بخشی از مقاله
ميكرو ارگانيسم ها
ميكرو ارگانيسم ها، نظافت چيان محيط زيست
نفت خام و محصولات آن، چه در هنگام استخراج و چه در مواقع حمل و نقل زميني و دريايي، در نتيجه رخدادها و تصادف ها سبب آلودگي خاك، آب و يا به طور كلي محيط زيست مي شوند. وجود هيدروكربن هاي نفتي در سطح دريا و در خشكي تهديدي جدي براي اكوسيستم به شمار مي آيد
، زيرا براي محيط زيست به شدت مضر و سرطان زا هستند. وجود نفت خام در سطح زمين، سبب آتش سوزي، آلودگي آب هاي زير زميني و آلودگي هوا نيز مي شود، به همين دليل پاك سازي اين آلودگي ها بايد هر چه سريع تر انجام گيرد تا محيطي ايمن و عاري از خطر داشته باشيم. براي پاك سازي و آلودگي زدايي مواد نفتي، روش هاي استاندارد و معمول زيادي وجود دارد كه به علت
هزينه بالا و پايين بودن كارايي محدود مي شوند. پاك سازي بيولوژيك مواد نفتي، پروسه هايي هستند كه تركيبات سمي را به مواد غير سمي و بي خطر تبديل مي كنند. اين عمل در نتيجه فعاليت هاي متابوليك ميكروارگانيسم هايي كه قادرند از مواد نفتي به عنوان منبع انرژي و كربن خود استفاده كنند، صورت مي گيرد. عرضه اين فناوري مي تواند بسيار مفيد باشد، زيرا قادر است بدون ايجاد خلل در محيط زيست طبيعي، تركيبات سمي مواد نفتي را به مواد غير سمي تبديل كند. در مقايسه با ديگر فناوري هاي پاك سازي مانند سوزاندن و دفن لجن هاي نفتي، روش بيولوژيك، بسيار ارزان تر و مقرون به صرفه تر است. امروزه تعداد بي شماري از ميكروارگانيسم هايي كه قادر به تجزيه نفت هستند، شناخته شده اند. با مطالعات وسيع روي اين ميكروارگانيسم ها و با روش هاي افتراقي و كشت توانسته اند گونه هاي شاخص و كارآمد را جداسازي كنند.
هنگامي كه ميكروارگانيسم ها هيدروكربن هاي نفت خام را مي شكنند، نخستين مرحله اين پروسه، اضافه كردن گروه هيدروكسيل به انتهاي زنجيره آلكان و يا به حلقه غير اشباع هيدروكربن آروماتيك چند حلقه اي است كه در نتيجه يك الكل شكل مي گيرد. اين مرحله از واكنش، به وسيله قارچ هاي ميكروسكوپي انجام مي گيرد. پس از اين مرحله، باكتري ها و مخمر ها الكل را به آلدهيد و بي درنگ آلدهيد را به اسيد كربوكسيليك تبديل مي كنند و سرانجام پس از طي يك زنجيره بلند از واكنش هاي احيا، محصولات نهايي يعني آب، دي اكسيد كربن و بيوماس تشكيل مي شود. اين واكنش ها آنزيم هاي درون سلولي و برون سلولي كه به وسيله اين ميكروارگانيسم ها سنتز مي شود، انجام مي گيرد. عقيده بر اين است كه تركيبات با وزن مولكولي پايين به وسيله آنزيم هاي درون سلولي تجزيه و تركيبات نفتي با وزن مولكولي بالا به وسيله آنزيم هاي ميكروبي برون سلولي شكسته مي شوند. تمام اين محصولات نهايي غير سمي هستند و از بيوماس پس از پايان يافتن پروسه هاي فرآوري بيولوژيك، مي توان به عنوان كود استفاده کرد.
