معلومة

2.6: التمثيل الغذائي وعلم وظائف الأعضاء وخصائص نمو Cocci - علم الأحياء

2.6: التمثيل الغذائي وعلم وظائف الأعضاء وخصائص نمو Cocci - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الأيض

مثل الحيوان أو النبات ، تشتمل حياة البكتيريا على روتين يومي لآلاف التفاعلات الكيميائية ، العديد منها مخصص لتفكيك (تقويض) الركائز لاستخراج الطاقة أو مواد البناء. مصطلح "التمثيل الغذائي" هو تعبير يستخدم لوصف جميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية.

تعتمد البكتيريا على الإنزيمات في الكيمياء الحيوية ، تمامًا مثل أنواع الخلايا الأخرى. بالنسبة للبكتيريا ، فإن الإنزيمات اللازمة للتفاعلات الأيضية هي إما أنزيمات داخلية تعمل داخل الخلية ، أو أنزيمات خارجية يتم إنتاجها داخل الخلية ثم يتم نقلها إلى الخارج حيث تسهل عملية الهضم الأولي للركائز عالية الوزن الجزيئي التي لا تمر بسهولة من خلالها غشاء الخلية.

ينتج عن كل هذه الكيمياء إنتاج الجزيئات الحيوية والنفايات ، والتي تفرز الخلايا الكثير منها في البيئة المحيطة. يوفر لنا اكتشاف وتحديد المنتجات الكيميائية الحيوية لعملية التمثيل الغذائي طريقة لمعرفة المزيد عن القدرات الفسيولوجية والنمو للبكتيريا ، كما يمنحنا طريقة للتمييز بين الأنواع و / أو تحديدها.

في بيرجيس كتيب، الكتاب المرجعي النهائي للبكتيريا ، تستند تحديدات الهوية أو المجموعة التصنيفية إلى العديد من المعايير. عادة ما يكون تفاعل صبغة جرام هو المعيار الأول ، يليه الخصائص الكيميائية الحيوية مثل التنفس الهوائي أو اللاهوائي ، تخمر السكريات المختلفة ، تدهور البروتينات والأحماض الأمينية ، والأحداث الخلوية الأخرى. يمكن الكشف عن الوسطاء أو المنتجات النهائية لهذه الأنشطة الأيضية المتنوعة عن طريق إجراء فحوصات كيميائية حيوية على ثقافة بكتيرية. توفر نتائج هذه الاختبارات ملفًا كيميائيًا حيويًا ، أو "بصمة" ، يمكن استخدامها لتصنيف أو حتى التعرف على الأنواع البكتيرية. يمكن أن توفر نتائج الاختبارات المعملية أيضًا نظرة ثاقبة لعلم وظائف الأعضاء وما هو مطلوب لتشجيع ودعم نمو البكتيريا.

كان أحد أهداف Koch and Pasteur والعديد من شركائهم هو تطوير طرق لعزل وتحديد مسببات الأمراض كسبب لمرض يصيب الإنسان. على الرغم من أن قيود هذا النهج أصبحت معروفة الآن ، إلا أن الأساليب التي تم تطويرها خلال فترة العصر الذهبي لا تزال مستخدمة على نطاق واسع في البحث وفي مختبرات الأحياء الدقيقة السريرية. من العينات السريرية ، تخضع المزارع المعزولة لمجموعة من اختبارات بصمات الأصابع المورفولوجية والكيميائية الحيوية ومقارنتها بالنتائج المعروفة. وبهذه الطريقة ، من الممكن تحديد البكتيريا المسببة للأمراض وتمييزها عن الكائنات الحية الدقيقة التكافلية المفيدة عادة.

الرئيسيةالتقييم المورفولوجي للعزلات البكتيرية

تشمل البكتيريا التي سوف نفحصها في هذا المختبر أنواعًا من أجناس مختلفة. العنقوديات, المكورات الدقيقة, العقدية, المكورات المعوية, و النيسرية. على المستوى الخلوي ، السمة الوحيدة المشتركة بينهم جميعًا هي التشكل الخلوي - جميعهم من الكوتشي. ومع ذلك ، فإنها تختلف في العديد من الخصائص الأخرى.

يجب أن يحصل المتطوع من مقعد المختبر الخاص بك على ثقافات من معلمك ، الذي سيزودك بأسماء الأنواع. اكتب الاسم و BSL لكل من الثقافات أدناه:

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

مورفولوجيا المستعمرة

على الرغم من وجود أوجه تشابه ، إلا أن البكتيريا التي سنقوم بفحصها في هذا المختبر لها اختلافات ملحوظة ، بدءًا من ظهور مستعمراتها. بالنسبة للبكتيريا المدرجة في الجدول أدناه ، اختر نوعًا واحدًا من كل جنس أدناه لمراقبته ، ووصف التشكل الاستعماري للبكتيريا في الجدول أدناه. لاحظ أنه حتى ما قبل عقد من الزمان تقريبًا ، العقدية و المكورات المعوية تم اعتبارها جزءًا من نفس الجنس وهي متشابهة جدًا فيما يتعلق بالتشكل الخلوي والاستعماري.

البكتيريامورفولوجيا المستعمرة
المكورات العنقودية الرمية
ميكروكوكس لوتس
المكورات المعوية البرازية

صبغة غرام والتشكل الخلوي

على المستوى الخلوي ، جميع البكتيريا التي سننظر إليها في هذا المختبر لها نفس التشكل ، ولكن هناك اختلافات كبيرة في تفاعل صبغة جرام ، وحجم الخلية ، والترتيبات الخلوية. تساعد هذه الاختلافات على استهداف جنس معين لعينة بكتيرية.

قم بإعداد مسحات من البكتيريا الثلاثة التي قمت بفحصها (أعلاه) وصبغها بالجرام. انظر أيضًا إلى شريحة ملطخة بالجرام مُعدة من النيسرية السيلان (العامل المسبب لمرض السيلان STD) ووصف ما تراه في الجدول أدناه.

البكتيريا (اكتب اسم النوع) نتائج صبغة الجرام (التفاعل ، التشكل ، والترتيب) المكورات العنقودية _________________ (ممثلة أيضًا لغيرها المكورات العنقودية spp.) Micrococcus luteus (ممثل أيضًا للآخرين المكورات الدقيقة spp.) Enterococcus faecalis (ممثل لكليهما المكورات المعوية و العقدية spp.) النيسرية البنية (لا توجد ثقافة لهذا - شاهد الشريحة المعدة)

علم وظائف الأعضاء وخصائص النمو

تتطلب زراعة البكتيريا في المزرعة مراعاة احتياجاتها الغذائية والجسدية. يتم تفكيك الطعام ، الذي يتم توفيره في وسائل الإعلام ، بواسطة الخلايا واستخدامه للطاقة وبناء الكتلة الحيوية. على عكس الخلايا حقيقية النواة ، تمتلك البكتيريا خيارات عندما يتعلق الأمر بتوليد الطاقة ، والتي لا تعتمد فقط على نوع الجزيئات العضوية في الطعام ولكن أيضًا على توفر الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون من أجل التنفس.

التنفس هو المسار الذي تتأكسد فيه الجزيئات العضوية بالتتابع لتجريد الإلكترونات ، والتي تترسب بعد ذلك مع مستقبل الإلكترون النهائي. على طول الطريق ، يتم تصنيع ATP. بالنسبة للعديد من أنواع البكتيريا ، يعمل الأكسجين كمتقبل نهائي للإلكترون في التنفس. من اللافت للنظر أن الأكسجين ليس دائمًا شرطًا للتنفس. بالنسبة للبكتيريا التي تعيش في بيئات بلا هواء ، قد تحل متقبلات الإلكترون البديلة محل الأكسجين.

على عكس غالبية حقيقيات النوى ، تمتلك البكتيريا خيارات عندما يتعلق الأمر بصنع ATP. يولد التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي ATP عن طريق التناضح الكيميائي ، وقد تخمر بعض البكتيريا أيضًا السكريات ، على الرغم من أن الأكسدة ليست كاملة وتترك الطاقة وراءها. المنتجات الكيميائية الثانوية والمنتجات النهائية لهذه المسارات قابلة للاكتشاف وتعمل كأساس للعديد من الاختبارات الكيميائية الحيوية التي يتم إجراؤها لتحديد البكتيريا.

التخمير والتنفس اللاهوائي هما عمليتان لاهوائيتان - مما يعني أنه لا يوجد أكسجين مطلوب لإنتاج ATP. تمتلك بعض البكتيريا القدرة (بمعنى أنها تنتج الإنزيمات المناسبة) لاستخدام أكثر من واحد ، أو حتى الثلاثة ، من هذه المسارات اعتمادًا على ظروف النمو.

