معلومة

هل يمكن لشخص ما التعرف على هذه الكائنات الدقيقة على المجهر؟


أنا جديد في منتدى StackExchange هذا ، لذلك لا أعرف ما إذا كان هذا سؤالًا مناسبًا.

هل يمكن لأي شخص مساعدتي في التعرف على هذه الكائنات الدقيقة في هذه الصورة الملتقطة بهاتفي أثناء درس علم الأحياء باستخدام المجهر.

الموقع: نهر كيجوفكا (جمهورية التشيك)

التكبير: 200x


هانز كريستيان غرام: عالم الأحياء الذي ساعد في فحص البكتيريا

كان هانز كريستيان جرام ، مخترع تقنية صبغة غرام ، عالم أحياء رائدًا ابتكر نظام التصنيف الذي أدى إلى فحص ما يصل إلى 30000 نوع من البكتيريا المسماة رسميًا. إنه موضوع أحدث رسومات الشعار المبتكرة من Google ، والتي تم إنشاؤها لتكريم تاريخ ميلاده في 13 سبتمبر 1853. ابتكر غرام ، الذي يعمل مع أخصائي علم الأمراض وعالم الأحياء الدقيقة الألماني كارل فريدلاندر ، هذه التقنية في برلين في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر. لا يزال يُعرف بأنه أحد أهم تقنيات التلوين المستخدمة في علم الأحياء الدقيقة لتحديد البكتيريا تحت المجهر.

يقطر الجرام أولاً الكواشف ، وهي مادة مصممة لإحداث تفاعل كيميائي ، على عينات أنسجة الرئة. وجد اختلافات في تلوين البكتيريا المعروفة الآن باسم Streptococcus pneumoniae و Klebsiella pneumoniae. الاختلافات التي لاحظها غرام هي نتيجة لتكوين جدار الخلية البكتيرية. تحتوي بعض البكتيريا على جدار خلوي يتكون من الببتيدوغليكان ، وهو بوليمر من السكر والأحماض الأمينية. تحتفظ هذه الخلايا البكتيرية "موجبة الجرام" بلون البقعة & # 8211 عادة ما تكون معقدة من البنفسجي البلوري واليود ، أو الميثيلين الأزرق & # 8211 وتظهر أرجوانية أو بنية تحت المجهر. والبعض الآخر ، الذي لا يحتوي على ببتيدوغليكان ، ليس ملطخًا ويشار إليه على أنه سالب الجرام ، ويظهر باللون الأحمر.

بلغت شعبيتها ذروتها بين عامي 1940 و 1960. كتب بيرس جاردنر ، الأستاذ المساعد في كلية الطب بجامعة هارفارد ، عن صبغة جرام وتفسيرها في عام 1974: فحص المريض المصاب بعدوى بكتيرية حادة وينتمي إلى ذخيرة جميع الأطباء الذين يقدمون الرعاية الأولية للمرضى المصابين بأمراض حادة ".

الإعلانات

اقرأ المزيد: ما هي تقنية كريسبر؟

في الآونة الأخيرة ، تم استخدام تلوين غرام للمساعدة في تحديد المضادات الحيوية الجديدة ، والتي تعتبر أساسية في المعركة ضد مقاومة مضادات الميكروبات. تم التعرف على Teixobactin & # 8211 ، أحد اثنين من المضادات الحيوية الجديدة التي تم طرحها في سوق الأدوية في 2015 & # 8211 من خلال استخدام تطور جديد على طريقة مجربة ومختبرة لفحص التربة بحثًا عن البكتيريا التي تطورت لقتل منافسيها.

قام فريق في جامعة نورث وسترن في بوسطن ، ماساتشوستس بفحص 50000 نوع من البكتيريا التي تعيش في التربة بحثًا عن المضادات الحيوية التي قتلت الحشرات مثل عدوى MRSA والبكتيريا التي تسبب السل المقاوم للأدوية المتعددة.

كانت تقنية التلوين مهمة حيث حددت الشاشة مادة تيكسوباكتين ، والتي يبدو أنها تعمل على مجموعة البكتيريا "إيجابية الجرام" من خلال استهداف الدهون على جدرانها الخلوية ، جنبًا إلى جنب مع الجزيئات الأخرى. إذا تم استخدامه بشكل صحيح ، يمكن أن يكون الباحثون وراء اكتشاف تيكسوباكتين خيارًا علاجيًا قابلاً للتطبيق للأمراض البكتيرية & # 8211 وآمنًا من تهديد المقاومة & # 8211 لمدة 30 عامًا على الأقل.

في حين أن تمييز البكتيريا إلى إيجابية الجرام أو سلبية هو أمر أساسي لمعظم أنظمة تحديد البكتيريا ، فقد جادل الباحثون بأن طريقة تلطيخ الجرام عرضة للخطأ و "يتم التحكم فيها بشكل سيئ ويفتقر إلى التوحيد" & # 8211 شيء حذر منه جرام نفسه عندما كان عمله تم نشره في عام 1884.

اقرأ المزيد: كيف يؤثر ما تأكله بشكل مباشر على صحتك العقلية

& # 8220 لقد قمت بنشر الأسلوب ، على الرغم من أنني أدرك أنه حتى الآن معيب للغاية وغير كامل ". "ولكن من المأمول أن يكون ذلك مفيدًا في أيدي المحققين الآخرين. & # 8221

أدت مشاكل طريقة غرام إلى البحث عن اختبارات أخرى ، وظهرت العديد من البدائل التي تدعي أنها تحسينات عليها في الأدبيات. ومع ذلك ، تظل صبغة جرام واحدة من أكثر الاختبارات التي يتم إجراؤها شيوعًا في مختبر الأحياء الدقيقة السريرية ، وهي تقنية أساسية في علاج الالتهابات البكتيرية وإنقاذ الأرواح.


تحضير الشرائح

  • عينة بكتيريا (يفضل أن تكون مزروعة)
  • ماء مقطرة
  • المجهر المركب
  • موقد بنسن
  • حلقة التلقيح
  • شريحة زجاجية مجهر
  • قطارة
  • قلم تحديد الشمع
  • باستخدام قلم التحديد ، ضع علامة على دائرة في وسط شريحة نظيفة لتحديد بقعة اللطاخة
  • باستخدام قطارة نظيفة أو حلقة التلقيح (تأكد من إشعال الحلقة باستخدام موقد بنسن) ضع قطرة من الماء المقطر في المكان المحدد على الشريحة (إذا كانت الوسيلة المستخدمة مرقًا ، فلن يكون الماء المقطر ضروريًا)
  • قم بتمرير حلقة التلقيح عبر اللهب مرة أخرى واتركها لتبرد قبل غسل (سطح المزرعة) كمية صغيرة من العينة من الأنبوب أو طبق بتري مع المزرعة (لمنع تلوث العينة المتبقية ، قم بتمرير أطراف العينة أنبوب من خلال اللهب قبل تغطيته بالغطاء)
  • قم بخلط العينة برفق مع قطرة الماء على الشريحة لعمل مسحة
  • ضع الشريحة على رف التجفيف واتركها تجف تمامًا (تجف بالهواء)
  • إصلاح اللطاخة عن طريق تمرير الشريحة فوق اللهب عدة مرات (حوالي 3 مرات) - التثبيت يعزز تغلغل البقعة في الخلايا

يمكن لتقنية المجهر الجديدة تسريع التعرف على البكتيريا القاتلة

الإعداد التجريبي الذي تم استخدامه لقياس أنماط تشتت الضوء من البكتيريا الفردية. (داخلي) وحدة تصوير مدمجة تم تطويرها مؤخرًا يمكنها قياس نفس المعلومات. الائتمان: YoungJu Jo و YongKeun Park / KAIST

طريقة جديدة لتحديد البكتيريا بسرعة ، والتي تتطلب تعديلًا طفيفًا لمجهر بسيط ، قد تغير الطريقة التي يتعامل بها الأطباء مع العلاج للمرضى الذين يصابون بعدوى قاتلة وقد تساعد أيضًا صناعة الأغذية في فحص التلوث بمسببات الأمراض الضارة ، وفقًا للباحثين في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) في دايجون ، كوريا الجنوبية.

تم وصفه هذا الأسبوع في مجلة الجمعية البصرية (OSA) ، اوبتكس اكسبريس، يتضمن النهج الجديد ارتداد ضوء الليزر عن البكتيريا الفردية تحت المجهر ، وإنشاء صور ثلاثية الأبعاد لها ، ثم استخدام التحول الرياضي وبرامج الكمبيوتر لتحليل الصور والتعرف عليها من خلال مقارنتها ببكتيريا أخرى معروفة. يستخدم البرنامج خوارزمية التعلم الآلي - قد تستخدم أجهزة الكمبيوتر المتصلة بكاميرات الأمان للتعرف الآلي على الوجه.

إذا ثبت أن هذا النهج فعال في التجارب السريرية الخاضعة للرقابة ، فقد يؤدي إلى طريقة جديدة قوية لتحديد البكتيريا الخطرة بشكل روتيني وفوري تقريبًا على جانب السرير - أسرع بكثير من الأيام التي يستغرقها نمو أو "استنبات" الميكروبات في المختبر من دم المريض ، والذي لا يزال المعيار الذهبي في صناعة الرعاية الصحية لإجراء تشخيص نهائي. تُستخدم أيضًا بشكل روتيني اليوم طريقة أحدث لتحديد البكتيريا بسرعة استنادًا إلى تقنية تحليل الحمض النووي تسمى تفاعل البوليميراز الكمي المتسلسل (qPCR) ، ولكن قد يستغرق الأمر ساعات لإرجاع النتيجة ، وتتطلب تحضير عينة باهظ التكلفة غالبًا ما يكون باهظ التكلفة للاستخدام الروتيني في المناطق الريفية أو فقيرة الموارد حول العالم.

كان التحدي المتمثل في تلبية الاحتياجات السريرية في العالم النامي أحد الدوافع وراء العمل ، وفقًا لفريق KAIST. لقد أرادوا العثور على طريقة غير مكلفة يمكن أن تتجاوز سرعة qPCR.

قال الفيزيائي YongKeun Park ، الذي قاد فريق KAIST: "باستخدام تقنيات التصوير المجسم بالليزر ، حققنا تحديدًا سريعًا وخاليًا من الملصقات للأنواع البكتيرية على مستوى البكتيريا المفردة بقياس طلقة واحدة". "هذا يعني أنه يمكن استخدام الطريقة الحالية كاختبار فرز مسبق للتشخيص البكتيري في نقطة الرعاية لتطبيقات مختلفة بما في ذلك الطب والصحة الغذائية."

"لقد طورنا أيضًا جهازًا محمولاً مضغوطًا ، يسمى وحدة تصوير الطور الكمي (QPIU) (رسائل البصريات 39 (12) ، 3630-3633) ، لتحويل مجهر بسيط موجود إلى مجهر ثلاثي الأبعاد ، من أجل قياس أنماط تشتت الضوء للبكتيريا الفردية ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتحديد أنواع البكتيريا في المناطق الريفية والبلدان النامية ، "قال. بارك. "فريقنا لديه خطط للذهاب إلى تنزانيا الشهر المقبل لإجراء اختبار ميداني."

ضوء الليزر يرتد من البكتيريا الفردية تحت المجهر ، ويخلق صورًا ثلاثية الأبعاد لها ، ثم يستخدم التحويل الرياضي وبرامج الكمبيوتر لتحليل الصور والتعرف عليها من خلال مقارنتها ببكتيريا أخرى معروفة. الائتمان: Young-Ju Jo and YongKeun (Paul) Park ، المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا

لماذا تؤثر السرعة في مكافحة العدوى

في المستشفيات والعيادات في جميع أنحاء العالم ، تعد العدوى البكتيرية مصدرًا رئيسيًا للمرض ، وغالبًا ما تبطئ الشفاء أو تزيد الأمور سوءًا للأشخاص الذين يتم إدخالهم إلى رعاية المرضى الداخليين للعلاج الروتيني أو الطارئ. في الحالات الشديدة ، يسبب التسمم الجرثومي مرضًا ومتلازمات شديدة مثل تعفن الدم والتهاب السحايا والالتهاب الرئوي والتهاب المعدة والأمعاء - وكلها يمكن أن تكون مميتة ما لم يتم إعطاء المريض علاجًا فوريًا ومناسبًا.

التحدي الحقيقي لمكافحة تلك العدوى هو الوقت. من أجل علاج مرضاهم بشكل أفضل ، يود الأطباء أن يعرفوا بالضبط البكتيريا التي أصيبوا بها ، لكن الساعات أو الأيام الضائعة في التعرف على العامل الممرض الدقيق يمكن أن تجعل طريق التعافي أكثر حدة. يمكن أن يتطور الإنتان ، على سبيل المثال ، بسرعة كبيرة بحيث لوحظ ارتفاع معدل الوفيات بنسبة 9 في المائة في الساعة حتى يتم إعطاء العلاج. وأضاف بارك أن الانتظار لمدة يومين قد يقتل المريض.

لهذا السبب ، يتم علاج العديد من حالات العدوى المكتسبة في المستشفيات افتراضيًا ، قبل تحديدها نهائيًا ، باستخدام المضادات الحيوية واسعة النطاق. غالبًا ما تكون هذه التوليفات القوية من الأدوية القوية فعالة ، ولكن استخدامها بشكل روتيني يزيد من خطر ظهور بكتيريا مميتة ومقاومة للأدوية المتعددة.

تعد تقنية QPIU الجديدة بتقديم تشخيصات أفضل في نقاط الرعاية من خلال تقليل الوقت المستغرق لتحديد البكتيريا على وجه التحديد ، والتي قد توجه العلاج ، مما يسمح للأطباء بوصف أفضل الأدوية المتاحة لعلاج العدوى وتحسين النتائج للأشخاص في المستشفى- العدوى المكتسبة - على الرغم من أن فعالية هذا النهج لا يزال يتعين إثباتها في التجارب السريرية المستقبلية.

نمط تشتت الضوء من بكتيريا واحدة L. casei Credit: YoungJu Jo and YongKeun Park / KAIST

في تجاربهم الأولية ، أظهر بارك وزملاؤه كدليل على المبدأ أنهم يستطيعون التعرف على البكتيريا بدقة عالية. قاموا بفحص أربعة أنواع بكتيرية مختلفة (Listeria monocytogenes و Escherichia coli و Lactobacillus casei و Bacillus subtilis). الثلاثة الأولى هي جميع مسببات الأمراض المعروفة بأنها تصيب البشر من خلال السلسلة الغذائية أو عن طريق العدوى المكتسبة من المستشفيات. والرابعة هي بكتيريا غير ضارة تستخدم في الأبحاث المعملية ولكنها ذات أهمية كبيرة لأنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالبكتيريا Bacillus anthracis القاتلة ، والتي تعد أساس الجمرة الخبيثة.

تحت المجهر ، تبدو جميع هذه البكتيريا الأربعة التي تشبه العصي متطابقة تقريبًا. سيكون من المستحيل عمليا التمييز. ومع ذلك ، قام فريق KAIST بفرزها باستخدام عملية QPIU بدقة أكبر من 94 بالمائة.

تتضمن هذه التقنية تشتيت الضوء من البكتيريا تحت المجهر الهولوغرافي ثم تطبيق وظيفة رياضية تُعرف باسم تحويل فورييه على الصور الثلاثية الأبعاد. يسمح تحويل فورييه لهم بتحديد نمط تشتت ضوئي مميز يشبه بصمات الأصابع لأي خلية بكتيرية معينة. ثم طبقوا برنامجًا صمموه للتحليل ، والذي استخدم منهجًا تقليديًا للتصنيف الإحصائي يُعرف باسم التعلم الآلي - وهي استراتيجية فرز تعتمد على أوجه التشابه بين الأنماط والتي تم استخدامها على نطاق واسع في تطبيقات مثل برامج التعرف على الوجه. قال بارك إن هذه هي المرة الأولى التي يطبق فيها أي شخص التعلم الآلي على بيانات فورييه لتحويل الضوء.

إنهم يتطلعون الآن إلى توسيع نطاق عملهم الأولي لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم التمييز بين عدة أنواع من المجموعات الفرعية البكتيرية - لتحديد السلالات الأكثر مقاومة للأدوية أو ضراوة من السلالات غير الضارة.

بالإضافة إلى المساعدة في العيادة ، قد تكون الطريقة الجديدة مفيدة في صناعة الأغذية أو لتطبيقات الأمن الداخلي. من حيث المبدأ ، يمكن توسيع نطاق النهج لفحص الأطعمة الملوثة أو العبوات المشبوهة.


معلومات الدراسة

نشرت الدراسة في: 6 مارس 2019

مؤلف (مؤلفون) الدراسة: لينكا رابوفا ، ولوبومير كوفاسيك ، وجوزيف إلستر ، وأوتاكار سترونيكي

تم إجراء الدراسة في: جامعة إس إس. سيريل وميثوديوس ، ترنافا ، سلوفاكيا جامعة كومينيوس في براتيسلافا ، أكاديمية سلوفاكيا للعلوم في جمهورية التشيك ، تريبون ، جمهورية التشيك جامعة جنوب بوهيميا ، سيسك بوديوفيتش ، جمهورية التشيك معهد التكنولوجيا والأعمال ، سيسك بوديوفيتش ، جمهورية التشيك


أنواع مسببات الأمراض

لتشخيص أمراض النبات بشكل فعال ، من الضروري فهم بيولوجيا الكائنات الحية الدقيقة التي تسببها: الفطريات والبكتيريا والفيروسات.

الفطريات

غالبًا ما تشتت الرياح العديد من مسببات الأمراض الفطرية. يمكن للرياح أن تحمل الأبواغ لأميال. سيؤدي رش المياه ، من الأمطار أو الري ، إلى نقل الجراثيم الفطرية من نبات إلى آخر. يمكن للفطريات التي تعيش في التربة أن تنتقل من نبات إلى آخر عن طريق النمو على طول الجذور المختلطة أو الخروج من بقايا النباتات المصابة في التربة. بعض الفطريات (على سبيل المثال ، ريزوكتونيا) يمكن أن يعيش بمفرده لفترات طويلة من الزمن بدون مضيف من خلال العيش في حطام النبات أو التربة. يمكن أيضًا أن تنتشر الفطريات عن طريق النشاط البشري ، أو من خلال حركة النباتات المريضة بالفعل ، أو استخدام أدوات البستنة الملوثة. في حين أن الفطريات قد تدخل إلى النبات من خلال فتحاته الطبيعية (على سبيل المثال ، الثغور) ، أو من خلال الجروح ، يمكنها أيضًا اختراق بشرة النبات مباشرة.

بكتيريا

البكتيريا هي كائنات دقيقة وحيدة الخلية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام مجهر ضوئي قوي (الشكل 4). لا تنتج معظم البكتيريا الممرضة للنبات جراثيم. على الرغم من أن بعض البكتيريا يمكنها البقاء على قيد الحياة في التربة في المواد النباتية المتحللة لبعض الوقت ، فإنها عادة ما تحتاج إلى مضيف للبقاء على قيد الحياة.

تعتمد البكتيريا على العوامل الخارجية للانتشار من نبات إلى آخر. رش المياه (الري ، الأمطار التي تحركها الرياح) هي الوسيلة الرئيسية التي تنتشر بها البكتيريا (الشكل 5). وسيلة أخرى مهمة للتشتت من خلال الاتصال البشري. يمكن أن تنتشر العديد من الأمراض البكتيرية ببساطة من خلال عملية لمس نبات مصاب ثم لمس نبات سليم باليد أو أدوات التقليم. لا يمكن للبكتيريا اختراق بشرة النباتات ، ولكن يجب أن تدخل النبات من خلال جرح أو فتحة طبيعية لبدء المرض. تتطلب مجموعات فرعية خاصة من البكتيريا مضيف حشرة للتشتت والدخول إلى النبات. أحد الأمثلة على ذلك هو مرض الحمضيات Huanglongbing (المعروف أيضًا باسم HLB أو تخضير الحمضيات).

الفيروسات

الفيروسات هي أصغر مسببات الأمراض الثلاثة الموصوفة هنا ولا يمكن رؤيتها إلا بالمجهر الإلكتروني (الشكل 6). تتكون من مادة وراثية (RNA أو DNA) ، والتي عادة ما تكون ملفوفة في غلاف بروتيني. يجب أن يكون لديهم مضيف حي من أجل التكاثر ، لأنهم يستخدمون الخلايا النباتية المضيفة في عملية التكاثر. تتكاثر معظم الفطريات والبكتيريا بشكل مستقل عن عائل النبات. عادة ما تنتقل الفيروسات من النباتات المريضة إلى النباتات الصحية عن طريق الحشرات ، ولكن يمكن أيضًا أن تنتشر عن طريق العث والديدان الخيطية والفطريات وحتى البشر. يشار إلى الكائن الحي الذي ينشر الفيروس باسم ناقل. في فلوريدا ، تنقل الحشرات معظم الفيروسات ، وخاصة حشرات المن أو الذباب الأبيض.

يرجى ملاحظة أن جميع مسببات الأمراض النباتية الموصوفة سابقًا (حتى بعض الفيروسات) يمكن أن تنتشر على الأدوات والمعدات الملوثة. لذلك ، من المهم جدًا اتباع توصيات الإدارة الموضحة في إرشادات لتحديد وإدارة أمراض النبات: الجزء الثالث. إدارة أمراض النبات (https://edis.ifas.ufl.edu/MG443).


ما هو استخدام المجهر المركب؟

يفكر معظم الناس في المجهر البيولوجي عندما يسمعون مصطلح المجهر المركب. هذا صحيح أن المجهر البيولوجي هو مجهر مركب. ولكن هناك أيضًا بعض الأنواع الأخرى من المجاهر المركبة. يمكن أيضًا الإشارة إلى المجهر البيولوجي باسم مجهر الضوء أو المجال الضوئي المنقول.

مجهر تباين الطور هو مجهر مركب يستخدم عدسة موضوعية تباين طور خاص ومنزلق طور أو مكثف طور لإخراج التباين في عينة دون الحاجة إلى تلطيخ العينة. تستخدم مجاهر تباين الطور لفحص البكتيريا أو خلايا الدم. يمكنك معرفة المزيد عن تباين الطور هنا.

المجهر المستقطب هو نوع آخر من المجهر المركب. تستخدم المجاهر المستقطبة كلاً من محلل ومستقطب لاستقطاب الضوء والتقاط الاختلافات في الألوان في المسار البصري للعينة التي يتم فحصها. تُستخدم المجاهر المركبة المستقطبة لفحص المواد الكيميائية في صناعة الأدوية ، ويستخدم علماء البترول والجيولوجيون المجاهر المستقطبة لفحص المعادن وشرائح الصخور الرقيقة.

المجهر المعدني هو مجهر مركب قد يكون قد أرسل الضوء وعكسه ، أو يعكس الضوء فقط. هذا الضوء المنعكس يضيء من خلال العدسة الشيئية. تُستخدم المجاهر المركبة المعدنية على وجه التحديد في البيئات الصناعية لعرض العينات بتكبير عالٍ (مثل المعادن) التي لن تسمح بمرور الضوء من خلالها. قد تستخدم المجاهر المعدنية أيضًا تقنية الفحص المجهري المظلمة ، وهي تقنية محددة تضيء عينة من الخلف من أجل تسليط الضوء على ميزات معينة للعينة مثل الكسور المعدنية الدقيقة أو عيوب الأحجار الكريمة.