پاك سازي بيولوژيك آلودگي هاي نفتي به وسيله ميكروارگانيسم ها بسيار آسان است زيرا باكتري هاي تجزيه كننده هيدروكربن هاي نفتي در حالت طبيعي به طور گسترده در طبيعت (محيط هاي آبي و خشكي) توزيع شده اند. تحقيقات نشان داده است كه جمعيت اين گونه باكتري ها حدود يك
درصد از كل جمعيت ميكروبي جهان است. اين گونه باكتري ها كه چربي دوست هستند، به سمت مواد نفتي جذب مي شوند. هنگامي كه يك منطقه با مواد نفتي آلوده مي شود، جمعيت آنها افزايش مي يابد و به حدود ده درصد از كل جمعيت مي رسد. پس مي توان انتظار داشت كه اين روش در محيط زيست به طور طبيعي صورت مي پذيرد ولي سرعت آن بسيار كند است؛ از اين رو ما مي توانيم با استفاده از روش هاي ميكروبيولوژي و بيوتكنولوژي نوين، اين پروسه بيولوژي را تقويت كنيم و به طور انحصاري به خدمت خود درآوريم
در سال 1997 شركتي به نام TERI پس از چندين سال تحقيق روي باكتري هاي تجزيه كننده نفت خام و لجن هاي نفتي موفق به توليد تركيباتي به نام oil zapper شدند. اين مواد شامل باكتري هاي تجزيه كننده نفت، به علاوه يك رشته مواد حامل آلي (به صورت پودر) براي حفظ و نگهداري اين باكتري ها هستند. اين تركيب از پنج گونه باكتري تشكيل شده است كه قادرند بخش‌هاي آليفاتيك، آروماتيك، آسفالتين و تركيبات نيتروژني، گوگردي و اكسيژني را در نفت خام و لجن هاي نفتي به سرعت تجزيه و در نهايت توليد مواد و تركيبات بي خطري مانند آب، دي اكسيد كربن و بيوماس كنند.
بيماريهاي ناشي از ميكروارگانيسم ها در شير
منابع ويا عوامل بيماريزاي شير ممكن است از دام شيرده يا از كارگران و ابزار ويا ظروف شير در مراحل مختلف دوشش جمع آوري حمل و محيط آلوده تا فرآوري باشد . بنابراين ميكروارگانيسم ها يا عواملي كه موجب انتقال بيماري از شير ميشوند ازدو جنبه مطالعه ميشوند.
الف- عوامل بيماريزائي كه بيماريهائيكه از طريق دام به شير وارد ميشوند كه خود ممكن است اغلب سبب بيماري در دام شده باشند و به آلوده كننده هاي شيرزاد معروف است.
ب- عوامل بيماريزائي كه از طريق محيط و كارگران و ابزاراز توليد تا فرآوري وارد شير ميشوند وعوامل آلوده كننده غير شيرزاد گفته ميشوند.
الف:بيماريهائيكه از طريق شيردام منتقل ميشود
ترشح شير از پستان ارتباط مستقيمي با سيستم گردش خون دارد بطوريكه با تبادل مايعات ومواد مغذي از خون وسلولهاي توليد كننده شير آب،چربي ،پروتئين و ساير مواد شير از رگهاي خوني اطراف پستان تامين ميشود. بنابراين هر عامل بيماري كه به دام سرايت كند وارد سيستم گردش خون شود از اين طريق وارد شير ميشود. باكتريهاي سل وبروسلوز مواردي هستند كه از طريق شيرخام پاستوريزه از دام شيرده بانسان منتقل ميشود وسبب بيماري سل و تب مالت ميشوند.لپتوسپيروز بيماري است كه دامهاي شيري غالبا‌باين بيماري آلوده ميشوند ويكي از بيماريهاي قابل انتقال ازدام به انسان است .آفلاتوكسين و سموم قارچها نيز در اثر تغذيه دامها با علوفه هاي آلوده به قارچها از شيردفع ميشود ودر اثر مصرف بيش از اندازه آن موجب سرطان كبد در انسان ودام ميشود. باقيمانده آنتي بيوتيكها نيز از عوامل آلوده كننده شير است هر چند كه آنتي بيوتيكها غالبا از راه تزريق عضلاني یا از راه دهان وگاهي بعنوان مكمل غذائي تجويز ميشوند ولي تزريق داخل پستان آنها بمنظور درمان ورم پستان بيش از ساير طرق آلودگي شير وفرآورده هاي آن راسبب ميشود.
ب- عوامل بيماريزائي كه از طريق انسان ومحيط به شيروارد ميشود.
شيرگاهي اوقات به وسيله دست آلوده افراد بيمار ياكساني كه دوران نقاهت بيماري را ميگذرانند آلوده وميتواند عامل بيماريزا را منتقل كند .آب تصفيه نشده در دامداري كه به مصارف جاري ميرسد وابزار شيردوشي را شستشو ميدهند ويا بعنوان تقلب به شير مي افزايند عامل بيماريزا بخصوص بيماري وباي انساني را ممكن است وارد شيركند. هاگ هاي بسيار مقاوم كلستريديوم . بوتولیسم و عامل بيماري تراخم به مقدار زياد در خاك پراكنده اند واغلب شير وفرآورده هاي آن را آلوده مي كنند . ديسانتري باسيلی پاشيگلوز بارها از طريق مصرف شير غير پاستوريزه شيوع داشته است .
اين باكتري مانند ساير عوامل عفونتهاي روده اي بوسيله دستهاي كارگران همچنين از طريق كود ومدفوع وبوسيله حشرات وآب وارد شير ميشود.مواد شيميائي وساير مواد خارجي كه در اثر مصرف حشره كشها بامنشاء گياهي يا سموم مصرفي در محيط دامداري و مواد ضد عفوني كننده سيستم شيردوشي وظروف همچنين مواد نگاهدارنده كه براي جلوگيري از اسيدي شدن شير و مخفي كردن فساد ميكروبي شيرها براي جلوگيري از رشد باكتريها به شير اضافه مي كنند مثل آب اكسيژنه ،فرمالين ،اسيد بوريك …. سبب آلودگي شير وبيماريزائي انسان ميشوند.
مقاومت داروئي ميكروارگانيسم‌ها
مقاومت به داروهاي ضد ميكروبي توسط ميكروارگانيسم‌هاي مقاوم به شدت روبه افزايش بوده و توانائي بشر را در مهار بيماريهاي عفوني كه مسئول بسياري از مرگ وميرها ميباشند تحت تأثير قرار داده است. درمان بيماريهائي نظير سل ( TB )، كه زماني تحت كنترل تصور مي‌شد، به طور فزاينده اي مشكل شده است، چرا كه از تأثير داروهاي موجود (قبلاً مؤثر) بر عليه اين بيماري روزبروز كاسته ميشود. بيماريهاي عفوني در كشورهاي با درآمد پائين امروزه مسئول 45% مرگ وميرها بوده و تقريباً نيمي از مرگ و مير ناشي از بيماريها را در دنيا به خود اختصاص ميدهند. 90% اين مرگ و ميرها در حقيقت ناشي از شش بيماري عمده است: عفونتهاي حاد دستگاه تنفسي (عمدتاً پنوموني)، اسهال، ايدز ، سل، مالاريا و سرخك. لااقل چهار گروه از اين بيماريها (عفونتهاي حاد دستگاه تنفسي، اسهال، مالاريا و سل)، به علت افزايش مقاومت داروئي ميكروارگانيسم‌ها، توانائي بشر را در درمان مؤثر آنها به مبارزه طلبيده‌اند.
براي مثال، كلروكين (1) كه زماني داروي خط اول درمان انواع مالاريا بود، در 81 كشور از 92 كشوري كه مالاريا مشكل اصلي آنها ميباشد تأثير خود را از دست داده است. در تعدادي از كشورها بيش از نيمي از موارد ناشي از پنوموني استرپتوكوكي (2) امروزه به پني سيلين مقاومت نشان ميدهند. و بيش از 20% از موارد جديد سل امروزه به درمان تركيبي با چند دارو مقاومت نشان ميدهند. براي اينكه اين تابلوي تاريك توهم زا نيز گردد مقاومت به داروهاي ضد HIV (1) نيز شروع شده است. گزارشهاي متعددي از مقاومت داروئي نسبت به تمامي داروهاي ضد ميكروارگانيسم‌ها در دست است. همچنين گزارشات متعددي از مقاومت روبه تزايد داروئي بيماريهاي مقاربتي از قبيل گونوره آ (2) ، كه خود سبب افزايش موارد HIV شده است، وجود دارد. اما مشكل در اينجا خاتمه نمي‌يابد. از بين 40000 مرگ ومير در سال در آمريكا كه ناشي از بيماريهاي حاد عفوني بوده (بستري شده در بيمارستان) اكثر مرگ و ميرها ناشي از عفونتهاي مقاوم به دارو بوده‌اند. عفونــــــت‌هاي مسبب آلودگي‌هاي غذائي نيز از قبيل سالمونلا (3) و كمپيلوباكتر (4) روبه افزايش است. در همين حال درمان بيماريهاي حاره اي از قبيل ليشمانيازيز (5) و تريپانوزوميازيز (6) كه عمدتاً در مناطق مشخص و كشورهاي با سطح بهداشت پائين شايع است در بيماراني كه ضمناً HIV مثبت نيز هستند سخت و مشكل آفرين شده است. درمان اين بيماران با داروهاي عادي تقريباً كارائي خود را از دست داده است.