بناءً على ما إذا كان الأكسجين مطلوبًا للنمو ، يمكن اعتبار البكتيريا إما هوائية أو لاهوائية. ومع ذلك ، نظرًا لأن بعض البكتيريا قد تستخدم أكثر من مسار واحد ، فهناك فئات إضافية تصف متطلبات الثقافة للأكسجين في الغلاف الجوي. الفئات الثلاث الرئيسية هي:

صارم ايروب—البكتيريا التي هي عبارة عن أيروبس صارمة يجب أن تنمو في بيئة بها الأكسجين. عادة ، تعتمد هذه البكتيريا على التنفس الهوائي كوسيلة وحيدة لصنع ATP ، لكن البعض قد يخمر السكريات أيضًا.

صارم اللاهوائية—تعيش هذه البكتيريا فقط في البيئات التي تفتقر إلى الأكسجين ، وتستخدم التنفس اللاهوائي أو التخمير للبقاء على قيد الحياة. بالنسبة لهذه الأنواع من الخلايا ، يمكن أن يكون الأكسجين مميتًا لأنه يفتقر إلى الدفاعات الخلوية الطبيعية ضد الإجهاد التأكسدي (الإنزيمات التي تحمي الخلايا من الجذور الحرة للأكسجين).

اختياري اللاهوائية- الناجون الأكثر تنوعًا هناك. تتمتع هذه البكتيريا عادةً بإمكانية الوصول إلى جميع المسارات الثلاثة المكونة لـ ATP ، جنبًا إلى جنب مع الإنزيمات اللازمة لحماية الخلايا من الإجهاد التأكسدي.

بالإضافة إلى ذلك ، تشمل الفئات المتداخلة:

Microaerophile—كما يوحي الاسم ، تفضل هذه البكتيريا البيئات التي تحتوي على الأكسجين ، ولكن بمستويات أقل من الظروف الجوية العادية. في كثير من الأحيان ، تحتاج الكائنات الدقيقة أيضًا إلى زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ويمكن تسميتها أيضًا الكابنوفيليس. تصنع هذه البكتيريا ATP عن طريق التنفس الهوائي وقد تخمر السكريات أيضًا في الهواء.

أيروتولرانت اللاهوائية- تصنع هذه البكتيريا ATP عن طريق التنفس اللاهوائي وقد تكون أيضًا مخمرة. ومع ذلك ، فهي "متسامحة" مع الأكسجين لأنها قد تمتلك دفاعات خلوية ضد الجذور الحرة للأكسجين.

يمكن استخدام الاختبارات التي تكتشف مكونات أو منتجات نهائية لهذه المسارات لتقييم فئة متطلبات الأكسجين الإجمالية للثقافة. توفر الاختبارات التالية المعلومات اللازمة لتقييم خاصية النمو هذه.

ال الكاتلاز اختبار يكتشف قدرة البكتيريا على إنتاج إنزيم يسمى الكاتلاز الموجود في الخلايا التي تعيش حيث يوجد هواء. تخلق التفاعلات الكيميائية المختلفة في مسارات نقل الإلكترون جذورًا خالية من الأكسجين ، وهي أنواع كيميائية تقوم بتكسير الإلكترونات ويمكن أن تتأكسد الجزيئات الحيوية في الخلايا وربما تتلفها. واحد من هؤلاء هو بيروكسيد الهيدروجين (H2ا2) ، ركيزة إنزيم الكاتلاز الذي يحول بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين. يتم إجراء اختبار الكاتلاز عن طريق خلط كمية صغيرة من مزرعة بكتيرية مع قطرة من بيروكسيد الهيدروجين على شريحة. إذا كانت البكتيريا تحتوي على إنزيم الكاتلاز ، فسيتم تقسيم الركيزة ، مما يؤدي إلى تكوين الماء والأكسجين الذي يتم ملاحظته على شكل فقاعات عند إطلاق الغاز (انظر الشكل 1). تشير نتيجة الاختبار الإيجابية إلى أن البكتيريا تعيش هوائيًا ، ومن المحتمل أن تنتج ATP عن طريق التنفس الهوائي. قد تكون التمارين الهوائية الصارمة ، اللاهوائية الاختيارية والميكروبات إيجابية لهذا الاختبار. اللاهوائية (الصارمة أو الهوائية) ستكون سلبية).

الشكل 1. اختبار الكاتلاز الإيجابي ، كما يتضح من إطلاق "فقاعات" من O2.

الشكل 2. الضوابط الإيجابية والسلبية لاختبار أوكسيديز. يتم عرض نتيجة اختبار إيجابية.

