معلومة

سؤال حول تحمل الطفيلي الميكروي للأكسجين

سؤال حول تحمل الطفيلي الميكروي للأكسجين



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.

هل يعرف أحد ما هو التركيز الأقصى للأكسجين الذي يمكن أن يتحمله الطفيلي الجيارديا المعوية?


إجابة قصيرة: 50-60 ميكرومتر O2 على ما يرام 80 ميكرومتر سامة.

جيارديا لامبليا (الملقب ب الأمعاء) هو طفيلي معوي مجهري.

وفق:

لويد وآخرون (2000) سوط الميكرويروفيليس الجيارديا المعوية: الأكسجين ومنتجات تفاعله تهدم إمكانات الغشاء وتسبب السمية الخلوية. علم الأحياء الدقيقة 146: 3109 - 3118

تستعمر الجيارديا الأمعاء العليا ، وقد تم قياس تركيز الأكسجين هناك عند 60 ميكرومتر. عند تركيزات أكسجين تصل إلى 50 ميكرومتر ، يمكن للكائن الحي أن يسحب الأكسجين ؛ أعلى من 80 ميكرومتر من الأكسجين يثبط عملية إزالة الأكسجين. في هذه الورقة ، استخدم المؤلفون 10٪ هواء (ما يعادل 25 ميكرومتر من الأكسجين) لوصف سمية الأكسجين.

تم التحقق من مصدر حساسية الأكسجين من خلال:

Li and Wang (2006) أساس جزيئي محتمل لقابلية الجيارديا اللمبلية تجاه الأحياء الدقيقة الجزيئية للأكسجين 59: 202 - 211

يقترح هؤلاء المؤلفون أن إنزيم DT-diaphorase ، الذي تم اقتراحه سابقًا كعنصر من مكونات نظام إزالة السموم من الأكسجين ، يعزز تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية التي تؤدي إلى الموت. وهكذا وجدوا أن الإفراط في الإنتاج يزيد من الحساسية للأكسجين ، في حين أن الضربة القاضية تقلل من الحساسية. ومع ذلك ، فإن هذا العمل لا يستخدم ظروف ميكرويروفيليك الخاضعة للرقابة.


سؤال حول تحمل الطفيليات الدقيقة للأكسجين - علم الأحياء

الدورات الموصى بها: علم الأعصاب (بيول 386) ، بيولوجيا الخلية (بيول 280) أو علم المناعة (بيول 310)

أصبحت الخلايا الدبقية الصغيرة ، التي تراقب الجهاز العصبي المركزي ، مفهومة بشكل أفضل على مدى العقد الماضي ، حيث قمنا بتوثيق دور المستقبلات ووظيفة القناة الأيونية تدريجياً في عملها. راجع فهمنا الحالي لوظيفة القناة الأيونية في الخلايا الدبقية الصغيرة ، لا سيما في سياق وظائف الحماية العصبية للخلايا الدبقية الصغيرة.

Boucsein C. et al. مستقبلات Purinergic على الخلايا الدبقية الصغيرة: التعبير الوظيفي في شرائح الدماغ الحادة وتعديل تنشيط الدبقية الصغيرة في المختبر. يورو. J. نيوروسسي. 2003 17: 2267-2276.

مادري سي وآخرون. يتم تنظيم تشعب الخلايا الدبقية الصغيرة ، والمراقبة ، وإطلاق إنترلوكين -1 من خلال القناة ثنائية المسام K + قناة THIK-1. عصبون. 2018 97: 299-312.

Schilling T. Eder C. Microglial K + قناة التعبير في الفئران الصغيرة والكبيرة في السن. غليا. 2015 63: 664-672.

2. دور الافتراس (ديفيد هوغن إيتسمان)

الافتراس (يُعرَّف على نطاق واسع ليشمل التطفل والعدوى بمسببات الأمراض) هو قوة تنظيمية مركزية في العديد من النظم البيولوجية. يمكن أن تكون الحيوانات المفترسة جهات فاعلة قوية تؤثر على حجم تعداد الأنواع وتوزيعها ، وديناميكيات التغذية ، والاختيار الطبيعي. في النظام الذي تختاره ، راجع التأثيرات البيئية أو التطورية للافتراس.

الدورات الموصى بها: علم البيئة السكانية (Bio 352) ، أو بيئة النظام الإيكولوجي (Bio 321) ، أو الإيكولوجيا الزراعية (Bio 215) ، أو التطور (Bio 350)

باك ، جي سي ، وينشتاين ، إس بي ، ويونغ ، إتش إس. 2018. العواقب البيئية والتطورية لتجنب الطفيليات. الاتجاهات في علم البيئة والتطور 33: 619-632.

جاينور ، K.M. ، Brown ، J.S. ، Middleton ، A.D. ، Power ، M.E. ، and Brashares ، J.S. 2019. مشاهد الخوف: الأنماط المكانية لإدراك المخاطر والاستجابة لها. الاتجاهات في علم البيئة والتطور 34: 355-368.

Tomasetto ، F. ، Tylianakis ، J.M. ، Reale ، M. ، Wratten ، S. ، and Goldson ، S.L. 2017. الزراعة المكثفة تفضل المقاومة المتطورة للمكافحة البيولوجية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. 114: 3885-3890

Zhang، J. Qian، H.، Girardello، M.، Pellissier، V.، Nielsen، S.E.، and Svenning، JC 2018. تشكل التفاعلات الغذائية بين نقابات الفقاريات والنباتات أنماطًا عالمية في تنوع الأنواع. وقائع الجمعية الملكية ب- العلوم البيولوجية 285: 20180949

3. الأدوار غير القانونية للـ RNA (Rou-Jia Sung)

في العقيدة المركزية ، عادةً ما يُنزل الحمض النووي الريبي إلى الدور "الوسيط" بين الحمض النووي والبروتين. ومع ذلك ، فإن الحمض النووي الريبي (RNA) عبارة عن جزيء ضخم حيوي ديناميكي وغير عادي بشكل لا يصدق ، قادر على تبني أشكال ثلاثية الأبعاد معقدة تسمح له بالوصول إلى مجموعة متنوعة من الوظائف البيولوجية تتجاوز دوره الأساسي كتخزين مؤقت للمعلومات. تتراوح هذه الوظائف من التحفيز (الريبوزيمات) إلى التنظيم (المحولات الريبية ، والرنا غير المشفر ، والحمض النووي الريبي الدائري) والترانسكريبتوميكس (التعديلات الكيميائية على الحمض النووي الريبي)!

بالنسبة لهذا السؤال ، استكشف الدور غير القانوني للحمض النووي الريبي واعتبر الآلية (الآليات) الجزيئية والنتائج (على المستويين الخلوي والكائن الحي) التي يمكن أن تنتج عن هذه الوظيفة الجديدة.

الدورات الموصى بها: BIOL 380 أو CHEM 320 أو BIOL 280

لي ، إكس ، وآخرون. 2018. التكوُّن الحيوي ووظائف وتحديات الحمض النووي الريبي الدائري. الخلية الجزيئية ، 71: 428-442.

Roundtree ، IA ، وآخرون. 2017. تعديلات الحمض النووي الريبي الديناميكي في تنظيم التعبير الجيني. الخلية 169: 1187-1200.

قواطع ، RR. 2018. المحولات الريبية والتحكم في الترجمة. وجهات نظر كولد سبرينج هاربور في علم الأحياء ، 1-14.

توب ، إس وجاليفان ، جي بي. 2010. التطبيقات الناشئة لمحولات الريبوسات في البيولوجيا الكيميائية. البيولوجيا الكيميائية ACS ، 5 ​​(1): 139-148.

4. الخلايا البكتيرية (Raka Mitra)

تاريخياً ، قلل مجال بيولوجيا الخلية من أهمية العديد من جوانب الخلايا البكتيرية. في حين كان من المعروف أن الخلايا حقيقية النواة تحتوي على عضيات مرتبطة بالغشاء وبروتينات الهيكل الخلوي ومسارات مناعية فطرية ، إلا أن هذه الميزات لم يتم دراستها عادةً في البكتيريا. الآن ، نحن نعلم أن البكتيريا تصنع حويصلات لنقل المواد بين الأغشية. نحن نعلم أن البكتيريا توظف بروتينات مشابهة لأكتين وتوبيولين حقيقيات النوى. نحن ندرك أن البكتيريا لديها أنظمة دفاع ، مثل كريسبر ، من أجل حماية نفسها من الفيروسات.

اختر نظامًا تم دراسته جيدًا في الخلايا البكتيرية لاستكشاف الآليات التي تتحكم في هذه العملية على المستوى الخلوي والجزيئي والكيميائي الحيوي. قارن هذا النظام بالنظم حقيقية النواة المعروفة من أجل الكشف عن المفاجآت والأفكار الجديدة التي يمكن اكتسابها من خلال دراسة النظائر البكتيرية.

الدورات الموصى بها: بيولوجيا الخلية (BIO280) و / أو علم الأحياء الدقيقة (BIOL234)

هيل ، إف ، ريشتر ، إتش ، وونغ ، إس بي ، براتوفيتش ، إم ، ريسيل ، إس ، وشاربينتييه ، إي (2018). بيولوجيا CRISPR-Cas: الخلف والأمام. الخلية 172 ، 1239-1259.

تويوفوكو ، إم ، نومورا ، إن ، وإيبرل ، إل (2019). أنواع وأصول حويصلات الغشاء البكتيري. نات ريف ميكروبيول 17 ، 13-24.

Wagstaff ، J. ، and Lowe ، J. (2018). الهياكل الخلوية بدائية النواة: خيوط بروتينية تنظم الخلايا الصغيرة. نات ريف ميكروبيول 16 ، 187-201.

5. الحياة في الهواء أو الماء (مايك نيشيزاكي) [ستنصح DHE أيضًا بهذا السؤال]

بالنسبة للكائنات الحية التي تعيش في أي بيئة ، تقضي الحياة مغمورة في سائل ، سواء كان الهواء أو الماء. ليس من المستغرب أن ترتبط العديد من العمليات البيولوجية ارتباطًا وثيقًا بسلوك تلك السوائل (أي أنماط التدفق). على سبيل المثال ، تعمل البيئة السائلة كوسيلة مهمة تسهل التشتت (على سبيل المثال ، حبوب اللقاح واليرقات) ، وتنقل المغذيات والغازات (على سبيل المثال ، التمثيل الضوئي ، والتنفس ، والتكلس) ، وتفرض قوى فيزيائية تؤثر على شكل وحجم وسلوك الكائنات الحية . افحص كيف ترتبط التكيفات مع التدفق بالطريقة التي تستجيب بها الكائنات الحية للتغير البيئي ، بما في ذلك تغير المناخ.

الدورات الموصى بها: علم البيئة الفسيولوجي و / أو علم البيئة السكاني و / أو فسيولوجيا الحيوان البيئية

كومينز ، سي ، سيل ، إم ، ماسينت ، إيه ، سيرتيني ، دي ، ماستروباولو ، إي ، فيولا ، آي إم ، وأمب ناكاياما ، إن. (2018). تكمن حلقة دوامة منفصلة في تحليق الهندباء. الطبيعة ، 562 (7727) ، 414.

جايلورد ، ب. ، هودين ، ج. ، وأمبير فيرنر ، إم سي (2013). يحفز القص المضطرب الاستقرار في يرقات قنافذ البحر. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 110 (17) ، 6901-6906.

كاتيجا ، ك ، وأمبير دابيري ، ج.أو (2009). آلية محسنة اللزوجة لخلط المحيطات الحيوية. الطبيعة، 460 (7255) ، 624.

ماس ، ت. ، جينين ، أ ، شافيت ، يو ، جرينشتاين ، إم ، & أمبير تشرنوف ، د. (2010). يعزز التدفق عملية التمثيل الضوئي في ذاتية التغذية القاعية البحرية عن طريق زيادة تدفق الأكسجين من الكائن الحي إلى الماء. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 107 (6) ، 2527-2531.