چگونه جهان شمولي مشكل آفرين ميشود؟
مقاومت داروئي در كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه به يك مشكل تأثير گذارنده تبديل شده است. توزيع و پراكندگي اين مقاومت بواسطه افزايش تبادلات بازرگاني و سياحتي بين ملل و اقوام مختلف صورت مي‌گيرد. موارد ذيل به عنوان مثال ذكر ميشوند:
• موارد گونوره‌آي مقاوم در برابر دارو در بين توريستهائي كه از سفر به آسياي جنوب شــرقي به استراليا باز گشته‌اند، رو به تزايد است.
- ظهور مجدد سل مقاوم به درمان تركيبي با چند دارو از كشورهاي اروپاي شرقي، كه در آنها اين نوع سل به خوبي درمان و كنترل نمي‌شود، به اروپاي غربي گزارش شده است.
- همچنين در كانادا گسترش ناگهاني استافيلو‌كوكوس اورئوس مقاوم به متي‌سيلين (7) در بين بيماراني‌كه به هند سفر داشته‌اند، گزارش شده است.
همچنين مواردي از بروز مالارياي مقاوم در برابر دارو در بين مسافراني كه از كشورهاي مالارياي خيز كه در آنها سير مقاومت داروئي بالا بوده و به كشورهاي توسعه يافته سفر كرده‌اند، مشاهده شده است. اين نوع مقاومت در كشورهاي توسعه يافته گسترش نخواهد يافت چرا كه پشه آنوفل (4) در آن كشورها مهار شده است اما گرم شدن رو به ازدياد كره زمين تمام اين اطمينان‌ها را برهم خواهد زد.
مقاومت ميكروارگانيسم‌ها در برابر داروها چيست؟
زماني‌كه مقاومت داروئي اتفاق مي‌افتد، اين ميكروارگانيسم (ميكروب، ويروس، قارچ و يا پروتوزوآ ؛(8) ) است كه مقاومت نشان مي‌دهد نه دارو و يا بيمار. به طور مثال ميكروب‌هائي كه به پني سيلين مقاومت نشان ميدهند خصلت مقاومت را يا از طريق موتاسيون ژنتيكي خودبخودي (تحت عنوان مقاومت عمودي) و يا از طريق گرفتن اجزاء يك باكتري ديگر كه قبلاً مقاوم بوده (ذاتي يا اكتسابي) و در محيط پراكنده شده است (تحت عنوان مقاومت افقي) اخذ مي‌كنند. از طرف ديگر، با از بين رفتن ميكروارگانيسم‌هاي حساس به دارو و باقي ماندن موتانت‌هاي مقاوم در حقيقت ميكروارگانيسم‌هاي مقاوم ترويج يافته و توسعه مي يابند. با اين دو روش انتقال، مقاومت ميكروارگانيسم‌ها توسعه يافته و در سطح جهان گسترده ميشود. در حقيقت ميكروارگانيسم‌هاي حساس به سرعت در حال خالي نمودن صحنه به نفع ميكروارگانيسم‌هاي مقاوم ميباشند.
