منابع مقاله با موضوع کاهش انتشار

دارد. اما ساختار های رشته ای که به سطح متصل نشده اند می توانند سبب اتصال سویه های پلانکتونیک به سلول باکتری اولیه شوند(33). اخیرا” هم اتصالی بین باکتری های آبی با باکتری میکروکوکوس لوتئوس مشاهده شده است. این باکتری به خاطر توانایی اتصال بالا با دیگر سویه ها به عنوان یک پل در گسترش بیوفیلم های آبی نقش بازی می کند(13). البته باید ذکر شود که اتصال یک سویه به سطح هم اثر منفی و هم اثر مثبت در اتصال سایر سویه ها به سطح دارد.
میانکنش های اتصالی مهار کننده ممکن است به واسطه پر کردن جایگاه های اتصال یک باکتری توسط سویه اولیه متصل به سطح صورت بگیرد(9). همچنین ترشح ماکرومولکول های مهار کننده که به سطح مورد نظر جذب می شوند و ایجاد یک لایه مهار کننده برای اتصال سایر سویه ها به سطح می شوند(56). این مورد در رابطه با هم اتصالی باکتری میکروکوکوس با باکتری اسینتوباکترPTC2 دیده می شود(نمودار3-2). میانکنش های مثبت در طول اتصال ممکن است به واسطه یک مکانیسم غیر مستقیم باشد. برای مثال محصولات تولیدی باکتری ها فیلم موضعی را تغییر می دهند و در نتیجه آن را برای اتصال بعدی مستعد می سازند. همچنین اتصال مثبت می تواند به واسطه مکانیسم های مستقیم که شامل تماس سلول به سلول می باشند صورت بگیرد(46). بـا توجـه بـه نـتایـج(نمودار3-2) می توان چنین بیان کرد که باکتری میکروکوکوس لوتئوس با دو سویهء باسیلوس لیکنی فرمیس و اسینتوباکتر PTC3 هم اتصالی مثبت دارد.
4-3- بررسی هیدروفوبیسیتی سطح سلول های موجود در بیوفیلم
بیوفیلم به عنوان یک محیط کوچک79 می تواند به واسطه شرایط متفاوت درون خود با محیط خارج، سبب ایجاد سلول هایی با خصوصیات فیزیولوژیکی متفاوت از سلول های پلانکتونیک شود(87). تفاوت بین باکتری های پلانکتونیک و سلول های موجود در بیوفیلم ناشی از فاکتور های متـفـاوتـی می باشد: عدم دسترسی سلول های تحتانی بیوفیلم به محیط خارجی، گلیکوکالیکس احاطه کننده سلول ها و خصوصیات خاص فیزیولوژیکی سلول های درون بیوفیلم در مقایسه با سلول های پلانکتونیک، از جمله این موارد می باشند(11، 18، 87). گلیکوکالیکس و سلول های سطحی سبب کاهش انتشار مواد به داخل بـیوفـیلـم می شوند و در نتیجه سبب ایجاد یک شیب غلظتی از مواد غذایی، pH، مواد زائد متابولیکی و غیره می شوند. این عوامل سبب ایجاد خصوصیات فیزیولوژیکی متفاوت در سلول های بیوفیلم می شوند. همچنین تفاوت در بیان پروتئین های غشای خارجی، تولید طیف وسیعی از پروتئین ها توسط سلول های بیوفیلم و بعضی از تغییرات در ترکیب پوشش سلولی می تواند فیزیولوژی سلول را متغیر سازد(62). یکی از دلایل کاهش هیدروفوبیسیتی سطح سلول های بیوفیلم تولید پلی ساکارید خارج سلولی می باشد. با بررسی هایی که در باکتری سودوموناس آئروژینوزا صورت گرفته است مشخص شده است که باکتری متصل به سطوح جامد دو نوع پلی ساکارید با وزن های مولکولی متفاوت تولید می کند. از آنجایی که باکتری در محیط کشت مایع تنها پلی ساکارید با وزن مولکولی بالا را تولید می کند(3). این دو شکل از پلی ساکارید دارای ساختار متفاوت هستند و اینکه پلی ساکارید با وزن کمتر حاصل تجزیه پلی ساکارید با وزن بالاتر است هنوز مورد قبول واقع نشده است. نشان داده شده است که تولید پلی ساکارید توسط باکتری های متصل به سطح، در مرحله اتصال برگشت ناپذیر و تشکیل میکروکلنی ها افزایش می یابد. در حقیقت در این مراحل باکتری ها هنوز از نظر متابولیکی فعال هستند(4). هنگامی که سویه های موکوئیدی سودوموناس آئروژینوزا به یک سطح جامد متصل هستند میزان بالایی از پلیمر آلژینات قابل تشخیص می باشد(25،42). گزارش شده است که تولید پلی ساکارید های خارج سلولی با اتصال باکتری ها به سطح جامد افزایش می یابد. این افزایش تولید بواسطه اتصال ترجیحی یک ژنوتیپ خاص با توانایی بالا در تولید پلی ساکارید نمی باشد. در