المجاهر الفلورية و DIC (تباين التداخل التفاضلي) هي أنواع أخرى من المجاهر المركبة. هذه هي المجاهر البيولوجية التي تستخدم أطوال موجات ضوئية مختلفة لتألق عينة من أجل دراسة العينة.


إظهار / إخفاء الكلمات المراد معرفتها

بكتيريا: كائنات مجهرية وحيدة الخلية تنمو وتتكاثر في كل مكان على الأرض. يمكن أن تكون مفيدة أو ضارة بالحيوانات. أكثر

المينا: مادة صلبة بيضاء تعمل كغطاء واقي. السطح الخارجي لأسنان الإنسان هو المينا. أكثر

السدادة: عضو يطلق مواد لاستخدامها في أماكن معينة في الجسم أو خارج الجسم. أكثر

الصراعات: غير ودي أو صعب.

ميكروب: كائن حي صغير جدًا لدرجة أنك ستحتاج إلى مجهر لرؤيته. أكثر

ميكروبيوم: مجتمع الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش داخل و / أو جسمك.

البكتيريا بيننا وعلينا وداخلنا

تعيش تريليونات البكتيريا والميكروبات الأخرى في جميع أنحاء جسم الإنسان وخارجه. إجمالاً ، تسمى هذه الميكروبات بالميكروبيوم البشري. العديد من أنواع البكتيريا لها سمعة سيئة. أنها تسبب كل أنواع المرض والمرض. لكن أنواعًا أخرى من البكتيريا تقوم بالعديد من الأشياء المفيدة في الجسم.

يقدر العلماء أن كل واحد منا يحمل 10 أضعاف الخلايا البكتيرية من جميع الخلايا التي يتكون منها جسم الإنسان. تعيش أنواع كثيرة من البكتيريا على جلدنا. تعيش البكتيريا في جميع أنحاء أجسادنا - وهناك الكثير في أفواهنا أيضًا. إنهم يعيشون في لعابنا. وحتى أن بعض البكتيريا تعيش تحت جفوننا على سطح أعيننا. ومع ذلك ، يعيش أكبر عدد من البكتيريا في أحشائنا.

البكتيريا في أمعائنا: الأمعاء الصحية تعني الجسم السليم

شجاعتنا مهمة. تشمل القناة الهضمية المعدة والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة. تشكل هذه القطع معًا جزءًا كبيرًا من الجهاز الهضمي. يعلم العلماء أن القناة الهضمية لها تأثير كبير على كل جهاز من أجهزة الجسم البشري. يقول بعض الخبراء أن ما يصل إلى 70 بالمائة من جهاز المناعة يعيش بالفعل في الأمعاء.

الأمعاء البشرية هي موطن لأكثر من 100 تريليون من الكائنات الحية الدقيقة. يضم هذا الحشد الهائل أكثر من 400 نوع من البكتيريا. بعضها جيد. بعضها ليس جيدًا. وبعضها قبيح وسيئ. البكتيريا الجيدة في الأمعاء مهمة. يلعبون أدوارًا رئيسية في الحفاظ على عمل الجسم بسلاسة وكفاءة. يمكن للبكتيريا السيئة أن تجعلك مريضًا. يمكن أن تسبب الأمراض والالتهابات. لحسن الحظ ، فإن معظم البكتيريا الموجودة بداخلك الآن غير ضارة. إنهم يعيشون بسلام جنبًا إلى جنب مع خلايا جسمك.

البكتيريا في بطوننا

تمتلئ معدتنا بحمض قوي. يساعد الحمض على هضم كل الطعام الذي نتناوله. معظم الكائنات الحية لا تستطيع البقاء على قيد الحياة في الحمض. يتضمن معظم الميكروبات.

ومع ذلك ، يمكن لبعض أنواع البكتيريا البقاء على قيد الحياة في بيئة معادية للمعدة. هيليوباكتر بيلوري هي البكتيريا على شكل حلزونات ضيقة. يعرف العلماء أن هذا الميكروب يمكن أن يلتصق ببطانة خلايا المعدة. يمكن أن يسبب مرض القرحة الهضمية وقد يكون سببًا لسرطان المعدة. لا يزال العلماء يستكشفون الأدوار التي قد تلعبها هذه البكتيريا في عمليتنا الهضمية.

البكتيريا في أفواهنا

يختلف عدد ونوع البكتيريا في أي جزء من الجسم من شخص لآخر. تعيش الكثير من البكتيريا في أفواهنا. إنهم يعيشون على ألسنتنا وعلى أسناننا. البكتيريا هي جزء من مادة لزجة تسمى البلاك. تفريش أسنانك للتخلص من البلاك. عندما لا تقوم بالفرشاة جيدًا ، تتصلب اللويحة وتتحول إلى مادة تسمى الجير. أطباء الأسنان يسمونه حساب التفاضل والتكامل. هذه البكتيريا نفسها تفرز الحمض الذي يمكن أن يذيب مينا الأسنان. هذا يمكن أن يسبب تسوس الأسنان وتسوسها. توجد هذه البكتيريا دائمًا في فمك ، ولكن من المهم أن تذهب لزيارة طبيب الأسنان حتى تتمكن من تنظيف التراكمات القديمة.

البكتيريا في أعيننا

حتى أن بعض البكتيريا تعيش على الخلايا التي تشكل داخل جفوننا وسطح أعيننا. تسمى بطانة الخلية هذه بالملتحمة. تفرز الغدد في أعيننا السوائل باستمرار. يحافظ هذا السائل على رطوبة الملتحمة. عندما نرمش ، تزيل الجفون البكتيريا والغبار والمواد الضارة الأخرى من سطح مقل أعيننا. تحتوي دموعنا أيضًا على مواد كيميائية تمنع البكتيريا من النمو خارج نطاق السيطرة.

