مقاله کامل بررسی زندگی میکروسکوپی تک یاخته ای

بررسی زندگی میکروسکوپی تک یاخته ای
مقدمه :
تک یاخته ها موجوداتی تک سلولی، یوکاریوت (موجودات زنده جهان به دو دسته یوکاریوت و پروکاریوت تقسیم می شوند که پروکاریوت ها شامل باکتری ها و سیانوباکتری ها هستند و پروکاریوت ها سایر موجودات زنده هستند. سلول های پروکاریوت کوچکند و ساختاری ساده دارند) و معمولاً میکروسکوپی هستند. این موجودات به وفور در آب های شیرین، خاک و نیز در داخل بدن موجودات زنده دیگر زندگی می کنند.
هر سلول، واحد کامل و خودگردانی است که قادر است کلیه اعمال حیاتی لازم برای بقای سلول را انجام دهد. اغلب تک یاخته ها زندگی ای آزاد دارند و برخی نیز به صورت انگل در بدن موجودات دیگر به سر می برند.
نقش شرایط محیطی در روی مشخّصه های سطحی حدّت تک یاخته ها در بدن میزبان و در محیط های کشت
حدّت یا بیماریزائی عبارت است از ظرفیت ایجاد بیماری میباشد مشخّصه های حدّت تک یاخته های بیماریزا غالباً جزء مواد متشکله سطحی بوده و بیشتر آنها شناسائی نشده اند و تجربه نشان داده است که ادامه کشت باکتریها و ویروس ها باعث تقلیل حدّت آنها شده و این تقلیل حدّت به از دست رفتگی یا تغییر مشخصه های سطحی آنها منجر میشود و هر گاه همانند باکتریها و ویروس ها، تک یاخته ها را در محیط خارج کشت بدهیم امکان تضعیف و تقلیل حدّت بیماری یا از دست رفتگی مشخّصه های سطحی آنها وجود دارد. گرچه در مورد تک یاخته ها در زمینه ایمنوژنیسیته ، پاتوژنیسیته و کشت آنها در محیط های کشت پیشرفت های قابل توجهی صورت گرفته است ولی مشخّصه های سطحی آنها هنوز بخوبی تشخیص داده نشده است.
– همانطوریکه اطلاع دارید انتشار بیشتر عفونت های باکتریها از سطح مخاطی انجام میشود ولی در بیشتر تک یاخته ها بخصوص لیشمانیا، مالاریا، تیلریا به این ترتیب نیست بلکه تک یاخته های یاد شده با سوراخ کردن پوست بوسیله ناقل یا در
اثر تماس ناقل با خراش موجود در روی پوست حیوان یا انسان حساس وارد بدن میزبان می گردد.
تعارض متقابل مکانیسم های دفاعی میزبان و میکرواورگانیسم های تک یاخته ای بیماریزا
مکانیسم های دفاعی میزبان شامل مکانیسم های همورال، سلولی و یا ترکیبی از هر دو آنها میباشد و در ابتدای شروع عفونت و در طی جواب های تورمی هنگامیکه میکرواورگانیسم از یک موضع یا محل ورود از طریق غدد لمفی، طحال و کبد پخش میگردد، مکانیسم های دفاعی غیر اختصاصی عمل مینمایند و سپس وقتیکه با جواب های ایمنی میزبان مکانیسم های دفاعی تقویت میشوند در مقابل هر گونه مهاجم واکنش های ویژه مربوط به آن عفونت  ارائه میگردد.
– متلاشی شدن میکرواورگانیسم ها تحت تأثیر دفاع طبیعی و پادتن های اکتسابی و مکمل میتواند یکی از اساسی ترین مکانیسم های دفاعی میزبان در مقابل عفونت های تک یاخته ای باشد تک یاخته ه هم چنین بوسیله فاگوسیت های چند هسته ای (Ploymorphonuelar cells) ، فاگوسیت های یک هسته ای (Mononuclear cell=MN) بخصوص فاگوسیت های میزبانهای ایمن شده خورده و متلاشی می گردند. مثلاً قبل از خورده شدن بعضی پلاسمودیم ها و کشتن بعضی از تک یاخته ها مثل توکسوپلاسما گونده ای ، اُپسونیزاسیون( Opsonisation) آنها توسط پادتن ها مورد نیاز میباشد حرکت فعال بعضی تک یاخته ها ممکن است باعث اشکال در هضم آنها بشود و امکان دارد بعضی از تک یاخته ها واجد مواد سطحی
باشند که از هضم آنها جلوگیری نمایند وانگهی باید اضافه نمائیم بعضی از تک یاخته ها در درون فاگوسیت ها زنده باقی مانده و رشد و تکثیر هم مینمایند مثلاً بعضی مواقع امکان دارد توکسوپلاسما گونده ای باعث جلوگیری از آزاد شدن موادی بشود که روی تک یاخته اثر سوء دارد.   باقی ماندن یا زنده بودن توکسوپلاسما در درون سلول ممکن است به پوشش سطحی و ضخیم تک یاخته نیز بستگی داشته باشد.