حقیقت تلقیح مجدد باکتری های موجود در بیوفیلم به محیط مایع سبب کاهش تولید پلی ساکارید همانند میزان تولیدی توسط سلول های پلانکتونیک می باشد(88). در واقع همزمان با تولید بالای پلی ساکارید، یک افزایش در فعالیت پروموتور های کنترل کننده تولید آنزیم های ضروری و دخیل در سنتز پلی ساکارید مشاهده شده است(25، 29). می توان گفت که اتصال به سطوح جامد سبب فعال شدن ژن های ساختاری تولید کننده پلی ساکارید و در نتیجه بیوسنتز پلی ساکاریدهای خارج سلولی می شود. فعالیت خاص یک گروه از ژن ها در سودوموناس تنها در هنگام رشد در روی سطح جامد گزارش شده است. اگر چه هویت این ژن ها هنوز مشخص نشده است(21). پیشنهاداتی در مورد اینکه چطور اتصال به سطوح سبب افزایش سنتز پلی ساکارید می شود داده شده است. برای مثال نقش پروتئین های غشای خارجی80 در تنظیم سنتز پلی ساکارید در بعضی گونه های باکتری مورد بررسی قرار گرفته است(16). این پروتئین ها به عنوان سنسورهای غشایی81 عمل می کنند و در هنگام اتصال فعال می شوند. به همین دلیل نام دیگر آن ها را رسپتور های تماسی82 گذاشته اند. احتمال دیگر برای تولید پلی ساکارید در هنگام اتصال، تغییرات داخلی در غشاء سلولی در هنگام اتصال با سطوح جامد می باشد که منجر به ایجاد علائم83 برای تولید پلی ساکارید خارج سلولی می شود. علاوه بر این امکان دارد که تفاوت در وضعیت فیزیولوژیکی و انرژی سلول ها در بیوفیلم در مقایسه با سلول های پلانکتونیک مسئول افزایش سنتز پلی ساکارید خارج سلولی باشد(16). همچنین نشان داده شده است که بیان ژن های مسئول سنتز پلی ساکارید سبب مهار بیان ژن های دخیل در سنتز فلاژل می شوند. در نتیجه این عوامل در تغییرات هیدروفوبیسیتی سطح سلول و در کاهش آن در بیوفیلم نقش دارند.
با توجه به توضیحاتی که در مورد پلی ساکارید خارج سلولی و تغییرات موجود در غشای سلول می توان پیش بینی کرد که تخریب ساختار سه بعدی بیوفیلم و حذف پلی ساکارید خارج سلولی به وسیلهء شستشوی سلول های بیوفیلم سبب افزایش هیدروفوبیسیتی سطح سلول های بیوفیلم می شود. همانطور که در قسمت نتایج(نمودار3-3) گفته شد دو سویهء باسیلوس به دلیل تولید زیاد پلی ساکارید در بیوفیلم حتی بعد از چند بار شستشو باز خاصیت آبدوستی یا هیدروفیلی خود را حفظ کرده بودند که این بیانگر عدم حذف پلی ساکارید از سلول ها می باشد. در مورد دو سویهء اسینتوباکتر می توان گفت که بعد از شستشو، پلی ساکارید از روی سلول ها حذف شده و در نتیجه اتصال باکتری ها به هیدروکربن افزایش یافته است. این افزایش دارای یک اختلاف معنی دار با نتایج حاصل از آزمایش MATH می باشد. در نتیجه می توان تفاوت های ایجاد شده در سلول ها در بیوفیلم را مسبب اصلی این افزایش هیدروفوبیسیتی دانست. همچنین در مورد باکتری میکروکوکوس نیز مشخص شد که هیدروفوبیسیتی سطح سلول این باکتری در بیوفیلم کاهش یافته است که این مورد می تواند دال بر تغیرات فیزیولوژیکی درون سلول باشد.
پیشنهاد شده است که تکامل بیوفیلم در ارتباط تغییرات خاص در فیزیولوژی و تنظیم پروتئین می باشد(34). در یک انالیز مقایسه ای الگوی پروتئین ها در سلول های بیوفیلم و سلول های پلانکتونیک سودوموناس مشخص شده است که تعدادی از پروتئین ها با یکدیگر بیان متفاوت دارند. این تفاوت در بیان پروتئین ها حتی در مراحل تشکیل بیوفیلم نیز وجود دارد. بیش از 50% از پروتئین های انالیز شده توسط الکتروفورز دو بعدی در بیوفیلم و سلول های پلانکتونیک با هم اختلاف داشتند(94). این تغییرات شامل پروتئین های دخیل در مقاومت به آسیب های اکسیداتیو، تولید پلی ساکارید خارج سلولی ، متابولیسم، پروتئین های شرکت کننده در بیوسنتز فسفولیپیدها، ناقل های غشایی و ترشحی می باشد(75). با توجه به گفته های بالا می توان چنین برداشت کرد که این تغییرات به طور اجتناب ناپذیری هیدروفوبیسیتی سطح سلول های درون بیوفیلم را تغییر می دهند.
