النتائج 1 إلى 7 من 7

الموضوع: الظروف الفيزيائية المؤثرة على نمو البكتريا ..

  1. #1
    تاريخ التسجيل
    Oct 2009
    الدولة
    المملكة
    المشاركات
    6,197

    Lightbulb الظروف الفيزيائية المؤثرة على نمو البكتريا ..









    الظروف الفيزيائية التي تؤثر على نمو البكتيريا:

    إن دراسة الأسس الفسيولوجية للظروف البيئية للبكتيريا قد أسفرت عن تحديد العوامل الفيزيائية المختلفة التي تؤثر على نمو وتأقلم مختلف المجاميع البكتيرية في الطبيعة. ومن الملاحظ أنه كلما قل عدد العوامل الفيزيائية التي تحدد نمو مجموع بكتيري معين في بيئة ما. كلما سهل التعرف عن سبب تأقلم هذه البكتريا في هذه البيئة الطبيعية.
    فالبكتيريات الأرضية تتأثر بالتقلبات المختلفة التي تحدث للظروف البيئية الفيزيائية كالحرارة ، والضغط، والتهوية والحموضة والإشعاعات.
    والكائنات الحية الدقيقة التي تتواجد في الطبقات العليا من مياه البحار لا تختلف كثيرا عن البكتيريات الأرضية نظرا لتشابه ظروفهما البيئية فيما عدا ارتفاع ملوحة مياه البحار. أما فيما يختص بالبكتيريات التي تعيش في أعماق المحيطات فإنها تعيش تحت ظروف من الحرارة والضغط لا يتحملها أكثر البكتيريات الأرضية مقاومة للظروف غير الملائمة. والدراسات التي أجريت على بكتيريا الأعماق هذه والتي تم عزلها من رواسب أعماق المحيطات على أبعاد تصل إلى 000. 10 قدم فأكثر، أسفرت عن أمكان تنمية هذه الكائنات صناعيا في ظروف تختلف عن الظروف السائدة في بيئاتها الطبيعية ألا وهى الملوحة المرتفعة، والضغط المائي المرتفع والحرارة المنخفضة. وبمقارنة بكتيريا الأعماق البكتيريات الأرضية أو تلك التي تعيش في المناطق. السطحية من مياه البحار أمكن التعرف على أجناس بكتيرية متشابهة تماما من الوجهة التقسيمية، من ذلك يمكننا أن نفترض أن بروتوبلازم بكتيريا الأعماق هذه تعمل بطريقة أفضل تحت ظروف تختلف عن الظروف الملائمة لنمو الأنواع البكتيرية الأرضية، وأن الاختلاف في هذه الظروف يتمثل فقط في الضغط سواء كان ضغطا مائيا أو اسموزيا.
    وسوف نتناول فيما يلي مناقشة بعض الظروف الفيزيائية التي تؤثر على نمو ونشاط البكتريا بشيء من التفصيل. ويحب أن نعلم أنه من الصعب تحديد تأثير الظروف الفيزيائية وتمييزها عن تأثير الظروف الكيمائية حيث أن تأثراتهما قد تكون متداخلة بدرجة ملحوظة.

    أولاً : الحرارة Temperature

    من المعروف أن خلايا البكتيريا لا يمكنها النمو على درجات حرارة تزيد أو تقل عن تلك السائدة في بيئاتها الطبيعية وفيما يختص بتأثر الحرارة وتأقلم الخلايا البكتيرية نفترض أن الخلايا البكتيرية والبيئة النامية بها تكون ذات درجة حرارة متشابهة، وأن الحرارة التي تنطلق في الخلايا نتيجة للعمليات الايضية المختلفة بالخلية تفقد منها عن طريق الاشعاع الحرارى أو التحول أو بكلتا الطريقتين. وتتلخص دراسة تأثير الحرارة على البكتيريا في كل معرفة قدرتها على النمو بقوة أو ببطء أو توقفها عن النمو على درجات الحرارة المختلفة (المرتفعة والمنخفضة)، كما تشمل أيضا دراسة قدرة الخلايا على تحمل الدرجات القصوى والدنيا من الحرارة عندما تعرض لها لفترات قصيرة.
    إن النطاق الحراري الذي يسمح لنمو البكتيريات بصفة عامة يتراوح بين صفر إلى 75 5م . هذا ولكل نوع بكتيرى- أحيانا لكل سلالة- نطاق حراري يقع في حدود الدرجة الدنيا والدرجة القصوى وتقع بينهما درجة الحرارة المثالية لنموه.
    ودرجة الحرارة المثالية هي درجة الحرارة التي تسمح بحدوث أسرع نمو خلال فترة حضانة قصيرة نسبيا تتراوح بين 12- 24 ساعة إلا أنه ممكن الحصول على عدد كلى أكبر من الخلايا البكتيرية عندما يحتفظ بالمزرعة البكتيرية لفترة حضانة طويلة على درجة من الحرارة تقل عن الدرجة المثالية. ويجب أن نعلم أن الدرجة الحرارة المثلى للنمو ليس من الضروري أن تكون هي نفس الدرجة المثلى للنشاط الخلوي الأنزيمي!
    إن معدل التفاعلات الكيماوية عموما تتأثر بدرجة حرارة التفاعل فصرعة التفاعل تتضاعف بزيادة الحرارة مما قيمته 10 درجات مئوية. وقد وجد أن هذا صحيحاً فيما يختص بالنمو البكتيرى بصفته يتم نتيجة لحدوث تفاعلات كيمائية حيوية بداخل الخلايا في حدود حرارية تتراوح بين 25- 45 5م حيث أن ارتفاع درجة الحرارة عن هذا الحد سوف يفسد البروتين الأنزيمى الخلوي. لذلك فان محصلة تأثير درجات الحرارة المتزايدة على خلايا البكتيريا هو زيادة سرعة التفاعلات الكيماوية بالخلية والتى من شأنها بناء البروتوبلازم وإنتاج الطاقة. كما أنها تشمل أيضاً التفاعلات التي من شأنها إفساد أو هرجلة البروتينات الخلوية .
    فدرجة الحرارة تحدد جزئيا معدل النمو وكميته النهائية وقد تؤثر أيضا على العمليات الأيضية على الشكل المظهري للخلايا. فكل نوع بكتيري ينمو على درجة مثالية من الحرارة تقع في مجال حراري معين، وعلى أساس المجال الحراري الخاص والذي في نطاقه تنمو البكتيريات، أمكن تقسم البكتيريا إلى ما يلي:
    1 - بكتيريا محبة للحرارة المنخفضة psychrophiles وهى التي يجود نموها على درجات الحرارة المخفضة وهى تقسم إلى مجموعتين إحداهما إجبارية Obligate psychrophiles وهى التي تموت عند حرارة 20 5م أو قليلا والمجموعة الأخرى Facultative psychrophiles فإن درجتي الحرارة المثلى والقصوى لا تكونان في الطاق الحراري للمحبة للحرارة المخفضة.
    2- بكتيريا محبة للحرارة المتوسطة mesophiles وتقع درجة حرارتها المثالية النمو بين 35- 545 م.
    3- بكتيريا محبة للحرارة المرتفعة thermophiles وتقع درجة حرارتها المثالية بين درجتي 55- 75 5م وقد يمتد مجال بعض البكتيريات المحبة للحرارة المرتفعة إلى مجال البكتيريات الميزوفيلية وتعرف هذه الأنواع بالمحبة للحرارة اختياراً Facultative psychrophiles أو eurithermophiles والبعض الآخر من البكتيريا الثيرموفيلية يكون نموها على أشده على درجة 60 5م ولا تنمو على درجات الحرارة الواقعة في مجال البكتيريات الميزوفيلية. وهذه الأنواع بالبكتيريا المحبة للحرارة حقيقة true thermophiles أو stonothermophiles وأحيانا يطلق على الخلايا البكتيرية التي تقاوم الحرارة وهى في حالتها الخضرية اسم البكتيريات المتحملة للحرارة thermoduric، بالرغم من عدم وجود حد فصل (في درجة الحرارة أو وقت التعرض لها) بين البكتيريات الحساسة والمتحملة للحرارة.