– گونه های لیشمانیا (Leishmania spp) همانند با سیل لپردرموش( murine leprosy bacilli) دردرون فاگوسیت ها رشد مینماید و لیزوزوم آزاد شده نیز روی آنها تأثیر ندارد. بعضی فرمهای تریپانوزوما کروزی (Trypanosoma cruzi) با فرار از واکوئل های فاگوسیتی در مقابل کشته شدن در درون سلول میزبان مقاومت مینماید. زیرا اگر در درون واکوئل ها باقی بمانند از بین میروند ولی هنوز      مشخصه هایی که در زنده ماندن تک یاخته لیشمانیا و تریپانوزوم دخالت داشته باشند شناخته نشده اند. تغییر آنتی ژنی بعضی از تک یاخته ها در جریان عفونت میتواند یک روش بسیار مناسبی باشد که بوسیله آن تریپانوزوم ها و پلاسمودیم ها در مقابل سیستم دفاعی بدن مقاومت نموده و به حیات خود ادامه میدهند ضمناً یادآور میشود که اخیراً مشخصه های تعویض آنتی ژنیکی در تریپانوزوما بروسئی(Trypanosoma brucei) شناخته شده اند و تریپانوزومای یاد شده واجد پوشش خارجی با گلیکوپروتئین های فشرده بوده که میتواند در تداوم عفونت میزبان دخالت داشته باشد.
آزردگی یا آسیب های وارده بر میزبان توسط تک یاخته
مواد متشکله سطحی تک یاخته های بیماریزا به نظر می رسد که در ایجاد آسیب رساندن به میزبان سهیم هستند و ظاهراً آسیب های ایجاد شده بستگی به عوامل غیراختصاصی رشد مروزئیت در درون گلبول قرمز و در نهایت بستگی به عوارض متلاشی شدن آنها دارد زیرا به وضوح مشخص شده است که اولین مرحله اساسی در متلاشی شدن گلبولهای قرمز عبارت است از دخول مروزئیت ها به درون گلبول های قرمز دیگر میباشد وانگهی مواد متشکله موجود در انتهای مخروطی تک یاخته مالاریا به نظر میرسد واجد گلیکو پروتئین غنی شده با هیستیدین میباشد و امکان دارد در آسیب رساندن میزبان دخالت داشته باشد ارتباط متقابل بین گلیکوپروتئین های سطحی تک یاخته و *رسپترهای گلبول های قرمز به نظر میرسد کاملاً اختصاصی باشد زیرا گلبولهای قرمز گونه های غیرحساس با مروزئیت های مالاریا ارتباط متقابل ندارند.
