معلومة

22.4 ب: الأغشية الحيوية والأمراض - علم الأحياء

22.4 ب: الأغشية الحيوية والأمراض - علم الأحياء


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.

الأغشية الحيوية ، وهي مستعمرات معقدة من البكتيريا تعمل كوحدة في إطلاق السموم ، وهي شديدة المقاومة للمضادات الحيوية ودفاع المضيف.

أهداف التعلم

  • أعط أمثلة على الأدوار التي تلعبها الأغشية الحيوية في الأمراض التي تصيب الإنسان

النقاط الرئيسية

  • بمجرد ظهور عدوى الأغشية الحيوية ، يكون من الصعب جدًا القضاء عليها لأن الأغشية الحيوية تظهر مقاومة كبيرة لمعظم الطرق المستخدمة للتحكم في نمو الميكروبات ، بما في ذلك المضادات الحيوية.
  • يمكن أن تنمو الأغشية الحيوية في أي مكان يوجد فيه مزيج مثالي من الرطوبة والمغذيات والسطح.
  • الأغشية الحيوية مسؤولة عن أمراض مثل الالتهابات في المرضى وتستقر بسهولة داخل الجروح والحروق ؛ يمكنهم أيضًا استعمار الأجهزة الطبية والأسطح الأخرى حيث يكون العقم أمرًا حيويًا للصحة.

الشروط الاساسية

  • بيوفيلم: طبقة رقيقة من المخاط تم إنشاؤها وتحتوي على مستعمرة البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى
  • مستشفى: تعاقد في مستشفى ، أو ناشئ عن علاج في المستشفى

الأغشية الحيوية والمرض

الأغشية الحيوية عبارة عن مستعمرات معقدة من البكتيريا (غالبًا ما تحتوي على عدة أنواع) تتبادل الإشارات الكيميائية لتنسيق إطلاق السموم التي تهاجم المضيف. بمجرد إنشائها ، يصعب تدميرها لأنها شديدة المقاومة للعلاجات المضادة للميكروبات والدفاع المضيف. تتكون الأغشية الحيوية عندما تلتصق الكائنات الحية الدقيقة بسطح جسم ما في بيئة رطبة وتبدأ في التكاثر. تنمو تقريبًا في كل مكان في أي بيئة تقريبًا حيث يوجد مزيج من الرطوبة والمغذيات والسطح. الأغشية الحيوية مسؤولة عن أمراض مثل الالتهابات في مرضى التليف الكيسي ، ومرض الفيالقة ، والتهاب الأذن الوسطى. إنهم ينتجون لوحة الأسنان ويستعمرون القسطرة ، والأطراف الاصطناعية ، والأجهزة عبر الجلد وتقويم العظام ، والعدسات اللاصقة ، والأجهزة الداخلية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب. كما أنها تتكون في الجروح المفتوحة والأنسجة المحترقة. في بيئات الرعاية الصحية ، تنمو الأغشية الحيوية على آلات غسيل الكلى ، وأجهزة التهوية الميكانيكية ، والمحول ، وغيرها من المعدات الطبية. في الواقع ، 65 في المائة من جميع الإصابات المكتسبة في المستشفى (عدوى المستشفيات) تُعزى إلى الأغشية الحيوية. ترتبط الأغشية الحيوية أيضًا بالأمراض التي تنتقل عن طريق الطعام لأنها تستعمر أسطح أوراق الخضروات واللحوم ، فضلاً عن معدات تجهيز الأغذية التي لا يتم تنظيفها بشكل كافٍ.

تتطور عدوى البيوفيلم تدريجيًا ولا تسبب غالبًا أعراضًا فورية. نادرا ما يتم حلها من خلال آليات الدفاع المضيف. بمجرد ظهور العدوى بواسطة الأغشية الحيوية ، يكون من الصعب جدًا القضاء عليها لأن الأغشية الحيوية تميل إلى أن تكون مقاومة لمعظم الطرق المستخدمة للتحكم في نمو الميكروبات ، بما في ذلك المضادات الحيوية. تستجيب الأغشية الحيوية بشكل ضعيف أو مؤقت فقط للمضادات الحيوية. لقد قيل إنهم يستطيعون مقاومة ما يصل إلى 1000 مرة من تركيزات المضادات الحيوية المستخدمة لقتل نفس البكتيريا عندما تكون حرة أو عوالق. جرعة مضاد حيوي كبيرة من شأنها أن تضر المريض ؛ لذلك ، يعمل العلماء على طرق جديدة للقضاء على الأغشية الحيوية.


الأغشية الحيوية ودورها في التسبب

من المفاهيم الخاطئة الشائعة للحياة الميكروبية أن البكتيريا موجودة ككائنات فردية في "حالة عوالق". بدلاً من ذلك ، فقد ثبت أن الكائنات الحية الدقيقة تتراكم بشكل طبيعي على مجموعة متنوعة من الأسطح حيث تشكل مجتمعات ثابتة مستقرة. وتشمل تلك الأسطح الأنابيب المنزلية والصناعية ، والمواد الحيوية مثل العدسات اللاصقة ، والأجهزة الطبية بما في ذلك الغرسات والقسطرة البولية ، وكذلك الأنسجة النباتية والحيوانية. يشار عادةً إلى تراكمات الكائنات الحية الدقيقة من المجاميع الأحادية أو المتعددة الميكروبات على أنها غشاء حيوي ويمكن أن تتكون من مجتمعات متنوعة من البكتيريا والفطريات. يتيح القرب الوثيق للكائنات الحية الدقيقة تبادل الركيزة وتوزيع المنتجات الأيضية وإزالة المنتجات النهائية السامة بحيث يمكن للأنواع المختلفة أن تدعم بعضها البعض. علاوة على ذلك ، يمكن لبنية مجتمعات الأغشية الحيوية حماية البكتيريا الموجودة بداخلها من هجوم مضادات الميكروبات وقوى القص والجهاز المناعي. يظهر في الشكل 1 مثال بيوفيلم لنوعين من البكتيريا Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus epidermidis.

شكل 1: غشاء حيوي متعدد الميكروبات يتكون من P. الزنجارية (أحمر و S. البشرة (لون أخضر). الصورة مأخوذة بمجهر المسح بالليزر المتحد البؤر من زايس وتصور الأورثو. الصورة بإذن من الدكتورة إيلينا جوردان لوش ، جامعة نوتنجهام.


بيوفيلم

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

بيوفيلم، تجمع البكتيريا معًا بواسطة مصفوفة تشبه المخاط من الكربوهيدرات تلتصق بالسطح. يمكن أن تتكون الأغشية الحيوية على أسطح السوائل والمواد الصلبة والأنسجة الحية ، مثل تلك الموجودة في الحيوانات والنباتات. غالبًا ما تُظهر الكائنات الحية في الأغشية الحيوية خصائص مختلفة إلى حد كبير من نفس الكائن الحي في حالة الفرد ، أو حالة العيش الحر (العوالق). تتشكل المجتمعات عندما تلتصق الكائنات الحية الفردية ، التي قد تكون من نفس الأنواع أو الأنواع المختلفة ، وتتراكم على السطح ، وتسمى هذه العملية بالامتزاز. بعد فترة من النمو والتكاثر ، تنتج الكائنات الحية مصفوفة خارج الخلية تتكون من الكربوهيدرات تسمى السكريات المتعددة. تعمل هذه المصفوفة على تماسك البكتيريا معًا وربطها بالسطح بشكل لا رجعة فيه.

يمكن للبكتيريا التي تجمعت في الأغشية الحيوية توصيل معلومات حول حجم السكان وحالة التمثيل الغذائي. يسمى هذا النوع من الاتصال باستشعار النصاب ويعمل عن طريق إنتاج جزيئات صغيرة تسمى المحرضات الذاتية أو الفيرومونات. يرتبط تركيز جزيئات استشعار النصاب - الببتيدات الأكثر شيوعًا أو لاكتونات الهوموسرين (AHLs الخاصة بالإشارات) - بعدد البكتيريا من نفس الأنواع أو الأنواع المختلفة الموجودة في الأغشية الحيوية ويساعد في تنسيق سلوك الأغشية الحيوية.

الأغشية الحيوية مفيدة للبكتيريا لأنها توفر بيئة غنية بالمغذيات تسهل النمو ولأنها تمنح مقاومة للمضادات الحيوية. يمكن أن تسبب الأغشية الحيوية التهابات شديدة في المرضى المقيمين في المستشفى ، وعادة ما يرتبط تكوين الأغشية الحيوية في هذه الحالات بإدخال ركائز غريبة في الجسم ، مثل الغرسات الاصطناعية والقسطرة البولية. تتشكل الأغشية الحيوية أيضًا على الأغشية الرقيقة من اللويحات الموجودة على الأسنان ، حيث تخمر السكريات والنشويات إلى أحماض ، مما يتسبب في تدمير مينا الأسنان. في البيئة ، تلعب الأغشية الحيوية دورًا مهمًا في تكسير النفايات العضوية عن طريق تصفية النفايات من الماء وإزالة الملوثات الموجودة في التربة أو تحييدها. نتيجة لذلك ، يتم استخدام الأغشية الحيوية لتنقية المياه في محطات معالجة المياه وإزالة السموم من المناطق الملوثة من البيئة.

تمت مراجعة هذه المقالة وتحديثها مؤخرًا بواسطة روبرت لويس ، محرر مساعد.


دور البيوفيلم البكتيري في مقاومة المضادات الحيوية وتلوث الغذاء

Biofilm عبارة عن جمعية ميكروبية أو مجتمع مرتبط بأسطح أو بيئات حيوية أو غير حيوية مختلفة. يمكن العثور على هذه المجتمعات الميكروبية المرتبطة بالسطح في البيئات الغذائية والطبية والصناعية والطبيعية. يعتبر البيوفيلم مشكلة حرجة في القطاع الطبي لأنه يتكون على غرسات طبية داخل الأنسجة البشرية ويشارك في العديد من الإصابات المزمنة الخطيرة. يصبح سطح معالجة الأغذية والأغذية بيئة مثالية لتكوين الأغشية الحيوية حيث توجد مغذيات كافية لنمو الميكروبات والتعلق بها. لذلك ، يشكل تكوين الأغشية الحيوية على هذه الأسطح ، خاصة على سطح معالجة الأغذية ، تحديًا في سلامة الأغذية وصحة الإنسان. يتم تغليف الكائنات الحية الدقيقة داخل الأغشية الحيوية داخل مصفوفة من المواد البوليمرية خارج الخلية التي يمكن أن تعمل كحاجز ومقاومة للظروف المعادية المختلفة مثل المطهرات والمضادات الحيوية والظروف الصحية الأخرى. بشكل عام ، تستمر وتوجد في بيئات معالجة الأغذية حيث تصبح مصدرًا للتلوث المتبادل والأمراض المنقولة عن طريق الأغذية. القضية الحاسمة الأخرى في تكوين الأغشية الحيوية هي مقاومتها للمضادات الحيوية التي تجعل الدواء صعبًا ، ويستخدمون عوامل جسدية وفسيولوجية وعوامل مختلفة مرتبطة بالجينات لتطوير آليات المقاومة الخاصة بهم. من أجل التخفيف من إنتاجهم وتطوير طرق التحكم ، من الأفضل فهم متطلبات وآليات النمو. لذلك ، فإن الهدف من مقالة المراجعة هذه هو تقديم نظرة عامة عن دور الأغشية الحيوية البكتيرية في مقاومة المضادات الحيوية وتلوث الغذاء والتأكيد على طرق التحكم في إنتاجها.

1 المقدمة

يعد تلوث الأغذية بمسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق الأغذية مصدر قلق خطير للصحة العامة يمكن أن يسبب الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية [1]. لا تزال الأمراض المنقولة بالغذاء تمثل مشكلة صحية عامة عالمية حيث يصاب ما يقدر بنحو 600 مليون شخص سنويًا بالمرض [2 ، 3]. قد يحدث تلوث للأغذية أثناء أي خطوة في سلسلة متصلة من المزرعة إلى الشوكة من مصادر بيئية أو حيوانية أو بشرية ويسبب الأمراض التي تنقلها الأغذية والتسمم [4]. يعتبر تكوين الأغشية الحيوية عن طريق مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء حدثًا لا مفر منه ويصبح مصدرًا لتلوث الأغذية. يعتبر تكوين الأغشية الحيوية البكتيرية أسلوب حياة جرثومي ناشئ وسائد في البيئات الطبيعية ومن صنع الإنسان ويحدث على جميع أنواع الأسطح [5 ، 6]. يعتبر البيوفيلم أحد أكثر أشكال الحياة انتشارًا وأنجحها على وجه الأرض [7]. في الطبيعة ، توجد الكائنات الحية الدقيقة بشكل شائع في ملجأ الأغشية الحيوية عالية الترطيب مما يخلق بيئة مواتية للخلايا للالتصاق معًا وعلى جميع أنواع الأسطح [8]. لأن الكائنات الحية الدقيقة داخل هذا المجتمع تنتج مصفوفة شبيهة بالأسمنت والتي يمكن أن تعمل كـ "غراء حيوي" [9] ، لتثبيتها أو تحبسها على أسطح حيوية أو غير حيوية مختلفة. على سبيل المثال ، من الصعب القضاء على عدوى الأغشية الحيوية على الغرسات أو الأجهزة التي تعيش في المسكن بسبب حمايتها الأفضل بكثير من الضامة والمضادات الحيوية ، مما يؤدي إلى مضاعفات سريرية شديدة غالبًا مع نتائج مميتة. إنها مشكلة حرجة في القطاع الطبي لأنها تتشكل على الزرعات الطبية داخل الأنسجة البشرية وتشارك في العديد من الإصابات المزمنة الخطيرة. بشكل عام ، البيوفيلم عبارة عن مجتمع متصل بالسطح من الكائنات الحية الدقيقة المدمجة وتنمو في مصفوفة ذاتية الإنتاج من المواد البوليمرية خارج الخلية [10].

تعد بيئات معالجة الطعام والأغذية أفضل المواقع للارتباط الميكروبي وتكوين الأغشية الحيوية. يمكن أن تلتصق الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض بأسطح الطعام وتنمو عليها وتشكل غشاءً حيويًا يؤدي إلى زيادة مخاطر سلامة الغذاء [11]. كان سوء الصرف الصحي للأسطح والمعدات وبيئات المعالجة التي تلامس الطعام عاملاً مساهماً في تفشي الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية ، وخاصة تلك التي تنطوي على الليسترية المستوحدة و السالمونيلا [5]. يمكن أن تؤدي ممارسات التنظيف غير الكافية وغير الفعالة إلى بقاء بقايا الطعام في معالجة الطعام ويمكن أن تسهل الارتباط البكتيري وتكوين الأغشية الحيوية [6]. يصعب تطهير هذه الأسطح التي تحتوي على مجتمعات ميكروبية ملتصقة بشكل صحيح نظرًا لأن الخلايا الموجودة داخل الأغشية الحيوية تكون ثابتة أو متسامحة مع الظروف الصحية [12]. إن إنتاج الأغشية الحيوية واستمرارها على الأسطح المختلفة المتعلقة بالغذاء والطب والقطاعات الأخرى سيكون بمثابة خزانات للعديد من مسببات الأمراض المعدية [13]. الكائنات الحية الدقيقة المتنوعة قادرة على النمو على مصفوفات الغذاء جنبًا إلى جنب مع البنى التحتية لصناعة الأغذية ، وقد يؤدي هذا النمو إلى ظهور الأغشية الحيوية [14 ، 15]. لذلك ، فإن الأغشية الحيوية المتكونة على هذه الأسطح هي السبب الرئيسي لتلوث المنتج النهائي. بمجرد تكوين الغشاء الحيوي الرقيق ، سيكون من الصعب القضاء عليه من هذه الأسطح. يمكن أن يكون هذا مرة أخرى مصدرًا لانتقال الأمراض ويقلل من العمر الافتراضي للأطعمة وجودتها [16 ، 17]. علاوة على ذلك ، فإن نمط نمو الأغشية الحيوية يحفز المقاومة الميكروبية للتطهير الذي يمكن أن يؤدي إلى مخاوف اقتصادية وصحية كبيرة [18]. على سبيل المثال ، تم إجراء بحث على الليسترية المستوحدة يشير إلى أن مقاومتها للمبيدات الحيوية وقدرتها على التعاون مع الأنواع الأخرى التي تشكل مجتمعات غير متجانسة سمحت لهذه البكتيريا بالبقاء والنضال داخل المناطق الصناعية [19].