ال أوكسيديز اختبار يحدد البكتيريا التي تنتج أوكسيديز السيتوكروم أو الإندوفينول أوكسيديز ، وهي إنزيمات الأكسدة والاختزال في نظام نقل الإلكترون الذي ينقل الإلكترونات إلى الأكسجين. عادة ما يكون نظام السيتوكروم موجودًا فقط في الكائنات الهوائية التي تستخدم الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون في التنفس. هناك عدة طرق يمكن من خلالها إجراء هذا الاختبار ، ولكن من أبسطها استخدام نظام اختبار تجاري ، مثل اختبار BBL DrySlide Oxidase ، والذي يتكون من بطاقة مشبعة بكاشف كيميائي عديم اللون في حالته المختصرة ويتحول إلى اللون الأزرق الداكن عندما يتأكسد. تتبرع إنزيمات السيتوكروم أوكسيديز بالإلكترونات إلى الكاشف ، وتغير لون البطاقة من عديم اللون إلى اللون الأزرق لإجراء اختبار إيجابي (انظر الشكل 2). ستكون البكتيريا الهوائية ذات نظام نقل الإلكترون القائم على السيتوكروم (على غرار ما هو موجود في الميتوكوندريا للخلايا حقيقية النواة) إيجابية لهذا الاختبار.

ال نترات تخفيض اختبار يكتشف الأشكال المختزلة من النترات ، والتي تحدث عندما تستخدم البكتيريا النترات (NO3) كبديل للأكسجين (O2) أثناء التنفس. في الدورة البيوجيوكيميائية المعروفة بدورة النيتروجين ، يعتبر تقليل النترات الخطوة الأولى في سلسلة من التفاعلات التي يشار إليها مجتمعة باسم نزع النتروجين (الشكل 3).

الشكل 3. التفاعلات الكيميائية المتتابعة (التخفيضات) التي تحدث في دورة النيتروجين.

على نطاق النظام البيئي ، يقلل نزع النتروجين من مستويات أكسيد النيتروجين3 في التربة ويبطئ ترشيح هذه المادة في المياه الجوفية. من ناحية أخرى ، قد يؤدي نزع النتروجين إلى زيادة في النتروجين2O ، أحد "غازات الدفيئة" في الغلاف الجوي ويستنزف النترات من التربة ، مما يحرم النباتات والميكروبات الأخرى من هذه المغذيات المهمة. على المستوى الخلوي ، تقلل بعض البكتيريا النترات كبديل للأكسجين عندما تكون في بيئات ناقصة الأكسجين ، وبالتالي ، يمكن أن يكون تنفس النترات اختبارًا مفيدًا للتمييز بين الأنواع البكتيرية. يتم إجراء هذا الاختبار عن طريق استنبات البكتيريا إلى مرق النترات ، وهو وسيط يحتوي على طعام ومصدر للنترات متاح ليكون بمثابة متقبل نهائي للإلكترون (كبديل للأكسجين للبكتيريا اللاهوائية التي تتنفس).

يتم إثبات اختزال النترات عن طريق إضافة مواد كيميائية تتفاعل مع النتريت مع ملاحظة تطور اللون الأحمر ، والذي سيحدث إذا اختزلت البكتيريا النترات إلى نتريت. قد يعني عدم وجود تغيير في اللون بعد إضافة المواد الكيميائية إما أن البكتيريا لم تقلل من النترات على الإطلاق ، أو قد يعني أيضًا أن البكتيريا قللت بالكامل من النترات إلى N2 (نزع النتروجين). يمكن تمييز ذلك عن طريق إضافة الزنك إلى الثقافات التي لا تغير لونها عند إضافة الكواشف. ستؤدي الإلكترونات التي يتم التبرع بها بواسطة الزنك لاحقًا إلى تقليل أي نترات متبقية في المرق إلى نتريت ، وستصبح المرق حمراء - وبالتالي فإن الاختبار سلبي. إذا خفضت البكتيريا بالفعل كل النترات إلى أشكال أخرى غير النتريت ، فلن يحدث أي تغيير في اللون ، ويعتبر هذا اختبارًا إيجابيًا. يعد اختبار تقليل النترات الإيجابي مؤشرًا على نمط الحياة اللاهوائية.

ثلاثية سكر حديد هو وسط مائل ببيئتي نمو: الهوائية (على المنحدر) واللاهوائية (في "المؤخرة"). يحتوي الوسط على ثلاثة سكريات بتركيزات مختلفة ومؤشر الأس الهيدروجيني الذي يتحول إلى اللون الأصفر عند قياسات الأس الهيدروجيني أقل من 6.8 ، والأحمر أعمق عند قياسات الأس الهيدروجيني أعلى من 8.2. عادة ما تنتج البكتيريا التي تخمر نوعًا واحدًا أو أكثر من الأحماض كمنتج ثانوي ، لذلك يُلاحظ التخمير (كلاهما هوائي على المنحدر واللاهوائي في المؤخرة) كتغيير في لون الوسائط. يحدد الوسيط أيضًا الأكياس الهوائية الصارمة التي تنمو فقط على السطح المائل ، وكذلك البكتيريا التي تنتج H2S ، إما كطريقة لإنتاج ATP اللاهوائي باستخدام الكبريت أو الكبريتات كمستقبل نهائي للإلكترون ، أو نتيجة لانهيار البروتينات التي تحتوي على أعداد كبيرة من الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت (السيستين أو الميثيونين).