مشخّصه های سطحی حدّت و ایمنوژنیسیته در تک یاخته ها
ایمنوژنیسیته عبارت است از ظرفیت واکسن در ایمن کردن فعّال حیوانات حسّاس در مقابل چالنج با میکرواورگانیسم حاد. بیشتر آنتی ژنهای ایجاد شده بوسیله میکرواورگانیسم های بیماریزا در
ایمنوژنیسیته سهمی ندارند و تنها تعداد محدودی از آنها بعنوان آنتی ژنهای حمایت کننده میتوانند در تولید واکسن نقش داشته باشند بنابراین شناسائی مشخصه های حدّت در تک یاخته ها در آینده میتواند در تهیه آنتی ژنهای ایمن زا و در نهایت حفاظت کننده نقش فعال داشته باشند تجربه بدست آمده در باکتری شناسی نشان داده است که مشخّصه های حدّت به شرطی که خواص آنتی ژنی داشته باشند بعنوان آنتی ژنهای حفاظت کننده در نظر گرفته میشوند بهترین نمونه بارز آن توکسوئیدهای توکسین های خارج سلولی دیفتری و کزاز هستند بنابراین شناسائی مشخّصه های حدّت در تک یاخته ها ممکن است در آینده به عنوان آنتی ژنهای حفاظت کننده درتهیه واکسن ها مورد استفاده قرار گرفته شوند با توجه به نیاز به بررسیهای ضروری، کشت تک یاخته ها در محیط خارج در دهه اخیر با موفقیت همراه بوده و هر روز که میگذرد روشهای جدیدی برای تداوم کشت و نگهداری قدرت ایمنی زائی  تک یاخته ها  ابداع میگردد زیرا کشت تک یاخته ها میتوانند در شناسائی، بیولوژی، بیماریزائی و ایمنی زائی آنها و در نهایت تولید واکسن  بر ضد آنها کمک نماید و هدف نهائی اینستکه تک یاخته ها بهمان وضعی که در بدن میزبان هستند در محیط خارج کشت شده و خصوصیات بیولوژیکی آنها در محیط کشت تغییر ننماید. بررسیها تاکنون اختصاصاً در تولید فرمهائی از چرخه زندگی تک یاخته که ظرفیت عفونی زائی در میزبان اصلی را دارند متمرکزشده و در مورد گونه های پلاسمودیم و تریپانوزوم که نهایت
مورد توجه هستند بیشترین موفقیت ها بدست آمده است و حتی توانستند فرمهای فعال تک یاخته در میزبان های اصلی را کشت بدهند و نمونه های کشت اینگونه تک یاخته ها برای میزبان حسّاس بیماریزا بوده است مثلاً در مورد لیشمانیا فرم داخل سلولی میزبانهای اصلی یعنی اِماستیگوت(Amastigote) را توانسته اند در محیط خارج کشت بدهند از طرفی باید تأکید نمائیم که در دنیای تجربه نشان داده شده است که حتی اگر فرم خاصی از چرخه زندگی تک یاخته در محیط خارج کشت داده شود ممکن است یک اختلاف ظریفی بین نمونه کشت شده در محیط خارج و فرم گسترش یافته در بدن وجود داشته باشد که در پاتوژنیسیته و ایمنوژنیسیته تک یاخته مورد نظر تأثیر دارد بنابراین همانطوریکه توضیح داده شد کشت تک یاخته بدون تغییر بیولوژی پوشش خارجی آن در محیط خارج دارای اهمیت ویژه ای است زیرا مشخّصه های موجود در غشاء خارجی فرم تک یاخته ها است که مانع از تأثیر سیستم دفاعی میزبان و مانع ورود آنها بر درون سلول های بیگانه خوار میگردد از طرفی در محیط خارج کشت تک یاخته بمراتب با شرایط تداوم حیات تک یاخته در بدن میزبان متغییر است و این خود باعث تغییر *ژنوتیپی و ** فنوتیپی تک یاخته میگردد زیرا سطح خارجی تک یاخته میتواند در محیط خارج تغییر یافته و تولید گروه خاصی از میکرواورگانیسم با     ویژه های خاص سطحی را بنماید و بعبارت دیگر شناسائی ویژه گیهای بیولوژی تک یاخته جهت ارتباط آن با میزبان و برقراری چنین خصوصیات بیولوژی در محیط
های کشت کار چندان آسانی نیست معذالک مشکلات شرح داده شده باعث ناامید شدن محققین نشده است و هرگاه اشکال متفاوت تک یاخته ها بدون تغییرات بیولوژیکشت بشوند میتوانند در شناسایی بیشتر تک یاخته مفید باشند.
*ژنوتایپ 🙁 genotype): تمام یا قسمتی از تشکیلات ژنتیکی یک فرد و یا یک گروه میباشد.