يمكن أن تكون الأطعمة الملوثة مشكلة خطيرة لجودة الأغذية وسلامتها والصحة العامة والتأثير الاقتصادي [16]. على سبيل المثال ، يؤدي الالتصاق بمسببات الأمراض على سطح اللحوم إلى تلوث اللحوم ، مما يؤدي إلى جمع المنتجات من السوق ويسبب خسارة اقتصادية ضخمة على مستوى الصناعة والبلد [2 ، 20 ، 21]. تلوث الأغذية والأمراض التي تنتقل عن طريق الأغذية تضع ضغوطًا على البلدان النامية ، وخاصة عند الرضع والأطفال والمجتمعات الأخرى المعرضة للإصابة ، كما أنها تحمل عبئًا على الأسواق المحلية والعالمية [22]. لا يؤدي تلوث الغذاء إلى أزمات اقتصادية فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى سلامة الأغذية التي تعد المعيار الأساسي في سوقنا الآخذ في الاتساع [23]. لذلك ، فإن المرض والوفاة بسبب الأمراض التي تسببها الأغذية الملوثة تشكل تهديدًا مستمرًا للصحة العامة وعائقًا رئيسيًا أمام التنمية الاجتماعية والاقتصادية في جميع أنحاء العالم [24]. بشكل عام ، يعد قطاع الأغذية قضية حساسة يمكن أن تثير الذعر في صناعة الأغذية إذا كان الطعام ملوثًا.

يُعد ظهور مقاومة مضادات الميكروبات تحديًا متزايدًا بسرعة في مجال الصحة العامة في جميع أنحاء العالم [25]. يتم تضمين البكتيريا المكونة للغشاء الحيوي في مصفوفة وتكتسب خصائص تجعلها شديدة التحمل للمضادات الحيوية والأشعة فوق البنفسجية والمبيدات الحيوية الكيميائية والاستجابة المناعية للمضيف والضغوط الخارجية الأخرى [26-30]. يمكن أن يحمي البيوفيلم الكائنات الحية الدقيقة من الظروف البيئية القاسية مثل درجات الحرارة القصوى ودرجة الحموضة ، وارتفاع الملوحة والضغط ، وسوء التغذية ، والمضادات الحيوية ، وما إلى ذلك ، من خلال العمل كحاجز [31]. تلعب الحواجز الهيكلية ، جنبًا إلى جنب مع الخلايا الثابتة داخل الأغشية الحيوية ، دورًا حاسمًا في مقاومة المضادات الحيوية [32]. كما تشير التقارير ، فإن العدوى المرتبطة بالأغشية الحيوية يصعب علاجها ولن يتم علاجها بسهولة [33]. وبالتالي ، فإن وصف المضادات الحيوية لن يحل أو يزيل العدوى المرتبطة بالأغشية الحيوية بسبب تحمل المضادات الحيوية والطفرة الجينية [34]. يعتبر البيوفيلم الآن سببًا رئيسيًا للعدوى المزمنة ، وتنتشر البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في شكل الأغشية الحيوية [35]. حاليًا ، يُعتقد أن أكثر من 80٪ من الأمراض المعدية المزمنة سببها الأغشية الحيوية ، ومن المعروف أن أدوية المضادات الحيوية التقليدية غير كافية في القضاء على هذه العدوى التي تحدث بوساطة الأغشية الحيوية [30]. كما أفاد براكمان وكويني [36] ، غالبًا ما يفشل العلاج المضاد للميكروبات في القضاء على الأغشية الحيوية من موقع الإصابة. بشكل عام ، ظهرت مقاومة المضادات الحيوية بمعدل ينذر بالخطر وأصبحت مشكلة صحية عامة متصاعدة. يتم تضخيم هذه المشكلة عن طريق تكوين الأغشية الحيوية التي تخلق تحمل جرثوميًا إضافيًا للعوامل المضادة للميكروبات [35].

يعد انتشار العدوى المرتبطة بالأغشية الحيوية مشكلة مستعصية في الطب الحديث. تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة هو عامل الضراوة الرئيسي لمجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة التي تسبب الالتهابات المزمنة [37]. تمثل الأغشية الحيوية البكتيرية مصدر قلق صحي كبير بسبب ارتفاع الطلب على الأجهزة الطبية القابلة للزرع والأعداد المتزايدة للمقاومة البكتيرية [38]. يمكن أن تنتج الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض غشاء حيوي على الأجهزة المزروعة [39]. ترتبط العديد من التهابات مجرى الدم والتهابات المسالك البولية بالأجهزة الطبية الساكنة وتنشأ من غشاء حيوي بكتيري يتكون من بكتيريا مدمجة داخل مصفوفة عديد السكاريد خارج الخلية على سطح القسطرة [40 ، 41]. على سبيل المثال، المكورات العنقودية الذهبية و المكورات العنقودية البشروية تعتبر من أهم مسببات الأمراض ، وكثيرًا ما تسبب الأغشية الحيوية الخاصة بها عدوى مرتبطة بالجهاز [42]. وفقًا لأوتو ، فإن النمط الظاهري للغشاء الحيوي الذي تتكيف معه هذه البكتيريا أثناء العدوى المرتبطة بالجهاز يسهل زيادة المقاومة للمضادات الحيوية والدفاعات المناعية المضيفة [43]. إن تكوين الأغشية الحيوية عن طريق مسببات الأمراض الميكروبية تمكنهم من البقاء على قيد الحياة في العوائل ويسبب التهابات مزمنة تؤدي إلى التهاب دائم وتلف الأنسجة [30]. لذلك ، فإن تكوين الأغشية الحيوية على الأدوات الطبية والأنسجة البشرية والأعضاء له تأثير على صحة الإنسان والاقتصاد.

2. مراحل تطور الأغشية الحيوية الرقيقة

Biofilm عبارة عن اتحاد للكائنات الدقيقة التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالسطح الحيوي أو اللاأحيائي ، ومغلف بمصفوفة مادة بوليمرية خارج الخلية (EPS) ، والتي يمكن أن تُظهر طابعًا جديدًا فيما يتعلق بالتعبير الجيني ، وتخليق البروتين ، ومعدل النمو ، والأنشطة الأيضية [ 44 ، 45]. يمكن أن يتأثر إنتاج الأغشية الحيوية الرقيقة بعدد من العوامل مثل ظروف السطح وعوامل النمو الكيميائية والفيزيائية والتركيبات الخلوية وأي تحديات أخرى. التفاعل بين هذه العوامل وغيرها يحدد مصيرها [46]. كما هو مبين في الشكلين 1 و 2 ، يحدث التغيير الهيكلي والفسيولوجي بعد ربط الخلايا بالأسطح المكيفة. المواد الهيكلية البوليمرية المنتجة تعمل كحاجز [31] وتمنع دخول المضادات الحيوية وعوامل التعقيم. يكون نمو الخلايا البكتيرية داخل الأغشية الحيوية بطيئًا جدًا وينتج خلايا ثابتة يمكنها البقاء على قيد الحياة في ظروف معادية مثل التعرض للمضادات الحيوية والمبيدات الحيوية الأخرى [6 ، 33] (الشكل 2).

تكون الخلايا الميكروبية داخل الأغشية الحيوية قريبة جدًا من بعضها البعض بحيث يمكنها التواصل من خلال المواد الكيميائية التي تمكنها من التنسيق والاستجابة لأي إشارات بيئية وبيئية ومضيفة [49]. وفقًا لأوليفيرا وزملائه ، يُنظر إلى تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة على أنه مشروع تعاوني ، حيث تعمل السلالات والأنواع معًا لتحقيق هدف مشترك [50]. لهذا النشاط التعاوني ، يجب أن يكون هناك اتصال من خلية إلى أخرى. تُعرف آلية الاتصال من خلية إلى خلية داخل المجتمع الميكروبي باسم استشعار النصاب حيث تستخدم الكائنات الحية الدقيقة إشارات مثل أسيل هوموسيرين لاكتون (AHL) في البكتيريا سالبة الجرام ، والببتيد الذاتي التحفيز (AIP) في البكتيريا موجبة الجرام ، و autoinducer-2 (AI-2) في كل من البكتيريا سالبة الجرام والإيجابية لغرض مختلف [36 ، 51]. نظام استشعار النصاب (QS) هو آلية تقوم البكتيريا من خلالها بتنظيم ملف تعريف التعبير الجيني وفقًا لحجم السكان الميكروبيين ، مما يتسبب في تكوين أشكال مختلفة من الأغشية الحيوية [7]. كإحساس عام للنصاب القانوني هو عملية تنتج البكتيريا من خلالها جزيئات الإشارة وتكتشفها ، وبالتالي تنسق سلوكها بطريقة تعتمد على كثافة الخلية [36]. بالإضافة إلى الاتصال ، فإن هذه المجتمعات الميكروبية ذات الاتصال الوثيق تمكنها من تبادل المواد الجينية ، وحتى تواتر نقل الجينات يكون مرتفعًا عند مقارنته بشكلها الحر [52]. لذلك ، فإن نقل الجينات الميكروبية الأفقي وتشكيل الأغشية الحيوية مترابطان [53]. لتكوين الأغشية الحيوية ، يجب أن تنتقل الكائنات الحية الدقيقة من شكلها الحر إلى شكل لاطئ يتطلب تغييرات متدرجة فيزيولوجية وبنيوية [47 ، 54]. وبالتالي ، فإن هذه العملية المتدرجة والديناميكية تشتمل على (أ) التعلق الأولي أو القابل للانعكاس على السطح المُكيف ، (ب) مرفق لا رجعة فيه (ج) ، مستعمرات دقيقة أو التطور المبكر لهيكل الأغشية الحيوية ، (د) نضوج الأغشية الحيوية التي تشكل الفطر أو الأبراج. الهيكل ، و (هـ) التشتت أو الانفصال حيث تنسلخ الخلايا من المصفوفة وتعود إلى شكلها الأصلي الحر [47 ، 55] (الشكل 1). لذلك ، فإن الهدف من مقالة المراجعة هذه هو تقديم نظرة عامة عن دور الأغشية الحيوية البكتيرية في مقاومة المضادات الحيوية وتلوث الأغذية.

2.1. مرفق مبدئي أو عكسي

يمثل التعلق بالسطح البكتيري نقطة تحول من حياة العوالق إلى وضع الأغشية الحيوية [56]. الارتباط العكسي ينطوي على تفاعل الكائنات الدقيقة العوالقية مع سطح مكيف [57-59]. لكن التفاعل ضعيف للغاية والذي يتضمن فان دير فالس ، والقوى الكهروستاتيكية والتفاعلات الكارهة للماء. تم الإبلاغ عن أن التعلق سيكون أفضل على الأسطح الخشنة والطارئة للماء والمغلفة بمواد عضوية مختلفة [44].الهياكل البكتيرية مثل fimbriae و pili و flagella تعطي قوة للتفاعل بين البكتيريا وسطح الارتباط [60]. بشكل عام ، تلتزم الزوائد الخلوية المتضمنة في الارتباط القابل للانعكاس والبكتيريا في هذه المرحلة بنمط حياة الأغشية الحيوية أو تترك السطح وتعود إلى نمط الحياة العوالق [56].

2.2. مرفق لا رجوع فيه

في هذه المرحلة ، تدمج الكائنات الحية المرتبطة بشكل غير محكم عملية الارتباط عن طريق إنتاج مواد بوليمرية خارج الخلية تتعقد مع المواد السطحية و / أو الروابط الخاصة بالمستقبلات الموجودة على الشعيرات ، والخمل ، والليفات أو كليهما [57-59]. بعد أن تلتصق الكائنات الحية الدقيقة على سطوح متسامحة وشروط مسبقة ، تبدأ الخلية في التصاق لا رجعة فيه وتتراكم في شكل مجموعات من الخلايا متعددة الطبقات [61]. كشفت الدراسات الحديثة أن تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة قد بدأ بطبقة من المواد البوليمرية (EPS) حيث تنتشر الخلايا الميكروبية على السطح مع نمو لاحق للغشاء الحيوي [62]. خلال هذه الخطوة ، حدث عدد من التغييرات الفسيولوجية والهيكلية ، مثل عدم قدرة الخلايا المتصلة على الحركة [58].

2.3 تشكيل المستعمرات الدقيقة

تخضع الخلايا الميكروبية المدمجة داخل المصفوفة خارج الخلية لنمو مجتمعي منسق يؤدي إلى تكوين مستعمرات دقيقة. وفقًا لدن ، ينتج تكوين المستعمرات الدقيقة من التجميع المتزامن ونمو الكائنات الحية الدقيقة ويصاحبها إنتاج EPS [57]. المستعمرات الدقيقة التي هي وحدات أساسية من الأغشية الحيوية الحيوية يتم تجزئتها بواسطة قنوات ذات بيئات ميكروية مختلفة مختلفة [29] (الشكل 1). بعد أن تلتصق الخلايا بقوة بالأسطح الموصلة ، ستظهر العديد من الكائنات الحية الدقيقة وتفرز مواد بوليمرية يمكن أن تكون بمثابة "صمغ" لتثبيت الكائنات الحية الدقيقة على الأسطح المختلفة. بعد هذه الأحداث المتسلسلة ، يتم إنتاج المستعمرات الصغيرة.

2.4 نضوج الأغشية الحيوية

إذا كانت الظروف مناسبة للنمو الكافي والتمايز ، فقد يتطور الغشاء الحيوي إلى هياكل بيوفيلم ناضجة وثلاثية الأبعاد مرتبة جيدًا مكانيًا [61] مثل الفطر أو الهياكل الشبيهة بالبرج تتخللها قنوات مليئة بالسوائل والتي تحتوي على العناصر الغذائية والأكسجين والمواد الضرورية. يمكن نشر المواد وتعميمها في كل بيئة مكروية [51] (الشكل 1 و 2). إن تطوير الأغشية الحيوية هو سلوك جماعي تعاوني بوساطة الإشارات الكيميائية المعتمدة على الكثافة الصادرة عن التجمعات البكتيرية المضمنة في مصفوفة خارج الخلية ذاتية الإنتاج [63]. تُعرف آلية الإشارات هذه باسم استشعار النصاب الذي يستخدم للتواصل وتنظيم سلوكيات المجموعة ، بما في ذلك إفراز عامل الضراوة وتكوين الأغشية الحيوية [64 ، 65]. ينشط استشعار النصاب عملية نضج الغشاء الحيوي وتفكيكه بطريقة منسقة [63]. بشكل عام ، تلعب الإشارات من خلية إلى أخرى دورًا هائلاً في ارتباط الخلية وانفصالها عن الأغشية الحيوية [66].

2.5 تشتت بيوفيلم

تشكيل البيوفيلم هو عملية دورية يتم فيها فصل الخلايا البكتيرية عن الأغشية الحيوية الناضجة وتدخل في نمط حياتها السابق ، أي حالة العوالق. كما هو مبين في الشكل 1 ، ستبحث الخلايا البكتيرية المنفصلة عن أسطح جديدة لربطها وبدء جولة جديدة من تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة. في هذه الخطوة ، ستقرر الخلايا الميكروبية بناءً على الإشارات البيئية ما إذا كانت تعيش معًا أو "تنهار" [46]. من وجهة نظر تلوث الأغذية ، هذه الخطوة مهمة لنشر الكائنات الدقيقة في المنتجات الغذائية. يمكن فصل خلايا الأغشية الحيوية الرقيقة عن الخلايا التي تنمو بنشاط أو عن البيئة المحرومة أو الاتصال أو إزالة الركام. تم الإبلاغ عن أن الحد من المغذيات يجبر الكائنات الحية الدقيقة على البحث عن بيئات جديدة [29 ، 46].