البكتيريا في رئتينا

الرئتان جزء رئيسي من الجهاز التنفسي لدينا. يجب أن نتنفس الهواء للحصول على الأكسجين في دمائنا. لكن الهواء مليء دائمًا بالميكروبات. رئتانا لديها طرق مدمجة لإزالة البكتيريا والميكروبات الضارة الأخرى. تنتج خلايا خاصة مخاطًا ، وهو مادة لزجة سميكة تحبس البكتيريا.

تقوم خلايا خاصة أخرى دائمًا بنقل المخاط من الرئتين. عندما تسعل أو تعطس ، قد تنثر ملايين من قطرات المخاط في الهواء. هذا المخاط مليء بالبكتيريا. لهذا السبب من المهم دائمًا تغطية فمك عند السعال أو العطس.

البكتيريا على جلدنا

يعمل جلدنا كحاجز. يمنع الميكروبات السيئة المسببة للأمراض من الدخول إلى أجسامنا. ومع ذلك ، تعيش الكثير من البكتيريا في شعرنا وفروة رأسنا وفي كل بوصة مربعة من بشرتنا. يعيش البعض على سطح الجلد. يعيش البعض في أعماق طبقات بشرتنا العديدة.

تم العثور على الكثير من البكتيريا بالقرب من الغدد الدقيقة التي تنتج الزيت والعرق. تمد هذه الغدد البكتيريا بالماء والعناصر الغذائية لتنمو وتتكاثر. في حد ذاته ، العرق البشري ليس له رائحة. تلعب البكتيريا التي تعيش بالقرب من الغدد العرقية دورًا في إنتاج رائحة الجسم. هذا صحيح ، يمكن للبكتيريا أن تجعلك نتن.


خصائص البكتيريا

البكتيريا هي كائنات وحيدة الخلية. إنهم يفتقرون إلى عضيات مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا ، وليس لديهم النواة الحقيقية الموجودة في الخلايا حقيقية النواة. بدلاً من ذلك ، يقع الحمض النووي الخاص بهم ، وهو خيط مزدوج مستمر ودائري ، في نوكليويد. النواة هي منطقة غير منتظمة الشكل لا تحتوي على غشاء نووي. تحتوي البكتيريا أيضًا على غشاء خلوي وجدار خلوي غالبًا ما يكون مصنوعًا من الببتيدوغليكان. يُشار إلى غشاء الخلية وجدار الخلية معًا باسم غلاف الخلية. تحتاج العديد من البكتيريا إلى جدار خلوي للبقاء على قيد الحياة.

يحدث التكاثر من خلال الانشطار الثنائي ، وهو انقسام الخلية البكتيرية بعد أن تصل إلى حجم معين. تتكاثر البكتيريا اللاجنسي ، لذا فإن الخليتين الوليدين اللذان ينجم عن الانشطار الثنائي لهما نفس الحمض النووي للخلية الأم. ومع ذلك ، يمكن لبعض البكتيريا أيضًا تبادل المواد الجينية فيما بينها في عملية تُعرف باسم النقل الأفقي للجينات. تتضمن هذه الطريقة نوعين من البكتيريا الموجودة بالفعل ، وهي ليست شكلاً من أشكال الانتقال من الوالدين إلى الطفل.


نظرية النشوء الحيوي مقابل الجيل العفوي

أثار اكتشاف الكائنات الدقيقة أسئلة مثيرة للاهتمام: من أين نشأت هذه الأشكال المجهرية؟ من أين أتت هذه الحيوانات؟ صاغ أرسطو لأول مرة فكرة أنه من الممكن أن تولد حياة جديدة من المادة العضوية. لآلاف السنين ، ذكرت فكرة التوليد التلقائي أن الكائنات الحية ، مثل الديدان الصغيرة ، يمكن أن تنشأ تلقائيًا من مادة غير حية. بدأت هذه الفكرة في التراجع بسبب عمل فرانشيسكو ريدي. في تجربة بسيطة ولكنها مهمة (1668) ، أوضح أن الديدان الموجودة على اللحوم المتعفنة نشأت من بيض الذباب ، وليس مباشرة من اللحم المتحلل كما يعتقد دعاة التكاثر التلقائي. لإثبات ذلك ، قام ببساطة بتغطية الوعاء الذي يحتوي على اللحم المتعفن بشاش ناعم بما يكفي لمنع الذباب من دخول الحاوية لإيداع بيضه. ظهرت الديدان على سطح الشاش - ولكن ليس على اللحم. ربما كان ريدي (1668 ، ص 26) أفضل ما قاله عندما قال:

سأعبر عن اعتقادي بأن الأرض ، بعد أن أنجبت أول النباتات والحيوانات في البداية بأمر من الخالق الأسمى والقدير ، لم تنتج أبدًا أي نوع من النباتات أو الحيوانات ، سواء كانت مثالية أو غير كاملة وكل شيء نعرفه الأزمنة الماضية أو الحالية التي أنتجتها ، جاءت فقط من البذور الحقيقية للنباتات والحيوانات نفسها ، والتي بالتالي ، من خلال وسائلها الخاصة ، تحافظ على جنسها. ذكر أتباع التوليد العفوي أن الحياة يمكن أن تظهر بدون يد الله ، مما دفع العلماء المتشككين إلى دراسة هذه العقيدة الضعيفة.

على الرغم من النتائج المقنعة التي توصل إليها ريدي ، إلا أن فكرة التوليد التلقائي كان لا يزال من الصعب دحضها تمامًا. أحد أسباب ذلك هو أن الشاش الذي استخدمه ريدي لم يستطع منع تطور الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا والعفن) على سطح اللحم. ساعدت أدلة جديدة من قبل Leeuwenhoek في الكشف عن أن هذه الميكروبات تحت المجهر تسبب التسوس. بالإضافة إلى الديدان والبراغيث وما شابه ذلك التي تكونت عن طريق التولد الحيوي وليس "التوالد التلقائي". كان Leeuwenhoek (وليس Redi) هو الذي أثبت أن مثل هذه الكائنات الحشرية تفقس من البيض (كما يتضح من خلال مجهره).