Morgan، S.G، Shanks، A. L.، Fujimura، A.G، Reniers، A. J.، MacMahan، J.، Griesemer، C.D، Jarvis، M. & amp Brown، J. (2016). ديناميكا سورفزون كمحدد رئيسي للاختلاف المكاني في مجتمعات المد والجزر الصخرية. وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية ، 283 (1840) ، 20161017.

شيشيدو ، سي إم ، وودز ، إتش إيه ، لين ، إس جيه ، تو ، إم دبليو إيه ، توبالسك ، بي دبليو ، وأمب موران ، إيه إل (2019). العملقة القطبية وفرضية درجة حرارة الأكسجين: اختبار للحدود الحرارية العليا لحجم الجسم في البكنوجونيدات القطبية الجنوبية. وقائع الجمعية الملكية ب ، 286 (1900) ، 20190124.

ستوكينج ، J.B ، Laforsch ، C. ، Sigl ، R. ، & amp Reidenbach ، M.A (2018). دور الديناميكا المائية المضطربة وتشكل السطح في انتقال الحرارة والكتلة في الشعاب المرجانية. مجلة واجهة المجتمع الملكي ، 15 (149) ، 20180448.

Timerman ، D. ، & amp Barrett ، S.C (2018). اختيار متباين للخصائص الميكانيكية الحيوية للأسدية تحت التلقيح بالرياح والحشرات. وقائع الجمعية الملكية ب ، 285 (1893) ، 20182251.

6. العلاج المناعي وآليات العلاج بالخلايا التائية ذات مستقبلات المستضدات الوهمية (ديبي والسر كونتز)

تمت الموافقة على الخلايا التائية CAR (مستقبل المستضد الخيمري) لأول مرة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لدورها في علاج سرطانات الدم. ومع ذلك ، قد تكون خلايا CAR T شكلًا فعالًا من العلاج المناعي لرفض زرع الأنسجة ، أو المناعة الذاتية ، أو عدوى فيروس نقص المناعة البشرية. يمكن تنشيط خلايا CAR T لقتل الخلايا المستهدفة ، أو في حالة الخلايا التنظيمية CAR T ، لتثبيط الاستجابة.

استكشف جانبًا من العلاج الحالي للخلايا التائية CAR T ، مع التركيز على مسارات الإشارات ، وتنظيم التعبير الرئيسي لجزيء السطح ، وتحديات تحديد فعالية خلايا CAR T في الجسم الحي. يجب أن يشرح الملخص الخاص بك الآليات المناعية الأساسية المشاركة في تصميم ووظيفة خلايا CAR T ومعالجة دور وتأثير النمط الظاهري المحدد لخلايا CAR T ، والتغيرات الهيكلية في CAR ، واستنفاد الخلايا التائية.

الدورات الموصى بها: علم المناعة (بيو 310) أو علم الفيروسات (بيو 370)

Kansal، R. et al.، 2019. يعتبر استنفاد الخلايا البائية المستدام بواسطة خلايا CAR T المستهدفة لـ CD19 علاجًا فعالاً للغاية لمرض الذئبة الفأرية. علوم الطب الانتقالي 11.

ليك ، م. & أمبير.م.ماوس. 2019. خلايا CAR T خارج CD19 ، إقليم UnCAR-Ted. المجلة الأمريكية لأمراض الدم 94: S34-S41.

Wagner، T. 2018. ربع قرن من الخلايا التائية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية. تقارير فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز الحالية 15: 147-154.

تشانغ وآخرون. 2018. مستقبل المستضد الخيمري (CAR) Treg: نهج واعد للحث على التحمل المناعي. الحدود في علم المناعة 9: 1-8.

7. كسر التماثل (جينيفر وولف)

يعد إنشاء كل من المحاور الجنينية الأولية (الملصق الأمامي ، والظهرى البطني ، واليسار-الأيمن) مفتاحًا لبنية ووظيفة الكائنات الحية. يعد تكوين المحاور الأمامية والخلفية والظهرية البطنية الجنينية أمرًا بالغ الأهمية للبقاء على قيد الحياة في الأجنة المبكرة ، وقد تمت دراسته جيدًا من قبل علماء الأحياء التطورية لأكثر من قرن. على النقيض من ذلك ، فإن عدم التناسق على المحور الأيسر-الأيمن ، مثل حلقات الجهاز الهضمي والقلب و "التحكم في اليد" لبنى الجهاز العصبي ، يكون دقيقًا نوعًا ما ، مع أصولها الجزيئية والخلوية ، حتى وقت قريب ، أقل فهمًا جيدًا.

حدد نسيجًا أو عضوًا يُظهر عدم تناسق على المحور الأيسر-الأيمن ، وناقش كيف يساهم هذا التباين في وظيفته. وصف العمليات الجزيئية والخلوية التي يتطور من خلالها عدم التناسق ، متتبعًا مسارًا من التناظر الأولي الذي يخترق الأحداث اللاحقة مثل التشكل غير المتماثل ، وانقسام الخلايا ، والتعبير الجيني.

الدورات الموصى بها: BIOL240 أو BIOL280 أو BIOL342 أو BIOL368

Desgrange ، A. ، Le Garrec ، J.-F ، and Meilhac ، S.M. (2018). عدم التناسق بين اليسار واليمين في تطور القلب والمرض: تشكيل الحلقة اليمنى. تطوير 145 ، تطوير 162776-19.

دوبوك ، ف. ، دوفورك ، ب. ، بلايدر ، ب. عدم تناسق الدماغ: التطور والآثار. Annu. القس جينيه. 49 ، 647-672.

Grimes ، D.T. ، and Burdine ، R.D. (2017). النقش من اليسار إلى اليمين: كسر التناظر إلى التشكل غير المتماثل. الاتجاهات في علم الوراثة 33 ، 616-628.

ليفين ، إم ، كلار ، إيه جي إس ، ورامسديل ، إيه إف (2016). مقدمة للأسئلة الاستفزازية في عدم التماثل بين اليسار واليمين. فيل. عبر. R. Soc. ب 371 ، 20150399–7.

تشانغ ، إتش تي ، وهيراجي ، ت. (2018). كسر التناظر في جنين الثدييات. Annu Rev Cell Dev Biol 34 ، 405-426.

8. علم وظائف الأعضاء التناسلية (مات راند)

علم وظائف الأعضاء هو وسيط أساسي في النمط الظاهري التناسلي. الآليات التنظيمية للتكاثر من خلال محور الغدة النخامية - الغدة النخامية - الغدد التناسلية مفهومة جيدًا للفقاريات ، بما في ذلك البشر. ومع ذلك ، يجب أن يشمل الفهم الشامل لبيولوجيا التكاثر الآليات المسؤولة عن بداية ووقف الأحداث التناسلية ، سواء كانت نموذجية أو شاذة. المعلومات المتعلقة بكيفية بدء التكاثر أو إنهائها أو مقاطعتها بوسائل فسيولوجية طبيعية أو اضطرابات بيئية أو أمراض ، ليست مفهومة جيدًا.

اختر وظيفة أو شذوذًا في الإنجاب (مثل النضج الجنسي ، والإباضة المستحثة ، والحيض المبكر ، وسكون الغدد التناسلية في نهاية الموسم ، وانقطاع الطمث ، والعقم ، وانقطاع الطمث ، وانخفاض عدد الحيوانات المنوية ، وما إلى ذلك) ومراجعة الأدبيات الحالية في محاولة لفهم الفسيولوجية. الآليات التي تتوسط العينة التي اخترتها من النمط الظاهري التناسلي.

الدورات الموصى بها: فسيولوجيا الحيوان البيئي (252) ، علم وظائف الأعضاء البشرية (332) ، التكاثر البشري والجنس (101) ، و / أو نمو الحيوان (342)

Angelopoulou، E.، C. Quignon، L.J. Kriegsfeld، V. Simonneaux (2019) Fun Functions of RFRP-3 في التحكم المركزي في الإيقاعات اليومية والموسمية في التكاثر. Front Endocrinol (لوزان) 10183: 1-14.

هارت ، آر جيه. (2016) الجوانب الفسيولوجية لخصوبة الإناث: دور البيئة ونمط الحياة الحديث وعلم الوراثة. فيزيول القس 96: 873-909.

Leonardi، A.، M. Cofini، D. Rigante، L. Lucchetti، C. Cipolla، L. Penta، and S. Esposito (2017) The Effect of Bisphenol A on Puberty: A Critical Review of the Medical Literature. Int J Environ Res Public Health 141044: 1-20.


خلفية

الدبلوماسيون عبارة عن مجموعة متنوعة من حقيقيات النوى الطفيلية والحرة التي تحتل بيئات منخفضة الأكسجين. أفضل دبلوماسي تمت دراسته هو الطفيلي البشري الجيارديا instestinalis الذي يصيب سنويًا 280 مليون شخص في جميع أنحاء العالم [1]. يستعمر هذا الطفيلي غير الغازي المجهري الأمعاء الدقيقة العليا ويسبب مرض الجيارديا ، والذي يظهر في البشر كإسهال حاد يمكن أن يتطور إلى مرحلة مزمنة [2]. تتكون دورة الحياة من مرحلتين رئيسيتين: trophozoite ، مرحلة أعراض التكرار النشط ، والكيس ، المرحلة المعدية المقاومة بيئيًا التي تتساقط في براز المضيف [2 ، 3]. سلالة أخرى من الدبلوماسيين الطفيلية تشمل سبيرونوكليوس الأنواع المعروفة بأنها تصيب مجموعة واسعة من الحيوانات بما في ذلك الطيور والرئيسيات والفئران [4،5،6]. بعض سبيرونوكليوس تصيب الأنواع أنواع الأسماك حيث تسبب العديد من الأمراض (على سبيل المثال ، الآفات الجلدية ، فقدان الشهية ، الخمول ، سلوكيات السباحة غير الطبيعية ، والعزلة) التي تضر بتربية الأسماك الصحية ، وبالتالي فهي مصدر قلق متزايد لتربية الأحياء المائية العالمية وصناعات أسماك الزينة [7،8،9 ، 10]. "قاتل السلمون" سبيرونوكليوس سالمونيكيدا من المعروف أنه يصيب الجهاز الهضمي لسمك السلمون الأطلسي المستزرع ، وسلمون القطب الشمالي ، وسلمون شينوك (تمت المراجعة في [10]). سبيرونوكليوس يتسبب تفشي أسماك السلمون الأطلسي المستزرعة في أضرار جسيمة لاقتصاد الاستزراع المائي ، وقد تم حظر العلاج الوحيد لداء spironucleosis ، الميترونيدازول ، في أوروبا في أواخر التسعينيات [11] نظرًا لنشاطه المسرطنة [12]. لذلك ، فإن تطوير فهمنا الحالي لبيولوجيا هذا الطفيل يعد أمرًا ضروريًا لتطوير استراتيجيات العلاج البديلة ومنع دورات الانتقال.

ميزة واحدة تحدد سبيرونوكليوس الأنواع بصرف النظر عن G. المعوية، ومعظم الطفيليات المعوية الأخرى ، هي قدرتها على التسبب في التهابات جهازية. بينما دورة الحياة المعينة غير معروفة لـ S. salmonicida، يمكن توقع بعض التفاصيل من ملاحظات الأقارب المقربين. تم وصف الخراجات في البعض سبيرونوكليوس الأنواع [5 ، 13] ومع ذلك ، لم يتم الإبلاغ عن خصائص جزيئية رسمية. لذلك ، فإن الزناد وموقع التحفيز غير معروفين في السمكي سبيرونوكليوس محيط. قد يحدث التحفيز في القناة الهضمية ويخرج من المضيف عبر البراز مفضلاً نموذج انتقال برازي-شفوي. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يحدث التحفيز على الآفات الخارجية وبالتالي ينتقل بين الأسماك على اتصال وثيق ، ويفضل نموذج انتقال الجلد عن طريق الفم أو الجلد الخياشيم. وقد لوحظ وجود تروفوزويت في أمعاء وبراز وجلد وأعضاء وخياشيم الأسماك المصابة بـ سبيرونوكليوس وهي مرحلة الحياة الأولية التي تمت ملاحظتها في ظل ظروف المختبر [10 ، 14]. بمجرد دخولها إلى المضيف ، من المتوقع أن تتكاثر النواشط اللاجنسي في القناة الهضمية ، وفي بعض الحالات ، تغزو الغشاء المخاطي للمضيف لدخول مجرى الدم مما يؤدي إلى التهابات جهازية.