    تأثير درجات الحرارة المنخفض :

    عند انخفاض درجة الحرارة فان النشاط الأيضى للخلايا يقل بسرعة ملحوظة ويحدث ذلك عند الاقتراب من درجة حرارة التجمد. ويجب أن نعلم أن هذه التفاعلات لا توقف كلياً على مثل هذه الحرارة- حيث يمكن لبعض الاعفان أن تنمو على اللحوم المحفوظة عند درجة- 10 5م كما أمكن عزل بعض البكتيريات التابعة لجنسBacillus والتي يمكنها أن تحلل اليوريا على درجات من الحرارة تتراوح بين- 2 أو- 4 5م. وعموما فان تعريض خلايا البكتيريا إلى درجات من الحرارة دون درجة التجمد لا يقتلها كلياً، فبالرغم من سرعة موت غالبية الخلايا هذه الدرجات إلا أن أعدادا متوسطة منها تظل حية. فقد وجد أن خلايا E.coliتتحمل الحرارة شديدة الانخفاض (درجة -20 5م) بمعدل أفضل من تعرضها لدرجة (-2 5م) وحتى البكتيريا الرهيفه مثل أفراد رتبة Spirochaetalesوبخاصة البكتيريا Treponema pallidum يكنها أن تعيش لمدة طويلة على درجة حرارة -78 5م دون أن تتأثر قدرتها الممرضة ، ويبدو أنه عقب موت بعض خلايا المزرعة نتيجة للتعرض إلى درجة التجمد فان الخلايا المتبقية ينخفض معدل موتها بدرجة ملحوظة. وقد وجد أن عددا من البكتيريا يمكنها أن تقاوم درجات حرارة الغازات السائلة. فقد وجد أن البكتريا Streptococcus lactis ممكنها أن تتحمل درجة حرارة الهواء السائل (-191 5م) لمدة 111 يوما تمكن بعدها أن تواصل نموها بنفس السرعة وأن 99% من خلايا الخميرة تقتل خلال ثلاثة أيام من حفظها على هذه الدرجة ولكن الجراثيم الاسكية لخلايا الخميرة وغيرها من الفطريات كانت أكثر مقاومة. فمن الناحبة العملية يمكن القول أن الأغذية المجمدة والثلج يمكنها أن تحمل ميكروبات ممرضة بالرغم من درجتها المنخفضة . فبكتيريا التيفود مثلاً يمكن عزلها من الأغذية المجمدة التي أمكن حفظها لمدة عام على درجة-25 5م وممكن القول أن عدم تأثر الخلايا البكتيرية الملوثة للأغذية المجمدة يرجع جزئيا إلى انفصال بلورات الثلج والتي تكون عادة خالية من خلايا البكتيريات تاركة هذه الخلايا مركزة في الجزء السائل من الغذاء والذي لا يتجمد عادة على درجات التجمد العادية. هذا وتعرض الخلايا البكترية إلى التجميد والاسالة المتكررة يحدث تأثيرا ضارا بالخلايا البكتيرية عنه في حالة التجميد البسيط.
    ويجب أن نعلم أنه بدرجات الحرارة المنخفضة يقل التأثير الضار على البروتين الخلوي إذا لم تصل درجة الحرارة إلى ما دون التجميد بدرجات كبيره. وإذ حدث التجمد بسرعة فائقة ليتكون نتيجتها بلورات ثلجية صغيرة جداً فان ذلك يضمن الاحتفاظ بحيوية الخلايا. وقد أمكن إيجاد طريقة لحفظ الخلايا البكتيرية لمدد طويلة جداً تصل إلى 20 سنة أو أكثر، وذلك بتجميد وتجفيف المزارع بسرعة، وتعرف المزارع المحفوظة بهذه الطريقة باسم Lyophilized .
    تأثير درجات الحرارة المرتفعة :
    تزداد سرعة العمليات الأيضية الخلوية بازدياد درجة الحرارة إلى حد محدود حيث أن الزيادة في النشاط الأيضى على الدرجات المرتفعة من الحرارة يكون مصحوباً بزيادة في فساد البروتين الأنزيمي أيضا. إذن فحدوث النمو على مثل هذه الدرجات المرتفعة من الحرارة يعني حدوث توازن بين العمليات الحيوية المختلفة بمعنى أن العمليات التي من شأنها تعويض البروتين بالخلية تفوق سرعة فساد البروتين نفسه نتيجة للحرارة المرتفعة.
    ومقاومة الخلايا البكتيرية لدرجات الحرارة المرتفعة (على من الحد الأقصى للنمو) تعنى أن الفساد الذي قد يحدث للبروتين الخلوي لم يشمل البروتين الأنزيمي الخاص بعملية التعويض أو الإصلاح erpair process بحيث أنه لو أعيدت الخلايا إلى الدرجات الملائمة للنمو يمكنها أن تستأنف نشاطها.
    وقد أظهرت الأبحاث أن درجة الحرارة القصوى لأي نوع بكتيرى تقع مباشرة تحت درجة الحرارة الدنيا لتثبيط البروتين الأنزيمي الخلوي. أو بمعنى آخر أن أقل درجة من الحرارة يمكنها أن تثبط الأنزيمات تكون أعلى قليلا من درجة الحرارة القصوى للنمو. وبما أن لكل نوع بكتيرى درجة حرارة قصوى خاصة به إذا فان درجة الحرارة التي تتثبط عندها الإنزيمات البكتيرية تختلف تبعاً للنوع البكتيرى. فقد وجد أن انزيمات البكتيريا Bacillus mycoides يقل نشاطها على درجة حرارة 41 5م في حين أن الخلايا تنمو على درجة 40 5م وليس على درجة 41 5م وفي حالة Bacillus subtilis تثبط أنزيماتها عندما تصل درجة الحرارة إلى 55 5م في حين أن الخلايا يمكنها أن تستمر في نموها على درجة 45 5م وتتوقف عن النمو في الدرجات الأعلى من الحرارة. ولا يوجد من الأدلة ما يفيد ما إذا كانت كل الإنزيمات الخلوية تتأثر أو تتثبط بنفس الدرجة المرتفعة من الحرارة.
    وقد وجد أن أنزيمات البكتيريا المحبة للحرارة وخاصة أنزيم cytochrome oxidase وأنزيم malic dehydrogenase وأنزيم hexokinases تكون مقاومة للتثبيط الحراري حتى بعد عزلها من الخلايا في صور نقية. ولا ممكن أن يقال أن مثل هذه الأنزيمات تكون محمية باتحادها مع بعض البروتينات الغروية بالخلية والمقاومة للحرارة بل يعزى مقاومة هذه الانزيمات للتثبيط الحراري إلى تركيب الأنزيم في حد ذاته فان هذا التركيب يساعد على مقاومتها للحرارة، علاوة على أن هذه الأنزيمات تعمل في ظروف الحرارة المرتفعة بدرجة أسرع منها في الدرجات المتوسطة من الحرارة. والاختلاف في الطاقات الحرارية للبكتيريا الميزوفيلية قد يرجع بالمثل إن الإختلافات في طبيعة البروتين الانزيمى الذي يختلف من نوع إلى أخر. فقد عزلت هذه الأنزيمات من خلايا البكتيريات المحبة للحرارة ووجد أن نشاطها يقل بمعدل 50% عندما تعرض لدرجة 65 5م لمدة نصف ساعة على حين أن نفس الأنزيمات المعزولة من البكتيريات الميزوفيلية يزول نشاطها كلياً بعد تعريضها لمدة 5 دقائق لنفس رجة الحرارة.
    ومن الملاحظ أنه إذا أوقف نشاط أنزيم معين، مسئول عن تكوين مادة ايضية ضرورية للنمو، نتيجة لارتفاع درجة حرارة البيئة، فان الكائن البكتيرى يتوقف نموه كلياً ما لم تضاف إلى بيئته الغذائية تلك المادة الأيضية التي امتنع تكونها بالرغم من وجود النظام الانزيمى الخاص بتجهيزها بالخلية والذي يعمل على الدرجات المنخفضة من الحرارة. ولزيادة في الإيضاح نسوق الأمثلة التالية: أولا عند تنمية البكتيريا Lactobacillus arabinosus على درجة حرارة 26 5م في وجود الهواء الجوى فأنها تنمو بدون الحاجة إلى إضافة الأحماض الأمينية الآتية: التايروسنن، والفينيل الانين وحمض الاسبارتيك، ولكن إذا نميت هذه البكتيريا على درجة حرارة 37 5م فانه يلزم إضافة التايروسين والفينيل الانين إلى بيئة نموها. أما إذا نميت على درجة 39 5م فأنه يلزم إضافة حمض الاسبارتيك علاوة على الحمضين الامينيين المذكورين.
    ومثال آخر لتأييد هذه النظرية أن أحد السلالات الطفرية للبكتيريا E.coli يتطلب اضافة الفيتامين Pantothenic acid فقط عندما تحضن مزارعها على في درجة حرارة أعلى من 30 5م حيث وجد أن الانزيم الذي يمكنه أن يخلق هذا الفيتامين يفقد نشاطه بدرجة واضحة في مثل هذه الحرارة، وعلى النقيض فان خلايا E.coliالأصلية، التي اشتقت منها السلالة الطفرية السابقة الذكر لا تتطلب إضافة هذا الفيتامين على أي درجة من الحرارة بمعنى أن أنزيمها المسئول عن تخليق هذا الفيتامين لا يثبط نشاطه بالحرارة المرتفعة.
    والتفسير الأقرب إلى الحقيقة لتأثر الاحتياجات الغذائية بدرجة حرارة التحضين هو أن النظم الانزيمية المسئولة عن تجهيز بعض المواد الضرورية للنمو يثبط نشاطها بالدرجات المرتفعة من الحرارة أثناء فترة الحضانة.
    وعند درجات الحرارة فوق الحد الأقصى للنمو لا يمكن لعمليات التعويض أو الإصلاح بداخل الخلية أن تعوض كل البروتينات التي تفسد، فيقل بذلك عدد الخلايا الحية. وقد وجد أن موت الخلايا نتيجة لارتفاع درجة الحرارة يتم طبقاً لنظام لوغاريتمى بمعنى أن معدل الموات يزداد باضطراد بارتفاع درجة الحرارة. ومن المقطوع به أن الفعل المميت للحرارة يزداد بدرجة واضحة في وجود الماء حيث أن البروتينات عموماً تتأثر وتفسد بدرجة أسرع في الحرارة الرطبة أكثر منها في الحرارة الجافة.