3. البيوفيلم وأثره على مقاومة المضادات الحيوية

يعد ظهور وانتشار مقاومة مضادات الميكروبات بين البكتيريا من أهم المشاكل الصحية في جميع أنحاء العالم [67-69]. مقاومة المضادات الحيوية هي إحدى نتائج المجتمعات البكتيرية التي تساهم في العدوى المزمنة [67]. تشكيل بيوفيلم الكلبسيلة الرئوية هو أحد مسببات الأمراض المهمة المقاومة للأدوية المتعددة (MDR) التي تؤثر على البشر ومصدرًا رئيسيًا للعدوى في المستشفيات المرتبطة بارتفاع معدلات المراضة والوفيات بسبب محدودية خيارات العلاج [70]. تم الإبلاغ عن أن تكوين الأغشية الحيوية هو وسيلة للبكتيريا لمقاومة التأثيرات البيئية المعادية مثل المضادات الحيوية والعوامل المضادة للميكروبات [70-73]. مثل Verderosa et al. تم الإبلاغ عن أن الأغشية الحيوية هي عنيدة للعلاج بالمضادات الحيوية وسبب رئيسي للعدوى المستمرة والمتكررة من قبل مسببات الأمراض المهمة سريريًا في جميع أنحاء العالم [74]. ويرجع ذلك إلى أن تكوين الأغشية الحيوية والتغطية اللاحقة للخلايا البكتيرية في مصفوفة معقدة يمكن أن تعزز مقاومة مضادات الميكروبات وعوامل التعقيم مما يجعل من الصعب القضاء على هذه الكائنات ومكافحتها [75-77]. مصفوفة المواد البوليمرية خارج الخلية (EPS) تحمي البكتيريا من المضادات الحيوية ، وتجنب تغلغل الأدوية بتركيزات مبيد للجراثيم [38] (الشكلان 1 و 2). تعد البكتيريا الموجودة في الأغشية الحيوية أكثر مقاومة للمضادات الحيوية بعدة مرات من حيث الحجم ، مقارنةً بالبكتيريا العوالق [78]. على سبيل المثال ، يمكن أن تتحمل الأغشية الحيوية العوامل المضادة للميكروبات بتركيزات 10-1000 مرة التي تحتاجها لتعطيل البكتيريا العوالق المكافئة وراثيًا [79]. كما هو مبين في الشكلين 1 و 2 ، فإن طبيعة بنية الأغشية الحيوية والتغيرات الفسيولوجية الأخرى مثل معدل النمو البطيء تساعدها على مقاومة العوامل المضادة للميكروبات [66 ، 80] (الشكلان 1 و 2). نظرًا لأن الكائنات الحية الدقيقة المبلغ عنها في الأغشية الحيوية مقاومة بسبب العوامل المقترحة التالية: (أ) مصفوفة بوليمرية يمكن أن تحد من انتشار المضادات الحيوية (ب) تفاعل المضادات الحيوية مع مصفوفة بوليمرية تقلل من نشاطها ، (ج) المقاومة التي يتوسطها الإنزيم مثل β- اللاكتاماز [73] ، (د) التغيرات في النشاط الأيضي داخل الأغشية الحيوية (الشكل 2) ، (هـ) التغيرات الجينية على الخلايا المستهدفة أو إخفاء المواقع المستهدفة ، (و) بثق المضادات الحيوية باستخدام مضخات التدفق [73] ، و ( ز) وجود بنية الغشاء الخارجي مثل البكتيريا سالبة الجرام [81]. هذه الآليات ضرورية لمقاومة المضادات الحيوية وبقاء بكتيريا الأغشية الحيوية الرقيقة 73 ، 82. مقاومة المضادات الحيوية التي تستخدمها البكتيريا في البيوفيلم متميزة ومختلفة عن آليات المقاومة الطبيعية أو الفطرية [48] (الشكل 2). كما كشفت نتائج مماثلة أن البكتيريا داخل الأغشية الحيوية تطور استراتيجيات جزيئية مختلفة لحماية خلاياها من الظروف المعادية مثل تفاعل مصفوفة الأغشية الحيوية مع المضادات الحيوية التي يمكن أن تؤخر أو تخفض أنشطتها ، ومعدلات النمو البطيئة التي لن تكون فيها المضادات الحيوية فعالة ، والمقاومة الوراثية ذات الصلة ، وتنتج خلايا مقاومة للمضادات الحيوية المختلفة [38] (الشكل 2). في البكتيريا المكونة للغشاء الحيوي ، هناك معدل مرتفع من الطفرات التي تمكنهم من تطوير آليات مقاومة ، وهذا بدوره يعطي فرصة لجيناتهم لإنتاج الإنزيمات التي تعطل المضادات الحيوية أو تطرد المضادات الحيوية باستخدام مضخات التدفق [34، 83]. تنتج البكتيريا داخل الأغشية الحيوية خلايا مثابرة خاملة من الناحية الأيضية وهي إحدى آلياتها للهروب من المضادات الحيوية وحتى لديها القدرة على البقاء على قيد الحياة في ظل تركيز عالٍ من المضادات الحيوية [84] (الشكل 2). يلعب البيوفيلم دورًا مهمًا في انتشار مقاومة المضادات الحيوية. ضمن التجمعات البكتيرية عالية الكثافة ، يحدث النقل الأفقي الفعال لجينات المقاومة والفوعة [85]. عدد الكائنات الحية الدقيقة داخل المصفوفة كثيف جدًا بحيث يكون هناك اتصال وثيق بين الكائنات الحية الدقيقة المختلفة التي تمكنها من تبادل الجينات المقاومة ، وفي النهاية ، قد يكتسب المجتمع بأكمله هذا الجين المقاوم [68] (الشكلان 1 و 2). لذلك ، فإن التنويع الجيني للكائنات الدقيقة في الأغشية الحيوية هو المسؤول إلى حد كبير عن تشكيل مقاومة المضادات الحيوية [7]. كما أشارت الدراسات إلى أن الغشاء الحيوي الرقيق مهم لنقل البلازميدات المقترنة بسبب القرب الكبير من الخلايا داخل هذا الهيكل متعدد الخلايا [86]. تعتمد مقاومة الأغشية الحيوية للمضادات الحيوية على عوامل مختلفة مثل العوامل الفيزيائية والفسيولوجية والجينية [34]. وبالتالي ، فإن هذه الطبيعة متعددة العوامل لتطوير الأغشية الحيوية وتحمل الأدوية تفرض تحديات كبيرة على استخدام مضادات الميكروبات التقليدية [37]. باختصار ، الغشاء الحيوي البكتيري يلعب دورًا رئيسيًا في تطوير مقاومة مضادات الميكروبات [38].

4. البيوفيلم وأثره على تلوث الأغذية

كان تلوث الأغذية بالكائنات الدقيقة المسببة للأمراض مشكلة صحية عامة خطيرة وسببًا لخسائر اقتصادية ضخمة في جميع أنحاء العالم [4]. يحتوي البيوفيلم الميكروبي على كل من مفسد الطعام والبكتيريا المسببة للأمراض وينتج عنه تلوث بعد المعالجة مما يقلل من جودة المنتجات ومدة صلاحيتها وقد يكون وسيلة لانتقال المرض [87-89]. على سبيل المثال، الإشريكية القولونية O157: H7 الملتصق بالأسطح الملامسة للحوم الأبقار الموجودة في منشآت تصنيع لحوم الأبقار قد تكون بمثابة مصدر للتلوث المتبادل [90]. من بين العديد من مسببات الأمراض ، المكورات العنقوديةس المذهبة و الزائفة الزنجارية قادرون على بناء الأغشية الحيوية على المواد والمعدات [91]. فريدلاندر وآخرون. ذكرت أن البكتيريا المكونة للغشاء الحيوي ، والتي تستعمر أسطح المعدات في صناعة الألبان ، قد تؤثر سلبًا على سلامة وجودة الحليب ومنتجاته [92]. إنتاج بيوفيلم بواسطة بكتيريا مثل الليسترية المستوحدة يفترض أن تكون إحدى الطرق التي تضفي عليها المقاومة المتزايدة والثبات في السلسلة الغذائية [93]. يشكل تكوين الأغشية الحيوية على الأسطح الحيوية وغير الحيوية خطرًا محتملاً ، حيث يساهم في الدوران المستمر لمسببات الأمراض في ظروف إنتاج الغذاء وتلوث الأطعمة [94]. تخترق البكتيريا الممرضة مناطق إنتاج الغذاء وقد تبقى هناك على شكل غشاء حيوي يغطي أسطح الآلات والمعدات [95]. لذلك ، فإن تكوين الأغشية الحيوية بواسطة البكتيريا المسببة للأمراض يؤدي إلى مشاكل تلوث شديدة في الأغذية ، وتجهيز الأغذية ، وغيرها من المجالات التي تؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان وحياته [10 ، 96]. من وجهة نظر صحية ، يمكن أن يؤدي ارتباط الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض بالأسطح الملامسة للأغذية إلى مشاكل صحية محتملة نظرًا لاستمرارها لفترات طويلة في ظروف معادية ومستودع للتلوث [16 ، 23 ، 96 ، 97]. في بحث أجري على كرونوباكتر ساكازاكي، تم الإبلاغ عن أن هذه البكتيريا قادرة على الالتصاق بأسطح مختلفة مثل السيليكون واللاتكس والبولي كربونات والفولاذ المقاوم للصدأ والزجاج والبولي فينيل كلوريد (PVC). يتم تمكين تكوين الأغشية الحيوية على أسطح الفولاذ المقاوم للصدأ في مصانع تجهيز الأغذية ، مما يؤدي إلى تفشي الأمراض المنقولة بالغذاء ، من خلال التعلق وحصر مسببات الأمراض داخل التجاويف الدقيقة لخشونة السطح (الأخاديد والخدوش) [98]. يمكن أن يؤدي ارتباط الكائنات الدقيقة على سطح تحضير الطعام إلى تمكين الكائنات الدقيقة من تكوين غشاء حيوي وتصبح مصدرًا للتلوث [87]. بشكل عام ، فإن نمو البكتيريا المسببة للأمراض مثل الإشريكية القولونية O157: H7 و السالمونيلا المعوية يمكن أن يؤدي إلى انتقال التلوث من أسطح تصنيع الأغذية إلى المنتجات الغذائية [8]. بالإضافة إلى كونها مصدرًا للتلوث ، تقلل الأغشية الحيوية أيضًا من كفاءة الإنتاج والمواد المستخدمة في معالجة الأغذية [99]. يصعب إزالة الأغشية الحيوية المدمجة في المواد البوليمرية الواقية خارج الخلية (EPS) في منشآت إنتاج الغذاء [100]. لذلك ، يجب أن تكون هناك طرق مناسبة لمنع ، وتقليل ، والسيطرة ، والقضاء على تكوين الأغشية الحيوية على الأطعمة وأسطح المعالجة.

4.1 الوقاية من تكون البكتريا البيوفيلم في أسطح تصنيع الأغذية

البيوفيلم له تأثير ضار على مقاومة المضادات الحيوية وتلوث الغذاء [61]. الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض المكونة للغشاء الحيوي هي مشكلة صحية عامة رئيسية تتسامح مع المطهر أو لا تلتزم به [12 ، 23]. يعد منع تكوين الأغشية الحيوية في الصناعة خطوة حاسمة في تلبية متطلبات منتج آمن وعالي الجودة. ومع ذلك ، فإن منع أو القضاء عمليًا على تكوين الأغشية الحيوية على الأغذية وبيئة تجهيز الأغذية أمر صعب [101]. للتحكم في جودة الأغذية وسلامتها ، يجب وضع المبادئ الأساسية الحاكمة التي تهدف إلى متابعة وفحص كل خطوة مثل ممارسات التصنيع الجيدة (GMP) وتحليل المخاطر ونقطة التحكم الحرجة (HACCP) والتنظيف الداخلي مكان (CIP) [29]. تعتبر هذه المبادئ حاسمة في فحص حالات الفشل المبكرة في تجهيز الأغذية وإنتاجها بحيث يتم اتخاذ إجراءات فورية دون إهدار المنتج والاقتصاد والوقت. تتضمن معظم طرق معالجة الأغشية الحيوية عوامل مضادة للغشاء الحيوي تستهدف المراحل المبكرة من تكوين الأغشية الحيوية أو عوامل تشتت الأغشية الحيوية التي تعطل مجتمع خلايا الأغشية الحيوية [74]. من المتوقع أن تمنع هذه العوامل تكون الأغشية الحيوية في مرحلة "الرضيع". على سبيل المثال ، يهدف استخدام الماء المحلل بالكهرباء الحمضي إلى تعطيل المصفوفة الميكروبية واختياره كعامل تعقيم واعد في قطاع الأغذية [100]. يمكن للجزيئات الصغيرة مثل المركبات المضادة للفيروسات ، ومركبات المضاد الحيوي ، وأريل رودانين ، والمخلبات ، و N-acetylcysteine ​​، وغيرها أن تعمل كمضاد حيوي لمنع تكوين الأغشية الحيوية [71]. يعتبر استخدام استراتيجيات المكافحة الحيوية مثل البكتريوسينات والإنزيمات أمرًا مهمًا للحفاظ على أنظمة خالية من الأغشية الحيوية من أجل جودة وسلامة الأطعمة [13 ، 102-104]. وبالمثل ، تم اقتراح واستخدام طرق مختلفة لمنع تكوين الأغشية الحيوية والسيطرة عليها مثل تعديلات السطح ، وتثبيط إشارة الخلية ، والمعالجات الكيميائية ، وعلاجات البلازما غير الحرارية ، واستخدام العوامل الحيوية [13 ، 103]. على سبيل المثال ، اقترح براكمان وكويني [36] مثبطات استشعار النصاب كعوامل واعدة للمضادات الحيوية. الطرق الأخرى المستخدمة في منع أو تقليل تكوين الأغشية الحيوية هي التطهير. يجب تنظيف وتعقيم الأجهزة المستخدمة في الصناعات بشكل صحيح ، مما يمنع أي نمو للكائنات الحية الدقيقة [23]. ومع ذلك ، فإن تطهير الأسطح والبيئات التي تلامس الطعام أمر صعب بسبب المطهر والمقاومة المطهرة للبكتيريا المرتبطة بالغشاء الحيوي. لذلك ، للتغلب على هذه المشكلة ، يمكن تطبيق الاستخدام المناسب واختيار المنظفات والمطهرات إلى جانب الطرق الفيزيائية بشكل مناسب للتحكم في تكوين الأغشية الحيوية على الأسطح الملامسة للأغذية [103]. هناك أيضًا طرق بديلة مثل الزيت العطري وعاثيات البكتيريا التي تم اختبارها كخيار لتطهير الأسطح الملوثة بالغذاء الملوثة بالميكروبات [21 ، 105 ، 106]. وقدم صادق الزمان وآخرون توصية مماثلة. لاستخدام طرق واستراتيجيات جديدة تتجاوز الأساليب التقليدية مثل الطرق الفيزيائية والكيميائية ، أو المطهرات ، أو المطهرات ، إلخ. [104]. كمثال ، الببتيدات المضادة للميكروبات فعالة وتستخدم لمنع تكوين الأغشية الحيوية من خلال الآليات التالية: (أ) تفكيك الغشاء الذي يدمج الخلايا البكتيرية ، (ب) تثبيط شبكات الاتصال أو أنظمة الإشارات [107] ، (ج) تعطيل مصفوفة بوليمرية ، (د) إعاقة نظام المنبه لمنع الاستجابة البكتيرية ، و (و) تقليل تنظيم الجينات الضرورية لتكوين الأغشية الحيوية [108]. أظهرت نتائج مماثلة أن كلاً من المركبات الطبيعية والنظائر الاصطناعية كانت فعالة في منع تكوين الأغشية الحيوية عن طريق إخماد النصاب القانوني [76 ، 109].