تم الإبلاغ عن نتائج هذا الاختبار على أنها ظهور ميل / مظهر المؤخرة ، باستخدام A للإشارة إلى تفاعل حمضي (اللون الأصفر) ، و K للإشارة إلى تفاعل قلوي ، و NC للإشارة إلى عدم وجود تغيير في الوسط. ح2S (تم اكتشافه على أنه اسوداد في الوسائط) وإنتاج الغاز (CO2) كمنتج ثانوي للتخمير يتم الإبلاغ عنها أيضًا إذا لوحظ (انظر الشكل 4).

كمثال ، وللتدريب ، يتم توفير التفسير والنتائج لاختبارات TSI الأربعة الموضحة في الجدول أدناه. لاحظ أن العديد من التفاعلات المحتملة الأخرى قد تحدث أيضًا ، لذا فإن التفسير الصحيح لهذا الاختبار مهم.

الشكل 4. نتائج TSI التي تنتجها الثقافات البكتيرية المختلفة.

الجدول 1. TSI تفاعلات مبين في ال الثقافات في شكل 4, من عند اليسار إلى حق.
حصيلةترجمة
السيطرة غير الملقحةلمقارنة الألوان مع العينات الملقحة
ك / نورث كارولايناالتنفس الهوائي (أحمر غامق على المنحدر) فقط. البكتيريا هوائيات صارمة.
أ / أ ؛ غازتخمير السكريات الثلاثة باستخدام أول أكسيد الكربون2 أنتجت. البكتيريا هي اللاهوائية الاختيارية.
ك / ا ؛ ح2سالتنفس الهوائي (أحمر داكن على الميل) ، تخمر الجلوكوز (حمض فقط في المؤخرة) ، التنفس اللاهوائي (أسود في المؤخرة). البكتيريا هي اللاهوائية الاختيارية.
ك / االتنفس الهوائي (أحمر داكن على المنحدر) ؛ تخمر الجلوكوز (حمض فقط في المؤخرة). البكتيريا هي اللاهوائية الاختيارية.

كيف تفسر نتيجة انحراف TSI ، الذي يتم وصف مظهره أدناه؟

مظهر خارجيالنتيجة والتفسير
الميل هو لون أحمر غامق ، والمؤخرة صفراء مع تشقق ملحوظ وظهور فقاعات.

بعد إثبات إجراءات التلقيح والاختبار ، قم بإجراء هذه الاختبارات على البكتيريا المدرجة في الجدول ، وسجل النتائج أدناه:

البكتيرياكاتالازأوكسيديزتخفيض النتراتTSI
المكورات العنقودية (المذهبة أو البشرة)
المكورات الدقيقة لوتس
المكورات المعوية البرازية

لكل بكتيريا ، حدد ما إذا كانت نتائج الاختبار توفر دليلًا على التنفس أو التخمر الهوائي أو اللاهوائي ، وبيان سبب توصلك إلى هذا الاستنتاج. بعد ذلك ، بناءً على ملاحظاتك ، حدد فئة النمو المنطقي المتعلقة بالأكسجين لكل منها.

المكورات العنقودية ______________ (اكتب في الأنواع التي اختبرتها) اذكر الدليل من نتائج الاختبار الذي يشير إلى أن البكتيريا تستخدم هذا المسار. إذا لم يكن هناك دليل ، فاكتب "لا شيء".

التنفس الهوائي
التنفس اللاهوائي
التخمير

فئة متطلبات نمو الأكسجين _______________________________________________

ميكروكوكس لوتساذكر الدليل من نتائج الاختبار الذي يشير إلى أن البكتيريا تستخدم هذا المسار. إذا لم يكن هناك دليل ، فاكتب "لا شيء".
التنفس الهوائي
التنفس اللاهوائي
التخمير

فئة متطلبات نمو الأكسجين _______________________________________________

المكورات المعوية البرازيةاذكر الدليل من نتائج الاختبار الذي يشير إلى أن البكتيريا تستخدم هذا المسار. إذا لم يكن هناك دليل ، فاكتب "لا شيء".
التنفس الهوائي
التنفس اللاهوائي
التخمير