** فنوتایپ:(phenotype): ویژه گیهای قابل مشاهده در اورگانیسم میباشد که در ارتباط با ژنوتیپ و محیطتولید میگردد.
کشت تک یاخته های پاتوژن با یا بدون کشت سلول
سیستم های کشت سلول و کاربرد فعلی آنها بعنوان سیستم های یاری دهنده مناسب می باشند ولی اساساً اینگونه سیستم ها بهترین نیستند مثلاً تاکنون نشان دادند که سلولهای *دیپلوئید با زندگی محدود ولی با مشخّصاتی شبیه مشخصات سلولهای نرمال بهتر از سلولهای تغییر شکل یافته **آناپلوئید هستند که به طور مداوم رشد می نمایند وانگهی سلولهای دیپلوئید میتوانند در تولید واکسن نیز مورد استفاده قرار گرفته شوند زیرا سلولهای تغییر شکل یافته (معمولاً همانند سلولهای آناپلوئید) ممکن است حامل ویروس هائی باشند که توانائی قدرت سرطانزائی را نیز داشته باشند .
– در مورد ***تک یاخته های اجباری که به مواد غذائی میزبان بی نهایت نیاز دارند اضافه نمودن مواد مشتق شده از میزبان به محیط کشت و رعایت
شرایط فیزیکی لازم کشت تک یاخته در محیط خارج بسیار قابل توجَه میباشد .
از طرفی تک یاخته های بیماریزا که چرخه زندگی خود را در بدن دو میزبان مشخّص یا در درون بدن یک میزبان و در محیط خارج طی مینمایند به احتمال زیاد در طی مراحل گوناگون چرخه زندگی خود به شرایط مختلفی نیاز دارند و در واقع محیط های کشت اینگونه تک یاخته ها باید واجد موادی باشد که نیازهای رشد و تکثیر آنها را تأمین نماید.
–       استاندارد کردن سیستم های محیط کشت بسیار مشکل است و نکاتی که باید مورد توجه قرار گرفته شوند شامل گوناگونی سویه های سلولی ، گوناگونی آنزیم های هضم کننده پروتئین ها ، گوناگونی مواد متشکله محیط های کشت و گوناگونی سرم های مورد استفاده میباشند بخصوص کیفیت سرم به گونه حیوان، سن حیوان، تاریخچه زندگی حیوان قبل از تهیه سرم بستگی کامل دارد . از طرفی مواد غذائی همانند املاح، مواد قندی، ویتامین ها، هورمون ها، اسیدهای امینه، لیپیدها، آنزیم ها، کوفاکتورها و عناصر مکمَل از یک نمونه به نمونه دیگر متّغیر است  نکات دیگری که باید مورد توجه قرار گرفته شوند عبارتند از امکان حضور مایکو پلاسما ،ویروس ها و اورگانیسم های *سایکروفیلیک ، توکسین ها یا فرآورده های ناشی از متابولیسم باکتریها میباشد وانگهی خلوص مواد شیمیائی ، کیفیت آب ، عدم ثبات بعضی مواد موجود در محیط کشت و هم چنین غیر فعّال شدن ریبوفلاوین در مقابل نور میتوانند در کیفیت
محیط های کشت تأثیر گذار باشند از طرفی حتی نور به طور مستقیم میتواند در رشد و تکثیر بعضی ارگانیسم های تک یاخته ای تاثیر سوء داشته باشد .
نیازهای مورد لزوم د ربکارگیری روشهای کشت تک یاخته ها
نیازهائی که برای تهیه و تولید محیط های کشت مورد شناسائی قرار گرفته اند عبارتند از :
1-   روش های کشت ساده و قابل تولید مجدد برای کارهای تشخیصی تک یاخته های بیماریزا در فیلد .
2- محیطهای کشتی که در صورت استفاده از آنها ویژگیهای فیزیولوژیکی و متابولیکی میکرواورگانیسم ها حتی الامکان تغییر ننماید و از این گونه محیط های کشت می توان در بررسی اثر درمانی داروهای ضد تک یاخته ای استفاده نمود.
– مشکلات گوناگونی نمونه های سرمی و  اطلاعات ناقص مربوط به نیاز های تغذیه ای اورگانیسم های مختلف باعث میگردد که در طرح ریزی محیط های قابل اطمینان و معتبر دقت کافی انجام شود.
– طرح ریزی و تو سعه محیط های کشت مناسب و با ارزش به مراحل مختلف زیر نیز ارتباط دارد :
– بررسی محیط های طرح ریزی شده جهت کشت سلول های حیوانی ، سلول های حشرات و اورگانیسم های  تک

فایل : 22 صفحه

فرمت : Word