واصل Leeuwenhoek جمع الأدلة على التكوُّن الحيوي ، حيث كان قادرًا في البداية على إظهار البكتيريا والأوليات في مياه الأمطار. كان قادرًا أيضًا على إظهار دورات حياة كاملة للديدان والبراغيث والحشرات الأخرى. عندما درس Leeuwenhoek تعقيدات الكائنات الحية الدقيقة ، وجد أن لكل منها "والد" - أي أن كل شكل من أشكال الحياة يأتي دائمًا من حياة أخرى. كان سيقدم دعمًا كبيرًا لأدلة ريدي على أن التوليد التلقائي لم يكن ممكنًا. ومع ذلك ، لن يقدم باستير حتى عام 1864 الدليل النهائي للتكوين الحيوي ، بعد حوالي 200 عام من بدء النقاش (Gillen and Sherwin 2007).


تعيش هذه العث المجهري على وجهك

من شبه المؤكد أن لديك حيوانات تعيش على وجهك.

لا يمكنك رؤيتهم ، لكنهم هناك. إنها سوس مجهري ، مخلوقات ذات ثمانية أرجل تشبه العناكب. تقريبا كل إنسان لديه هذه. يقضون حياتهم كلها على وجوهنا ، حيث يأكلون ويتزاوجون ويموتون في النهاية.

قبل أن تبدأ في شراء غسول وجه قوي للغاية ، يجب أن تعلم أن هؤلاء المستأجرين المجهريين ربما لا يمثلون مشكلة خطيرة. قد تكون غير ضارة تمامًا تقريبًا. علاوة على ذلك ، نظرًا لأنها شائعة جدًا ، فقد تساعد في الكشف عن تاريخنا بتفاصيل لا مثيل لها.

هناك نوعان من العث يعيشان على وجهك: ديموديكس الجريب و د. بريفيس.

هم مفصليات الأرجل ، وهي المجموعة التي تضم حيوانات مفصلية الأرجل مثل الحشرات وسرطان البحر. كونها سوس ، فإن أقرب أقربائها هم العناكب والقراد.

لقد عرف العلماء أن البشر يحملون عث الوجه لفترة طويلة

ديموديكس للعث ثمانية أرجل قصيرة وقصيرة بالقرب من رؤوسهم. أجسادهم ممدودة ، شبه دودة. تحت المجهر ، يبدون وكأنهم يسبحون في الزيت ، ليس بعيدًا جدًا ولا سريعًا جدًا.

يعيش النوعان في أماكن مختلفة قليلاً. D. folliculorum يتواجد في المسام وبصيلات الشعر د. بريفيس يفضل الاستقرار بشكل أعمق في الغدد الدهنية الدهنية.

بالمقارنة مع أجزاء أخرى من جسمك ، فإن وجهك به مسام أكبر وعدد أكبر من الغدد الدهنية ، وهو ما قد يفسر سبب ميل العث للعيش هناك. ولكن تم العثور عليها أيضًا في أماكن أخرى ، بما في ذلك منطقة الأعضاء التناسلية والثدي.

لقد عرف العلماء أن البشر يحملون عث الوجه لفترة طويلة. D. folliculorum تم اكتشافه في شمع الأذن البشري في فرنسا عام 1842.

قد يكون لديك حوالي اثنين من العث لكل رمش

في عام 2014 ، أصبح من الواضح مدى انتشارها في كل مكان. وجدت ميجان ثومس من جامعة ولاية كارولينا الشمالية في رالي وزملاؤها ، كما هو الحال في الدراسات السابقة ، أن حوالي 14٪ من الناس لديهم عث مرئي. لكنهم وجدوا أيضًا ديموديكس اختبروا الحمض النووي على كل وجه.

هذا يشير إلى أننا جميعًا نمتلكها ، وربما بأعداد كبيرة جدًا. يقول ثومس: "من الصعب التكهن أو التحديد الكمي ، لكن قد يكون عدد السكان المنخفض بالمئات". "عدد كبير من الحلم سيكون بالآلاف." بعبارة أخرى ، قد يكون لديك حوالي اثنين من العث لكل رمش.

قد يختلف عدد السكان جيدًا من شخص لآخر ، لذلك قد يكون لديك أكثر بكثير من جارك أو أقل بكثير. قد يكون لديك أيضًا المزيد من العث على جانب واحد من وجهك أكثر من الآخر.

ومع ذلك ، ليس من الواضح ما الذي يحصل عليه العث منا. بالنسبة للمبتدئين ، لسنا متأكدين مما يأكلونه.

يقول ثومس: "يعتقد بعض الناس أنهم يأكلون البكتيريا المرتبطة بالجلد". "يعتقد البعض أنهم يأكلون خلايا الجلد الميتة. يعتقد البعض أنهم يأكلون الزيت من الغدة الدهنية."

لم يكن معروفًا أبدًا أنهم يأكلون بعضهم البعض

تبحث ثومز وزملاؤها حاليًا في الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أحشاء العث. يمكن أن يساعد في تحديد نظامهم الغذائي.

كما أننا لا نعرف الكثير عن كيفية تكاثرها. الأنواع الأخرى من العث تصل إلى كل أنواع الأشياء ، من سفاح القربى وأكل لحوم البشر الجنسي إلى قتل الأم ومقتل الأشقاء. لكن حتى الآن يبدو ديموديكس أقل تطرفًا بقليل.

يقول ثومس: "لم يعرفوا قط أنهم يأكلون بعضهم البعض". "يبدو أنهم يخرجون في الليل للتزاوج ثم يعودون إلى مسامهم".

الشيء الوحيد الذي نعرفه هو بيضهم.

"لقد وقعنا ديموديكس وضع بيضة على الكاميرا ، "يقول ثومس ، الفيديو متاح على موقع يوتيوب.

أنثى ديموديكس تضع العث بيضها حول حافة المسام التي تعيش فيها. لكنها على الأرجح لا تضع الكثير.