5. الخلاصة

يمكن أن تتلوث الأطعمة بالكائنات الدقيقة المختلفة وتصبح وسيلة لمسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق الأغذية والتسمم. يُعزى تلوث الطعام إلى الأغشية الحيوية التي هي مجتمعات ميكروبية تعيش معًا ويمكن ربطها بالأسطح الحيوية وغير الحيوية. بمجرد أن تعلق بشكل لا رجعة فيه على هذه الأسطح ، فإنها تطور هياكل ناضجة تعمل كحاجز ضد المطهرات والعوامل الأخرى. وبالتالي ، ستكون مصدرًا للتلوث في مراحل لاحقة ومقاومة للظروف البيئية القاسية مثل المطهرات. يجب تنظيف وتعقيم السطح الذي يمكن فيه معالجة الأطعمة بشكل متكرر باستخدام المطهرات المناسبة والفعالة التي يمكن أن تعطل الخلايا الميكروبية وتثبيتها على أسطح الطعام والبيئات. تعتبر طبيعة السطح الذي يمكن معالجة الأطعمة فيه ذات أهمية قصوى أيضًا في تكوين الأغشية الحيوية. لذلك ، من الأفضل تصميم المواد المناسبة باستخدام التكنولوجيا التي تقلل من الارتباط الميكروبي وتساعد على التنظيف. بالإضافة إلى استخدام المطهرات والعوامل الأخرى ، من الأفضل أيضًا فهم جيناتها التي تشارك في ترميز أسطح الخلايا الميكروبية المهمة للتعلق. القضية الحاسمة الأخرى في تكوين الأغشية الحيوية الميكروبية هي الحديث المتبادل الجزيئي أو التواصل مع أقاربهم من خلال إطلاق جزيئات إشارات يمكن أن تنبه الآخرين للبقاء في البيئات المعادية. وبالتالي ، يجب تطوير الأساليب المناسبة لمنع أنظمة الاتصال الخاصة بهم.

تمثل الكائنات الدقيقة المكونة للأغشية الحيوية مشكلة خطيرة في القطاع الطبي. يتم تغليف البكتيريا المكونة للغشاء الحيوي في مصفوفة تمكنها من استبعاد المضادات الحيوية واستضافة الاستجابة المناعية. بالإضافة إلى وجود حواجز هيكلية ، يمكن للبكتيريا المكونة للغشاء الحيوي أن تخضع لتغيرات فسيولوجية مثل معدل النمو البطيء وإنتاج الخلايا الثابتة. في هذه الحالات ، لا يمكن للمضادات الحيوية أن تمنع أو تقتل أو تقضي على هذه الخلايا البطيئة النمو والمستمرة الموجودة داخل مصفوفة الأغشية الحيوية. لذلك ، غالبًا ما يصعب علاج الالتهابات المزمنة التي تسببها الأغشية الحيوية بشكل فعال ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تمرد الأغشية الحيوية على العلاج بمضادات الميكروبات. بشكل عام ، تصبح مقاومة مضادات الميكروبات جنبًا إلى جنب مع تكون الأغشية الحيوية الرقيقة مشكلة متصاعدة ومستعصية في قطاع الصحة وسلامة الغذاء.

توافر البيانات

البيانات أو المعلومات المستخدمة في كتابة مقالة المراجعة هذه متاحة من المؤلف المقابل عند الطلب.

تضارب المصالح

يعلن المؤلف أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه الورقة.

شكر وتقدير

يود المؤلف أن يشكر جامعة Wolaita Sodo.