    المقاومة الحرارية للجراثيم البكتيرية والبكتيريات الثرموفيلية :
    من الصعب تفهم الطريقة التي تقاوم بها الجراثيم البكتيرية درجات الحرارة المرتفعة فالجراثيم لا تكون معزولة عن فعل الحرارة حيث أن أغلفة الجرثومة التي لا يزيد سمكها عن 0.02 من الميكرون لا تكون عاملا عازلا لها عن حرارة البيئة. إلا أن الإنزيمات الجرثومية عادة يفسد بروتينها في درجات الحرارة الأقل من 100 5م في حين أن بعض البروتينات مثل الالبيومين تتجمع بسرعة في درجة حرارة 70 5م. كما وجد أن البروتينات تكون مقاومة للتجمع الحراري عندما تكون في صورة جافة، فالالبيومين المجفف يمكن أن يسخن إلى درجة 170 5م دون أن يفقد قدرته على الذوبان في الماء البارد. هذا ووجد أن الإنزيمات عندما تكون في صورة جافة تظهر نفس المقاومة الحرارية، لذلك فقد اقترح البعض أن درجات الجفاف العالية التي تتميز بها الجراثيم البكتيرية تجعلها أكثر مقاومة للحرارة المرتفعة. وهذا الاقتراح بالرغم من أنه معقول إلا أنه لم يؤيد بعد بدليل قاطع. فعند مقارنة محتويات الجراثيم بمحتويات الخلايا الخضرية بعد توحيد المحتويات المائية في كل منها لم يلاحظ اختلاف ما في درجة مقاومتها للحرارة المرتفعة. ويقترح البعض أن ما تحتويه الجراثيم البكتيرية من الماء، وهو عادة قليل جدا، يكون مرتبطا بالبروتينات بطريقة غير صالحة للتفاعلات الكيماوية تماما كالماء البلوري في بلورات المواد الكيماوية. هذا والمحتويات الأنزيمية القليلة بالجراثيم البكتيرية تكون أكثر قدرة على مقاومة الحرارة المرتفعة.
    وهناك اقتراح آخر هو أن مقاومة الجراثيم أو الخلايا الثرموفيلية للحرارة المرتفعة يحدث نتيجة لوقاية البروتين الجرثومى بواسطة البروتينات أو الدهون الغروية. فمثلا يلزم درجات أعلى من الحرارة لقتل بكتيريا حمض اللاكتيك العالقة في القشدة عنها لقتل البكتيريا عندما تكون عالقة في اللبن وهذه تكون أعلى من التي تلزم لقتلها عندما تكون عالقة في ماء الببتون. وتزداد مقاومة جراثيم البكتيريا Cl.botulinum إذا نميت في بيئة تحتوى على أحماض دهنية ذات سلاسل كربونية طويلة ويرجع ذلك إلى زيادة محتويات الجراثيم من الدهون تحت هذه الظروف.

