکروسکوپ فلئورسنس

5- Confocalscaning laser microscope (CSLM)

اشعه استفاده شده ازجنس لیزر است، با این که بزرگنمایی 1000 برابراست اما با استفاده ازعلم میکروالکترونیک وعلم فیزیک و رنگ های فلوروکروم از این میکروسکوپ برای بررسی ساختارهای یاخته ای ، واکنش های بین آنتی ژن وآنتی بادی در پاتولوژی ، سرطان شناسی و … استفاده زیادی می کنند . این میکروسکوپ توانایی ایجاد تصویر به صورت سه بعدی را دارد و می تواند مقاطع را لایه لایه مورد بررسی قرار دهد . بطوری که کار میکروسکوپ را به خواندن کتابی بدون باز کردن تشبیه کرد . با استفاده از آن تصویر زیبا با رنگ های مختلف از نمونه ها تهیه می کنند. در میکروسکوپ CSLM نقطه کانونی شی و تصویر با استفاده از لیزر مشابه است و به همین دلیل تصویر بسیار واضح است.

6- .Electron microscope 6-1) Transmission Electron microscope (TEM (

با روش های خاص نمونه تهیه میشود و می توان با این میکروسکوپ قسمت های داخلی یاخته ها را مورد بررسی قرار دهد مثل دستگاه گلژی و…

6-2) Scaning Electron microscope (SEM)

سطوح را مورد مطالعه قرار می دهند . سطوح باکتری ، ویروس و انگل با بزرگنمایی بالا نشان می دهد . از این میکروسکوپ در زمین شناسی برای مطالعه ساختمان سنگ ها و کریستال ها استفاده می شود .

7- Scaning probe microscope

8- Tunneling probe microscope

9- Atomic force microscope

این میکروسکوپها با تکنولوژی بالا توانایی بزرگنمایی حدود صد میلیون برابر را دارند. در این میکروسکوپ ها برای بزرگ کردن شی ء نمونه باید به عدسی ، لنز یا الکترود این میکروسکوپ ها نزدیک شود . لنز یا الکترود این میکروسکوپ ها از یک اتم استفاده می شود. از آن برای دیدن اتم ها در عناصر مختلف استفاده می کنند . همین طور در بیولوژی برای دیدن مولکول های DNA از این میکروسکوپ ها استفاده می شود . در علم نانوتکنولوژی از این میکروسکوپ ها برای جابه جایی اتم ها ، ایجاد ساختار های نانو، و… استفاده می شود . مقیاس نانو مقیاس بسیار کوچکی است .

1cm 10^-2m

1mm 10^-3m

1μm 10^-6m

1nm 10^-9m

1Aº 10^-10m

1pm 10^-12m