فئة متطلبات نمو الأكسجين _______________________________________________

الرئيسية التفرقة بين الأنواع البكتيرية على أساس الخصائص المظهرية

جميع البكتيريا "المتطوعين" المستخدمة في هذه التجربة موجودة في Bergey’s Group 17 (cocci إيجابي الجرام). من منظور طبي ، يعتبر البعض من مسببات الأمراض الأولية أو الانتهازية ، والبعض الآخر غير مسببات الأمراض. للتمييز بين الكوتشي في هذه المجموعة ، يمكن تطبيق الخصائص الاستعمارية والخلوية الأولية جنبًا إلى جنب مع أنماط النمو ، كما هو موضح في المفتاح ثنائي التفرع في الشكل 5.

الشكل 5. مفتاح ثنائي التفرع للتمييز بين موجب الجرام

التفريق من بين المكورات العنقوديةالنيابة.

هناك عدد كبير من الاختبارات المعملية التي تسهل التمايز بين الأفراد المكورات العنقودية النيابة. ثقافات ثلاثة أنواع من المكورات العنقودية تم توفير. تسمح الاختبارات التالية بتمييز هذه الأنواع عن بعضها البعض. لاحظ أن فترة الحضانة بين عشية وضحاها مطلوبة لاستكمال هذه الاختبارات.

تجلط الدم اختبار للتمييز س. المذهبة من المكورات العنقودية الأخرى

المكورات العنقودية المذهبة من المعروف أنه يسبب عدة أنواع من الأمراض للإنسان بالإضافة إلى الأمراض المنقولة بالغذاء. قد ينتج التسمم الغذائي بالمكورات العنقودية عن تناول طعام ملوث إما بالبكتيريا أو السم المعوي المستقر للحرارة الذي تنتجه البكتيريا.

س. المذهبة تختلف عن معظم الأنواع الأخرى من المكورات العنقودية على أساس قدرتها على إنتاج إنزيم تجلط الدم ، الذي يحفز تكوين جلطة الدم ، جنبًا إلى جنب مع مستضدات سطح الخلية الأخرى مثل البروتين أ.التكتل عامل. " يمكن تحديد تجلط الدم وعامل التكتل باستخدام الاختبارات المعملية ، وفي المختبر السريري يتم إجراء هذا الاختبار بشكل روتيني عندما يتم عزل الكوتشي الموجب للجرام وإيجابي الكاتلاز من العينات السريرية.

بسبب الأهمية السريرية ، تتوفر مجموعات تجارية للكشف عن نشاط تجلط الدم في الثقافات البكتيرية. أحد هذه الأدوات هو Staphaurex ، وهو اختبار سريع لاكتشاف عامل التكتل والبروتين A المرتبط به المكورات العنقودية المذهبة. تشتمل المجموعة على محلول من الخرز الأبيض المطلي بالفيبرينوجين و IgG ، وبطاقات تفاعل خاصة تجعل تكتل الحبيبات واضحًا. عند مزجها مع الكاشف ، تحفز المكورات العنقودية الموجبة للتخثر الحبيبات على تكوين كتل كبيرة بسرعة ، والتي يمكن رؤيتها بسهولة على خلفية البطاقة السوداء. يجب تفسير درجة التكتل من قبل المراقب ، وسيتم توضيح ذلك في المختبر.

الشكل 6. صفيحة أجار ملح مانيتول مع ثقافات إيجابية وسلبية لتخمير المانيتول.

مانيتول ملح أجار: هذا هو وسيلة انتقائية للمكورات العنقودية وغيرها هالوتوليرانت البكتيريا لأن تركيز الملح العالي (7.5٪) يثبط نمو البكتيريا المعرضة لتأثيرات الإجهاد التناضحي. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الوسط على مانيتول ، وهو ركيزة قابلة للتخمير لبعض البكتيريا ، وحمض الفينول كمؤشر للحمض. بالنسبة للبكتيريا المقاومة للهالوت التي يمكن أن تنمو على هذا الوسط ، من الممكن أيضًا تحديد ما إذا كانت تخمر المانيتول أم لا ، من خلال البحث عن تغيير اللون من الأحمر إلى الأصفر في الوسط. يتم إجراء الاختبار عن طريق وضع البكتيريا على سطح لوحة MSA والاحتضان. تظهر النتائج الإيجابية (الجانب الأيسر) والسلبية (الجانب الأيمن) لتخمير المانيتول على لوحة MSA في الشكل 6.

انحلال الدم: من المعروف أن بعض البكتيريا تنتج إنزيمات تعمل على تكسير الدهون الفوسفورية وتتسبب في تمزق أغشية خلايا خلايا الدم الحمراء. ثم تقوم البكتيريا الانحلالية بكسح الهيموجلوبين المنطلق من الخلية ، عادةً للاستفادة من الحديد أو "عوامل النمو" الأخرى من داخل الخلية. يمكن ملاحظة انحلال الدم عن طريق تسليط البكتيريا على سطح لوحة آجار الدم (BAP) ، والتي تحتوي على خلايا الدم الحمراء السليمة. تُعد لوحة BAP الموضحة في الشكل 7 توضيحًا لانحلال الدم بيتا (انحلال الدم بيتا) ، ويُنظر إليها على أنها منطقة واضحة حول المستعمرات البكتيرية.

الشكل 7. انحلال الدم بيتا على آجار الدم.

يوضح الشكل 7 صفيحة BAP مع مستعمرات غير حالة للدم. يشار إلى هذا باسم انحلال الدم بيتا (انحلال الدم جاما). لم يظهر نمط انحلال الدم يسمى انحلال الدم ألفا (انحلال الدم ألفا) ، وهو ليس تحللًا حقيقيًا من حيث أن غشاء خلايا الدم الحمراء لم يتمزق ، ولكنه مجرد "كدمات". يتم تقليل الهيموغلوبين ، الذي يبقى في الغالب في الخلية ، إلى ميثيموغلوبين ، وهو لون أخضر يمكن رؤيته حول المستعمرات التي تنمو في BAP.

الشكل 8. انحلال الدم جاما (بدون انحلال الدم) على الدم أجار.

يوريس: العديد من البكتيريا لديها القدرة على تحلل اليوريا ، ويمكن لبعضها أن تفعل ذلك بسرعة أكبر من غيرها. هناك حاجة إلى إنزيم اليورياز ، الذي يحلل اليوريا إلى أمونيا (مادة أساسية) وثاني أكسيد الكربون2. يحتوي مرق اليوريز على اثنين من المحاليل - اليوريا وكمية صغيرة من الطعام وحمراء الفينول. يتم إجراء هذا الاختبار عن طريق تلقيح البكتيريا في مرق اليورياز والاحتضان. إذا كانت تنتج اليوريا بسرعة ، فإن اليوريا في المرق تتحلل بالماء وترفع الأمونيا درجة الحموضة في المرق. يتم الكشف عن هذه العملية من خلال مؤشر الأس الهيدروجيني الذي يتحول إلى اللون الوردي الغامق ، والذي يتم تفسيره على أنه اختبار إيجابي. يتم عرض نتيجة اختبار اليورياز الإيجابية (الأنبوب الأيسر) والسلبية (الأنبوب الأيمن) في الشكل 9.

الشكل 9. نتائج اختبار اليورياز الإيجابية والسلبية.

الحصول على مزارع من ثلاثة أنواع من المكورات العنقودية. بعد ذلك ، قم بإجراء كل اختبار من الاختبارات أعلاه وسجل النتائج في الجدول أدناه ، بما في ذلك ما تبدو عليه النتيجة (تغير اللون ، منطقة واضحة حول النمو ، إلخ) وتفسير النتيجة (إيجابية ، انحلال الدم ، إلخ.) . لاحظ أن جميع هذه الاختبارات تتطلب حضانة البكتيريا قبل إكمال الاختبار.

اختباربكتريا المكورة العنقودية البرتقاليةS. البشرةS. saprophyticus
تجلط الدم بواسطة Staphaurex
تخمير المانيتول
انحلال الدم
يوريس

من نتائج الاختبارات التي أجريتها على الثلاثة المكورات العنقودية spp. ، قم بتطوير مفتاح ثنائي التفرع (في المساحة الفارغة أدناه) يوضح كيف يمكن تطبيق هذه الاختبارات للتمييز بين الأنواع الثلاثة من المكورات العنقودية قمت باختبار:

الرئيسية التمايز بين أنواع العقديات

تعد المكورات العقدية المكونة للسلاسل من الأعضاء الشائعة في الكائنات الحية الدقيقة للثدييات وتسبب المرض أحيانًا. تعيش العديد من الأنواع في تجويف الفم والجهاز التنفسي العلوي ، بينما توجد أنواع أخرى في الجهاز الهضمي. من الناحية الفلسفية ، دفع هذان الموطنان المتنوعان علماء التصنيف إلى تقسيم المكورات العقدية التي تعيش في الجهاز الهضمي إلى جنس منفصل ، المكورات المعوية. تلك الأنواع التي تسكن الفم تبقى في الجنس العقدية. المكورات العقدية بشكل عام هي كائنات لاهوائية مقاومة للهواء ، ويمكن تمييزها عن الأنواع الأخرى من المكورات الموجبة للجرام بناءً على استجابتها السلبية لاختبار الكاتلاز.