    ثانياً الضغط :Pressure

    معظم البكتيريات المعروفة تنمو وتقوم بكل وظائفها تحت الظروف العادية من الضغط (14.7 رطل على البوصة المربعة) كما أن الاختلافات الطفيفة في الضغط الجوى العادي لا تؤثر عليها كثيرا. وبالرغم من أنه ليس للضغط تأثر فعلى على البكتيريات الأرضية إلا أن دراسة تأثيره على البكتيريا تبين لنا كيفية نمو وتكاثر بكتيريا الأعماق التي تعيش في البحار، أو المحيطات أو في آبار الزيوت تحت ضغوط مائيةhydrostatic مرتفعة.
    و لمعرفة تأثر الضغط يلزم أن نعود لذكر التأثير المزدوج للحرارة المرتفعة على الوظائف الخلوية و الذي يشمل: زيادة معدل التفاعلات الايضية، وكذلك زيادة معدل تثبيط البروتين الانزيمي. من ذلك نرى أن نمو الخلية البكتيرية أو حتى نشاط الأنزيمات المعزولة منها على درجة حرارة معينة، هو عبارة عن محصلة تأثيرين للحرارة أحدهما يزيد من معدل النمو أو النشاط والأخر يقلل منهـما، وارتفاع الضغط المائي في مثل هذه الدرجة من الحرارة قد يحدث واحد من تأثيرات ثلاث:
    1- قد تحدث هرجلة للبروتينات البكتيرية نتيجة لارتفاع الضغط وحده وقد يحدث ذلك في درجات الحرارة العادية إذا ارتفع معدل الضغط بدرجة كبيرة تصل إلى 10.000 ضغط جوى (الضغط الجوي = 14.7رطل/ البوصة 3) إلا أنه في درجات من الضغط الأقل كثيراً من القيمة المذكورة 1/10 أو أقل) لا تحدث هرجلة ملحوظة للبروتين البكتيري .
    2- إن ارتفاع الضغط قد يعكس الفعل الضار لدرجات الحرارة الزائدة عن الدرجة المثالية لنظام انزيمى معين سواء كان بخلايا بكتيرية أو في صورة أنزيمات معزولة منها. فمن المعروف أن زيادة معدل التفاعلات- الانزيمية وكذلك هرجلة البروتينات نتيجة للحرارة المرتفعة تكون مصحوبة بزيادة في الحجم الجزيئي (حجم الجزيئات الأنزيمية) أو بمعنى آخر يكون مصحوبا بزيادة حجم النشاط إلا أن وجود الضغط المائي المرتفع في الظروف يمنع حدوث هذه الزيادة في الحجم الجزيئي، فلا يحدث نتيجة لذلك هرجلة للبروتين الانزيمى ولكن تستمر الزيادة في معدل التفاعلات الانزيمية في الاضطراد نتيجة لارتفاع درجة الحرارة.
    3- إن ارتفاع الضغط المائي عندما تكون درجات الحرارة الدرجة المثالية يؤدى إلى توقف النمو كلياً حيث أن معدل النشاط الانزيمي عندئذ يكون العامل الاساسى المحدد للنمو، أو بمعنى آخر فانه رغما عن عدم حدوث أي هرجلة للبروتينات الأنزيمية نتيجة لزيادة الضغط إلا أن على درجات الحرارة الأقل من الدرجة المثالية ينخفض معدل النشاط الانزيمى بدرجة كبيرة عنها في الأحوال- العادية، من الضغط.
    والضغط المرتفع قد يحدث تأثيره على البكتيريا بإيقافه لنموها وأحيانا لا يتوقف النمو البكتيري نتيجة " للضغط المرتفع ولكن هذه الظروف تؤثر على عملية الانقسام الخلوي حيث يظهر النمو فيما بعد بطريقة غير عادية. فكثير من البكتيريات البحرية ينمو بشكل عصوي تحت الدرجات المرتفعة من الضغط المائي (345- 545 ضغط جوى)، وتكنها تظهر بشكل خيوط طويلة تختلف عن مظهرها العصوى القصير المعتاد إذا ما عرضت للضغط الجوى العادى، ولكن عندما يعاد النمو الخيطى إلى الظروف العادية من الضغط المرتفع فان الخيوط تتجزأ بسرعة لتعطى المظهر العصوى القصير مرة أخوى. هذا وقد يحدث العكس في حالة بعض البكتيريات الأرضية التي عندما تعرض إلى ضغط مرتفع يختل إنقسامها وتظهر بشكل خيوط طويلة. وتكوين النمو الخيطى تحت تأثير اختلاف الضغط عن المعتاد قد يرجع إلى التأثر الذي يحدث للتوازن الموجود بين الحالة السائلة والحالة الجيلاتينية (sol gel ) في البروتوبلازم. وعند اختلال هذا التوازن يمتنع زيادة لزوجة البروتوبلازم بالدرجة اللازمة لتكوين الأغشية السيتوبلازمية أثناء عملية الانقسام، وهذا التفسير لازال تفسيرا نظريا لم يؤيد بعد بأدلة تجريبية عملية، إلا أنه يتمشى مع النظريات المعروفة لتأثير الضغط على توازن المحتويات السائلة و الجيلاتينية بالخلية، والضغط المائى المرتفع قد يمنع النمو كلياً في الدرجات المتوسطة من الحرارة نتيجة لإحداثه اضطرابات في طريقة تجمع الأنزيمات في أماكنها الخاصة بداخل الخلية.

    الضغط الأسموزي:

    يحدث الضغط الاسموزى المرتفع، تأثيرا من نوع آخر على خلايا البكتريا. فمعظم البكتيريات فيما عدا البكتيريات البحرية تنمو جيدا على تركيزات منخفضة من ملح الطعام أي عند ضغوط الإسموزية متوسطة. وعمليات تحرك المحاليل خارج الخلية ودخول الماء إليها تبدو محكومة بالغشاء السيتوبلازمي . وأنه هو الذي يهيىء ضغطا اسموزيا داخل الخلية أكثر ارتفاعا منه خارجها. أما إذا عكس الوضع وتواجدت الخلايا في بيئة تحتوى على تركيز مرتفع من المواد الذائبة (50% أو أكثر) فان نمو هذه الخلايا يتوقف بدرجة ملحوظة. والتركيز الملحى المعوق للنمو يختلف بأختلاف نوع الملح المستعمل (ص3 كل أو ص2ك ا3) وكذلك على الكائن البكتيرى الختبر حيث تختلف البكتيريات في قدرة تحملها للملوحة الزائدة من الأملاح المختلفة. فمثلا البكتيريا البحرية تنمو جيداً في بيئات تحتوى على تركيز 2% ملح طعام في حين أن هذا التركيز قد يمنع نمو البكتيريا E.coliكلياً.
    وفى البيئات ذات الضغط الاسموزى المرتفع يتوقف النمو نتيجة لحدوث تجفيف لبروتوبلازم الخلايا نتيجة لخروج الماء منها بدرجة كبيرة حيث ينكمش البروتوبلازم بداخل الخلية مبتعدا عن الجدار الخلوى.
    والبكتيريات المحبة للملوحة halophiles تتميز بقدرتها على النمو في بيئات تحتوى على تركيزات من ملح الطعام يمنع نمو البكتيريا العادية ح والبكتيريات المحبة للملوحة هذه تتمثل في اعداد قليلة من الأنواع البكتيرية ويمكن عزلها من الأسماك المملحة وغيرها من المواد ذات التركيز المرتفع من ملح الطعام، ويمكن تنميتها في بيئات صناعية تحتوى على تركيز يتراوح بين 10- 5 ا% من ص كل، والبعض من هذه البكتيريا قد يكون للتركيزات المرتفعة من الأملاح وليس متطلبا لوجودها كشرط أساسي للنمو. ونمو مثل هذه البكتيريات في تركيزات مرتفعة من الأملاح يؤدى إلى ظهور نمو غير منتظم يشبه ذلك الذي! يحدث في وجود بعض المضادات الحيوية، ويلاحظ أن هذه النموات غير الطبيعية لا يمكنها استمرار الحياة إذا زاد تعرضها للملوحة المرتفعة. إلا أنه لو أعيدت الخلايا إلى بيئاتها العادية فأنها تتخذ شكلها المعتاد وتواصل نموها مرة أخرى.
    من المعروف أن القدرة على النمو في وجود تركيزات مرتفعة من ملح الطعام 10- 15% لا تشابه القدرة على النمو في تركيزات مرتفعة من سكر القصب بدليل إن البكتيريات المحبة للملوحة لا يمكنها أن تواصل نموها في بيئات ذات تركيز مرتفع من سكر القصب والعكس صحيح- وهذا يبين أيضاً إختلاف ميكانيكية مقاومة الخلايا لكل من التأثرين.
    ولتفسير مقاومة الخلايا المحبة للملوحة للتركيزات المرتفعة من ملح الطعام نسوق الافتراضات التالية:
    أ) أن البروتين الانزيمى في الخلايا البكتيرية المحبة للملوحة يكون مقاوما للتثبيط بالتركيزات المرتفعة من الأملاح، وقد اثبتت التجارب أن الأنزيمات المعزولة من البكتيريات المحبة الملوحة تكون حساسة للتركيزات المرتفعة من الأملاح.
    (ب) أن الخلايا المحبة للملوحة تكون محاطة بمادة دهنية تمنع دخول الأملاح إليها، وبالرغم كل من وجود الأدلة على أن محتويات الخلايا المحبة للملوحة من الأملاح تكون عادة أقل من محتويات البيئة، إلا أنه لا توجد أدلة على وجود الطبقة الدهنية أو أي طبقة أخرى غير منفذة للأملاح محيطة بالخلايا المحبة للملوحة.
    ج ) أن درجة انتشار الأملاح داخل الخلايا تتوقف على كمية الطاقة التي تستهلك في منطقة الغشاء السيتوبلازمي ويبدو أن هذا الافتراض هو الأقرب إلى الصحة والصواب. فقد وجد أنه لو توقفت العمليات التي من شأنها توليد الطاقة بداخل الخلية فان خلايا البكتيريا المحبة للملوحة تتوقف عن النمو نتيجة لزيادة تركيز الأملاح في بيئة نموها، مما يدل على أن الطاقة المولدة بداخل الخلايا تعمل إلى حد ما على منع دخول الأملاح إلى الخلايا.

    ثالثاً: الأكسجين

    أن توفر الهواء يعتبر من أهم الظروف التي تؤثر على نمو وتكاثر وتأقلم الكائنات الحية الدقيقة. ومن أهم الغازات المكونة للهواء الجوى والتي لها تأثير على نمو الكائنات هي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، ولكي نتفهم أهمية هذه العوامل يجب التعرف على طبيعة عمليات الأكسدة بوجه عام.
    الكائنات الحية الدقيقة وبخاصة البكتيريا، فأنها قد تحتاج أو لا تحتاج إلى الأكسجين لمواصلة حياتها ونموها، و يمكن تمييز أربعة مجاميع من هذه الكائنات تبعا لمتطلباتها من الأكسجين:
    ا- بكتيريات هوائية إجبارية Strict aerobes وهى التي تنمو وتتكاثر فقط في وجود الأكسجين ويمتنع نموها في غيابه مثل البكتيريا Bacillus thermoliquifaciens وPseudomonas delphini والأنواع غير الممرضة من البكتيريا Micrococci و Mycobacteria .
    2- بكتيريات غير هوائية إجبارا Strict anaerobes وهى تنمو وتتكاثر فقط في غياب الأكسجين وأنها تقتل إذا ما سمع للهواء بالتطرق إلى مزارعها. وتشمل هذه المجموعة البكتيريات المتجرثمة التابعة لجنس Clostridium مثل Cl. acetobutylicum. وبعض البكتيريات العصوية غير المتجرثمة التابعة لجنسBacteriodes والتي لازال يعرف عنها القليل. ولما كانت بعض البكتيريات التابعة لجنس Clostridium يمكنها أن تتحمل الضغوط المنخفضة من الأكسجين لا يزيد عن 20 ماليجرام/ لتر لذلك فلا يمكن اعتبار هذه البكتيريات غير هوائية بالمعنى الصحيح ولكنها تعرف بالبكتيريات المتحملة لظروف التهوية aerotolerant.
    3- والمجموعة الثالثة تتمثل في بكتيريا حمض اللاكتيك والتي تمثل مجموعة وسطية حيث أنها تنمو بدرجة أفضل في وجود كيات ضئيلة من الأكسجين، وتعرف أفراد هذه المجموعة بأنها Microaerophilic مثل البكتيريا Lactobacillus plantarum وبعض أنواع جنس Corynebacterium
    4 – بكتيريا إختيارية facultative وهي التي نمو وتتكاثر تحت كلا الظروف الهوائية وغير الهوائية ، مثل Erwinia carotovora البكتيريا Strptococcus cremoris .

    رابعاً : تركيز أيون الهيدروجين :

    إن لصغر حجم ايونات الهيدروجين ولسرعة تحركها أهمية كبيرة في العمليات الكيماوية المختلفة وخاصة العمليات البيولوجية، حيث أن كثيرا من هذه العمليات يتطلب انتقال الهيدروجين من جزيئات مركب ما إلى جزيئات مركب آخر، وميل الهيدروجين لتأين من حالته العضوية المرتبطة يؤكد بشكل واضح احتمال حدوث هذه التفاعلات بالخلايا البكتيرية ومثل هذه التفاعلات لا تؤثر كثيرا في معدل نمو البكتيريات إنما يتأثر النمو بالعمليات التي من شأنها إطلاق ايونات الهيدروجين الحرة بالخلايا أو بالبيئة.
    وتركيز أيونات الهيدروجين يكون مخفضا عادة في البيئات الطبيعية التي تعيش عليها الكائنات الحية الدقيقة، ولكن لا يمكن لأي كائن أن ينمو في بيئة خالية كلياً من ايونات الهيدروجين . ولا يختلف تأثير تركيز ايونات الهيدروجين عن تركيز ايونات المعادن، حيث أن زيادة تركيزها بالبيئة يكون ساما للخلايا، وأن التركيزات المتوسطة منه تسمح بالنمو، في حين أن تركيزاته المنخفضة جدا تكون غير موافقة للنمو، أو بمعنى آخر يمكننا أن نقول أن البيئات الشديدة الحموضة أو شديدة القلوية توقف نمو وتكاثر الخلايا البكتيرية.
    وعند تنمية البكتيريات في بيئة ذات درجة متعادلة من الـpH (7) فان مهاجمة الخلايا البكتيرية لمختلف مواد البيئة ينتج عنه أحماض أو قلويات تغير من قيمة pH البيئة، وأن وجود هذه المواد بالبيئة قد يحدد من نمو البكتيريا أو يوقفه كلياً، لذلك يفضل خلط البيئات الغذائية عند تجهيزها ببعض المواد التي تعرف بالمواد المنظمة Buffers . وهذه المواد لها قدرة على معادلة التغييرات في قيمة الـ pH والتي تحدث بالبيئة أثناء النمو. ففي مزارع البكتيريا التي تنتج أحماضا بدرجة ملحوظة يستحسن إضافة مادة قلوية غير قابلة للذوبان مثل كربونات الكالسيوم أو كربونات المغنيسيوم إلى البيئة. أما في حالة البكتيريات التي ينتج عن نموها مواد قلوية بالبيئة مثل تلك التي تختزل الكبريتات، أو النيترات فأنه لا يسهل التخلص من تأثيرها القلوى بالمزرعة.
    إن تأثيرات قيمة pH البيئة على نمو البكتيريات والتفاعلات الأيضية الخلوية كثيرة ومتشعبة وليس هنا المجال لسردها جميعا إلا أنه يجب أن نبين أنه على الدرجات المنخفضة جدا أو المرتفعة جدا من قيمة الـpH قد يحدث فساد للبروتين الانزيمى نتيجة لتخثره، تماما كما يحدث له عند ارتفاع درجة الحرارة. ويجب أن نعلم أن نشاط كل نظام انزيمى معين بالخلية له نطاق من قيم الـ pH يعمل في حدوده كما يكون لنشاطه درجة مثلى تقع في منتصف هذا النطاق ، وأن أي انحراف عن هذه الدرجة المثلى يؤدي إلى الإبطاء من نشاط الإنزيم وينعكس هذا على معدل النمو ويبطئه . وعلاوة على ذلك قد يختلف أيضاً مجال الـ pH وكذلك الدرجة المثلى منه للإنزيم الواحد تبعاً لنوع الخلايا المحتوية عليه .

    خامساً: الإشعاع Radiation

    من المعروف أن بعض البكتيريات تتطلب وجود الضوء المرئي لكي تنمو وتتكاثر مستعملة الطاقة الضوئية ومحولة إياها إلى طاقة كيميائية عن طريق عملية التمثيل الضوئي، وتتميز هذه البكتيريات بوجود مواد ملونة تشبه الكلوروفيل النباتي تعمل كمادة وسيطة في هذه التفاعلات. ومن المعروف أيضا أن بعض الإشعاعات مثل الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet والأشعة السينية X-rays تحدث تأثيرا ضارا بالبكتيريات عموما فقد أجريت دراسات عديدة ومتشعبة للتحقق من الطرق التي يمكن هذه الإشعاعات أن تقتل بها الخلايا البكتيرية توطئة للتعرف على الطرق التي من شأنها إتقاء التأثير الضار لهذه الإشعاعات وغيرها من الكائنات الأخرى الأكثر رقيا بما فيها الإنسان ولا سيما إذا ما علمنا أن درجة التشابه في سلوك وحساسة الخلايا البكتيرية والخلايا الحيوانية للإشعاعات المختلفة قد تسمح بتطبيق النتائج المتحصل عليها عند دراسة التأثرات على مستوى الخلية الواحدة.
    ويعرف الإشعاع بأنه إنبعاث وبث الطاقة خلال الفضاء أو خلال وسط مادي.
    ويلاحظ أن الإشعاعات ذات الموجات القصيرة عن الضوء المرئي يكون لها تأثيرا مميتا للكائنات الحية الدقيقة فهي بذلك تستعمل في التعقيم دون أن ترفع من درجة حرارة المادة المعقمة وتعرف لذلك بطريقة التعقيم البارد sterilization ويمكن استعمال هذه الطريقة في تعقيم المواد الحساسة للحرارة المرتفعة مثل بعض أنواع الأدوية.
    والأشعة فوق البنفسجية يتراوح طول موجاتها 150-3900 أنجستروم وأن طول الموجات حوالى2650 أنجستروم يكون أكثر تأثيرا على البكتيريا، ويلاحظ أن ضوء الشمس يتكون جزئيا من أشعة فوق بنفسجية ولكن معظم الجزء الضار يمتص بواسطة الغلاف الجوي المحيط بالأرض مثل الأوزون Ozone والسحب والغيوم. وعلى ذلك فان ضوء الشمس الذي يصل لسطح الأرض يكون له تأثير ابادى ضعيف جدا على الكائنات الحية الدقيقة.
    يستفاد عملياً من التأثير الضار لبعض الإشعاعات على خلايا البكتيريا في تعقيم الأماكن كغرف العمليات الجراحية وعنابر تعبئة الأدوية والعقاقير المعقمة أو غرف التلقيح الملحقة عادة بالمعامل البكتيريولوجية الكبيرة وفي بعض الصناعات الغذائية أو صناعات الألبان أو في تعقيم السطوح الكبيرة الملوثة في محطات الحجر الزراعي لتطهير المنتجات الزراعية مما يكون عالقاً بها من كائنات ممرضة يخشى إنتقالها من مكان إلى آخر .