قدرة S. salmonicida للغزو والاستمرار في الأنسجة المؤكسجة بعد استعمار الأمعاء أمر مثير للاهتمام بشكل خاص نظرًا لأنه يُنظر إليه تقليديًا على أنه لا هوائي. في الواقع ، الدراسات الجزيئية S. salmonicida كشف عن مجموعة من الإنزيمات الحساسة للأكسجين المرتبطة عادةً باللاهوائية ، وبعضها يعمل في العضيات المرتبطة بالميتوكوندريا في S. salmonicida [15]. لقد فقدت هذه "الهيدروجينيات" تمامًا الفسفرة المؤكسدة وبدلاً من ذلك تعتمد بشكل حصري على الفسفرة على مستوى الركيزة لتوليد ATP [15]. يتأكسد البيروفات المشتق من الجلوكوز أو الأحماض الأمينية إلى أسيتيل CoA عبر بيروفات: أوكسيريدوكتاز الفيروكسين (PFO) ، ويتم نقل الإلكترونات عبر Ferroxin (FER) و [FeFe] - هيدروجيناز (HYD) في النهاية مما يقلل البروتونات إلى هيدروجين. يمكن معالجة acetyl-CoA المتولدة في هذا التفاعل بشكل إضافي لإنتاج جزيء واحد من ATP عبر مركب acetyl-CoA synthetase (ACS). تعمل ثلاثة بروتينات maturase ملحقة (HYD E ، F ، G) أيضًا في MRO لتعزيز التجميع المناسب لمجموعة Fe-S لـ HYD. يعمل مسار مماثل في سيتوبلازم S. salmonicida ومع ذلك ، فإن حامل الإلكترون بين PFO و HYD وكذلك البروتينات اللازمة لنضج HYD غير معروف حاليًا. في G. المعوية، يتم ترجمة هذه المسارات حصريًا إلى السيتوبلازم.

أثناء وجوده في دم وأنسجة مضيفه ، S. salmonicida تتعرض لمستويات أكسجين أعلى من تلك الموجودة في القناة الهضمية. ومع ذلك ، فإن الطفيلي لا يشفر البروتينات المتعلقة بمسارات الدفاع التقليدية للأكسجين (على سبيل المثال ، ديسموتاز الفائق ، الكاتلاز ، استقلاب الجلوتاثيون) [16 ، 17].من غير الواضح حاليًا كيف يتكيف الكائن الحي ويزدهر في الأنسجة المؤكسجة طوال دورة حياته. لاستكشاف كيفية تحمل هذا الطفيل للإجهاد التأكسدي ، أجرينا التنميط النسخي للمثقفين S. salmonicida تتعرض للأكسجين أو نضوب مضادات الأكسدة. لاحظنا أن جزءًا كبيرًا من النسخ يتم تنظيمه في الواقع استجابةً لحرمان الأكسجين ومضادات الأكسدة مما يشير إلى أن هذا الطفيلي يستخدم مجموعة متنوعة من الاستراتيجيات (على سبيل المثال ، إزالة الأكسجين ، وعزل الحديد ، واستقلاب السيستين) لتزدهر في أكسجين مختلف التوترات. الأهم من ذلك ، أظهرنا أن بعض الجينات المستجيبة للإجهاد التأكسدي قد تم نقلها إلى S. salmonicida من المتبرعين البكتيريين عبر نقل الجينات الجانبي (LGT) ، وبالتالي عرض دور LGT في تطور حقيقيات النوى.


استخدم المعلومات التالية للإجابة على السؤالين 20 و 21:

قام فريق من علماء البيئة بقياس ملوحة المياه في مصب على مسافات مختلفة من مصب النهر. كما أخذوا عينات من نوعين من دودة البطلينوس ، nereis occidentalis و neanthes succinea ، في كل نقطة. يتم جدولة النتائج في الجدول التالي.

نيريس اوكسيدنتاليس
(عدد لكل 100 سم 2)

neanthes succinea
(عدد لكل 100 سم 2)

المسافة من النهر
الفم (متر)

20. أي من الفرضيات التالية هي الأكثر قيمة في شرح الاتجاهات التي تظهر في البيانات؟

أ. nereis occidentalis تتفوق على neanthes succinea عند ملوحة أقل من 14٪.
ب. تتكاثر neanthes succinea بأسرع ما يمكن في مناطق لا تقل عن 20 مترًا من مصب النهر.
ج. يمكن لكل من neanthes succinea و nereis occidentalis البقاء على قيد الحياة في أي مستوى ملوحة.
د. nereis occidentalis أكثر مقاومة للملوحة من neanthes succinea.

21. إذا أخذ علماء البيئة عينة سكانية من neanthes succinea في منطقة 65 مترًا من مصب النهر مع 30٪ ملوحة ، فماذا تستنتج أنهم سيجدون؟

أ. 40-50 فردًا
ب. 10-20 فردًا
ج. أقل من 5 أفراد
د. أكثر من 50 فردًا

22. بعض الشعاب المرجانية قبالة الساحل الشرقي لأمريكا الجنوبية بدأت في الانقراض. تكشف صور الأقمار الصناعية عن أعمدة كبيرة من الرواسب تتسرب من أفواه الأنهار. ما الذي يمكنك استنتاجه ، إن وجد ، عن العلاقة بين هذين العاملين؟

أ. على الرغم من أن العاملين يتطابقان ، فمن غير المحتمل أن يكونا مرتبطين.
ب. تؤدي إزالة الغابات على الأرض إلى انخفاض مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي ، مما يضغط على الشعاب المرجانية.
ج. تسمح إزالة الغابات على الأرض للتعرية بجرف التربة السطحية ، مما يخلق رواسب تخنق الشعاب المرجانية.
د. يؤدي حرق الغابات المطيرة إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى مستويات سامة للشعاب المرجانية.

23. ما هو الفرق بين مجموعة من التسامح والعوامل المحددة؟

أ. العوامل المحددة هي العوامل الحيوية أو غير الحيوية التي تحد من نمو الأنواع ، بينما يحدد نطاق التحمل مجموعة الظروف التي يمكن للكائن الحي أن يعيش فيها.
ب. يحدد نطاق التحمل العوامل الحيوية أو اللاأحيائية التي تحد من نمو الأنواع ، بينما تحدد العوامل المحددة مجموعة الظروف التي يمكن للكائن الحي أن يعيش فيها.
ج. العوامل المحددة ومناطق التسامح هما مصطلحان لنفس المفاهيم حول بقاء الأنواع في ظل ظروف بيئية مختلفة.
د. العوامل المحددة هي السمات الحيوية فقط ، مثل التفاعلات مع أشكال الحياة الأخرى ، التي تحد من الأنواع ، بينما يعتمد نطاق التحمل على الظروف اللاأحيائية فقط.

24. أي مما يلي لا يؤثر على التوزيع المكاني للسكان؟

أ. القدرة الاستيعابية للسكان
ب. توزيع الغذاء والموارد الأخرى
ج. الظروف اللاأحيائية مثل هطول الأمطار وأشعة الشمس
د. وجود مفترسات أو طفيليات

25. أي العبارات التالية صحيحة؟

أ. يزداد حجم عشيرة الحيوانات المفترسة عندما تندر فرائسها.
ب. التنافس على الموارد مستقل عن الكثافة عندما يكون الغذاء وفيرًا.
ج. يعتمد المرض على الكثافة لأن انتقاله يحدث بسهولة أكبر عندما يكون عدد السكان كبيرًا.
د. التغيير في متوسط ​​درجة الحرارة هو عامل يعتمد على الكثافة لأن عددًا أقل من الكائنات الحية يمكن أن يتأقلم مع التغيرات في درجة الحرارة.

26. كيف يختلف النموذج اللوجستي للنمو السكاني عن النموذج الأسي؟

أ. يُظهر النموذج الأسي معدل نمو مقيدًا.
ب. يأخذ النموذج اللوجستي في الاعتبار القدرة الاستيعابية للبيئة.
ج. الرسم البياني للنموذج الأسي على شكل s.
د. يحتوي الرسم البياني للنموذج اللوجستي على مرحلة تأخر أطول.

27. يمكن تصنيف ذبابة الفاكهة التي لها عمر قصير وتنتج العديد من النسل في أي استراتيجية تكاثر؟

أ. ص استراتيجي
ب. استراتيجي ك
ج. استراتيجي القدرة الاستيعابية
د. استراتيجي لوجستي

28. ما هي السمة المميزة للاستراتيجي k؟

أ. عمر قصير
ب. عموما كائن صغير
ج. تنتج ذرية كثيرة
د. رعاية الوالدين المطولة

29- أي من الطرق التالية يمكن استخدامها لتقليل معدل اقتراب العالم المتقدم من القدرة على التحمل؟

أ. زيادة معدل المواليد
ب. تقليل معدل الوفيات
ج. تقليل استخدام الموارد
د. تقليل الهجرة


سؤال حول تحمل الطفيليات الدقيقة للأكسجين - علم الأحياء

ملخص المقال:

متطلبات الأكسجين للبكتيريا المختلفة

تعتمد جميع النباتات والحيوانات تقريبًا على إمداد الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي وهو أمر غير مرجح في البكتيريا. اعتمادًا على حاجة البكتيريا إلى الأكسجين ، يتم تصنيفها إلى 4 مجموعات: هوائية صارمة أو إلزامية تنمو فقط في وجود الأكسجين. تنمو البكتيريا اللاهوائية الاختيارية في وجود وغياب الأكسجين الحر. بعض البكتيريا محبة للرطوبة الدقيقة والتي تنمو بشكل أفضل في وجود تركيز منخفض من الأكسجين الجزيئي. ومع ذلك ، لا تتطلب كل البكتيريا الأكسجين للنمو. يمكن للبكتيريا اللاهوائية الصارمة أو الملزمة أن تنمو فقط في حالة عدم وجود الأكسجين.

يختلف مقدار الأكسجين المطلوب للنمو ولأنشطة التمثيل الغذائي الأخرى. تتطلب البكتيريا الهوائية مساحة كبيرة للنمو السطحي والتعرض للتلامس مع الأكسجين الجوي المتاح ، وبالتالي في ظل الظروف المختبرية ، يتم زراعتها على ألواح أجار ضحلة. دائمًا ما يكون زراعة المرق لهذه البكتيريا مصحوبًا بالاهتزاز والفقاعات بواسطة رشاشات أو حواجز. كلا الإجراءين الميكانيكيين مهمان أثناء تفاعلات التخمير لزيادة توافر واستهلاك الأكسجين للأيروبس المتنامي. لزراعة البكتيريا اللاهوائية يتم استخدام تقنيات خاصة تهدف إلى استبعاد الأكسجين الجوي من وسط النمو. لهذا الغرض ، يتم استخدام وسائط النمو المُحددة المحتوية على عوامل اختزال مثل ثيوجليكولات ، فورمالدهيد ، سلفوكسالات أو هيدروكلوريد السيستين والتي تمتص الأكسجين الجزيئي بشكل فعال. يعتبر الإزالة الميكانيكية للأكسجين بوسائل مختلفة من وعاء مغلق يحتوي على أنابيب أو ألواح من الوسط الملقح خيارًا آخر. في إحدى الطرق ، يتم ضخ الهواء خارج الوعاء واستبداله بغازات مثل N2 أو الهليوم أو خليط من CO2 و N2. يعد حرق الشمعة للاستفادة من الأكسجين الموجود في وعاء النمو أحد أبسط الطرق لخلق جو خالٍ من الأكسجين. يتم استخدام إضافة البيروجالول فوق السدادة متبوعة بسدادة مطاطية لأنبوب الاختبار للزراعة المائلة للبكتيريا اللاهوائية. تُستخدم أوعية الجاسباك اللاهوائية بشكل روتيني في مختبرات مختلفة لزراعة اللاهوائية مثل كلوستريديوم والبكترويدات والبكتيريا المحبة للهواء مثل البوريليا أو العقدية أو العطيفة.