آيا داروهاي مؤثر بر ميكروارگانيسم‌ها مقصرند؟
پيچيدگي‌هاي كنترل و مهار مقاومت ميكروارگانيسم‌ها در برابر داروها
جواب سوال واضح است. خير داروهاي مؤثر بر ميكروارگانيسم‌ها مسئول گسترش پديده مقاومت داروئي نيستند اما با كاربرد نا صحيح اين داروها روند بروز و ظهور مقاومت داروئي سرعت فزاينده‌اي مي‌يابد. در نتيجه بر اساس اصل انتخاب طبيعي (گزينش اصلح و انتخاب احسن، ارگانسيم‌هائي خواهد بود كه خود را به بهترين شكل با محيط آداپته كرده و تطبيق داده باشند) از يك طرف با گسترش ميكروارگانيسم‌هاي مقاوم و از طرف ديگر با انهدام مداوم ميكروارگانيسم‌هاي حساس به دارو، پديده مقاومت گسترش مـــــي‌يابد. هردو روند كاربرد صحيح و ناصحيح داروها بر جمعيّت ميكروارگانيسم‌ها فشار انتخابي وارد مي‌كند. هرچه اين كاربرد افزايش يابد، بر فشار وارده نيز افزوده ميشود. در نتيجه موضوع حساس اين است كه با كاربرد صحيح داروها، به خصوص در كشورهاي در حال توسعه كه در آنها نه فقط كاربرد ناصحيح مشكل زاست، بلكه درمان ناكافي نيز به علت مسائل اقتصادي بر حجم مشكل مي‌افزايد، ميزان اين فشار و سودمندي حاصل از آن را بر ميكروارگانيسم‌ها به حداكثر خود رساند. در همين حال موضوع مهم ديگر به حداقل رساندن ظهور عفونتهاي اپورتونيست (1) (فرصت طلب) است. به زبان كلينيكي مفهوم مطلب فوق اين است كه
دارو به مقدار كامل و هوشمندانه مصرف شده، نه كم و نه زياد، و هيچگاه به‌صورت غير انتخابي مورد استفاده قرار نگيرد. درمان ناصحيح عفونت‌ها شامل انتخاب غلط دارو، طول درمان نامناسب، جواب ناكافي به درمان و بالاخره دوز نا كافي از دارو، همگي سبب افزايش خطر ازدياد مقاومت
داروئي مي‌گردند. چگونه مقاومت داروئي توسعه مي يابد؟ به طور مثال اگر فرد بيماري به پنوموني مبتلا شده و ميكروب نيز از نوع استرپتوكوك پنومونياي حساس به دارو باشد، چنانچه بيمار با پني سيلين به طور كامل درمان شود، ميكروب به طور كامل كشته خواهد شد و بيماري نيز قبل از اينكه ميكروب‌هاي مقاوم فرصت ظهور پيدا كنند از بين
خواهد رفت. با اين حال، در درمان بيماريهاي مزمن و سمج از قبيل سل و ايدز (به خصوص انواعي كه به درمان جواب كمي ميدهند) موتانت‌هاي مقاوم به دارو فرصت ظهور و تكثير يافته و گونه‌هاي حساس به دارو به نفع آنها از محيط پاكسازي ميشوند. در چنين شرايطي است كه درمان به‌صورت ناكافي و ضعيف صورت گرفته و اين موضوع به‌صورت غير مستقيم بر دامنه مشكل مي‌افزايد. سؤال اينجاست كه چرا ميكروارگانيسم‌هاي مولد عفونتهاي حاد به بسياري از داروهاي
خط اول درمان اين نوع عفونت‌ها مقاوم ميشوند؟ معضل در اين است كه داروهاي ضد ميكروارگانيسم نه فقط برميكروارگانيسم هدف اثر مي‌كنند بلكه بر ميكروارگانيسم‌هائي كه در حالت عادي خطرناك نيستند (فلور طبيعي بدن) نيز تأثير كرده و آنها را از بين مي‌برند. براي مثال استرپتوكوك پنومونيا علاوه بر اينكه سبب اوتيت، پنومونيا و مننژيت ميشود، توسط بسياري از مردم، به خصوص كودكان، به‌صورت فلور طبيعي ترشحات گلو، بدون اينكه كوچكترين نشانه‌اي از خود بروز دهد، وجود دارد. در نتيجه هر زمان كه فرد آنتي بيوتيك دريافت كند استرپتوكوكسي موجود در محيط طبيعي فرصت ظهور پيدا مي‌كند. هنگامي كه يك موتانت وارد بدن شود يا از بين ميكروب‌هاي موجود در فلور طبيعي ظاهر گردد، موتانت حاصل فرصت رشد و نمو و يا توزيع به ديگر افراد را پيدا خواهد نمود. روند مشابهي نيز هنگام كاربرد ناصحيح آنتي-بيوتيكها در درمان عفونتهاي دامي براي ميكروارگانيسم سالمونلا اتفاق خواهد افتاد. اين باكتري براي دامها خطرناك نيست ولي از طريق چرخه غذائي بــا وارد شـدن در بدن انسان خطرآفرين خواهد بود.