يقول ثومس: "إن بيضهم كبير جدًا ، حيث يبلغ حجمه ثلث إلى نصف حجم أجسامهم ، وهو أمر يتطلب الكثير من عمليات التمثيل الغذائي". "إنها كبيرة جدًا لدرجة أنها ربما تضع واحدة تلو الأخرى ، حيث لا أستطيع أن أتخيل أن أكثر من واحد يمكن أن يتناسب مع أجسادهم بناءً على الحجم."

الحديث عن الأشياء ديموديكس بحاجة إلى دفع خارج أجسامهم ، كما أن هذه العث ليس لديها شرج.

لا يزالون بحاجة إلى التبرز ، لذلك قيل إنهم `` ينفجرون '' بالفضلات في نهاية حياتهم. However, that's "a bit of an over-exaggeration", says Thoemmes.

All their waste builds up over time and then there's one large flush of bacteria

They do save it all up until death, though. When a Demodex dies, its body dries out and all the built-up waste degrades on your face.

"It's not an exploding action necessarily, but it's true that all their waste builds up over time and then there's one large flush of bacteria," says Thoemmes. "It's not just coming in discrete units over time, it's a lot built up that comes out."

That may sound terrible. But surprisingly, it looks as though these mites are not harmful.

"I would think that they're not harming us in a way that's detectable," says Thoemmes. "If we were having a strong negative response to their presence, we'd be seeing that in a greater number of people."

People suffering from rosacea tend to have more Demodex mites

The one thing they have been linked to is a skin problem called rosacea. This mainly affects people's faces, and begins with flushing before sometimes progressing to permanent redness, spots, and sensations of burning or stinting.

Studies have found that people suffering from rosacea tend to have more Demodex mites. Instead of 1 or 2 per square centimetre of skin, the number rises to 10 to 20.

But that doesn't mean the mites cause the problem.

"The mites are involved in rosacea, but they're not causing it, "says Kevin Kavanagh of Maynooth University in Ireland. In a study published in 2012, he concluded that the root cause was changes in people's skin.

Our skin gradually changes over the years, for instance due to ageing or exposure to the weather. This alters the sebum, an oily substance produced by the sebaceous glands that helps keep our skin moist.

When the mites die, they release their internal contents

Demodex are thought to eat the sebum, and the change in its makeup may cause a population boom. "This causes irritation in the face, just because there are so many mites around," says Kavanagh.

There also seems to be a link between rosacea symptoms and the big flush of bacteria released when a mite dies.

"When the mites die, they release their internal contents," says Kavanagh. "This contains a lot of bacteria and toxins that cause irritation and inflammation."

There may also be a link with the immune system, which normally protects us against infections. Thoemmes says the mites have been found to be particularly abundant on people with immune deficiencies, such as AIDS or cancer.

"I think mites are exploding because you're having an immune response to something else," she says. "Rosacea is another response to that."

For most people, most of the time, they're harmless

It's still not clear what sort of relationship we have with our Demodex mites. We can be sure they are not parasites, which take things from us and cause harm in the process.

The relationship might instead be commensal, meaning that they do take something from us but not in a way that normally causes harm. For most people, most of the time, they're harmless.

They may even be beneficial. For instance, they may clear dead skin off our faces or eat harmful skin bacteria.

But suppose you really wanted to get rid of them. Could you?

Although there are therapies that kill Demodex mites, we can't get rid of them forever.

They rebound after about six weeks, says Kavanagh. "We pick them up from people who we are in contact with. We pick them up from sheets, pillows, towels. There's good evidence that we transmit them between each other."

We may pick up Demodex very early in life

It looks as if there is something special on our faces that they need. Even if you kill them off, you're going to get them again, because they're everywhere and they want to be on your face.

In line with that we may pick up Demodex very early in life. "Demodex mites have been found in mammary tissue," says Thoemmes. As a result, she suspects they travel from mother to baby, perhaps through breast-feeding or even at birth.

We may then pick up a few more from the people we know as we grow older. Thoemmes's study found more mite activity on adults over 18 than on 18-year-olds.

It also seems our species has carried Demodex mites for a long time.

Humans have long had a close relationship with domestic dogs

Thoemmes speculates it might be "since we evolved from our hominid ancestors". That would mean we've been carrying these animals for 20,000 years.

We might have picked them up from other animals. D. brevis is particularly similar to a species that lives on dogs. Humans have long had a close relationship with domestic dogs, and with their wild relatives, wolves. Thoemmes suggests our ancestors "lived closely with them, for hunting purposes or that kind of thing", and picked up the mites as a result.

As well as our relationships with animals, the mites could reveal a lot about our relationships with each other. Their genes contain clues to our history.

When Thoemmes looked at the mites' DNA, she found that mites collected from Chinese populations were distinctly different from those collected from North and South American populations.

Because these differences exist, studying the mites could tell us how our distant ancestors migrated around the planet, and reveal which modern populations are most closely related.

"We might be able to figure out human associations&hellip we weren't able to figure out or see before," says Thoemmes.

She is particularly interested in finding out about the colonisation of Central and South America. "There's been a lot of speculation as to which populations of humans colonised Brazil and inter-bred," she says.

Demodex could also allow us to peer much further back in time, and investigate how we evolved. If they've lived with us for so long, it is possible our immune systems have changed as a result. These little mites may have helped shape how we respond to disease.

Our bodies are seething with microorganisms

"They most certainly have an effect on us, as we do on them," says Thoemmes. "We could be having immune responses to them, which could have been having an effect on our health and immune systems."

For now, this is all speculation. But even if none of these ideas pay off, the story of Demodex is a reminder that we humans are home to a multitude of species.

Some, such as head lice and fleas, hop aboard occasionally, or only live on certain populations. Others, like Demodex and the microorganisms in our guts, are with all of us throughout our lives. Our bodies are seething with microorganisms: they make up 90% of our cells.

There is a simple lesson here. You are not just you: you are a walking, talking community, an entire ecosystem held within one body.


شاهد الفيديو: أشياء لا تريد رؤيتها تحت المجهر (كانون الثاني 2022).