دانلود پایان نامه مواد غذایی و فیزیولوژی

گلوتارآلدئید مؤثر علیه باکتری، جلبک، قارچ و بیوفیلم فعالیت در دامنه‌ی وسیعی از pH
1-24- مکانیسم‌های مقاومت باکتری‌ها در بیوفیلم به عوامل ضد میکروبی
1-24-1- جلوگیری از انتشار به درون بیوفیلم
به طور کلی باکتری‌های موجود در بیوفیلم نسبت به سلول‌های پلانکتونیک مقاومت زیادی در برابر عوامل ضد میکروبی دارند. انتشار به درون بیوفیلم ممکن است به وسیله‌ی شارژ یونی یا میان کنش‌های یونی بین گلیکوکالیکس و عوامل ضد میکروبی کاهش یابد، که این کاهش خود وابسته به ویسکوزیته‌ی گلیکوکالیکس و اندازه‌ی مولکول‌ها می‌باشد. گفته می‌شود که طبیعت پلی‌آنیونیک گلیکوکالیکس یک مرز یا سد برای انتشار عوامل ضد میکروبی کاتیونیک ایجاد می‌کند. در حقیقت، یک بیوفیلم با گلیکوکالیکس ضخیم باید به طور کامل با عوامل ضد میکروبی اشباع شود تا سلول‌ها کشته شوند. گلیکوکالیکس از طریق نگه داشتن سلول‌های بیوفیلم درکنار هم و یا متصل به سطوح در برابر عوامل ضد میکروبی مقاومت ایجاد می‌کند. از این رو، مدت زمان بسیار بیشتری نسبت به سلول‌های پلانکتونیک برای بیوساید باید صرف شود تا بتواند با سلول‌های درون بیوفیلم تماس پیدا کند. در واقع، گلیکوکالیکس به صورت یک رزین تبادلی عمل می‌کند و با بیوسایدها واکنش می‌دهد و آنها را خنثی می‌کند(59).
بنابراین، داروهای هیدروفیل با بار مثبت مثل آمینوگلیکوزیدها و پلی‌پپتیدها توسط گلیکوکالیکس مهار می‌شوند ولی β-لاکتام‌ها، کوئینولون‌ها و ماکرولیدها مهار نمی‌شوند. البته نسبت رشد پایین باکتری‌ها در بیوفیلم نیز می‌تواند یک عامل مقاومت باشد(47، 60).
1-24-2- مقاومت از طریق آنزیم
مقاومت به عوامل ضد میکروبی می‌تواند به واسطه‌ی آنزیم باشد که عوامل ضد باکتری را به شکل یا فرم غیر سمی آنها تبدیل می‌کند. این پدیده معمولاً از دید تجزیه‌ی زیستی مورد بررسی قرار می‌گیرد(تجزیه‌ی زیستی آلوده کننده‌های سمی). گروهی از ترکیبات فنلی آروماتیک برای بسیاری از باکتری‌ها سمی هستند و بعضی از آنها به عنوان باکتریوساید مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ترکیبات نیز می‌توانند توسط بعضی باکتری‌های خاص تجزیه شوند. یک مثال از مقاومت از طریق آنزیم، مقاومت به فلزات سنگین و فرمالدئید می‌باشد. فلزات سنگین مثل جیوه، آنتیموان، نیکل، کادمیوم و غیره می‌باشند. سم‌زدایی معمولاً از طریق احیاء آنزیمی کاتیون به فلز صورت می‌گیرد. بعضی از ژن‌های مقاومت به بعضی فلزات سنگین توسط پلاسمید حمل می‌شود و بعضی دیگر بر روی کروموزوم قرار دارند(37، 92).
1-24-3- واکنش خنثی‌سازی عوامل ضد میکروبی توسط بیوفیلم
در حقیقت، فعالیت هیدروفوبیسیته‌ی گلیکوکالیکس می‌تواند در جذب بیوسایدهایی مثل ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیته اقدام کند و آنها را خنثی کند. همچنین مولکول‌ها و مواد آلی نیز تمایل زیادی برای اتصال به گلیکوکالیکس دارند. پس بیوسایدهایی با این ساختار در از بین بردن بیوفیلم زیاد موفق نیستند(43).
1-24-4- حالت متابولیک ارگانیسم‌ها در بیوفیلم
مقاومت به عوامل ضد میکروبی می‌تواند به میزان رشد پایین در بیوفیلم نیز مربوط باشد. شرایط فیزیولوژیکی سلول‌ها و محیط اطراف آنها می‌تواند منجر به تغییر حساسیت آنها به عوامل ضد میکروبی شود. ترکیب پوشش سلولی باکتری می‌تواند در پاسخ به کاهش مواد غذایی و غیره تغییر کند. بنابراین، تغییر خصوصیات انتشاری و مرزی پوشش نیز به نوبه‌ی خود تغییر می‌کند. در معرض قرار دادن باکتری با غلظت پایین از بیوساید می‌تواند منجر به سازش باکتری شود که نتیجتاً مقاومت آنها را سبب می‌شود. برای مثال در باکتری E. coli که تحت استرس‌هایی همچون گرما و یا UV قرار گرفته است یک سری پروتئین‌ها القاء می‌شوند که نسبت به هیدروژن پراکساید و UV مقاومت ایجاد می کنند. در حقیقت، می‌توان گفت که اکثر مقاومت‌ها حالت سازشی دارند و بعد از حذف عامل نیز از بین می‌روند. اگر بیوفیلم توسط عوامل ضد میکروبی تیمار شود سلول‌های نزدیک سطح بیوفیلم جایی که مواد غذایی بیشتر است، فعالیت تنفسی خود را از دست می‌دهند. از آنجایی که فعالیت تنفسی در اعماق بیوفیلم وجود دارد. این مورد اشاره به وضعیت فیزیولوژیکی ناهمگون سلول‌های درون بیوفیلم دارد(37).
1-24-5- سازش ژنتیکی
کاهش حساسیت بیوفیلم به وسیله‌ی سازش ژنتیکی نیازمند این است که حداقل بعضی از سلول‌ها در بیوفیلم یک فنوتیپ مقاوم و مجزا کسب کنند. انتقال ژن درون بیوفیلم و بین سلول‌ها می‌تواند سبب این مقاومت شود.
همچنین ساختار غشاء خارجی و وجود لیپوپلی‌ساکاریدها، فسفولیپیدها و پروتئین‌های خاص در آن و پمپ های جریانی و رفتارهای جمعی در مقاومت بیوفیلم به عوامل ضد میکروبی دخالت دارند(37).
1-25- اهداف و اهمیت این تحقیق
1- جداسازی و شناسایی باکتری های موجود در بیوفیلم
2- بررسی خصوصیات سطح سلول های پلانکتونیک و سلول های بیوفیلم و اتصال آن ها به سطوح
3- بررسی ساختار بیوفیلم ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی و تشکیل آن ها( نیاز به تحقیقات بیشتر برای شناسایی ساختارهای متنوع در بیوفیلم ها)
4- بررسی اثر بیوساید های متنوع در غلظت های متفاوت روی بیوفیلم باکتری ها به منظور حذف آن و یا کشتن سلول های درون بیوفیلم از روش جدید میکروتیتر پلیت
فصل دوم
2-1- مواد و وسایل
2-1-1- دستگاه‌ها و وسایل مورد استفاده
هودلامی
نار Slee mains VLFS 536 میکروسکوپ Nikon
ورتکس Heidolph انکوباتور Memmert