مراجع

  1. أكيدا ، "سلامة الأغذية والأمراض المعدية ،" مجلة علوم التغذية والفيتامينات (طوكيو)، المجلد. 61 ، لا. S95، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  2. س. سري ، وإي ك. جاهد ، وس.د. Ha ، "تشكيل الأغشية الحيوية في الصناعات الغذائية: مشكلة تتعلق بسلامة الغذاء ،" مراقبة الغذاء، المجلد. 31 ، لا. 2 ، ص 572-585 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  3. منظمة الصحة العالمية (WHO) ، سلامة الغذاء، منظمة الصحة العالمية (WHO) ، جنيف ، سويسرا ، 2020 ، https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/food-safety.
  4. S.-C. يانغ ، سي. لين ، وإي. أ. الجفالي ، وج. فانغ ، "مسببات الأمراض الحالية الإشريكية القولونية حالات تفشي الأمراض المنقولة بالغذاء وتطوير العلاج " محفوظات علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 199 ، لا. 6، pp.811–825، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  5. ليندسي وأ. فون هولي ، "الأغشية الحيوية البكتيرية داخل البيئة السريرية: ما يجب أن يعرفه اختصاصيو الرعاية الصحية ،" مجلة عدوى المستشفيات، المجلد. 64 ، لا. 4 ، ص 313-325 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  6. H.- ج. Flemming ، J. Wingender ، U. Szewzyk ، P. Steinberg ، S. A. Rice ، and S. Kjelleberg ، "Biofilms: an الناشئة شكل من أشكال الحياة البكتيرية ،" مراجعات الطبيعة علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 14 ، لا. 9 ، ص 563-575 ، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  7. T. Płusa ، "Znaczeniebiofilmu w kontekścienarastaniaopornościbakteriinaantybiotyki ، أهمية الأغشية الحيوية في سياق زيادة المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية ،" بول ميركور، المجلد. 47 ، لا. 281 ، ص 197-202 ، 2019. عرض على: الباحث العلمي من Google
  8. W. Jun، M. S. Kim، B.-K. تشو ، بي دي ميلنر ، كيه تشاو ، ود. مجلة هندسة الأغذية، المجلد. 99 ، لا. 3، pp. 314–322، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  9. بي في هوفكين ، العيش في عالم ميكروبي ، جارلاند ساينس، Taylor & amp Francis Group، LLC، 270 Madison Avenue، Milton Park، Abingdon، UK، 2011.
  10. S. Srivastava و A. Bhargava ، "الأغشية الحيوية وصحة الإنسان ،" رسائل التكنولوجيا الحيوية، المجلد. 38 ، لا. 1، pp. 1–22، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  11. هوييدا ، م. حلاجي ، س. رستامي ، س.مباشري زاده ، "قدرة إنتاج الأغشية الحيوية من Staphylococcus spp المعزولة من منتجات غذائية مختلفة ،" أنالي دي إيجين، المجلد. 31 ، لا. 2، pp.140–147، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  12. آر وانج ، "الأغشية الحيوية وسلامة اللحوم: مراجعة مصغرة ،" مجلة حماية الغذاء، المجلد. 82 ، لا. 1، pp.120–127، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  13. S. Galié ، و C. García-Gutiérrez ، و E.M. Miguélez ، و C.J. Villar ، و F. Lombó ، "الأغشية الحيوية في صناعة الأغذية: الجوانب الصحية وطرق التحكم ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 9 ، ص. 898، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  14. جوتيريز ، إل رودريغيز روبيو ، ب. مارتينيز ، إيه رودريغيز ، ب. غارسيا ، "البكتيريا كأسلحة ضد الأغشية الحيوية البكتيرية في صناعة الأغذية ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 7 ، ص. 825، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  15. س. أو. خليسا ، وم. عبد الله ، وسي جاما ، وسي. فيل ، ون. شيهيب ، "التلوث البكتيري وتكوين الأغشية الحيوية على الأسطح اللاأحيائية والاستراتيجيات للتغلب على استمرارها ،" JMES، المجلد. 8 ، لا. 9، pp. 3326–3346، 2017. View at: Google Scholar
  16. X. Shi و X. Zhu ، "تكوين الأغشية الحيوية وسلامة الأغذية في الصناعات الغذائية ،" الاتجاهات في علوم الأغذية وتكنولوجيا أمبير، المجلد. 20 ، لا. 9، pp.407–413، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  17. مهديوي ، وم. جلالي ، وك. ر. كسرة ، "تقييم تكوين الأغشية الحيوية في بيئات معالجة اللحوم الإيرانية ،" مجلة أبحاث علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 3، pp.181–186، 2008. View at: Google Scholar
  18. بريدير ، ر. بريانديت ، ف. توماس ، وإف دوبوا-بريسونيت ، "مقاومة الأغشية الحيوية البكتيرية للمطهرات: مراجعة" الحشف الحيوي، المجلد. 27 ، لا. 9، pp.1017–1032، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  19. كابو ، ب. رودريغيز لوبيز ، جيه جيه رودريغيز-هيريرا ، ود. أغذية، المجلد. 7 ، لا. 6 ، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  20. J.N. سوفوس و I. Geornaras ، "نظرة عامة على مخاطر صحة اللحوم وسلامتها الحالية وملخص للدراسات الحديثة حول الأغشية الحيوية ، والتحكم في Escherichia coli O157: H7 في nonintact ، و Listeria monocytogenes في منتجات اللحوم الجاهزة للأكل ،" علوم اللحوم، المجلد. 86 ، لا. 1، pp. 2–14، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  21. E. Giaouris و E. Heir و M. Hébraud et al. ، "الارتباط وتكوين الأغشية الحيوية بواسطة البكتيريا المنقولة بالغذاء في بيئات معالجة اللحوم: الأسباب والآثار ودور التفاعلات البكتيرية والتحكم من خلال طرق جديدة بديلة ،" علوم اللحوم، المجلد. 97 ، لا. 3 ، ص 298-309 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  22. T. Morse و H. Masuku و S. Rippon و H. Kubwalo ، "تحقيق نهج متكامل لسلامة الأغذية والنظافة - تلبية أهداف التنمية المستدامة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى ،" الاستدامة، المجلد. 10 ، لا. 7 ، ص. 2394، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  23. R. Van Houdt و C.W Michielsr ، "تشكيل الأغشية الحيوية وصناعة الأغذية ، التركيز على السطح الخارجي للبكتيريا ،" مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقي، المجلد. 109 ، ص 1117-1131 ، 2010. عرض على: الباحث العلمي من Google
  24. هافيلار ، إم دي كيرك ، بي آر تورغرسون وآخرون ، "التقديرات العالمية لمنظمة الصحة العالمية والمقارنات الإقليمية لعبء الأمراض المنقولة بالغذاء في عام 2010 ،" بلوس ميد، المجلد. 12 ، لا. 12 ، معرف المقالة e1001923 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  25. H. Nirwati ، K. Sinanjung ، F. Fahrunissa et al. ، "تشكيل Biofilm ومقاومة المضادات الحيوية لـ Klebsiella pneumoniae المعزولة من العينات السريرية في مستشفى الرعاية الثالثية ، Klaten ، إندونيسيا ،" إجراءات BMC، المجلد. 13 ، لا. س 11 ، ص. 20 ، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  26. جي باتوني ، وج. مايسيتا ، وس. إيسين ، "الببتيدات المضادة للميكروبات وتفاعلها مع الأغشية الحيوية للبكتيريا ذات الصلة طبيًا ،" Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - الأغشية الحيوية، المجلد. 1858 ، لا. 5، pp.1044–1060، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  27. تيواري ، ب.جاين ، ب.س.داماناباتيل ، وإم.ك.ساكسينا ، "مقاومة الأغشية الحيوية للعوامل المضادة للميكروبات والأساليب الجديدة لمكافحة مقاومة الغشاء الحيوي في البكتيريا ، مراجعة المقالة ،" علم الأحياء الدقيقة EC، المجلد. 14 ، لا. 3، pp.71–77، 2018. View at: Google Scholar
  28. براكاش ، ب. فيريغودا ، وج. كريشنابا ، "الأغشية الحيوية: إستراتيجية بقاء البكتيريا ،" العلوم الحالية، المجلد. 85، pp. 1299–1307، 2003. View at: Google Scholar
  29. X. Zhao ، F. Zhao ، J. Wang ، and N. Zhong ، "تشكيل الأغشية الحيوية واستراتيجيات التحكم في مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء: منظورات سلامة الغذاء ،" تقدم RSC، المجلد. 7 ، لا. 58، pp.36670–36683، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  30. X.-H. لي و ج. لي ، "العوامل المضادة للغشاء الحيوي: منظور جديد لاستراتيجية مضادات الميكروبات ،" مجلة علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 55 ، لا. 10 ، ص 753-766 ، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  31. W. Yin و Y. Wang و L. Liu و J. He ، "الأغشية الحيوية:" الملابس الواقية "الميكروبية في البيئات القاسية ،" المجلة الدولية للعلوم الجزيئية، المجلد. 20 ، لا. 14 ، ص. 3423، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  32. A. B. Estrela و W.-R. أبراهام ، "الجمع بين المركبات التي تتحكم في الأغشية الحيوية والمضادات الحيوية كطريقة جديدة واعدة للسيطرة على عدوى الأغشية الحيوية" ، الأدوية، المجلد. 3 ، لا. 5، pp. 1374–1393، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  33. C.W Hall و T.-F. ماه ، "الآليات الجزيئية لمقاومة المضادات الحيوية المستندة إلى الأغشية الحيوية وتحمل البكتيريا المسببة للأمراض ،" مراجعات علم الأحياء الدقيقة FEMS، المجلد. 41 ، لا. 3، pp.276–301، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  34. O. Ciofu و T. Tolker-Nielsen ، "التسامح ومقاومة الأغشية الحيوية Pseudomonas aeruginosa للعوامل المضادة للميكروبات - كيف يمكن أن تفلت P. aeruginosa من المضادات الحيوية ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 10 ، ص. 913 ، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  35. P. G. Bowler ، "مقاومة المضادات الحيوية وتحمل الأغشية الحيوية: تهديد مشترك في علاج الالتهابات المزمنة ،" مجلة العناية بالجروح، المجلد. 27 ، لا. 5، pp.273–277، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  36. براكمان وتي كويني ، "مثبطات استشعار النصاب كعوامل مضادة للبيوفيلم ،" التصميم الصيدلاني الحالي، المجلد. 21 ، لا. 1، pp.5–11، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  37. H. Koo ، R.N. Allan ، R.P Howlin ، P. Stoodley ، و L. Hall-Stoodley ، "استهداف الأغشية الحيوية الميكروبية: الاستراتيجيات العلاجية الحالية والمستقبلية ،" مراجعات الطبيعة علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 15 ، لا. 12، pp.740–755، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  38. R.M Pinto و F. A. Soares و S. Reis و C. Nunes و P. Van Dijck ، "استراتيجيات مبتكرة لتفكيك مصفوفة EPS في الأغشية الحيوية البكتيرية ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 11 ، ص. 952، 2020. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  39. D. Lebeaux ، J.M Ghigo ، و J.C Lucet ، "Physiopathologie et Prevention des infections liées aux detitifsmédicauximplantés implanted medical device-relatedutod: Physophysiology and Prevention" مراجعة Pratice، المجلد. 64 ، لا. 5، pp.620–625، 2014. View at: Google Scholar
  40. آر إم دونلان ، "تكوين الأغشية الحيوية: عملية ميكروبيولوجية ذات صلة إكلينيكيًا ،" الأمراض المعدية السريرية، المجلد. 33 ، لا. 8، pp. 1387–1392، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  41. S. Aslam ، "تأثير مضادات الجراثيم على الأغشية الحيوية ،" المجلة الأمريكية لمكافحة العدوى، المجلد. 36 ، لا. 10 ، e9.e9-S175 صفحات ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  42. C. Ceresa، F. Tessarolo، D. Maniglio et al. ، "سيليكون من الدرجة الطبية مطلي بمادة rhamnolipid R89 فعال ضد المكورات العنقودية النيابة. الأغشية الحيوية " جزيئات، المجلد. 24 ، لا. 21 ، ص. 3843، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  43. إم أوتو ، "الأغشية الحيوية العنقودية" ، طيف علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 6 ، لا. 4 ، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  44. آر إم دونلان ، "الأغشية الحيوية: الحياة الميكروبية على الأسطح ،" الأمراض المعدية المستجدة، المجلد. 8 ، لا. 9، pp. 881–890، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  45. V. Oxaran ، K. K. Dittmann ، S.H.I. Lee et al. ، "سلوك مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء Listeria monocytogenes و Staphylococcus aureus في الأغشية الحيوية المختلطة الأنواع المعرضة للمبيدات الحيوية ،" علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي، المجلد. 84، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  46. M. Kostakioti و M. Hadjifrangiskou و S.J.Hultgren ، "الأغشية الحيوية البكتيرية: التطوير والتشتت والاستراتيجيات العلاجية في فجر عصر ما بعد المضادات الحيوية ،" وجهات نظر كولد سبرينج هاربور في الطب، المجلد. 3 ، لا. 4 ، ص. a010306، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  47. إم ويلش وإي موندرز ، "عديدات السكاريد الخارجية ماتريكس الجانب اللاصق لتكوين الأغشية الحيوية الرقيقة ،" رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS، المجلد. 364 ، ص. fnx120، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  48. P. S. Stewart and J. William Costerton ، "مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية في الأغشية الحيوية ،" المشرط، المجلد. 358 ، لا. 9276 ، ص 135 - 138 ، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  49. ماتز ، "المنافسة ، والتواصل ، والتعاون: الحديث المتبادل الجزيئي في الأغشية الحيوية متعددة الأنواع ،" في يسلط الضوء على بيوفيلم. سلسلة Springer على الأغشية الحيوية ، 5، H.C Flemming، J. Wingender، and U. Szewzyk، Eds.، Springer، Berlin، Germany، 2011. View at: Google Scholar
  50. N. M. Oliveira ، E. Martinez-Garcia ، J. Xavier et al. ، "تشكيل الأغشية الحيوية كاستجابة للمنافسة البيئية ،" علم الأحياء بلوس، المجلد. 13 ، لا. 7 ، معرف المقالة e1002191 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  51. O. E. Petrova and K. Sauer ، "المواقف اللاصقة: المكونات الرئيسية التي تتحكم في ارتباط السطح البكتيري ،" مجلة علم الجراثيم، المجلد. 194 ، لا. 10 ، ص 2413-2425 ، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  52. A. P. Roberts و P. Mullany و M. Wilson ، "نقل الجينات في الأغشية الحيوية البكتيرية ،" طرق في علم الانزيمات، المجلد. 336 ، ص 60-65 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  53. J. S. Madsen ، M. Burmølle ، L.Hansen ، and S.J Sørensen ، "الترابط بين تكوين الأغشية الحيوية ونقل الجينات الأفقي ،" FEMS المناعة وعلم الأحياء الدقيقة الطبية، المجلد. 65 ، لا. 2، pp. 183–195، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  54. إم ويلكنز ، إل هول-ستودلي ، آر إن ألان ، إس إن فاوست ، "مناهج جديدة لعلاج العدوى ذات الصلة بالأغشية الحيوية" ، مجلة العدوى، المجلد. 69 ، ص. S47eS52، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  55. دوفور وف. ليونج وسي إم ليفسك ، "البكتيرية الغشاء الحيوي: البنية والوظيفة ومقاومة مضادات الميكروبات ،" موضوعات اللبية، المجلد. 22 ، لا. 1، pp.2–16، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  56. تويوفوكو ، تي إنابا ، تي كيوكاوا ، إن.أوبانا ، واي.ياواتا ، إن نومورا ، "العوامل البيئية التي تشكل تكوين الأغشية الحيوية" ، العلوم البيولوجية والتكنولوجيا الحيوية والكيمياء الحيوية، المجلد. 80 ، لا. 1، pp.7–12، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  57. دبليو إم دن ، "التصاق بكتيري: هل رأيت أي أغشية حيوية جيدة مؤخرًا؟" مراجعات علم الأحياء الدقيقة السريرية، المجلد. 15 ، لا. 2، pp. 155–166، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  58. K. Sauer و A.K Camper و G. D. Ehrlich و J.W Costerton و D.G Davies ، "الزائفة الزنجارية يعرض أنماطًا ظاهرية متعددة أثناء التطور كغشاء حيوي ، " مجلة علم الجراثيم، المجلد. 184 ، لا. 4، pp. 1140–1154، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  59. إم أوتو ، "عدوى المكورات العنقودية: آليات نضوج الأغشية الحيوية وانفصالها كمحددات حاسمة للإمراضية ،" المراجعة السنوية للطب، المجلد. 64 ، لا. 1، pp. 175–188، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  60. جمال ، و. أحمد ، س. أندليب وآخرون ، "الغشاء الحيوي البكتيري والالتهابات المرتبطة به ،" مجلة الجمعية الطبية الصينية، المجلد. 81 ، لا. 1، pp.7–11، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  61. R. Roy ، M. Tiwari ، G. Donelli ، and V. Tiwari ، "استراتيجيات مكافحة الأغشية الحيوية البكتيرية: التركيز على العوامل المضادة للبيوفيلم وآليات عملها ،" خبث، المجلد. 9 ، لا. 1 ، ص 522-554 ، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  62. H. Jang و R. Rusconi و R. Stocker ، "يكشف اضطراب الأغشية الحيوية بفقاعة هوائية عن أنماط انفصال غير متجانسة تعتمد على العمر تمليها التوزيع الأولي للمصفوفة خارج الخلية ،" Npj الأغشية الحيوية والميكروبيوم، المجلد. 3 ، لا. 1 ، ص. 6 ، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  63. C. Solano ، M. Echeverz ، و I. Lasa ، "تشتت الأغشية الحيوية واستشعار النصاب ،" الرأي الحالي في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 18 ، ص 96-104 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  64. M. K. Kim ، A. Zhao ، A. Wang et al. ، "الجزيئات المتصلة بالسطح تتحكم في المكورات العنقودية الذهبية في استشعار النصاب وتطور الأغشية الحيوية" علم الأحياء الدقيقة الطبيعة، المجلد. 2 ، لا. 8 ، ص. 17080، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  65. V. C. Scoffone و G. Trespidi و L.R Chiarelli و G. Barbieri و S. Buroni ، "استشعار النصاب كهدف مضاد للفيروسات في مسببات التليف الكيسي" المجلة الدولية للعلوم الجزيئية، المجلد. 20 ، لا. 8 ، ص. 1838 ، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  66. آر إم دونلان وجيه دبليو كوسترتون ، "الأغشية الحيوية: آليات البقاء على قيد الحياة للكائنات الدقيقة ذات الصلة سريريًا ،" مراجعات علم الأحياء الدقيقة السريرية، المجلد. 15 ، لا. 2، pp. 167–193، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  67. سيباس ، واي. لوبيز ، إي مونيوز وآخرون ، "العلاقة بين تكوين الأغشية الحيوية ومقاومة مضادات الميكروبات في البكتيريا سالبة الجرام ،" مقاومة الأدوية الجرثومية، المجلد. 25 ، ص. 1 ، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  68. J.L Balcázar و J. Subirats و C.M Borrego ، "دور الأغشية الحيوية كمستودعات بيئية لمقاومة المضادات الحيوية ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 6 ، ص. 1216، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  69. J. Zhang و W. Li و J. Chen و W. Qi و F. Wang و Y. Zhou ، "تأثير تكوين البيوفيلم والانفصال على انتقال مقاومة المضادات الحيوية البكتيرية في أنظمة توزيع مياه الشرب ،" الغلاف الكيميائي، المجلد. 203 ، ص 368-380 ، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  70. S. Navon-Venezia ، و K. Kondratyeva ، و A. Carattoli ، "Klebsiella pneumoniae: مصدر عالمي رئيسي ومكوك لمقاومة المضادات الحيوية ،" مراجعات علم الأحياء الدقيقة FEMS، المجلد. 41 ، لا. 3، pp.252–275، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  71. إم تشين ، كيو يو ، وإتش صن ، "الإستراتيجيات الجديدة للوقاية والعلاج من العدوى ذات الصلة بالأغشية الحيوية" ، المجلة الدولية للعلوم الجزيئية، المجلد. 14 ، لا. 9 ، ص 18488-18501 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  72. L. Lu ، W. Hu ، Z. Tian et al. ، "تطوير المنتجات الطبيعية كعوامل محتملة مضادة للبيوفيلم ، Lu et al ،" المجلة الطبية الصينية، المجلد. 14 ، ص. 11 ، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  73. N. Høiby و T. Bjarnsholt و M. Givskov و S. Molin و O. Ciofu ، "مقاومة المضادات الحيوية للأغشية الحيوية البكتيرية ،" المجلة الدولية للعوامل المضادة للميكروبات، المجلد. 35 ، ص 322-332 ، 2010. عرض على: الباحث العلمي من Google
  74. A. D. Verderosa ، M. Totsika ، و K. E. Fairfull-Smith ، "عوامل استئصال الأغشية الحيوية البكتيرية: مراجعة جارية ،" الحدود في الكيمياء، المجلد. 7 ، ص. 824، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  75. Z. Khatoon، C. D. McTiernan، E. J. Suuronen، -F. MahT و E.I. Alarcon ، "التكوين البكتيري للغشاء الحيوي على الأجهزة القابلة للزرع وأساليب العلاج والوقاية ،" هيليون، المجلد. 4 ، معرف المقالة e01067 ، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  76. S. Satpathy ، و S. K. Sen ، و S. Pattanaik ، و S. Raut ، "مراجعة حول الأغشية الحيوية البكتيرية: سبب عالمي للتلوث ،" التحفيز الحيوي والتكنولوجيا الحيوية الزراعية، المجلد. 7 ، ص 56-66 ، 2016.عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  77. S. A. Lajhar ، J. Brownlie ، and R. Barlow ، "توصيف قدرة تكوين الأغشية الحيوية ومقاومة المطهرات لمجموعة من الأنماط المرضية للإشريكية القولونية O26 من الحالات السريرية والماشية في أستراليا ،" علم الأحياء الدقيقة BMC، المجلد. 18 ، لا. 1 ، ص. 61، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  78. رابين ، واي.تشينج ، سي.أوبوكو-تيمينج ، واي.دو ، إي بونسو ، و إتش أو سينتيم ، "آليات تشكيل الأغشية الحيوية والأهداف لتطوير عوامل مضادات الأغشية الحيوية" الكيمياء الطبية المستقبلية، المجلد. 7 ، لا. 4 ، ص 493-512 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  79. K. Myszka و K. Czaczy ، "الأغشية الحيوية البكتيرية على الأسطح الملامسة للغذاء - مراجعة" المجلة البولندية لعلوم الغذاء والتغذية، المجلد. 61 ، لا. 3، pp. 173–180، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  80. T. Chadha ، "الأغشية الحيوية البكتيرية: آليات البقاء ومقاومة المضادات الحيوية ،" مجلة علم الجراثيم والطفيليات، المجلد. 5 ، لا. 3 ، ص. 1000190، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  81. سينغ ، إس. ك. سينغ ، آي شودري ، و آر سينغ ، "فهم آلية مقاومة الأغشية الحيوية البكتيرية للعوامل المضادة للميكروبات ،" مجلة علم الأحياء الدقيقة المفتوحة، المجلد. 11 ، لا. 1، pp.53–62، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  82. A. Ito ، A. Taniuchi ، T. May ، K. Kawata ، و S. Okabe ، "زيادة مقاومة المضادات الحيوية للإشريكية القولونية في الأغشية الحيوية الناضجة ،" علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي، المجلد. 75 ، لا. 12 ، ص 4093-4100 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  83. P. A. Dzianach ، و G.A Dykes ، و N.J.C Strachan ، و K. J. Forbes ، و F. J. Pérez-Reche ، "تحديات التحكم في الأغشية الحيوية واستخدامها: دروس من النمذجة الرياضية ،" مجلة واجهة المجتمع الملكي، المجلد. 16 ، لا. 155 ، ص. 20190042، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  84. T. K. Wood ، S. J. Knabel ، and B.W Kwan ، "تكوين الخلايا البكتيرية والسكّان ،" علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي، المجلد. 79 ، لا. 23، pp.7116–7121، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  85. J.W Costerton ، و L. Montanaro ، و C.R Arciola ، "Biofilm in implant infections: إنتاجه وتنظيمه ،" المجلة الدولية للأعضاء الاصطناعية، المجلد. 28 ، لا. 11 ، ص 1062-1068 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  86. F. Lécuyer ، J. S. Bourassa ، M. Gélinas ، V. Charron-Lamoureux ، V. Burrus ، and P. B Beauregard ، "يؤدي تكوين الأغشية الحيوية إلى نقل العنصر المقترن ICEBs1 في Bacillus subtilis ،" mSphere، المجلد. 3 ، لا. 5 ، معرف المقالة e00473 ، 18 صفحة ، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  87. إفرسن ، إم.لين ، وس.ج.فورسايث ، "ملف النمو ، والتحمل الحراري وتكوين الأغشية الحيوية للأمعائية sakazakii المزروعة في حليب الأطفال الرضع ،" رسائل في علم الأحياء الدقيقة التطبيقي، المجلد. 38 ، لا. 5، pp.378–382، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  88. S.-W. أوه ، P.-C. تشين ، ود. كانغ ، "تكوين الأغشية الحيوية بواسطة Enterobacter sakazakii المزروع في مرق اصطناعي وحليب الأطفال على سطح بلاستيكي ،" مجلة الطرق السريعة والأتمتة في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 15 ، لا. 4، pp 311–319، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  89. J.D Brooks و S.H Flint ، "الأغشية الحيوية في صناعة الأغذية: المشاكل والحلول المحتملة ،" المجلة الدولية لعلوم الأغذية وتكنولوجيا أمبير، المجلد. 43 ، لا. 12 ، ص 2163-2176 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  90. Dourou، C. S. Beauchamp، Y. Yoon et al.، "المرفقات وتكوين الأغشية الحيوية بواسطة الإشريكية القولونية O157: H7 في درجات حرارة مختلفة ، على مختلف الأسطح التي تلامس الطعام والتي تمت مواجهتها في معالجة لحوم البقر ، " المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة الغذائي، المجلد. 149 ، لا. 3، pp.262–268، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  91. N. Meesilp و N. Mesil ، "تأثير المطهرات الميكروبية للحد من تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة المكورات العنقودية الذهبية و الزائفة الزنجارية على الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق الزراعة بالحليب المعقم ، " علوم الغذاء والتكنولوجيا الحيوية، المجلد. 28 ، لا. 1، pp.289–296، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  92. فريدلاندر ، إس نير ، إم ريشيس ، إم. شيمش ، "منع تكوين الأغشية الحيوية بواسطة البكتيريا المرتبطة بمنتجات الألبان باستخدام الأسطح المغطاة بالببتيد ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 10 ، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  93. ب- ح. لي ، إس كول ، س.بادل-بيرشو وآخرون ، "تكوين الأغشية الحيوية لسلالات الليستريا المستوحدة في بيئات معالجة الأغذية ودراسة الارتباط على مستوى الجينوم ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 10 ، ص. 2698، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  94. A. V. T VoprPitan، المجلد. 88 ، لا. 3، pp.32–43، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  95. A. Chlebicz و K. Śliżewska ، "كامبيلوباكتيريوسيس ، السالمونيلا ، داء اليرسينيا ، والليستريات كأمراض حيوانية المنشأ المنقولة بالغذاء: مراجعة ،" المجلة الدولية لأبحاث البيئة والصحة العامة، المجلد. 15 ، لا. 5 ، ص. 863، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  96. G. Feng ، Y. Cheng ، S.-Y. وانج ودي إيه بوركا-تاسكيوك ور دبليو ووروبو وسي آي مورارو ، "يتم تقليل الارتباط البكتيري وتكوين الأغشية الحيوية على الأسطح بواسطة المسام النانوية ذات القطر الصغير: ما مدى صغرها بما يكفي؟" Npj الأغشية الحيوية والميكروبيوم، المجلد. 1 ، لا. 1 ، ص. 15022، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  97. A. Colagiorgi ، I. Bruini ، P. A. Di Ciccio ، E. Zanardi ، S. Ghidini ، و A. Ianieri ، "Listeria monocytogenes biofilms in the Wonderland of food Industry ،" مسببات الأمراض، المجلد. 6 ، لا. 3 ، ص. 41، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  98. T. S. Awad ، D. Asker ، and B. D. Hatton ، "تعديل سلامة الغذاء لأسطح معالجة الطعام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لتقليل الأغشية الحيوية البكتيرية ،" المواد التطبيقية وواجهات أمبير، المجلد. 10 ، لا. 27، pp.22902–22912، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  99. S. Achinas ، N. Charalampogiannis ، و GJ W. Euverink ، "ملخص موجز للالتصاق الميكروبي والأغشية الحيوية ،" العلوم التطبيقية، المجلد. 9 ، لا. 14 ، ص. 2801، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  100. Q. Han ، X. Song ، Z. Zhang et al. ، "إزالة الأغشية الحيوية المسببة للأمراض المنقولة بالغذاء بواسطة الماء الحمضي المحلل بالكهرباء ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 8 ، ص. 988، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  101. M. Corcoran، D. Morris، N. De Lappe et al. ، "تفشل المطهرات الشائعة الاستخدام في القضاء على الأغشية الحيوية للسالمونيلا المعوية من المواد السطحية التي تلامس الطعام ،" علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي، المجلد. 80 ، لا. 4، pp.1507–1514، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  102. سي جي كومار وس. ك. أناند ، "أهمية الأغشية الحيوية الميكروبية في صناعة الأغذية: مراجعة" المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة الغذائي، المجلد. 42 ، لا. 1-2 ، ص 9-27 ، 1998. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  103. سي فيريرا ، إيه إم بيريرا ، إل إف ميلو ، إم سيموز ، "التطورات في التحكم الصناعي في الأغشية الحيوية باستخدام تقنية النانو الدقيقة" موضوعات البحث والتكنولوجيا والتعليم الحالية في علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والتكنولوجيا الحيوية الميكروبية، المجلد. 1، pp.845–854، 2010. View at: Google Scholar
  104. صادق زمان ، إس يانج ، إم إف آر ميزان ، إس دي ها ، "الإستراتيجيات المتقدمة الحالية والحديثة لمكافحة الأغشية الحيوية ،" مراجعات شاملة في علوم الأغذية وسلامة الأغذية، المجلد. 14 ، لا. 4، pp.491–509، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  105. هيوز وم. أ. ويبر ، "مناهج جديدة لعلاج التهابات الأغشية الحيوية البكتيرية ،" المجلة البريطانية لعلم الأدوية، المجلد. 174 ، ص 2237-2246 ، 2017. عرض على: الباحث العلمي من Google
  106. M. Simo˜es و L.C Simo˜es و M.J Vieira ، "مراجعة لاستراتيجيات التحكم في الأغشية الحيوية الحالية والناشئة" علوم وتكنولوجيا الغذاء LWT، المجلد. 43 ، ص 573-583 ، 2009. عرض على: الباحث العلمي من Google
  107. S. Yu و X. Zhu و J. Zhou و Z. Cai ، "تثبيط الغشاء الحيوي وتوهين الإمراضية في البكتيريا بواسطة Proteus mirabilis ،" الجمعية الملكية للعلوم المفتوحة، المجلد. 5 ، لا. 4 ، ص. 170702، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  108. م. ياسر ، إم ويلكوكس ، ود. دوتا ، "تأثير الببتيدات المضادة للميكروبات ضد الأغشية الحيوية البكتيرية ،" المواد، المجلد. 11 ، لا. 12 ، ص. 2468، 2018. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  109. A.B. Estrela ، M.G Heck ، و W. R. Abraham ، "مناهج جديدة للسيطرة على عدوى الأغشية الحيوية" ، الكيمياء الطبية الحالية، المجلد. 16 ، لا. 12 ، ص. 151230، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل

حقوق النشر

حقوق النشر & # xa9 2020 Gedif Meseret Abebe. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح.


هجرة الأمراض إلى السكان الجدد

على مر القرون ، كان الأوروبيون يميلون إلى تطوير مناعة وراثية للأمراض المعدية المتوطنة ، ولكن عندما وصل الغزاة الأوروبيون إلى نصف الكرة الغربي ، جلبوا معهم البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض ، والتي تسببت في انتشار الأوبئة التي دمرت تمامًا سكان الأمريكيين الأصليين ، الذين لم يكن لديهم طبيعيون. مقاومة العديد من الأمراض الأوروبية. تشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى 90 في المائة من الأمريكيين الأصليين ماتوا بسبب الأمراض المعدية بعد وصول الأوروبيين ، مما يجعل غزو العالم الجديد أمرًا مفروغًا منه.


قم بتنزيل وطباعة هذه المقالة لاستخداماتك العلمية والبحثية والتعليمية الشخصية.

شراء عدد واحد من علم مقابل 15 دولارًا أمريكيًا فقط.

علم

المجلد 372 ، العدد 6547
11 يونيو 2021

أدوات المادة

الرجاء تسجيل الدخول لإضافة تنبيه لهذه المقالة.

بقلم كونستانتين شاتالين ، وأشوك نوثاناكانتي ، وأبيشيك كوشيك ، وديمتري شيشوف ، وآلا بيسيليس ، وإيليا شاموفسكي ، وببهوسيتا باني ، وميرنا ليشبامر ، ونيكيتا فاسيليف ، وإيلينا شاتالينا ، وديمتري ريباتشوك ، وألكسندر ميرونجينوف ، وبيتر فيديتشوف ، وألكسندر ميرونجينوف

علم 11 يونيو 2021: 1169-1175

مثبطات البكتيريا H.2يحفز إنتاج S المضادات الحيوية ، والمقاومة العكسية ، ويمنع تكوين الخلايا المثبطة.


أساليب

سلالات

ما مجموعه 22 سلالة من الزائفة الزنجارية تم استخدامها ، بما في ذلك العزلات السريرية والبيئية من مجموعة سلالة كولتر (جدول S2). خضعت مجموعة فرعية من هذه السلالات لتحليلات تفصيلية ، بما في ذلك السلالة السريرية المدروسة جيدًا PAO1 (المشار إليها هنا بالسلالة 1) ، والسلالات 4 و 7 و 19 و 69. تم تمييز هذه السلالات الخمس كروموسوميًا باستخدام الفلورسنت المعبر عنه بشكل أساسي العلامات (CFP أو yfp) باستخدام المصغر-تينيسي7 نظام [50]. البايوسين- Null prtR S153A (شيدت كما في [52]) ، تنتج القامع النشط بشكل أساسي ، وسلالة الوالدين PA14 تم توفيرها من قبل جون بنترمان. إن طفرات R و F pyocin هي من مجموعة PA14 Non-Redundant Transposon Insertion Mutant Set [79]. لم نجد أي اختلافات في مقايساتنا بين مصدري سلالات PA14 ونعرض فقط البيانات من مصدر Penterman في الأرقام. سلالات أخرى موصوفة في الجدول S3.

فحوصات بيوفيلم ثابتة

استندت هذه الاختبارات على البروتوكولات القياسية [48]. باختصار ، الخلايا من الثقافات بين عشية وضحاها ص. الزنجارية تم تربيتها بشكل فرعي ومن هذه الخلايا ، تم تلقيح خلايا الطور الأسي في صفائح ذات 96 بئر مثبتة بالربط (Nunc ، قاع مخروطي) في 100 ميكرولتر من مرق التربتون (10 جم باكتو تريبتون لكل 1 لتر ماء) عند بدء كثافة بصرية قدرها 0.0025 (A600) ، ويسمح له بالنمو عند 22 درجة مئوية. بعد 24 ساعة ، تمت إزالة 50 ميكرولتر من الوسط والكثافة البصرية عند A.600 لتقدير كثافة الخلايا العوالق. تم بعد ذلك غسل الأوتاد ، وتلطيخها بنسبة 0.1٪ من الكريستال البنفسجي ، ثم غسلها مرة أخرى ، ثم تم إذابة البقعة المتبقية باستخدام 200 ميكرولتر من حمض الأسيتيك بنسبة 33٪. أخيرًا ، الكثافة الضوئية عند A595 تم قياسه واستخدامه كبديل لتشكيل الأغشية الحيوية. بالنسبة لتجارب الخلط المباشر (الأشكال 1 ج ، 1 د و 2) ، استخدمنا لوحات بدون أوتاد لأن هذا يسمح بإزالة الخلايا بسهولة أكبر وأخذ عينات من الأغشية الحيوية عند الحاجة (انظر أدناه). الاختلاف الجوهري الوحيد هو أن البيوفيلم الموجود على حافة البئر يتم تقييمه باستخدام البنفسجي البلوري بدلاً من الغشاء الحيوي على الوتد. لقد أكدنا أن الفحصين يعطيان نتائج متشابهة جدًا (شكل S10). بينما تم إجراء التجارب المقدمة في النص الرئيسي في مرق التربتون ، تم أيضًا فحص استجابة الأغشية الحيوية في وسائط نمو بكتيرية قياسية أخرى ، بما في ذلك مرق Luria (LB) ، الزائفة متوسط ​​الحد الأدنى (PMM) ووسط حمض الكازامين (CAA) ، جنبًا إلى جنب مع تركيزات مختلفة من الحديد أو المخزن المؤقت ، والتي لم يكن لها تأثيرات نوعية في الاستجابات الخلوية للخلط (S1 الشكل).

مضادات حيوية

تم اختيار ثلاثة مضادات حيوية تنتمي إلى عائلات هيكلية مختلفة ، وهي سيبروفلوكساسين ، وريفامبيسين ، وتتراسيكلين ، لتلخيص تأثير التراكيز المثبطة للمضادات الحيوية على تكوين الأغشية الحيوية. ص. الزنجارية [13]. تم تخزين محاليل كل مضاد حيوي (تم الحصول عليها من شركة سيجما للكيماويات) عند -20 درجة مئوية وتم تخفيفها إلى التركيز المطلوب في يوم كل تجربة. استخدمت جميع تجارب المضادات الحيوية مرق التربتون كوسيط للنمو. تم تقييم تكوين البيوفيلم ونموه في الثقافة الاهتزازية كما هو مفصل في قسم "فحوصات الأغشية الحيوية الثابتة" (أعلاه) و "منحنيات النمو" (أدناه) ، على التوالي. بالنسبة لتجارب الموائع الدقيقة ذات التدفق المزدوج (الشكل 6) ، استخدمنا 10 أضعاف التركيز الذي منع النمو في ثقافة الاهتزاز ، كما هو موضح في الشكل 1. هذه 1 ميكروغرام / مل للسيبروفلوكساسين ، و 50 ميكروغرام / مل للريفامبيسين ، و 1000 ميكروغرام / مل للتتراسيكلين.

تجارب خلط السلالة

استند المسح الأولي لكيفية تأثير خلط السلالة على تكوين الأغشية الحيوية على 22 سلالة من ص. الزنجارية. تم تقييم تكوين البيوفيلم بعد 24 ساعة في 22 سلالة مفردة و 22 مجموعة زوجية وثمانية مجموعات من خمس سلالات واثنتين من عشرة سلالات. تم خلط السلالات بالتساوي بناءً على الكثافة البصرية لمزارع الطور الثابت. تم اختيار مجموعات السلالة في الخلائط لضمان تمثيل شبه متساوٍ للسلالات عبر الخلائط. حدثت كل سلالة مرتين في الأزواج ، مرتين في خليط الخمسات (مع ظهور سلالة واحدة مرة واحدة فقط) ، ومرة ​​في خليط من عشرة (مع استبعاد سلالة واحدة). تم إجراء ستة عشر مكررًا في كل تجربة لكل سلالة أو خليط ، لإعطاء ما مجموعه 432 اختبارًا بيوفيلمًا في كل تجربة. تم إجراء جميع العلاجات في يومين مختلفين.

قامت المجموعة الثانية من التجارب بخلط خمس سلالات ذات علامات الفلورسنت في جميع التوليفات. قمنا بتقييم تكوين الأغشية الحيوية وكثافة الخلايا العوالق في 96 لوحة جيدة بعد 24 ساعة. تم أخذ عينات من الخلايا العوالق وخلايا الأغشية الحيوية من كل علاج لتسجيل تواتر السلالتين باستخدام الفحص المجهري الفلوري. تم أخذ عينة الأغشية الحيوية عن طريق هز الألواح المغسولة بقوة في محلول الفوسفات لمدة ساعة واحدة (أظهرت التجارب أن هذا العلاج يعطي تقديرات تردد متطابقة مثل الاهتزاز بخرز زجاجي 500 ميكرومتر وإزالة البيوفيلم بالكامل). بالإضافة إلى ذلك ، تم التقاط صور مباشرة للأغشية الحيوية عن طريق سلالات متنامية في 2 مل من الوسائط التي تحتوي على غطاء زجاجي 25 × 25 مم 2 في أطباق 6 آبار في ظل ظروف مماثلة لمقايسة اللوحة ذات 96 بئر. تشكل البكتيريا غشاء حيوي على ساترة أقل بقليل من واجهة الهواء والماء ، والتي يتم تصورها بعد ذلك بواسطة الفحص المجهري الفلوري (الشكل 2).

تكررت جميع التجارب مرتين في أيام مختلفة. أكدت مقارنة هذه البيانات مع المخاليط الزوجية في التجارب الأولى (أعلاه) أن استجابات الخلط لم تتأثر بوضع العلامات الفلورية. كانت جميع الطرق كما كانت من قبل مع الإضافة التي قمنا بتخفيفها بين عشية وضحاها من كل سلالة وزرعناها لمدة ساعتين للحصول على خلايا المرحلة الأسية لتلقيح فحوصات الأغشية الحيوية (الشكل 2). لم يؤثر هذا على تكوين الأغشية الحيوية ، ولكنه ساعد في تقليل التباين في تردد السلالة في المخاليط. بالنسبة لتجربتي خلط الإجهاد على نطاق واسع (الشكلان 1 ج و 2) ، نقدم البيانات التي هي مزيج من التكررين من أيام مختلفة حيث كان التباين بين الأيام مرتفعًا نسبيًا.

فحوصات ميكروفلويديك بيوفيلم

تم أيضًا مراقبة تكوين الأغشية الحيوية تحت ظروف التدفق الصفحي باستخدام نظام BioFlux 200 (Fluxion Biosciences ، جنوب سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة). تم إجراء التجارب بشكل أساسي كما هو موضح في مكان آخر [80]. أولاً ، تم تجهيز قنوات ميكروفلويديك (350 ميكرومتر × 75 ميكرومتر × 4.89 مم للعرض والارتفاع والطول ، على التوالي) بوسائط النمو ، هنا مرق التربتون ، لمنع فقاعات الهواء من دخول القنوات في خطوات التحميل اللاحقة ، وبعد ذلك مباشرة ، تلقيح بالخلايا في المرحلة الأسية. تم تعديل تركيز هذه الثقافات بحيث كانت الكثافة الضوئية عند 600 نانومتر في مرق التربتون 0.25. بعد ذلك ، بعد فترة التعلق بدون تدفق (20 دقيقة عند 22 درجة مئوية) ، تم ضخ وسيط جديد من آبار الدخول عبر القنوات إلى المخرج ، أولاً بمعدل تدفق 40 ميكرولتر / ساعة لمدة 20 دقيقة لطرد الخلايا العوالق ، و ثم بمعدل تدفق ثابت قدره 4 ميكرولتر / ساعة حتى نهاية التجارب (24 أو 48 ساعة). لمعالجة تأثير البايوسينات على التعلق الخلوي ، سمحنا للخلايا بالربط في القنوات لمدة 20 دقيقة باستخدام مرق التربتون المصنوع من مادة طافية خالية من الخلايا بنسبة 10٪ ، إما من سلالة PA14 WT أو متحولة بها مثبط للبيوسينات ، prtR، تحول إلى إصدار نشط بشكل أساسي (S3 Table). ثم قمنا بعد ذلك بطرد الخلايا العوالق ، كما هو موضح أعلاه ، وقمنا بتصويرها لتقييم الارتباط.