    1 - الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet
    عادة تستعمل هذه الأشعة أكثر من غيرها في أغراض التعقيم حيث يلاحظ أ لهذه الأشعة قدرة ضعيفة على التغلغل داخل الأشياء ، من ذلك نرى أن فعلها التعقيمي يكون غالباً سطحياً، كما أن طبقة رقيقة من الزجاج قد تحجز نسبة كبيرة منها لذلك يتجنب تعقيم المواد في الأوعية الزجاجية ، وقد يعزى التأثير المميت للأشعة فوق البنفسجية إلى تكوين فوق أكسيد في الوسط المعامل وهذه تعمل كعامل مؤكسد ، أو نتيجة لتأثيرها على DNA الخلية .

    2 - الإشعاعات الأخرى :
    يمكن استعمال الأشعة السينية X-rays ذات الموجات القصيرة ، وكذلك أشعة جاما ذات الموجات التي يتراوح طولها بين 0.005-1 nm في أغراض التعقيم وهذه الإشعاعات لها قدرة عالية على اختراق الجسام الصلبة والتغلغل فيها ، ولازال استعمال الأشعة السينية في هذا الصدد من الأمور غير العملية وذلك لتطلبها أجهزة خاصة ولزيادة تكاليفها .

    اختبار كفاءة طرق التعقيم المختلفة
    1 – استعمل جهاز الأوتوكلاف في تعقيم أربع أنابيب مرق مغذي ( 15رطل/ بوصة 2 لمدة 15 دقيقة )
    2 – استعمل جهاز ارنولد في تعقيم أربع أنابيب مرق مغذي أخرى ( 100 5م لمدة ساعة )
    3 - استعمل جهاز ارنولد في تعقيم أربع أنابيب مرق مغذي أخرى ( 100 5م لمدة ساعة )مرتين في يومين متتاليين .
    4 - استعمل جهاز ارنولد في تعقيم أربع أنابيب مرق مغذي أخرى ( 100 5م لمدة ساعة )3 مرات في 3 أيام متوالية.
    5 – رشح كمية من المرق المغذى باستعمال مرشح زايتس ثم انقل البيئة المرشحة إلى انابيب ذات سدادات قطنية سبق تعقيمها وهي فارغة في جهاز الأوتوكلاف .
    6 – ضع الأنابيب جميعاً في الحضان على درجة 30 5م لمدة 48 ساعة ثم افحصها .
    استغفر الله الذي لا اله الا هو الحي القيوم و اتوب اليه

  2. 2 أعضاء قالوا شكراً لـ babe memo على المشاركة المفيدة:

    أميرة يمنية (16-01-2011), adam (15-02-2011)

  3. #2
    تاريخ التسجيل
    Oct 2008
    الدولة
    الرياض
    المشاركات
    114
    يعطيك العافية على المجهود الكبير

  4. #3
    تاريخ التسجيل
    Oct 2009
    الدولة
    المملكة
    المشاركات
    6,197
    اقتباس المشاركة الأصلية كتبت بواسطة زيدان zezo مشاهدة المشاركة
    يعطيك العافية على المجهود الكبير


    الله يعافيك و يسعدك

    شاكرة مرورك :sm188:
    استغفر الله الذي لا اله الا هو الحي القيوم و اتوب اليه

  5. #4
    تاريخ التسجيل
    Feb 2010
    الدولة
    اليمـــــــــــن
    المشاركات
    3,946
    مبدعه يا babememo

    الله بعطيكي العافيه

  6. #5
    تاريخ التسجيل
    Oct 2009
    الدولة
    المملكة
    المشاركات
    6,197
    اقتباس المشاركة الأصلية كتبت بواسطة البـــدر مشاهدة المشاركة
    مبدعه يا babememo

    الله بعطيكي العافيه


    الله يعافيك

    شاكرة لكـ ..
    استغفر الله الذي لا اله الا هو الحي القيوم و اتوب اليه

  7. #6
    تاريخ التسجيل
    May 2007
    الدولة
    egypt - united arab emirates
    المشاركات
    18
    موضوع حلو شكرا ليكى

  8. #7
    تاريخ التسجيل
    Oct 2009
    الدولة
    المملكة
    المشاركات
    6,197
    اقتباس المشاركة الأصلية كتبت بواسطة medo4ever123 مشاهدة المشاركة
    موضوع حلو شكرا ليكى


    شاكرة تواجدك د/ احمــــد
    استغفر الله الذي لا اله الا هو الحي القيوم و اتوب اليه

معلومات الموضوع

الأعضاء الذين يشاهدون هذا الموضوع

الذين يشاهدون الموضوع الآن: 1 (0 من الأعضاء و 1 زائر)

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •  
vBulletin skin developed by VillaARTS.