دور الأكسجين: الأكسجين مكون أساسي للماء والمركبات العضوية. تعتمد البكتيريا الهوائية الإلزامية على التنفس الهوائي لتلبية احتياجاتها النشطة حيث يعمل الأكسجين الجزيئي كمستقبل طرفي للإلكترون أو عامل مؤكسد. لا تحصل البكتيريا اللاهوائية على الطاقة باستخدام الأكسجين الجزيئي. من الناحية الأيضية ، يمكن للبكتيريا اللاهوائية الاختيارية استخدام الأكسجين كعامل مؤكسد نهائي فقط عندما يكون متاحًا ولكن يمكنها أيضًا الحصول على الطاقة في غيابه عن طريق التفاعلات التخمرية مثل تلك الموجودة في جميع البكتيريا المعوية. بعضها ليس حساسًا لوجود الأكسجين ، وبالتالي تمتلك طاقة تخمير حصرية تنتج أيض. تمثل بكتيريا حمض اللاكتيك مثل هذا التمثيل الغذائي المتخمر. تنمو البكتيريا المحبة للميكروبات بشكل أفضل عند تركيز أكسجين يبلغ 0.2 ضغط جوي ولديها إنزيمات معطلة أثناء ظروف الأكسدة القوية ، وبالتالي فهي تعمل فقط عند ضغط الأكسجين المنخفض. الأكسجين هو أيضًا ركيزة مشتركة لأنزيمات الأوكسجين التي تحفز تحلل المركبات العطرية والألكانية. الانقسام المؤكسد للعطريات مفيد جدًا في تبديدها. ومن ثم فإن التبديد التأكسدي للعطريات الملوثة المتمردة هو أحد المتطلبات المحتملة لتحللها البيولوجي الفعال. تتوسط الأوكسجين أيضًا في تخليق الستيرول والأحماض الدهنية غير المشبعة. إنها تحفز الإضافة المباشرة لذرة أو ذرتين من الأكسجين إلى مركبات الركيزة العضوية.

سمية الأكسجين: تم فهم دور العقدة في أنواع تثبيت النيتروجين من سلالات Rhizobium فقط عندما تعرف الباحثون على سمية الأكسجين. يتم تحفيز التثبيت البيولوجي للنيتروجين عن طريق نظام إنزيم النيتروجين الذي يكون حساسًا جدًا لوجود الأكسجين. يتم تعطيله بسهولة عن طريق وجود الأكسجين الجزيئي الذي يوقف العملية الحيوية لتثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي. وبالمثل ، الهيدروجين الذي يستخدم التفاعلات المحفزة بواسطة إنزيم الهيدروجيناز المصاحب لتثبيت النيتروجين يتم تثبيطه أيضًا بواسطة الأكسجين. إذا تم العثور على الأكسجين بتركيز عالٍ أكبر من الغلاف الجوي ، فيمكن أن يكون سامًا للبكتيريا الهوائية. لذلك ، طورت البكتيريا وخاصة الهوائية ، التي تمتلك إنزيمات حساسة للأكسجين ، آليات خاصة لحماية الإنزيمات الوظيفية من تثبيط الأكسجين. تتضمن بعض الآليات ارتفاع معدل التنفس ، وتكوين كيس غير متجانس ، وتوليف عديدات السكاريد الخارجية أو العقدة. تستخدم هذه البكتيريا أيضًا إنزيمات مثل ديسموتاز الفائق (SOD) ، والبيروكسيديز ، والكتلاز كدرع ضد الأشكال السامة للأكسجين مثل جذري الأكسيد الفائق (O2.-) ، وبيروكسيد الهيدروجين (H2O2) وجذر الهيدروكسيل (OH). تعمل بكتيريا حمض اللاكتيك التي لا تمتلك الكاتلاز على تحلل H2O2 عن طريق البيروكسيديز إلى H2O. يمنع SOD التراكم المميت للأكسيد الفائق الذي يحفز تحويله إلى O2 و H2O2. ينتج عن أكسدة بروتينات الفلافوبروتينات بواسطة O2 تكوين مركبات سامة مثل جذور الأكسيد الفائق. يعتبر الأكسجين أيضًا سامًا للبكتيريا اللاهوائية لأنها لا تحتوي على SOD (القليل جدًا إذا كان موجودًا) أو الكاتلاز ، وبالتالي فهي تتكيف مع التمثيل الغذائي المتخمر حيث تتجنب وجود الأكسجين. الأكسجين في حالته الوليدة أو المفردة (1O2) شديد السمية ومؤكسد قوي. يتم إنشاء الحالة المفردة السامة عندما تتفاعل الحالة الثلاثية من المحسس الضوئي مع الأكسجين أثناء الأكسدة الضوئية ، وهي عملية مشابهة لإنتاج جذري الأكسيد الفائق. يتم تعزيز سميته في وجود أصباغ أو محسسات ضوئية حساسة للضوء. تطفئ أصباغ كاروتينويد هذا النوع من الأكسجين وتحمي الخلية من الموت التأكسدي الضوئي. الكلوروفيل عبارة عن محسس ضوئي قوي ، وبالتالي فإن الكاروتينات موجودة دائمًا مع الكلوروفيل. تنتج البكتيريا الهوائية غير الاصطناعية مثل Micrococcus و Serratia أيضًا الكاروتينات في غشاء الخلية لإبطال تأثير السيتوكرومات المحسّسة للضوء أثناء نموها في بيئة مكثفة للضوء العالي. تعد معرفة متطلبات الأكسجين للبكتيريا عاملاً حاسمًا ليس فقط لزراعتها وتصنيفها ولكنها تمثل أيضًا أهمية بيئية.

حول المؤلف / معلومات إضافية:

إخلاء مسؤولية هام: جميع المقالات الموجودة على هذا الموقع هي معلومات عامة فقط وليست نصيحة احترافية أو خبراء. لا نتحمل أي مسؤولية عن صحة أو صحة المعلومات الواردة في هذه المقالة ، أو أي خسارة أو إصابة ناتجة عن ذلك. نحن لا نصادق على هذه المقالات ، ولسنا تابعين لمؤلفي هذه المقالات ولسنا مسؤولين عن محتواها. يرجى الاطلاع على قسم إخلاء المسؤولية للحصول على الشروط الكاملة.


أسئلة تحدي ممارسة العلوم

احتراق الكربوهيدرات ، كما هو الحال في الموقد ، هو تفاعل أكسدة اختزال حيث تتأكسد ذرة الكربون وتقل ذرة الأكسجين ، مما ينتج الماء وثاني أكسيد الكربون. الفسفرة المؤكسدة والتحلل السكري هي أيضًا تفاعلات الأكسدة المختزلة التي تنتج نفس المنتجات. اشرح الاختلافات والتشابهات بين هذه العمليات اللاأحيائية والأحيائية من حيث التغيرات في الانتروبيا والحرارة التي تساهم في الطاقة الحرة المستخرجة من الروابط الكيميائية ، وعفوية كل منها ، ودور التحفيز.

أ. [تمديد] تتطلب الأنظمة الحية طاقة مجانية للقيام بالوظائف الخلوية ، وتوظف استراتيجيات مختلفة لالتقاط واستخدام وتخزين الطاقة المجانية. يشرح الميزة التي يوفرها ارتفاع كفاءة الطاقة لكل كيلوغرام من دورة كريبس أنت بالمقارنة مع التمثيل الغذائي القائم على تحلل السكر وحده. يجب أن يستفيد شرحك من جميع الحقائق التالية:

  • ΔG لتحلل السكر هو -135 كيلو جول لكل مول من الجلوكوز
  • ΔG للتنفس الهوائي هو -2880 كيلو جول لكل مول جلوكوز
  • غالبًا ما يتم تمثيل معدل الأيض الأساسي للثدييات كـ -300 كيلو جول / يوم • 0.75 متر
  • الكتلة المولية للجلوكوز 180 جم / مول

ب. يشرح فرق الطاقة الحيوية بين التنفس الهوائي واللاهوائي من حيث الفرق بين إنتاج الطاقة الحرة والطاقة. يجب أن يستفيد شرحك من جميع الحقائق التالية:

  • الطاقة هي معدل إنتاج الطاقة الحرة
  • تستمد الخلايا السرطانية معظم طاقتها المجانية من تحلل السكر
  • تشكل إنزيمات دورة حمض الستريك (Kreb’s) مجمعات تنسيق على الهيكل الخلوي داخل الميتوكوندريا

C. دورة حياة الطفيلي البشري المثقبية البروسية ينقسم بين جسم ذبابة تسي تسي ومجرى الدم البشري. يسبب الطفيل "مرض النوم" في أفريقيا جنوب الصحراء. داخل مجرى الدم البشري ، يعتمد الطفيل على تحلل السكر ، مع تجزئة الإنزيمات في عضية مرتبطة بالغشاء تسمى الجليكوزوم. في مضيف الحشرة ، يستخدم الطفيلي تحلل السكر وكذلك الفسفرة المؤكسدة على مستوى الركيزة. يشرح ميزة دورة الحياة في المضيف البشري التي تستخدم التنفس اللاهوائي مع معدل إنتاج الطاقة الحرة الذي يتم تعزيزه عن طريق التقسيم في الجليكوزوم ودورة الحياة في مضيف الحشرات الهوائية.

د. يتنبأ مزايا النظام البيولوجي الذي يستخدم كل من تحلل السكر والفسفرة المؤكسدة. يجب أن يستفيد توقعك من جميع الحقائق التالية:

  • يمكن استخدام الإشارات لاكتشاف البيئات منخفضة الأكسجين وتنظيم الاستجابة
  • يجب أن تعمل بعض الخلايا ، مثل العضلات وخلايا الدم ، في كل من البيئات منخفضة الأكسجين وعالية
  • تحلل السكر قابل للعكس
  • دورة حمض الستريك غير قابلة للعكس
  • هناك حاجة إلى التنظيم الحراري من أجل التوازن

تم استخدام Dinitrophenol (DNP) في تصنيع الذخائر في الحرب العالمية الأولى. وفي الثلاثينيات من القرن الماضي ، تم استخدامه كعقار لإنقاص الوزن. لا يمكن أن تنظم إدارة الغذاء والدواء الاستخدام في الولايات المتحدة لأن DNP يعتبر مكملًا غذائيًا. فشلت محاولات حظر العقار في المملكة المتحدة بعد وفاة أربعة مستخدمين في عام 2015 في البرلمان. DNP هو جزيء صغير قابل للذوبان في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. تقوم مجموعة الهيدروكسيل بتفكيك البروتون بشكل عكسي.

أ. يتنبأ تأثير DNP على التدرج الكهروكيميائي عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي.

ب. يشرح كيف يمكن استخدام DNP لتقليل الوزن.

يمكن عكس تأثيرات DNP عن طريق إعطاء الجلوكوز. ومع ذلك ، فإن العلاج بمزيج من الجلوكوز و 2-deoxyglucose ، وهو مثبط لتحلل السكر ، لا يعكس تأثيرات DNP. يشرح، فيما يتعلق بمنتجات تحلل السكر ، لماذا كان هذا الانعكاس لتأثيرات DNP غير متوقع. (تلميح: قد يكون من المفيد مراجعة المواد المتفاعلة ونواتج تحلل السكر).

د- ترتبط السمنة بتفشي وباء مشاكل صحية أخرى ، مثل ارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب والسكري من النوع الثاني. تم تسجيل براءة اختراع لشكل بطيء الإصدار من DNP (CRMP). باستخدام تقنية الإطلاق البطيء ، يمكن إعطاء الدواء بجرعات صغيرة بمرور الوقت من حبوب تحد مصفوفتها من قابلية الذوبان. سؤال بسيط ولكنه غير علمي يمكن طرحه هو: هل سيؤخر عقار بطيء الإطلاق التقدم نحو التغيرات السلوكية التي يمكن أن تقلل من حجم هذا الوباء؟ يمكن متابعة الأسئلة العلمية عن طريق اختبار النتائج التي تنبأت بها الإجابات المحتملة. حدد هذا السؤال للمناقشة في مجموعات صغيرة. تكون على استعداد ل يبرر مزايا سؤالك.

كما هو مبين في الشكل 7.11 ، يمنع السيانيد سلسلة نقل الإلكترون من خلال التنافس مع O2 جزيئات مجموعة السيتوكروم ج أوكسيديز الهيم. أول أكسيد الكربون (CO) له تأثير مماثل. يتسبب كل من السيانيد وأول أكسيد الكربون في تسمم ضحايا استنشاق الدخان.

أ. يتنبأ تأثير هذه السموم على الخصائص التالية للميتوكوندريا بعد التعرض مباشرة: الرقم الهيدروجيني للحيز بين الغشاء ، وتركيز NADH ، ومعدل إنتاج ATP في المصفوفة. يبرر توقعاتك.

B. Rotenone هو سم يمنع نقل الإلكترونات من المركب I من سلسلة نقل الإلكترون إلى ubiquinone. الميثيلين الأزرق هو جزيء له العديد من الاستخدامات التي تنطوي على خصائص الأكسدة والاختزال. تظهر الدراسات الحديثة فعالية الميثيلين الأزرق في زيادة معدل التمثيل الغذائي في الجسم وكعلاج لمرضى الزهايمر. يتم تقليل الشكل المؤكسد من الميثيلين الأزرق بواسطة NADH ، ويتأكسد شكله المختزل بواسطة O2. يشرح استخدام الميثيلين الأزرق كمضاد للتسمم بالروتينون.

بكتريا قولونية هي البكتيريا اللاهوائية المعوية (التي تعيش في القناة الهضمية). (يمكن أن تنمو اللاهوائيات الاختيارية مع الأكسجين الحر أو بدونه. تنمو اللاهوائية الإلزامية فقط في حالة عدم وجود الأكسجين الحر.) خطط الباحثون لزراعة مزارع من بكتريا قولونية تحت مجموعة من الظروف لنمذجة الانتقال من التنفس اللاهوائي البحت إلى التنفس الهوائي.

سيتم التحكم في محتوى الأكسجين في الأجواء عند ضغط إجمالي ثابت بواسطة كميات من غازات النيتروجين والأكسجين. نسب الحجم ، r = V.ا2/الخامسن2 بين 0 و 0.25 من قوارير النمو المهتز يمكن قياسها من حيث الكثافة الضوئية ، وهي النسبة المئوية لانتقال الضوء من خلال عينة من النمو. بكتريا قولونية حضاره. القاعدة الأساسية هي أن نطاق اللاهوائية الصارمة يكون عند r & lt 0.01 ، وحدود التنفس الهوائي عندما r = 0.05. يتوفر عدد كبير من القوارير التي يمكن هزها باستمرار عند درجة حرارة ثابتة ، والتي يمكن أخذ عينات منها دون تلوث الغلاف الجوي ، لهذه الدراسة.

سيتم استخدام نتائج التجربة هذه لاستنتاج معدلات نمو بكتريا قولونية بطول 7.5 متر من الأمعاء البشرية (الأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة) ، حيث يختلف محتوى الأكسجين من الظروف الجوية إلى الظروف اللاهوائية. مدة احتباس الطعام في الأمعاء الدقيقة ، التي يبلغ متوسط ​​طولها 2.5 مترًا ، حوالي أربع ساعات. تتراوح مدة احتباس الطعام على كامل طول الأمعاء ما بين 24 و 72 ساعة.

أ. وصف وتطبيق نموذج رياضي التي يمكن استخدامها لتمثيل اختلاف بيئات الأكسجين لبكتيريا يتم نقلها مع الطعام على طول الأمعاء.

ب. تصميم أوقات أخذ العينات التجريبية من حيث فترات النمو ذات الأهمية في هذه الدراسة: 1) الوقت الذي تمر فيه البكتيريا حدود الأمعاء الدقيقة الدقيقة 2) الوقت الذي تصل فيه البكتيريا إلى نهاية الأمعاء الغليظة و 3) الوقت الذي تصل البكتيريا إلى الظروف اللاهوائية الاختيارية ، r & lt 0.05.

جيم رسم رسم بياني يتوقع توزيع البكتيريا الهوائية واللاهوائية الاختيارية والبكتيريا اللاهوائية الإجبارية على طول الأمعاء بأكملها بناءً على هذه المعايير. ضع في اعتبارك أن اللاهوائية لديها معدل تنفس أقل.

الثعبان الأبيض هو نبات يحتوي على مواد كيميائية تعمل على تعطيل إنزيم اللاكتات ديهيدروجينيز. يمكن أن يصاب البشر الذين يستهلكون حليب الأبقار أو الماعز التي تأكل الثعبان الأبيض بالمرض. تشمل أعراض التسمم بالحليب القيء وآلام البطن والرعشة التي تزداد سوءًا بعد التمرين. بعد مرحلة الطفولة ، لا يعبر معظم الناس عن إنزيم اللاكتاز الذي يحفز تكسير اللاكتوز إلى جلوكوز وجلاكتوز. يمكن أن يؤدي استهلاك الحليب إلى ظهور أعراض مشابهة لأعراض تسمم الحليب. بعد فترة من استهلاك منتجات الألبان ، فإن التكيف البريبيوتيك (التغيرات في الميكروبات في الأمعاء) يضفي تحمل اللاكتوز. نظرًا لأن منتجات الألبان تعد مصدرًا قيمًا للكالسيوم والبروتينات وفيتامين د ، فقد تم إجراء بحث كبير لوصف التكيف.

اشرح أوجه التشابه والاختلاف بين تأثير التسمم بالحليب بواسطة الأفعى البيضاء وعدم تحمل اللاكتوز ، وإمكانية تكيف البريبايوتك لكل منهما.


الإجراءات

مرق ثيوجليكولات

  1. يجب غلي مرق الثيوجليكولات أولاً قبل التلقيح أو تم صنعه مؤخرًا بحيث يكون محتوى الأكسجين منخفضًا جدًا. (سيخبرك مدربك ما إذا كان يجب سلقها).
  2. قم بتلقيح أنبوب من مرق الثيوجليكولات بالبكتيريا غير المعروفة: تأكد من أن الحلقة أو الإبرة تنزل إلى أسفل المرق (لا تحصل على حامل معدني في المرق المعقم).
  3. احتضان عند 25 أو 37 درجة مئوية حسب التوجيهات.

لوحات TSA في 3 بيئات أكسجين مختلفة

  1. ضع ملصقًا على 3 أطباق للجدول - جرة شمع ، وهواء محيط ، ووعاء جاسباك اللاهوائي.
  2. قسّم الألواح الثلاثة إلى أقسام ، واحدة لكل كائن حي و mdashyour غير معروف ، و airobe صارم ، و anaerobe صارم.
  3. تلقيح المقطع عن طريق وضع خط مستقيم أو متعرج (كما هو موضح أدناه). ومع ذلك ، تأكد من تلقيح جميع الأطباق الثلاثة باستخدام نفس الأسلوب.
  4. تأكد من أن الجرة بها شريط مؤشر أزرق ميثيلين (كما هو موضح أعلاه) بالداخل. يتحول لون أزرق الميثيلين إلى اللون الأزرق عندما يتأكسد ، ولكنه يكون عديم اللون عند تقليله. قبل فتح البرطمان ، يجب فحص الشريط للتأكد من أنه عديم اللون.
  5. احتضان عند 30 أو 37 درجة مئوية

جراثيم غاما

أكثر فئات البكتيريا سالبة الجرام تنوعًا هي بكتيريا Gammaproteobacteria ، وهي تشتمل على عدد من مسببات الأمراض البشرية. على سبيل المثال ، عائلة كبيرة ومتنوعة ، الزائفة، يشمل الجنس الزائفة. ضمن هذا الجنس هو النوع P. الزنجارية، أحد مسببات الأمراض المسؤولة عن التهابات متنوعة في مناطق مختلفة من الجسم. P. الزنجارية هي بكتيريا هوائية ، غير مخمرة ، شديدة الحركة. غالبًا ما يصيب الجروح والحروق ، ويمكن أن يكون سببًا لالتهابات المسالك البولية المزمنة ، ويمكن أن يكون سببًا مهمًا لالتهابات الجهاز التنفسي لدى مرضى التليف الكيسي أو المرضى الذين يستخدمون أجهزة التنفس الصناعي. التهابات P. الزنجارية غالبًا ما يصعب علاجها لأن البكتيريا مقاومة للعديد من المضادات الحيوية ولديها قدرة ملحوظة على تكوين الأغشية الحيوية. الممثلين الآخرين ل الزائفة تشمل البكتيريا الفلورية (المتوهجة) المتألقة P. وبكتيريا التربة P. putida، والمعروف بقدرته على تحلل المواد الغريبة الحيوية (مواد لا تنتج بشكل طبيعي أو توجد في الكائنات الحية).

ال باستوريلاسيا يشمل أيضًا العديد من الأجناس والأنواع ذات الصلة سريريًا. تضم هذه العائلة العديد من البكتيريا التي تعد من مسببات الأمراض البشرية و / أو الحيوانية. على سبيل المثال، باستوريلا هيموليتيكا يسبب التهاب رئوي حاد في الأغنام والماعز. P. multocida هو نوع يمكن أن ينتقل من الحيوانات إلى البشر عن طريق اللدغات ، مما يسبب التهابات في الجلد والأنسجة العميقة. الجنس المستدمية يحتوي على اثنين من مسببات الأمراض البشرية ، المستدمية النزلية و H. دوكري. على الرغم من اسمها ، المستدمية النزلية لا يسبب الانفلونزا (وهو مرض فيروسي). المستدمية النزلية يمكن أن يسبب التهابات الجهاز التنفسي العلوي والسفلي ، بما في ذلك التهاب الجيوب الأنفية والتهاب الشعب الهوائية والتهابات الأذن والالتهاب الرئوي. قبل تطوير التطعيم الفعال ، سلالات من المستدمية النزلية كانت السبب الرئيسي للأمراض الأكثر انتشارًا ، مثل التهاب السحايا عند الأطفال. H. دوكري يسبب العدوى المنقولة بالاتصال الجنسي المعروفة باسم القرحة.

يشمل الترتيب Vibrionales العامل الممرض البشري ضمة الكوليرا. تزدهر هذه البكتيريا المائية على شكل فاصلة في البيئات شديدة القلوية مثل البحيرات الضحلة والموانئ البحرية. مادة سامة تنتجها ضمة الكوليرا يسبب فرط إفراز الشوارد والمياه في الأمعاء الغليظة ، مما يؤدي إلى الإسهال المائي الغزير والجفاف. V. parhaemolyticus هو أيضا سبب لأمراض الجهاز الهضمي في البشر ، في حين V. فولنيفيكوس يسبب التهاب النسيج الخلوي الخطير والذي قد يهدد الحياة (عدوى الجلد والأنسجة العميقة) والالتهابات المنقولة بالدم. ممثل آخر لـ Vibrionales ، Aliivibrio fischeri، تشارك في علاقة تكافلية مع الحبار. يوفر الحبار العناصر الغذائية للبكتيريا لتنمو وتنتج البكتيريا تلألؤًا بيولوجيًا يحمي الحبار من الحيوانات المفترسة (الشكل ( فهرس الصفحة <5> )).