من أجل الاتساق ، استخدمنا نوع لوحة واحدة فقط لجميع تجارب الموائع الدقيقة ، لوحة "الغزو" الخاصة بـ Fluxion Biosciences التي تحتوي على مدخلين متوازيين ومنفذ واحد (الشكل 6). عند دراسة الثقافات المشتركة ، احتوى المدخلان على نفس الوسط ، وعند دراسة تأثير تدرجات المضادات الحيوية ، أضفنا التركيز المطلوب للمضاد الحيوي (أو طاف المستنبت الخالي من الخلايا) إلى أحد المداخل فقط ، وبالتالي خلق تدرج من المركب الذي يتم اختباره في الغرفة الرئيسية. تم تكرار كل تجربة مرتين ، في أيام مختلفة ، وتأتي صور الأغشية الحيوية المأخوذة من منتصف القنوات ، حيث تكون القنوات هي الأكثر تسطحًا ، عند الوصول إلى تأثيرات خلط الإجهاد. في جميع العلاجات ، تم التقاط الصور على نفس المسافة من المداخل المعنية. عند الوصول إلى تأثير المضادات الحيوية أو المادة الطافية الخالية من الخلايا ، قمنا بتصوير المداخل مباشرة في اتجاه مجرى النهر ، كما هو موضح في الشكل 6 ، حيث يكون التدرج هو الأكثر انحدارًا.

دراسة المواد القابلة للانتشار

للوصول إلى تأثيرات المواد القابلة للانتشار في استجابة الأغشية الحيوية ، تم إجراء مجموعتين من التجارب. أولاً ، استخدمنا 96 بئرًا من ألواح Transwell (Corning) مع ترصيعين مختلفين يفصل بينهما غشاء بحجم 0.4 ميكرومتر. في هذه التجارب ، تم تلقيح الانفعال في قاع البئر بكثافة بصرية 0.0025 (A600) في 75 ميكرولتر من الوسائط. كانت هذه السلالة القاعية هي السلالة المختبرة التي تم فيها تحليل تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة. كانت السلالة العلوية هي المحفز وتم تلقيحها بكثافة أعلى تبلغ 0.1 (أ600) مع 50 ميكرولتر من الوسائط. هذا التلامس الذي تم الكشف عنه من خلية إلى أخرى ليس ضروريًا تمامًا لاستجابة الأغشية الحيوية (الشكل 3 أ). لمزيد من التحقيق في هذا الأمر ، درسنا استجابات السلالات للمواد الطافية الخالية من الخلايا من سلالات أخرى. تم الحصول على طاف السلالات على النحو التالي. تم تلقيح خلايا الطور الأسي لجميع السلالات في 6 أطباق جيدة في 4 مل من مرق التربتون عند بدء كثافة بصرية قدرها 0.025 (أ).600) ، ويسمح له بالنمو عند 22 درجة مئوية لمدة 21 ساعة. ثم تم نسج الثقافات (3000 جم خلال 10 دقائق) وترشيحها باستخدام مرشحات 0.22 ميكرومتر (ميليبور). اتبعت مقايسة الوسائط المستهلكة نفس الأساليب لمقايسة الأغشية الحيوية ، باستثناء أن خلايا الطور الأسي لسلالة المستجيب تم تلقيحها في وسائط تحتوي على (2.5 / 25٪) مستنبت خالٍ من الخلايا من نفسه أو من غيره.

تم إجراء تجزئة المادة الطافية الخالية من الخلايا بواسطة كروماتوجرافيا التبادل الأنيوني لمورد Q 1 مل من GE (المخزن المؤقت A: 50 ملي مولار تريس- حمض الهيدروكلوريك [pH 7.5] ، 2٪ جلسرين ، 2 ملي مولار- مركابتوإيثانول عازلة B: المخزن المؤقت A + 1 M NaCl) متبوعًا بترشيح GE Superdex 200 10/300 GL في المخزن المؤقت SEC. الجزء النشط ، كما هو محدد بواسطة مقايسة البنفسج البلوري (الشكل 4) ، خضع لمقياس الطيف الكتلي من قبل مركز FAS للمرافق الأساسية لبيولوجيا الأنظمة ، جامعة هارفارد ، الولايات المتحدة. لفترة وجيزة ، تم تقليل العينة ، و carboxyamidomethylated وهضمها مع التربسين. تم بعد ذلك إجراء تحليل تسلسل الببتيد لكل خليط من خليط الهضم بواسطة كروماتوجرافيا سائلة عالية الأداء ذات المرحلة المعكوسة إلى جانب مطياف الكتلة الترادفية النانوية (μLC-MS / MS) على مقياس طيف الكتلة LTQ-Orbitrap (ThermoFisher Scientific ، سان خوسيه ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة) .

منحنيات النمو

تم تلقيح خلايا المرحلة الأسية من الثقافات بين عشية وضحاها في ألواح مسطحة القاع 96 بئر (Nunc) في 200 ميكرولتر من مرق التربتون عند الكثافة الضوئية الأولية (A600) من 0.0025 ، بالنسبة لمقايسات الأغشية الحيوية ، والسماح لها بالنمو عند 22 درجة مئوية ، والاهتزاز ، داخل قارئ لوحة (Tecan ، Infinite M200 Pro). تم استكمال المعالجات الاختبارية بـ 25٪ من المادة الطافية الخالية من الخلايا من PA14 ، أو البيوسين الخالي ، أو الماء المقطر (التحكم). الكثافة الضوئية عند A600 تم قياسه تلقائيًا كل 500 ثانية. عند الضرورة ، تم تقييم تلف الخلايا عن طريق تلطيخ الثقافات المهتزة أو الخلايا المرفقة في جهاز ميكروفلويديك مع يوديد البروبيديوم (بتركيز نهائي قدره 3 ميكرولتر / مل) [81]. تم تصور الخلايا الملطخة يوديد البروبيديوم باستخدام الفحص المجهري epifluorescence مع المرشحات القائمة على DsRed.

الإسفار والفحص المجهري متحد البؤر

تم الحصول على صور الأغشية الحيوية BioFlux باستخدام مجهر المسح بالليزر متحد البؤر Zeiss (LSM 700) ، وكاميرا رقمية (AxioCam MRm) ، وبرنامج Zen 2011 المرتبط (إصدار أزرق أو أسود ، من أجل التألق أو الفحص المجهري متحد البؤر ، على التوالي). كانت الأهداف المستخدمة 10x أو 20x أو 40x ، كما هو محدد في وسيلة إيضاح الشكل.

تحليل الصور

تم استخدام برنامج نصي MATLAB (MathWorks) لتحديد عدد الخلايا المرفقة على سطح الموائع الدقيقة ، جنبًا إلى جنب مع حجم الأغشية الحيوية بعد 24 ساعة و 48 ساعة من الحضانة. يستخدم حساب الحجم منطقة إشارة التألق للأغشية الحيوية في كل شريحة متحد البؤر ، والتي يتم جمعها بعد ذلك عبر الشرائح في ض-طائرة.


مرض لايم + الأغشية الحيوية: ما تحتاج إلى معرفته

بواسطة الدكتور بيل راولز
تم التحديث 30/3/21

إذا كنت قد حاولت كل شيء للشفاء دون جدوى ، فمن المحتمل أنك تشعر بالإحباط والارتباك والإرهاق. بعد كل شيء ، ما هو الحجر الذي ربما تركته دون قلب؟ كثير من الناس يلومون أعراضهم المستمرة لمرض لايم المزمن على المجموعات اللزجة من الكائنات الحية الدقيقة المعروفة باسم الأغشية الحيوية ، كما هو مقترح في مقالة المراجعة الأخيرة في الحدود في علم الأعصاب.

لكن هل الأغشية الحيوية حقًا هي ما يمنعك من التحسن؟ هنا ، سنلقي نظرة فاحصة على هذه المجتمعات الصغيرة لفهم ماهيتها وكيفية مساهمتها في بعض الأمراض المزمنة. على الرغم من أن الأغشية الحيوية مثيرة للاهتمام ، فإن قد يكون الدور الذي يلعبونه بالفعل في مرض لايم المزمن طفيفًا.

ما هي الأغشية الحيوية؟

الأغشية الحيوية هي مستعمرات من الميكروبات. تحتوي بشكل أساسي على البكتيريا ، لكن الأغشية الحيوية يمكن أن تشمل أيضًا البروتوزوا والفطريات. تتكون الأغشية الحيوية في أي مكان توجد به رطوبة وسطح. بمعنى آخر ، في كل مكان - بما في ذلك العديد من الأسطح داخل جسم الإنسان. الحلقة الموجودة داخل حوض المرحاض واللوحة الموجودة على أسنانك هي أمثلة على البيوفيلم.

تبدأ أنواع معينة من البكتيريا الأغشية الحيوية التي يمكن أن تلتصق بسطح رطب بهياكل التصاق متخصصة تسمى الشعيرات. بمجرد الالتصاق بالسطح ، تلتصق البكتيريا ببعضها البعض وتنتج مصفوفة من السلايم تسمى مادة البوليمر خارج الخلية (EPS). بعد إنشاء المصفوفة ، يمكن أن تنضم أنواع أخرى من الميكروبات، وخلق مجتمع منظم. للتعرف على كيفية عمل الأغشية الحيوية ، تخيل حلبة رقص مزدحمة بأجساد متماسكة معًا ، وتشكل كتلة موحدة ، تتأرجح على إيقاع الموسيقى.

غلاف عديد السكاريد على سطح الأغشية الحيوية يحمي الكائنات الحية بالداخل من الجوع والجفاف والجهاز المناعي والمضادات الحيوية. يمكن أن يشتمل السطح على معادن ، مثل الكالسيوم ، ومنتجات الدم ، بما في ذلك الفيبرين. آمنة داخل البيوفيلم ، الميكروبات حرة في الاختلاط وتبادل المعلومات. التواصل بين البكتيريا، يسمى استشعار النصاب ، يتم إنجازه عن طريق تأشير الجزيئات. بمجرد تشكيل المجتمع ، تقوم مجموعات معينة من الميكروبات بأدوار متخصصة لأداء وظائف التمثيل الغذائي للوحدة بأكملها. على سبيل المثال ، تتطور قنوات الماء داخل الأغشية الحيوية لنقل العناصر الغذائية وإشارات الجزيئات. ينمو الغشاء الحيوي الرقيق عن طريق انقسام الخلايا وتجنيد أفراد جدد.

أسباب تشكل الميكروبات الأغشية الحيوية

  • الحفاظ على العناصر الغذائية والطاقة وتجنب المجاعة
  • تجاوز الجهاز المناعي للمضيف
  • تجنب المضادات الحيوية
  • تضافر جهودك مع الميكروبات الأخرى وزيادة فرص البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل

في جوهرها ، يصبح البيوفيلم كائنًا حيًا في حد ذاته. الأغشية الحيوية قديمة قدم أي شكل من أشكال الحياة. كانوا على الأرجح الجسر بين الكائنات وحيدة الخلية والكائنات متعددة الخلايا الأعلى.

كيف تعمل الأغشية الحيوية

تسبب الأغشية الحيوية المرض عن طريق إتلاف الأسطح التي تلتصق بها. بالإضافة إلى ذلك ، إذا نضج البيوفيلم وأصبح ضخمًا بدرجة كافية ، فقد يتسبب في حدوث عوائق في الأعضاء أو إعاقة وظيفة المعدات الطبية مثل الدعامات أو القسطرة. بمجرد أن يصل الغشاء الحيوي إلى حجم معين (مرحلة النضج الثانية) ، فإنه يتشتت ، مما يسمح للسكان بالانتشار واستعمار الأسطح الأخرى. كوسيلة للبقاء على قيد الحياة ، تحاول البكتيريا في الجسم دائمًا تكوين أغشية حيوية جديدة ، ويعمل جهاز المناعة باستمرار على تفكيكها.

يوضح الرسم البياني التالي المراحل الخمس لتطوير الأغشية الحيوية الرقيقة:

أمراض الأغشية الحيوية الشائعة

تحدث أمراض الأغشية الحيوية النموذجية عندما توجد أسطح ورطوبة موجودة لتكوين الأغشية الحيوية. تتضمن أمثلة أمراض الأغشية الحيوية الرقيقة ما يلي:

  • التهاب المهبل الجرثومي: يرتبط بغشاء حيوي في جدار المهبل.
  • التهابات المسالك البولية المزمنة: يعتبر البيوفيلم الموجود على جدار المثانة عاملاً مساهماً.
  • التهابات الأذن الوسطى: ترتبط الأغشية الحيوية بالتهابات الأذن الوسطى المزمنة.
  • التهابات صمامات القلب: قد تلتصق الميكروبات وتشكل أغشية حيوية على صمامات القلب أو الأنسجة المحيطة بالقلب.
  • الدوار المزمن: ينجم عن ترسبات الكالسيوم في الأذن الداخلية وقد يكون شكلاً من أشكال الأغشية الحيوية الرقيقة.
  • البلاك والتهاب اللثة: أمثلة كلاسيكية من البيوفيلم الموجود في الفم.
  • التهاب الجيوب الأنفية المزمن والتهاب الشعب الهوائية المزمن: يرتبط بغشاء حيوي في الجيوب والشعب الهوائية.
  • تراكم الترسبات الشريانية: تتميز اللويحات الشريانية ، المسؤولة عن النوبات القلبية والسكتة الدماغية ، بالعديد من خصائص الأغشية الحيوية وغالبًا ما توجد بها البكتيريا.
  • التهابات المستشفى: ترتبط الأجهزة الساكنة مثل القسطرة بالأغشية الحيوية.

تحدث الأغشية الحيوية بسهولة في الأمعاء. في الواقع ، يعتبر تكوين الأغشية الحيوية في القولون والملحق أمرًا طبيعيًا تمامًا ويدعمه جهاز المناعة.

هل هناك علاقة بين مرض لايم والأغشية الحيوية؟

كان هناك الكثير من الحديث في منتديات لايم حول مرض لايم كونه مرض بيوفيلم. تنبع هذه الفكرة في المقام الأول من دراسة أجريت في مختبر أظهرت أن بوريليا ، البكتيريا المرتبطة بمرض لايم ، يمكن أن تشارك في تكوين غشاء حيوي.

لا شك أن بوريليا يمكن أن تشكل غشاءً حيويًا داخل أنبوب اختبار. يعتبر تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة والمشاركة فيها سمة طبيعية لأي بكتيريا تقريبًا. في الواقع ، إذا لم تتمكن من الانضمام إلى فيلم حيوي ، فأنت لست من البكتيريا. لكن معظم لا تتوافق الأعراض المصاحبة لمرض لايم المزمن مع أمراض الأغشية الحيوية الرقيقة. تسبب الأغشية الحيوية أعراضًا موضعية في المقام الأول عن طريق إتلاف السطح الذي تلتصق به. أعراض مرض لايم جهازية.