ميزان ظهور پنوموكوكسي هاي مقاوم در برابر پني سيلين در دهه 90
مقاومت به چندين دارو چيست؟
گروه‌هاي متفاوتي از آنتي بيوتيكها وجود دارند كه انواع ميكروارگانيسم‌ها، از طرق مختلف، در برابر اثرات آنها مقاومت نشان ميدهند. علاوه بر اين، يك سلول منفرد ميكروبي حامل گروهي از ژنهاي ناقل خصلت مقاومت براي دسته بزرگي از داروهاي ضد ميكروبي غير همولوگ است. به عنوان مثال، باكتري مسبب اسهال خوني، شيگلا (1) ، به مرور به تك تك آنتي بيوتيك‌هاي موجود در كلينيك، كه اثرات مفيدي در اين بيماري داشته‌اند، مقاوم شده است. و مشخص شده كه اين باكتري داراي زنجيره‌اي از ژنها است كه هريك حامل يك كد پيام‌رسان براي انتقال خصلت مقاومت در برابر يك آنتي بيوتيك خاص است. هر يك از اين كدها قابليت انتقال از اين ميكروب به يك سوش ديگر از اين باكتري و حتي به يك گونه ديگر را دارا ميباشند.
چرا ميكروارگانيسم‌هاي مقاوم در برابر داروها به سرعت گسترش مي يابند؟
اگرچه پديده موتاسيون خودبخودي نادر است ولي چون باكتريها بسرعت رشد و نمو مي‌نمايند در نتيجه موتانت‌هاي مقاوم گزينش يافته و ترويج ميشوند. به طور كلـــــي از 10 9 - 10 6 تقسيم سلولي، يك موتاسيون ژنتيك خودبخودي اتفاق مي‌افتد. بر اساس يك قاعده مشخص و در تئوري، به طور مثال، اگر فرض شود تنها يك عــــدد E-coli در محيط مناسب قرار گيرد طي 24 ساعت رشد و تكثير اين تك سلول به 2 96 عدد خواهند رسيد. عوامل متعددي با اين سرعت رشد خارق العاده ميكروارگانيسم‌ها مقابله كرده و رشد آنها را به شدت محدود مي‌كنند.
ميكروارگانيسم‌ها به سرعت از شخصي به شخص ديگر انتقال يافته و بدين ترتيب نه فقط خود بيماري بلكه سوشهاي مقاوم از يك فرد به فرد ديگر انتقال يافته و در حقيقت به محيط كشت جديد وارد ميشوند. اين موضوع به طور علمي نشان داده شده است كه در يك بيمارستان وجود تنها يك بيمار مبتلا به MRSA (1) كافي بوده كه بقية بيماران را آلوده كرده و در نتيجه بيمارستان را از دور خدمات رساني خارج نمايد. در نتيجه در بذل توجه به پديده مقاومت بايد هردو موضوع “ ظهور پديده مقاومت“ و “گسترش سوشهاي مقاوم“ مورد توجه قرار گيرند.
اقدامات WHO چيست؟
سازمان بهداشت جهاني اقداماتي را آغاز نموده تا بر اساس آن بتواند پديده مقاومت ميكروارگانيسم‌ها در برابر داروها را محدود نمايد. اين استراتژي بر اساس كاهش ظهور پديده مقاومت، آهسته نمودن سرعت گسترش عفونتهاي مقاوم، تلاشهاي متعددي در خصوص كاهش مورتاليتي (2) ، موربيديتي (3) و ساير اقدامات جانبي ارزشمند در راستاي كاهش مقاومت ميكروارگانيسم‌ها به داروها ميباشد. اين استراتژي به‌صورت چاپ مدارك و گزارشات، انتقال نظرات متخصصين سازمان و برگزاري دوره‌هاي حضوري با استفاده از متخصصين مجرب صورت مي‌گيرد.