البكتيريا في هذين النوعين لها العديد من الخصائص المشتركة. بسبب موطنها ، فإن المكورات المعوية تتحمل تركيزات أعلى من الصفراء. الصفراء عبارة عن مركب أصفر-أخضر يتكون من الأحماض الصفراوية والكوليسترول والفوسفوليبيد والصبغة بيليفيردين. يتم إنتاجه في الكبد ، وتركيزه وتخزينه في المرارة ، ثم إطلاقه في الاثني عشر بعد تناول الطعام ، حيث يعمل كمنظف بيولوجي يستحلب ويذوب الدهون للمساعدة في هضم الدهون. يمنح عمل المادة المنظفة للصفراء أيضًا نشاطًا قويًا مضادًا للميكروبات. وبالتالي ، للبقاء على قيد الحياة في مثل هذه البيئة ، لا تتحمل المكورات المعوية التأثيرات المضادة للميكروبات للصفراء فحسب ، بل تلعب أيضًا دورًا في التمثيل الغذائي الثانوي للصفراء في مضيفها.

الصفراء اسكولين أجار هو وسيط يستخدم لعزل والتعرف على المكورات المعوية. يحتوي هذا الوسط على أملاح الصفراء ، مما يجعله انتقائيًا للمكورات المعوية المقاومة للصفراء ، والإسكولين ، وهو مركب عضوي يمكن لبعض المكورات المعوية أن تتحلل كيميائيًا إلى الجلوكوز والإسكوليتين. تتحد المادة الأخيرة مع أيونات الحديديك في الوسط ، وتشكل معقدًا يحول كل من المستعمرات والمستعمرات المحيطة بها إلى اللون الأسود البني.

في المختبر السريري ، يتم تحديد العقديات المهمة طبياً عن طريق التصنيف المصلي في مجموعات Lancefield ، والتي ترتبط بأنواع انحلال الدم التي لوحظت عند نمو البكتيريا على ألواح آجار الدم. العقديات المجموعة أ ، مثل الممرضة العقدية المقيحة, هي انحلال الدم بيتا ، في حين أن المكورات المعوية من المجموعة د عادة ما تكون غير انحلالية (انحلال الدم بيتا).

بمجرد أن يتم إثبات الإجراء ، قم بتربية البكتريا الموجودة أدناه إلى صفيحة آجار الدم ولوحة أجار الصفراوية إسكولين وبعد الحضانة ، لاحظ الفروق بينهما. سجل النتائج أدناه.

بيل اسكولين آغارانحلال الدم على آجار الدم
الأبراج العقدية
المكورات المعوية البرازية

على ورقة منفصلة أدناه ، بناء مفتاح ثنائي التفرع لإظهار كيف يمكن استخدام الاختبارات التي أجريتها للتمييز بين أنواع الكوتشي المختلفة التي جربناها في هذا المعمل.

الجدول 2. ملخص من اختبار أساليب.
اختبارطريقة
كاتالازنقل البكتيريا إلى الشريحة وإضافة H2ا2؛ مراقبة الفقاعات.
أوكسيديزتشويه البكتيريا لبطاقة أوكسيديز DrySlide ؛ راقب تغير اللون الذي يحدث في غضون 20 ثانية.
تخفيض النتراتنقل 2 مل من مرق النترات إلى أنبوب الثقافة المعقمة ، والتلقيح بالبكتيريا واحتضانها. بعد الحضانة ، أضف كواشف النترات A و B - الأحمر إيجابي. إذا لم يتغير ، أضف الزنك. الأحمر بعد الزنك يؤكد نتيجة سلبية.
TSIطعنة بعقب وميل خط من ميل TSI ؛ احتضان.
تجلط الدمضع قطرة من كاشف Staphaurex في دائرة على بطاقة الاختبار. أضف البكتيريا إلى القطرة واخلطها ؛ ثم هز البطاقة.
مانيتول ملح أجارتلقيح لوحة MSA واحتضانها.
انحلال الدم على آجار الدمتلقيح طبق آجار الدم واحتضانه
يوريسنقل 2 مل من مرق Urease إلى أنبوب الثقافة المعقمة ؛ تلقيح البكتيريا واحتضانها.
الصفراء اسكولينتلقيح لوحة BE واحتضانها.


شاهد الفيديو: عملية البناء الضوئي. شرح مختصر (قد 2022).