أفضل تفسير لأعراض مرض لايم المزمن والاستمرار ضد المضادات الحيوية هو حقيقة أن بوريليا البكتيريا داخل الخلايا. عندما تدخل Borrelia spirochetes إلى مجرى الدم ، فإنها تتنقل داخل خلايا الدم البيضاء وتنتقل إلى الأنسجة في جميع أنحاء الجسم ، بما في ذلك الدماغ. بمجرد وصولهم إلى مواقع الأنسجة المستهدفة - القلب والدماغ والمفاصل والعضلات - تظهر وتصيب الخلايا الأخرى. داخل الخلية ، يمكن أن تفقد جدارها وتتحول إلى بكتيريا من النوع L. هذا ، والحماية داخل الخلية ، يوفر الحماية من المضادات الحيوية ووظائف الجهاز المناعي.

تقوم البكتيريا بتفكيك الخلية لتكوين ميكروبات جديدة ثم تظهر لتصيب الخلايا الأخرى. لا تنتج أعراض مرض لايم المزمن فقط عن نشاط البكتيريا التي تغزو الخلايا ، ولكن أيضًا بسبب جهود الجهاز المناعي للقضاء على الخلايا المصابة بالبكتيريا.

إن تراكيز الخلايا المصابة بالبكتيريا ، مقارنة بالخلايا الطبيعية ، ليست كبيرة. بالنظر إلى أن البكتيريا أصغر بمئات المرات من خلايانا ، فحتى ملايين البكتيريا المنتشرة بين تريليونات الخلايا في الجسم لا تمثل تركيزًا عاليًا للبكتيريا - فالأنسجة تتخللها الخلايا المصابة بشكل خفيف. لإخراج الخلايا المصابة الموجودة بين الخلايا الطبيعية ، يستهدف الجهاز المناعي الخلايا غير الطبيعية بأجسام مضادة ، ولكن في هذه العملية ، هناك أضرار جانبية للخلايا الطبيعية. بعبارة أخرى ، المناعة الذاتية. تشير الأبحاث إلى أن ظاهرة المناعة الذاتية قد تكون سببًا مهمًا لأعراض مرض لايم المزمن.

بالإضافة الى، قد تكون البكتيريا التي تتلاعب بالجهاز المناعي لتوليد السيتوكينات والالتهابات عاملاً آخر يساهم في ظهور أعراض مرض لايم. يكسر الالتهاب الأنسجة ويسمح للبكتيريا بالوصول إلى العناصر الغذائية الحيوية من خلايانا.

تشير حقيقة أن أعراض لايم المزمنة أكثر اتساقًا مع بوريليا الموجودة كبكتيريا داخل الخلايا إلى أن هذا هو السبب الرئيسي وراء استمرار بوريليا في الجسم. من المحتمل أيضًا أن تساهم المشاركة في الأغشية الحيوية والقدرة على تكوين شكل كيس مقاوم للمضادات الحيوية في مقاومة المضادات الحيوية ، ولكن قد لا تكون هذه عوامل أساسية.

قد تكون الأغشية الحيوية أكثر صلة بالأعراض المعوية التي تصاحب عادةً مرض لايم والأمراض الجلدية مثل مورجيلونس التي ترتبط أحيانًا بالعدوى التي ينقلها القراد. قد تكون رواسب الكالسيوم في الأذن الداخلية التي تسبب الدوخة مرتبطة أيضًا بالأغشية الحيوية.

التعامل مع الأغشية الحيوية

على الرغم من أن مرض لايم ليس مرضًا معياريًا في حد ذاته ، فلا حرج في دعمه قدرة الجسم على التعامل مع الأغشية الحيوية أثناء أي مرض. يعد نظام المناعة الصحي هو أفضل طريقة لإبطاء تكوين البيوفيلم في الجسم. يعمل الجهاز المناعي دائمًا على تحطيم الأغشية الحيوية الجديدة التي تبدأ في التكون - وهذا جزء من صراع الحياة اليومي.

فيما يلي الأعشاب والمكملات الغذائية المفضلة لدي لدعم جهود الجسم لتحطيم الأغشية الحيوية:

1. البروتياز

البروتياز عبارة عن إنزيمات تكسر البروتينات. يُعتقد أن البروتياز قد يكون مفيدًا في تكسير الغلاف الخارجي للغشاء الحيوي ، خاصة في القناة الهضمية. البروتياز الطبيعي المتوفر في شكل مكمل يشمل البروميلين (من الأناناس) ، ناتوكيناز ، وسيرابيبتيداز. يعمل البروتياز أيضًا على تكسير المركبات المناعية في الدم وتقليل الالتهاب.

2. N-Acetyl Cysteine ​​(NAC)

من المعروف أن مضادات الأكسدة القوية والمضادة للالتهابات (NAC) تعمل على تفتيت المخاط وقد تلعب أيضًا دورًا في إذابة الأغشية الحيوية. كما أنه يحمي الأنسجة العصبية ووظائف الكبد.

3. الأعشاب المضادة للميكروبات

أفضل طريقة للتغلب على مرض لايم المزمن ، بما في ذلك إمكانية تكوين الأغشية الحيوية ، هو الاستخدام المستمر للأعشاب ذات الخصائص المضادة للميكروبات. الميزة العشبية هي أن الأعشاب تكبح مسببات الأمراض دون تعطيل النباتات الطبيعية وبالتالي يمكن استخدامها لفترات طويلة من الزمن (سنوات) دون آثار جانبية ضارة. تعمل الأعشاب أيضًا على حماية الخلايا من أضرار الجذور الحرة والضغوط الأخرى ، وتعديل وظائف الجهاز المناعي ، وتقليل الالتهاب ، وتآكل الأغشية الحيوية. تشمل الأعشاب الشائعة التي لها نشاط موثق ضد Borrelia عشب العقدة اليابانية ، ومخلب القط ، وقلنسوة الصينية.

الخط السفلي

في النهاية ، قد لا تكون فكرة أن المرضى يجب أن يدقوا بقوة في الأغشية الحيوية بأدوية وعلاجات قاسية لرؤية التحسينات في الأعراض نهجًا مستدامًا أو مفيدًا لمعظم الناس. إن تفجير الأغشية الحيوية بمواد كيميائية قوية ومضادات حيوية قوية يمكن أن يأتي بنتائج عكسية لأنه يمكن أن يعطل توازن النباتات الطبيعية في الجسم ويثبط وظائف الجهاز المناعي عن غير قصد.

فى المقابل، من خلال دعم نظام المناعة الصحي بالعلاج بالأعشاب وبعض المكملات الغذائية المختارة ، يمكنك التخلص من الأغشية الحيوية التي قد تكون موجودة ، مع معالجة الأسباب الأساسية الأخرى الأكثر أهمية لأعراضك حتى يذهبون دون أن تتراجع لأيام أو أسابيع في كل مرة.

الدكتور راولز طبيب تغلب على مرض لايم من خلال العلاج بالأعشاب الطبيعية. يمكنك معرفة المزيد عن مرض لايم في كتاب دكتور راولز الجديد الأكثر مبيعًا ، فتح لايم.
يمكنك أيضًا التعرف على رحلة Dr.


مقاومة المضادات الحيوية

الكلمة مضاد حيوي يأتي من اليونانية مضاد تعني "ضد" و السير تعني "الحياة". ان مضاد حيوي هي مادة كيميائية ، تنتج إما عن طريق الميكروبات أو صناعياً ، معادية لنمو الكائنات الحية الأخرى. غالبًا ما تتناول الأخبار ووسائل الإعلام اليوم المخاوف بشأن أزمة المضادات الحيوية. هل المضادات الحيوية التي كانت تعالج الالتهابات البكتيرية بسهولة في الماضي قد عفا عليها الزمن؟ هل هناك جراثيم خارقة جديدة تطورت لتصبح أكثر مقاومة لترسانتنا من المضادات الحيوية؟ هل هذه بداية نهاية المضادات الحيوية؟ كل هذه الأسئلة تتحدى مجتمع الرعاية الصحية.

أحد الأسباب الرئيسية للبكتيريا المقاومة هو تعاطي المضادات الحيوية. أدى الاستخدام غير الحكيم والمفرط للمضادات الحيوية إلى الانتقاء الطبيعي للأشكال المقاومة للبكتيريا. يقتل المضاد الحيوي معظم البكتيريا المسببة للعدوى ، وبالتالي تبقى الأشكال المقاومة فقط. تتكاثر هذه الأشكال المقاومة ، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الأشكال المقاومة مقارنة بالأشكال غير المقاومة. هناك سوء استخدام كبير آخر للمضادات الحيوية في المرضى الذين يعانون من نزلات البرد أو الأنفلونزا ، حيث تكون المضادات الحيوية غير مجدية لأن هذه الأمراض تسببها الفيروسات وليس البكتيريا. مشكلة أخرى هي الاستخدام المفرط للمضادات الحيوية في الثروة الحيوانية. يعزز الاستخدام الروتيني للمضادات الحيوية في علف الحيوانات مقاومة البكتيريا أيضًا. في الولايات المتحدة ، يتم تغذية 70 في المائة من المضادات الحيوية المنتجة للحيوانات. يتم إعطاء هذه المضادات الحيوية للماشية بجرعات منخفضة ، مما يزيد من احتمالية تطور المقاومة ، ويتم نقل هذه البكتيريا المقاومة بسهولة إلى البشر.

مقاومة الأدوية

مقاومة مضادات الميكروبات ليست ظاهرة جديدة. في الطبيعة ، تتطور الميكروبات باستمرار من أجل التغلب على المركبات المضادة للميكروبات التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة الأخرى. إن التطور البشري للأدوية المضادة للميكروبات واستخدامها السريري على نطاق واسع قد وفر ببساطة ضغطًا انتقائيًا آخر يعزز المزيد من التطور. العديد من العوامل الهامة يمكن أن تسرع من تطور مقاومة الأدوية. وتشمل هذه الإفراط في استخدام مضادات الميكروبات وسوء استخدامها ، والاستخدام غير المناسب لمضادات الميكروبات ، والجرعات تحت العلاجية ، وعدم امتثال المريض لمسار العلاج الموصى به.

يمكن أن يؤدي تعرض العامل الممرض لمركب مضاد للميكروبات إلى تحديد الطفرات الصبغية التي تمنح المقاومة ، والتي يمكن نقلها عموديًا إلى الأجيال الميكروبية اللاحقة وتصبح في النهاية سائدة في مجموعة ميكروبية تتعرض بشكل متكرر لمضادات الميكروبات. بدلاً من ذلك ، تم العثور على العديد من الجينات المسؤولة عن مقاومة الأدوية البلازميدات أو في الينقولات التي يمكن أن تنتقل بسهولة بين الميكروبات من خلال نقل الجينات الأفقي. تتمتع الينقولات أيضًا بالقدرة على تحريك جينات المقاومة بين البلازميدات والكروموسومات لزيادة تعزيز انتشار المقاومة.

كيف تحدث المقاومة

كيف تنتشر المقاومة

جميع الحيوانات تحمل البكتيريا في أمعائها. سيقتل إعطاء المضادات الحيوية العديد من البكتيريا ، لكن البكتيريا المقاومة يمكنها البقاء والتكاثر.

  • عندما يتم ذبح الحيوانات الغذائية ومعالجتها ، يمكن لهذه البكتيريا المقاومة أن تلوث اللحوم أو المنتجات الحيوانية الأخرى.
  • يمكن أن تدخل هذه البكتيريا أيضًا إلى البيئة عندما يتغوط حيوان وقد تنتشر لإنتاج ما يتم ريه بمياه ملوثة.

هناك العديد من الطرق المباشرة التي يمكن للناس من خلالها الحصول على البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية التي تتطور في الإنتاج الحيواني الغذائي الصناعي:

  • التعامل غير السليم مع اللحوم الملوثة أو تناولها بشكل غير صحيح.
  • الاتصال بعمال المزارع المصابين أو مصنعي اللحوم ، أو ربما عائلاتهم وأطباءهم وغيرهم ممن يتعاملون معهم.
  • شرب المياه السطحية والجوفية الملوثة وتناول المحاصيل الملوثة.
  • ملامسة الهواء المنبعث من مساكن الحيوانات المركزة أو الذي يتم إطلاقه أثناء نقل الحيوانات.

نظرًا لزيادة مقاومة الأدوية ، غالبًا ما يتعين على الأطباء التوصية بأدوية الخيار الثاني أو الثالث للعلاج عندما تكون البكتيريا المسببة للعدوى مقاومة للعقار المختار ولا يعمل هذا الدواء. لكن الأدوية البديلة قد تكون أقل فعالية ، وأكثر سمية ، وأكثر تكلفة. الحفاظ على فعالية المضادات الحيوية أمر حيوي لحماية صحة الإنسان والحيوان.

أحد الجراثيم الخارقة: MRSA

الشكل 7. تظهر هذه الصورة المجهرية الإلكترونية الماسحة مقاومة للميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية البكتيريا ، المعروفة باسم MRSA. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية ليس من مسببات الأمراض دائمًا ، ولكنه يمكن أن يسبب أمراضًا مثل التسمم الغذائي والتهابات الجلد والجهاز التنفسي. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة بيانات شريط مقياس جانيس هاني كار من مات راسل)

لقد مهد الاستخدام غير الحكيم للمضادات الحيوية الطريق للبكتيريا لتوسيع تجمعات الأشكال المقاومة. على سبيل المثال، المكورات العنقودية الذهبيةهي بكتيريا شائعة يمكن أن تعيش في جسم الإنسان وعادة ما تُعالج بسهولة بالمضادات الحيوية. سلالة خطيرة للغاية ، ومع ذلك ، مقاومة للميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية (جرثومة MRSA) تصدرت الأخبار على مدى السنوات القليلة الماضية (الشكل 7). هذه السلالة مقاومة للعديد من المضادات الحيوية الشائعة الاستخدام ، بما في ذلك الميثيسيلين والأموكسيسيلين والبنسلين والأوكساسيلين. يمكن أن تسبب MRSA التهابات في الجلد ، ولكنها يمكن أن تصيب أيضًا مجرى الدم أو الرئتين أو المسالك البولية أو مواقع الإصابة. في حين أن عدوى MRSA شائعة بين الأشخاص في مرافق الرعاية الصحية ، فقد ظهرت أيضًا في الأشخاص الأصحاء الذين لم يتم إدخالهم إلى المستشفى ولكنهم يعيشون أو يعملون في مجموعات سكانية ضيقة (مثل الأفراد العسكريين والسجناء). أعرب الباحثون عن قلقهم بشأن الطريقة التي يستهدف بها هذا المصدر الأخير لجرثومة MRSA السكان الأصغر سنًا بكثير من أولئك الذين يقيمون في مرافق الرعاية. مجلة الجمعية الطبية الأمريكية ذكرت أنه من بين الأشخاص المصابين بجرثومة MRSA في مرافق الرعاية الصحية ، يبلغ متوسط ​​العمر 68 عامًا ، في حين أن الأشخاص المصابين بجرثومة MRSA المرتبطة بالمجتمع (CA-MRSA) يبلغ متوسط ​​أعمارهم 23 عامًا. [2]

باختصار: مقاومة المضادات الحيوية

يواجه المجتمع الطبي أزمة المضادات الحيوية. يعتقد بعض العلماء أنه بعد سنوات من الحماية من العدوى البكتيرية بالمضادات الحيوية ، ربما نعود إلى وقت يمكن فيه لعدوى بكتيرية بسيطة أن تدمر البشر مرة أخرى. يطور الباحثون مضادات حيوية جديدة ، لكن الأمر يستغرق سنوات عديدة لإجراء البحوث والتجارب السريرية ، بالإضافة إلى الاستثمارات المالية بملايين الدولارات ، لإنتاج دواء فعال ومعتمد.


شاهد الفيديو: الخلايا اللمفاوية B. الأحياء. علم الأحياء البشري (شهر نوفمبر 2022).