الشكل ( PageIndex <5> ): (أ) Aliivibrio fischeri هي بكتيريا ضيائية حيوية. (ب) يستعمر A. fischeri ويعيش في علاقة تبادلية مع حبار هاواي بوبتيل (Euprymna scolopes). (الائتمان أ: تعديل العمل من قبل الجمعية الأمريكية لائتمان علم الأحياء الدقيقة ب: تعديل العمل بواسطة مارجريت ماكفال نجاي)

الجنس الليجيونيلا ينتمي أيضًا إلى بكتيريا Gammaproteobacteria. المستروحة ، العامل الممرض المسؤول عن مرض Legionnaires ، هو بكتيريا مائية تميل إلى السكن في أحواض المياه الدافئة ، مثل تلك الموجودة في خزانات وحدات تكييف الهواء في المباني الكبيرة (الشكل ( فهرس الصفحة <6> )). نظرًا لأن البكتيريا يمكن أن تنتشر في الهباء الجوي ، فإن تفشي مرض Legionnaires غالبًا ما يؤثر على سكان المبنى الذي تلوثت المياه فيه. الليجيونيلا. في الواقع ، تستمد هذه البكتيريا اسمها من أول انتشار معروف لمرض Legionnaires ، والذي حدث في فندق يستضيف مؤتمر رابطة المحاربين القدامى American Legion & rsquo في فيلادلفيا في عام 1976.

الشكل ( PageIndex <6> ): (أ) Legionella pneumophila ، العامل المسبب لمرض Legionnaires ، يزدهر في الماء الدافئ. (ب) غالبًا ما ينشأ تفشي مرض الفيالقة في وحدات تكييف الهواء في المباني الكبيرة عندما تتلوث المياه الموجودة في النظام أو بالقرب منه بـ L. pneumophila. (الائتمان أ: تعديل العمل من قبل مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

البكتيريا المعوية هي عائلة كبيرة من البكتيريا المعوية (المعوية) تنتمي إلى بكتيريا Gammaproteobacteria. هم اللاهوائيات الاختيارية وقادرون على تخمير الكربوهيدرات. ضمن هذه العائلة ، يتعرف علماء الأحياء الدقيقة على فئتين متميزتين. الفئة الأولى تسمى القولونيات ، بعد أنواع البكتيريا النموذجية ، الإشريكية القولونية. القولونيات قادرة على تخمير اللاكتوز تمامًا (أي مع إنتاج الحمض والغاز). الفئة الثانية ، noncoliforms ، إما لا تستطيع تخمير اللاكتوز أو يمكنها فقط تخميره بشكل غير كامل (ينتج إما حمض أو غاز ، ولكن ليس كلاهما). تشمل الأشكال غير المقولبة بعض مسببات الأمراض البشرية البارزة ، مثل السالمونيلا النيابة.، الشيغيلة النيابة., و يرسينيا بيستيس.

بكتريا قولونية ربما كانت البكتيريا الأكثر دراسة منذ أن وصفها تيودور إشريش (1857 & ndash1911) لأول مرة عام 1886. العديد من سلالات بكتريا قولونية هي في علاقات متبادلة مع البشر. ومع ذلك ، فإن بعض السلالات تنتج سمًا مميتًا يُسمى ذيفان الشيغا ، والذي يثقب الأغشية الخلوية في الأمعاء الغليظة ، مما يتسبب في الإسهال الدموي والتهاب الصفاق (التهاب البطانات الداخلية لتجويف البطن). آخر بكتريا قولونية سلالات قد تسبب إسهال المسافر و rsquos ، وهو مرض أقل حدة ولكنه واسع الانتشار.

الجنس السالمونيلا، والتي تنتمي إلى مجموعة noncoliform من المعوية، من المثير للاهتمام أنه لا يوجد حتى الآن إجماع حول عدد الأنواع التي يتضمنها. أعاد العلماء تصنيف العديد من المجموعات التي اعتقدوا أنها من الأنواع على أنها أنماط مصلية (تسمى أيضًا السيروفار) ، وهي سلالات أو أشكال مختلفة من نفس النوع من البكتيريا. يعتمد تصنيفها على أنماط التفاعل بواسطة مضادات حيوانية ضد الجزيئات الموجودة على سطح الخلايا البكتيرية. وهناك عدد من الأنماط المصلية السالمونيلا يمكن أن يسبب داء السلمونيلات ، الذي يتميز بالتهاب الأمعاء الدقيقة والغليظة ، مصحوبًا بالحمى والقيء والإسهال. الانواع S. المعوية (مصلي التيفي) يسبب حمى التيفود ، مع أعراض تشمل الحمى وآلام البطن والطفح الجلدي (الشكل ( فهرس الصفحة <7> )).

الشكل ( PageIndex <7> ): السالمونيلا التيفية هي العامل المسبب لحمى التيفود. (الائتمان: مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

يلخص الجدول ( PageIndex <3> ) خصائص الأجناس المهمة من بكتيريا Gammaproteobacteria. الجدول ( PageIndex <3> ): فئة بكتيريا Gammaproteobacteria
مثال جنس علم الصرف المجهري مميزات خاصة
Beggiatoa البكتيريا سالبة الجرام على شكل قرص أو أسطواني المياه التي تعيش في المياه التي تحتوي على نسبة عالية من ثاني كبريتيد الهيدروجين يمكن أن تسبب مشاكل لمعالجة مياه الصرف الصحي
المعوية عصيات سالبة الجرام تسبب اللاهوائية الاختيارية التهابات المسالك البولية والجهاز التنفسي في المرضى في المستشفى المتورطين في التسبب في السمنة
اروينيا عصيات سالبة الجرام مسببات الأمراض النباتية التي تسبب بقع الأوراق وتغير اللون قد تهضم السليلوز تفضل درجات حرارة منخفضة نسبيًا (25 & ndash30 & deg C)
الإشريكية عصيات سالبة الجرام تعيش اللاهوائية الاختيارية في الجهاز الهضمي للحيوانات ذوات الدم الحار ، وبعض السلالات هي سلالات متبادلة ، وتنتج فيتامين ك ، والبعض الآخر ، مثل النمط المصلي بكتريا قولونية O157: H7 ، من مسببات الأمراض بكتريا قولونية لقد كان كائنًا نموذجيًا للعديد من الدراسات في علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية
الهيموفيلوس عصيات سالبة الجرام متعدد الأشكال ، قد يظهر على شكل كوكوباسيلوس ، أو إيروب ، أو لاهوائي اختياري ينمو على أنواع مسببة للأمراض في الدم يمكن أن يسبب التهابات الجهاز التنفسي ، والقريح ، وأمراض أخرى
كليبسيلا تظهر العصيات سالبة الجرام أكثر استدارة وسمكًا من الأعضاء الآخرين المعوية الأنواع اللاهوائية الاختيارية ، المُغلفة ، غير المسببة للأمراض غير المتحركة قد تسبب الالتهاب الرئوي ، خاصة عند الأشخاص المصابين بإدمان الكحول
الليجيونيلا عصيات سالبة الجرام شديد الحساسية ، ينمو على مستخلص الخميرة المخزنة بالفحم المستروحة يسبب مرض Legionnaires
ميثيلوموناس عصيات سالبة الجرام استخدم الميثان كمصدر للكربون والطاقة
بروتيوس عصية سالبة الجرام (متعددة الأشكال) السكان العاديون في الجهاز الهضمي البشري ينتجون اليورياز مسببات الأمراض الانتهازية قد تسبب التهابات المسالك البولية وتعفن الدم
الزائفة عصيات سالبة الجرام ينتج عن الهوائية متعددة الاستخدامات صبغات صفراء وزرقاء ، مما يجعلها تبدو خضراء في المزرعة.
سيراتيا عصيات سالبة الجرام قد تنتج Motile مسببات الأمراض الانتهازية ذات الصبغة الحمراء المسؤولة عن عدد كبير من العدوى المكتسبة من المستشفيات
شيغيلا عصيات سالبة الجرام تنتج مادة غير متحركة المسببة للأمراض بشكل خطير ذيفان الشيغا ، والذي يمكن أن يدمر خلايا الجهاز الهضمي يمكن أن يسبب الزحار
فيبريو بكتيريا سالبة الجرام أو فاصلة أو قضيب منحني الشكل قد ينتج عن حركة مياه البحر غير الصالحة ، مادة سامة تسبب فرط إفراز الماء والكهارل في الجهاز الهضمي ، وقد تسبب بعض الأنواع التهابات جروح خطيرة
يرسينيا عصيات سالبة الجرام تحمل القوارض مسببات الأمراض البشرية Y. pestis يسبب الطاعون الدبلي والطاعون الرئوي Y. enterocolitica يمكن أن يكون أحد مسببات الأمراض التي تسبب الإسهال لدى البشر

اذكر عائلتين من بكتيريا Gammaproteobacteria.


9.2 متطلبات الأكسجين للنمو الميكروبي

اسأل معظم الناس "ما هي المتطلبات الرئيسية للحياة؟" ومن المرجح أن تشمل الإجابات الماء والأكسجين. قليلون قد يجادلون حول الحاجة إلى الماء ، لكن ماذا عن الأكسجين؟ هل يمكن أن تكون هناك حياة بدون أكسجين؟

الجواب هو أن الأكسجين الجزيئي (O2) ليست هناك حاجة دائمًا. تعود أقدم علامات الحياة إلى فترة كانت فيها الظروف على الأرض منخفضة للغاية وكان غاز الأكسجين الحر غير موجود أساسًا. فقط بعد أن بدأت البكتيريا الزرقاء في إطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي واستنفدت قدرة الحديد في المحيطات على امتصاص الأكسجين ، زادت مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي. هذا الحدث ، الذي يشار إليه غالبًا باسم حدث الأكسجة العظيم أو ثورة الأكسجين ، تسبب في انقراض هائل. لا تستطيع معظم الكائنات الحية البقاء على قيد الحياة بسبب الخصائص المؤكسدة القوية لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ، والأيونات والجزيئات غير المستقرة للغاية المشتقة من الاختزال الجزئي للأكسجين والتي يمكن أن تلحق الضرر فعليًا بأي جزيء كبير أو بنية تتلامس معها. الأكسجين الأحادي (O2•) ، أكسيد الفائق (O 2 -) ، (O 2 -) ، بيروكسيدات (H2ا2) ، وجذر الهيدروكسيل (OH •) ، وأيون هيبوكلوريت (OCl -) ، المكون النشط للتبييض المنزلي ، كلها أمثلة على ROS. سخرت الكائنات الحية التي كانت قادرة على إزالة السموم من أنواع الأكسجين التفاعلية القدرة الكهربية العالية للأكسجين لإنتاج طاقة مجانية لعملية التمثيل الغذائي الخاصة بها وازدهرت في البيئة الجديدة.

متطلبات الأكسجين للكائنات الدقيقة

لا تزال العديد من النظم البيئية خالية من الأكسجين الجزيئي. تم العثور على بعضها في أماكن متطرفة ، مثل أعماق المحيط أو في قشرة الأرض ، والبعض الآخر جزء من مناظرنا الطبيعية اليومية ، مثل المستنقعات والمستنقعات والمجاري. داخل أجسام البشر والحيوانات الأخرى ، توفر المناطق التي تحتوي على القليل من الأكسجين أو لا تحتوي على أكسجين بيئة لاهوائية للكائنات الحية الدقيقة. (الشكل 9.19).

يمكننا بسهولة ملاحظة المتطلبات المختلفة للأكسجين الجزيئي عن طريق نمو البكتيريا في ثقافة أنبوب الثيوجليكولات. تبدأ مزرعة أنبوب الاختبار بوسط ثيوجليكولات مُعقم يحتوي على نسبة منخفضة من الأجار للسماح للبكتيريا المتحركة بالحركة في جميع أنحاء الوسط. يتميز Thioglycolate بخصائص اختزال قوية ويقوم التعقيم بالتخلص من معظم الأكسجين. يتم تلقيح الأنابيب بالمزارع البكتيرية لفحصها واحتضانها عند درجة حرارة مناسبة. بمرور الوقت ، ينتشر الأكسجين ببطء في جميع أنحاء ثقافة أنبوب الثيوجليكولات من الأعلى. تزداد كثافة البكتيريا في المنطقة التي يكون فيها تركيز الأكسجين هو الأنسب لنمو هذا الكائن الحي بعينه.

يوضح الشكل 9.20 نمو البكتيريا بمتطلبات أكسجين متفاوتة في أنابيب ثيوجليكولات. في الأنبوب A ، يُرى كل النمو في الجزء العلوي من الأنبوب. البكتيريا عبارة عن هوائيات ملزمة (صارمة) لا يمكن أن تنمو بدون إمدادات وفيرة من الأكسجين. يبدو الأنبوب ب عكس الأنبوب أ. تنمو البكتيريا في قاع الأنبوب ب. تلك هي الأنبوب اللاهوائي الذي يقتل بالأكسجين. يُظهر الأنبوب C نموًا كثيفًا في الجزء العلوي من الأنبوب ونموًا في جميع أنحاء الأنبوب ، وهي نتيجة نموذجية مع اللاهوائية الاختيارية. اللاهوائية الاختيارية هي كائنات حية تزدهر بوجود الأكسجين ولكنها تنمو أيضًا في غيابها بالاعتماد على التخمر أو التنفس اللاهوائي ، إذا كان هناك متقبل إلكترون مناسب غير الأكسجين وكان الكائن الحي قادرًا على إجراء التنفس اللاهوائي. اللاهوائية اللاهوائية في الأنبوب D غير مبالية بوجود الأكسجين. إنهم لا يستخدمون الأكسجين لأن لديهم عادة عملية التمثيل الغذائي المتخمر ، لكنهم لا يتضررون من وجود الأكسجين مثل اللاهوائية الملزمة. يظهر أنبوب E على اليمين ثقافة "المعتدل". يجب أن يكون مستوى الأكسجين مناسبًا تمامًا للنمو ، ليس كثيرًا وليس قليلًا جدًا. هذه الكائنات الحية الدقيقة هي بكتيريا تتطلب حدًا أدنى من الأكسجين للنمو ، حوالي 1٪ -10٪ ، أقل بكثير من 21٪ الموجودة في الغلاف الجوي.

ومن أمثلة التمارين الهوائية الملزمة السل الفطري ، العامل المسبب لمرض السل و ميكروكوكس لوتس ، وهي بكتيريا موجبة الجرام تستعمر الجلد. النيسرية السحائية ، العامل المسبب لالتهاب السحايا الجرثومي الشديد ، و N. gonorrhoeae، العامل المسبب لمرض السيلان الذي ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي ، ويلزم أيضًا الهوائيات.

تم العثور على العديد من اللاهوائية الملزمة في البيئة حيث توجد الظروف اللاهوائية ، مثل الرواسب العميقة للتربة ، والمياه الساكنة ، وفي قاع المحيط حيث لا توجد حياة ضوئية. توجد أيضًا الظروف اللاهوائية بشكل طبيعي في الأمعاء للحيوانات. تلتزم اللاهوائية بشكل أساسي الجراثيم ، تمثل جزءًا كبيرًا من الميكروبات في الأمعاء البشرية. توجد الظروف اللاهوائية العابرة عندما لا يتم تزويد الأنسجة بالدورة الدموية فإنها تموت وتصبح أرضًا خصبة لتكاثر اللاهوائية الملزمة. هناك نوع آخر من اللاهوائية الملزمة التي توجد في جسم الإنسان وهي موجبة الجرام ، على شكل قضيب المطثية النيابة. تسمح لهم قدرتها على تكوين الأبواغ الداخلية بالبقاء على قيد الحياة في وجود الأكسجين. أحد الأسباب الرئيسية للعدوى المكتسبة من الصحة هو جيم صعب، المعروف باسم C. diff. يزيد الاستخدام المطول للمضادات الحيوية للعدوى الأخرى من احتمال إصابة المريض بالعدوى الثانوية جيم صعب عدوى. يعطل العلاج بالمضادات الحيوية توازن الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء ويسمح باستعمار الأمعاء عن طريق جيم صعب، مما يسبب التهاب القولون.

تشمل المطثيات الأخرى المسؤولة عن الالتهابات الخطيرة C. tetani، وكيل التيتانوس ، و C. بيرفرينجنزالتي تسبب الغرغرينا الغازية. في كلتا الحالتين ، تبدأ العدوى في الأنسجة الميتة (الأنسجة الميتة التي لا يتم إمدادها بالأكسجين عن طريق الدورة الدموية). هذا هو سبب ارتباط الجروح العميقة بالتيتانوس. عندما يصاحب موت الأنسجة نقص في الدورة الدموية ، تكون الغرغرينا دائمًا خطرًا.

تتطلب دراسة اللاهوائية الملزمة معدات خاصة. يجب أن تنمو البكتيريا اللاهوائية الملزمة في ظروف خالية من الأكسجين. الطريقة الأكثر شيوعًا هي الثقافة في جرة لاهوائية (الشكل 9.21). تحتوي الجرار اللاهوائية على عبوات كيميائية تزيل الأكسجين وتطلق ثاني أكسيد الكربون (CO2). الغرفة اللاهوائية عبارة عن صندوق مغلق يُزال منه كل الأكسجين. تسمح القفازات المغلقة بالفتحات الموجودة في الصندوق بالتعامل مع الثقافات دون تعريض المزرعة للهواء (الشكل 9.21).

المكورات العنقودية والمعوية هي أمثلة على اللاهوائية الاختيارية.توجد المكورات العنقودية على الجلد والجهاز التنفسي العلوي. توجد بكتيريا Enterobacteriaceae بشكل أساسي في القناة الهضمية والجهاز التنفسي العلوي ولكنها قد تنتشر أحيانًا إلى المسالك البولية ، حيث تكون قادرة على التسبب في التهابات. ليس من غير المعتاد رؤية عدوى بكتيرية مختلطة حيث تستهلك اللاهوائيات الاختيارية الأكسجين ، مما يخلق بيئة تزدهر فيها اللاهوائيات.

تشمل الأمثلة على اللاهوائية اللاهوائية العصيات اللبنية والمكورات العقدية ، وكلاهما موجود في الكائنات الحية الدقيقة عن طريق الفم. العطيفة الصائمية ، الذي يسبب التهابات الجهاز الهضمي ، هو مثال على الميكرويروفيل وينمو في ظروف منخفضة الأكسجين.

تركيز الأكسجين الأمثل ، كما يوحي الاسم ، هو التركيز المثالي للأكسجين لكائن حي دقيق معين. يسمى أقل تركيز للأكسجين يسمح بالنمو بالحد الأدنى لتركيز الأكسجين المسموح به. أعلى تركيز للأكسجين يمكن تحمله هو الحد الأقصى لتركيز الأكسجين المسموح به. لن ينمو الكائن الحي خارج نطاق مستويات الأكسجين الموجودة بين الحد الأدنى والأقصى لتركيزات الأكسجين المسموح بها.

تأكد من فهمك

  • هل تتوقع أن تكون السلالات البكتيرية الأقدم هوائية أو لاهوائية؟
  • ما هي البكتيريا التي تنمو في الجزء العلوي من أنبوب ثيوجليكولات ، والتي تنمو في قاع الأنبوب؟

مثال على ذلك

Anerobe غير مرحب به

تشارلز سائق حافلة متقاعد أصيب بمرض السكري من النوع 2 منذ أكثر من 10 سنوات. منذ تقاعده ، أصبح أسلوب حياته مستقرًا جدًا وقد زاد وزنه بشكل كبير. على الرغم من أنه شعر بوخز وخدر في قدمه اليسرى لفترة من الوقت ، إلا أنه لم يقلق لأنه اعتقد أن قدمه كانت ببساطة "تنام". في الآونة الأخيرة ، لا يبدو أن خدش قدمه يندمل ويصبح قبيحًا بشكل متزايد. نظرًا لأن القرحة لم تزعجه كثيرًا ، فقد اعتقد تشارلز أنه لا يمكن أن يكون خطيرًا حتى لاحظت ابنته تلونًا أرجوانيًا ينتشر على الجلد وينز (الشكل 9.22). عندما رآه طبيبه أخيرًا ، نُقل تشارلز إلى غرفة العمليات. القرحة المفتوحة ، أو القرحة ، ناتجة عن قدم مصابة بداء السكري.

القلق هنا هو أن الغرغرينا الغازية ربما تكون قد ترسخت في الأنسجة الميتة. العامل الأكثر احتمالا للغرغرينا الغازية هو المطثية الحاطمة ، وهي بكتيريا تشكل بوغًا موجبة الجرام. وهو عبارة عن مادة لاهوائية ملزمة تنمو في أنسجة خالية من الأكسجين. نظرًا لأن الجهاز الدوري لم يعد يزود الأنسجة الميتة بالأكسجين ، فإن الأنسجة الميتة توفر جيوبًا من البيئة المثالية لنمو C. بيرفرينجنز.

يفحص الجراح القرحة والصور الشعاعية لقدم تشارلز ويقرر أن العظم لم يصاب بعد. يجب إزالة الجرح جراحيًا (يشير التنضير إلى إزالة الأنسجة الميتة والمصابة) وإرسال عينة لتحليلها في المختبر الميكروبيولوجي ، ولكن لن يضطر تشارلز إلى بتر قدمه. كثير من مرضى السكري ليسوا محظوظين. في عام 2008 ، فقد ما يقرب من 70 ألف مريض بالسكري في الولايات المتحدة قدمًا أو طرفًا بسبب البتر ، وفقًا لإحصاءات من مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. 1

إزالة السموم من أنواع الأكسجين التفاعلية

يولد التنفس الهوائي باستمرار أنواعًا من الأكسجين التفاعلي (ROS) ، وهي منتجات ثانوية يجب إزالتها من السموم. حتى الكائنات الحية التي لا تستخدم التنفس الهوائي تحتاج إلى طريقة ما لتحطيم بعض أنواع الأكسجين التفاعلية التي قد تتشكل من الأكسجين الجوي. تعمل ثلاثة إنزيمات رئيسية على تفكيك هذه المنتجات الثانوية السامة: ديسموتاز الفائق ، والبيروكسيداز ، والكتلاز. كل واحد يحفز رد فعل مختلف. يتم تحفيز التفاعلات من النوع الذي يظهر في التفاعل 1 بواسطة البيروكسيديز s.

في هذه التفاعلات ، يقوم مانح إلكترون (مركب مختزل ، على سبيل المثال ، نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد [NADH]) بأكسدة بيروكسيد الهيدروجين ، أو بيروكسيدات أخرى ، إلى الماء. تلعب الإنزيمات دورًا مهمًا من خلال الحد من الضرر الناجم عن أكسدة الدهون الغشائية. يتم التوسط في التفاعل 2 بواسطة ديسموتاز الإنزيم الفائق (SOD) ويفكك الأنيونات الفائقة القوية الناتجة عن التمثيل الغذائي الهوائي:

يحول إنزيم الكاتلاز بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين كما هو موضح في التفاعل 3.

عادة ما تفتقر اللاهوائية الملتزمة إلى جميع الإنزيمات الثلاثة. اللاهوائية اللاهوائية لديها SOD ولكن لا يوجد كاتلاز. التفاعل 3 ، الموضح في الشكل 9.23 ، هو أساس اختبار مفيد وسريع للتمييز بين المكورات العقدية ، والتي لا تحتوي على كتالاز ، من المكورات العنقودية ، وهي اللاهوائية الاختيارية. عينة من المزرعة المختلطة بسرعة في قطرة 3٪ بيروكسيد الهيدروجين ستطلق فقاعات إذا كانت المزرعة إيجابية الكاتلاز.

البكتيريا التي تنمو بشكل أفضل في وجود تركيز أعلى من ثاني أكسيد الكربون2 ويطلق على تركيز الأكسجين الأقل من الموجود في الغلاف الجوي اسم capnophiles. أحد الأساليب الشائعة لتنمية نبات الكابنوفيلي هو استخدام وعاء شمعة. يتكون جرة الشمعة من جرة بغطاء محكم يمكنه استيعاب الثقافات والشمعة. بعد إضافة الثقافات إلى الجرة ، تضاء الشمعة ويغلق الغطاء. عندما تحترق الشمعة ، فإنها تستهلك معظم الأكسجين الموجود وتطلق ثاني أكسيد الكربون2.

تأكد من فهمك

  • ما هي المادة المضافة إلى العينة للكشف عن الكاتلاز؟
  • ما هي وظيفة الشمعة في جرة الشمعة؟

التركيز السريري

الجزء 2

كان مقدم الرعاية الصحية الذي زار جيني قلقًا في المقام الأول بسبب حملها. تزيد حالتها من خطر الإصابة بالعدوى وتجعلها أكثر عرضة لهذه العدوى. يتم تقليل تنظيم الجهاز المناعي أثناء الحمل ، ويمكن أن تكون مسببات الأمراض التي تعبر المشيمة خطيرة جدًا على الجنين. تشير ملاحظة على طلب المزود إلى مختبر علم الأحياء الدقيقة إلى اشتباه في الإصابة بواسطة الليسترية المستوحدة ، بناءً على العلامات والأعراض التي تظهر على المريض.

عينات دم جيني مخططة مباشرة على أجار دم الأغنام ، وهو وسيط يحتوي على أجار الصويا المخصب بنسبة 5٪ من دم الأغنام. (يعتبر الدم عقيمًا ، لذلك لا يُتوقع وجود كائنات دقيقة متنافسة في الوسط.) يتم تحضين الصفائح الملقحة عند 37 درجة مئوية لمدة 24 إلى 48 ساعة. تظهر مستعمرات رمادية صغيرة محاطة بمنطقة واضحة. هذه المستعمرات هي نموذجية ل الليستيريا وغيرها من مسببات الأمراض مثل العقديات تشير المنطقة الصافية المحيطة بالمستعمرات إلى تحلل كامل للدم في الوسط ، يشار إليه باسم انحلال الدم بيتا (الشكل 9.24). عند اختبار وجود الكاتلاز ، تعطي المستعمرات استجابة إيجابية ، يتم القضاء عليها العقدية كسبب محتمل. علاوة على ذلك ، تظهر صبغة جرام عصيات موجبة الجرام قصيرة. أظهرت خلايا من مزرعة مرق نمت في درجة حرارة الغرفة خاصية الحركة المتدرجة الليستيريا (الشكل 9.24). كل هذه القرائن تقود المختبر لتأكيد وجوده بشكل إيجابي الليستيريا في عينات دم جيني.

انتقل إلى مربع التركيز السريري التالي. ارجع إلى مربع التركيز السريري السابق.


مثال على Phylum Platyhelminthes: Echinococcus

تعيش Echinococcus Granulosa في الأمعاء الدقيقة و shytine من الكلاب والحيوانات الحليفة. الكلب هو المضيف النهائي الأمثل. تمر مرحلة اليرقات في الأغنام أو الأبقار أو الخنازير أو الإنسان والتي تمثل العوائل الوسيطة للبارا والشيسايت. وبالتالي ، فإن هذه الحيوانات تعمل كمستودعات مشتركة للأمراض العدارية.

هيكل المشوكة الحبيبية:

هذا الطفيلي هو أصغر دودة شريطية (في مرحلة البلوغ) ذات أهمية طبية.

يبلغ طول المشوكة الحبيبية من 5-8 مم وعادة ما تكون بثلاثة أجزاء بالإضافة إلى سكولكس وعنق (الشكل 14.22). يحتوي على سكولكس شبكي نموذجي مع أربعة مصاصات عميقة ومتطورة بشكل جيد ومحيط أمامي قابل للانكماش مع 30-36 خطاف. يحتوي scolex على تداخل داخلي وترابط بين الجهازين العصبي والإخراجي.

خلف الجرف تقع منطقة الرقبة غير المجزأة. ليس للبروجلوتيد الأول تنظيم محدد ولكن بداية وتقلص الأعضاء التناسلية يتميز بوجود كتلة جرثومية. أما البروجلوتيد الثاني فهو ناضج ويحتوي على أعضاء تناسلية مجعدة بالكامل. البروغلوتيد الأخير هو حبلي وأكبر نسبيًا من جزأين آخرين. يحتوي فقط على الرحم المليء بالبيض.

بيض المشوكة الحبيبية بيضاوية الشكل. تحتوي البويضة على جنين سداسي مع 3 أزواج من الخطافات.

دورة حياة المشوكة الحبيبية:

البيض الذي تنتجه المشوكة الحبيبية في أمعاء الكلب أو أي مضيف أساسي آخر مناسب يخرج مع البراز ويبتلعه العائل الوسيط بالطعام أو الشراب الملوث. البيض ، عند ابتلاعه ، يمر عبر المريء إلى المعدة. داخل المعدة ، يتم هضم جدار الصدفة وتفقس الأجنة السداسية (الكريات البيضاء) النشطة في الاثني عشر.

تحملت الكريات العلوية المحررة طريقها عبر جدار الأمعاء ودخلت جذر الوريد البابي. عندما تكون الكريات البيضاء ، فإنها تشكل كيسًا مائيًا. تتحول اليرقة الصغيرة إلى مثانة مجوفة. الكيس مزدوج الجدران. الطبقة الخارجية مغلفة بينما الطبقة الداخلية منتجة. يوضح الشكل 14.23 مخطط تكوين كيس هاي و شيدات.

تتحول اليرقة الصغيرة من المشوكة الحبيبية إلى مثانة مجوفة يضيف حولها العائل جدار كيس ليفي مغلف. مع ظهور النضج ، يبدأ السطح الداخلي في إنتاج غطاء حضنة مجوف وعجائب.

تتكون كبسولة الحضنة من تكاثر الخلايا من الطبقة النابتة بعد حوالي ثمانية أشهر من بدء تكوين الكيس وتقلصه. يبدأ ككتلة نووية صغيرة تنمو وتصبح مفرغة لتشكل حويصلة صغيرة.

تظل كبسولات الحضنة متصلة بسيقان رفيعة وغالبًا ما يتم وضعها في التجويف المملوء بالسائل في الكيس الأم. مع نمو الكيس بشكل أكبر ، تتطور المزيد من كبسولات الحضنة.

تبدأ كبسولات الحضنة الأقدم في التمييز بين عدد من اللوالب على جدرانها الداخلية. قد تصاب الأكياس الأم ، نتيجة للضغط داخل الكيس ، ببراعم تشبه الفتق تنفصل عن نفسها وتستمر في التطور والخجول بشكل مستقل ككيس ابنة.

تكوين كيسات الابنة:

تتطور الكيسات العدارية الأم إلى تكيسات ابنة. عادة ما تكون الأكياس البنت داخلية المنشأ بينما نادرًا ما تحدث الأكياس الخارجية. تنشأ الخراجات الداخلية من الطبقة النابتة. يكاد يكون كيس الابنة مطابقًا للكيس الأم. كل سكوليكس تم تطويره من كيس الابنة له خاصية أن يصبح عداريًا جديدًا في مضيف وسيط.

انتقال المرض عن طريق المشوكة الحبيبية:

المنتج النهائي للكيس العدارية هو إنتاج الصفائح ولكل سكولكس القدرة على التطور إلى دودة ستروبيلات ، عند تناولها من قبل أي مضيف أساسي (خاصة الكلب). نظرًا لأن العداري ذو الخطيئة والخلجل قد يحتوي على الآلاف من كبسولات الحضنة وقد تؤدي كل كبسولة حضنة إلى ظهور عدد كبير من الجُلدان ، فإن عدد الديدان الستروبيلاتية الناتجة عن مثل هذا الابتلاع لكيس مائي واحد يكون متعددًا.

يتطلب بلوغ مرحلة ستروبيلات في أمعاء الكلب 3-10 أسابيع بعد الابتلاع. يصاب الإنسان بعدة طرق - أي عن طريق ابتلاع طعام أو مشروبات ملوثة ببراز الكلاب المصابة أو عن طريق التعامل مع الكلاب المصابة. يتم تمثيل دورة حياة المشوكة الحبيبية بشكل تخطيطي في (الشكل 14.24).

الديدان الخيطية الأخرى من المشوكة الحبيبية:

من المعروف أن أكثر من 1500 نوع من الديدان الخيطية تعيش كطفيليات على حيوانات مختلفة تتراوح بين الأسماك والثدييات (الشكل 14.25). يؤوي مضيف Pri & shymary مراحل البلوغ بينما تحدث المراحل الجنينية في العوائل الثانوية. تحدث العدوى عندما يأكل المضيفون الأساسيون العوائل الثانوية.

Hymenolepis نانا:

عادة ما يكون المضيف الوسيط غائبًا. تحدث البالغين في تجويف أمعاء الإنسان ، وتعيش اليرقات في الزغابات المعوية. Proglottids التي يبلغ عددها حوالي 200 هي popu & shylarly المعروفة باسم الدودة الشريطية القزمة. يقيس حوالي 10-45 ملم.

Taenia saginata:

يصيب البالغ الإنسان ، وتعيش اليرقات في الماشية ، ويبلغ عدد البروجلوتيدات 2000 (الشكل 14.25). T. saginata هو طفيلي الديدان الخيطية الأكثر شيوعًا في الإنسان ، لأنه يستخدم الماشية كمضيف وسيط له. إنه يشبه T. sobium لكن المنجد بدون خطافات وطريقة تفرع الرحم الحملي مختلفة.

Taenia pisiformis:

تحدث البالغين في الكلب أو القط ، وتبقى اليرقات في الكبد والمساريق في الأرانب.

Moniezia expansa:

الكبار يقيمون في الأغنام ، واليرقات تبقى في العث. يصل طوله إلى ستة أمتار (الشكل 14.25).

Diphyllobothrium latum:

Diphyllobothrium latum (المعروف أيضًا باسم Dibothriocephalus latum) ، المعروف أيضًا باسم الدودة الشريطية السمكية ، هو أكبر الديدان الشريطية المعروفة التي يبلغ طولها حوالي 18 مترًا. يختلف عدد البروجلوتيدات من 3000 إلى 4000. وله رقبة رفيعة ممدودة للغاية.

يحتوي scolex على شقين يشبهان الشق (الشكل 14.25) ولكن الخطافات غائبة. العوائل sec & shyondary من هذا الشكل هي القشريات (المضيف الأول) والعديد من أسماك المياه العذبة هي المضيف الثاني. يعتبر الإنسان أو الحيوانات آكلة اللحوم الأخرى مضيفيها الأساسيين.

الميزات التكيفية في Cestodes:

(أ) غطاء الديدان الخيطية غير قابل للهضم من قبل العصارات الهضمية للمضيف و # 8217s وهو نافذ للماء ،

(ب) الضغط الاسموزي داخل جسم الطفيلي أقل من الوسط الشائع والمتوسط ​​،

(د) محتويات الجليكوجين والدهون في أنسجة الجسم من الديدان الشريطية مرتفعة ومحتوى البروتين أقل ،

(هـ) في حالة عدم وجود الأكسجين ، يمكن أن تتسبب في حدوث اهتزازات لاهوائية ،

(F) يتم هضم المثانة من cysticercus بواسطة عصير الجهاز الهضمي ولكن scolex يفلت من الهضم ،


شاهد الفيديو: كيف تنتج اكسجين على المريخ. موكسي (سبتمبر 2022).