4-5- بررسی اتصال باکتری ها به سطوح مورد آزمایش
باید به این نکته توجه داشت که در اتصال باکتری به سطح باید خصوصیات این سطوح نیز مورد توجه قرار بگیرند. با توجه به آزمایش MATH، از هیدروکربن اکتان به عنوان یک سطح با خاصیت هیدروفوبی استفاده می شود. همچنین در آزمایش BIO-MATH از سلول باکتری به عنوان یک سطح زنده با خصوصیات بسیار متفاوت برای سنجش اتصال باکتری ها استفاده شد. همچنین در تست اسلاید شیشه ای از شیشه به عنوان یک سطح با خاصیت هیدروفوبیسیتی کم برای اتصال استفاده شد. در تست میکروپلیت نیز جنس دیواره چاهک ها پلی استیرن می باشد. این سطح توانایی جذب اکثر باکتری ها را دارد و در نتیجه تشکیل بیوفیلم توسط باکتری ها روی این سطح راحت تر صورت می گیرد. بعضی از رفرنس ها(72) بیان می کنند که هر باکتری که در تست MATH دارای هیدروفوبیسیتی بالا باشد، نیز توانایی بالایی در تشکیل بیوفیلم دارد. اما با توجه به ازمایشاتی که در این تحقیق صورت گرفت و با مقایسه نتایج حاصل از این آزمایشات می توان ذکر کرد که تنها با آگاهی از هیدروفوبیسیتی سطح سلول نمی توان در مورد تشکیل بیوفیلم آن اظهار نظر کرد. برای مثال همانطور که دیده شد دو باکتری اکتینوباسیلوس و برانهاملا با داشتن هیدروفوبیسیتی بالا در تست MATH اصلا” توانایی تشکیل بیوفیلم را ندارند که این مورد از طریق تست میکروپلیت مشخص شد. در عوض دو باکتری اسینتوباکتر که دارای هیدروفوبیسیتی متوسط در تست MATH بودند، در تست میکروپلیت بیوفیلم بسیار پایداری تشکیل دادند. این تست یکی از معتبرترین تست ها برای تعین قدرت تشکیل بیوفیلم توسط باکتری ها می باشد که اولین بار توسط O’Tools و همکاران(63) برای تعین قدرت تشکیل بیوفیلم مورد استفاده قرار گرفت. همچنین اتصال باکتری ها به سطوح متفاوت با هم فرق می کند و این تفاوت وابسته به خصوصیات سطح باکتری و سطح مورد اتصال می باشد و همانطور که در پیشنهادات ذکر می شود بررسی دقیق سطوح متفاوت دارای اهمیت می باشد.
4-6- بررسی و ردیابی تشکیل بیوفیلم
به طور کلی سه مکانیسم برای تشکیل بیوفیلم مشخص شده است. مکانیسم اول پراکندگی سلول های متصل به سطح، به اطراف توسط حرکت در سطح می باشد(22). نتایج حاصل از کار O’Tools و همکاران(62) روی موتانت های سودوموناس آئروزینوزا نشان داد که حرکت غلطیدن84 وابسته به پیلی نوع IV یک نقش اساسی را در تجمع سطحی85 برای این ارگانیسم بازی می کند.
مکانیسم دوم شامل تقسیم دوتایی86 سلول های متصل به سطح می باشد(41). در هنگام تقسیم سلولی، سلول های دختری به سمت طرفین وبالای سطح مورد اتصال رانده می شوند و در نهایت یک اجتماع از سلول ها87 را تشکیل می دهند. این مورد مشابه تشکیل کلنی روی سطح پلیت آگار می باشد.
مکانیسم سوم جذب سلول های موجود در فضای اطراف بیوفیلم به بیوفیلم جوان و در حال رشد می باشد(86). نقش هر کدام از این مکانیسم ها در تشکیل بیوفیلم وابسته به ارگانیسم مورد نظر، خصوصیت سطح مورد اتصال و شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط می باشد.حال به طور خلاصه عوامل دخیل در تشکیل بیوفیلم توضیح داده می شود.
تشکیل بیوفیلم در باکتری های g- مثل سودوموناس از طریق فلاژل و پیلی نوع IV می باشد(28، 31، 35). همچنین نقش LPS در این اتصال مورد بررسی قرار گرفته است(53). باکتری های شناور به سطح مورد نظر متصل شده و توسط پیلی نوع IV و با حرکت غلطیدن به سمت یکدیگر حرکت کرده و به هم متصل می شوند و سپس با تولید پلی ساکارید خارج سلولی و میکروکلنی سبب تشکیل یک بیوفیلم بالغ می شوند(62).
اما تشکیل بیوفیلم در باکتری های g+ مثل استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس بیشتر در ارتباط با واکنش های بین سطح مورد نظر و سطح سلول می باشد(39). در این میانکنش تعدادی فاکتور دخالت دارند که شامل پروتئین های

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *