رشد مايکوباکتريوم توبرکلوزيس حدود 6 تا 8 و pH متوسط 8/ 6- 5/6 است اختصاصات رشد بر حسب سويه باسيل، محيط رشد و غيره متفاوت است. رشد باسيل سل در محيطهاي کشت جامد، مثل محيط تخم مرغ، انبوه و فراوان است و پرگنهها برجسته، زبر با ظاهري گل کلمي يا مخروطي نا منظم، خشک و شکننده ميباشد (تصوير2-3). سرعت رشد باسيل سل چه در محيط کشت و چه در بدن حيوانات کند است ولي بعضي از مايکوباکتريومهاي ساپروفيت رشد سريعتري دارند و به طور کلي سرعت رشد مايکوباکتريومها خيلي آهسته تر از ساير باکتريها است (Segundo A. et al., 2000 ; Kohn., 1986).
تصوير2-3: کلنيهايM. tuberculosis روي محيط لونشتاين جانسون
2-7. فيزيولوژي مايکوباکتريوم توبرکلوزيس
مايکوباکتريومها در حين عفونت به جاي چرخه کربس از چرخه گلي اکسالات استفاده ميکنند (Barrera., 2007).
به خاطر وجود مايکوليک اسيد41 در ديواره سلولي مايکوباکتريومها، به صورت يک لايه محافظ ميباشد که باکتري را در مقابل دزانفکتانها، ترکيبات سمي و آنتيبيوتيکها مقاوم ميکند (Neonakis I.K. et al., 2008).
در انتقال مواد غذايي در مايکوباکتريومها غشاء داخلي و غشاء خارجي دخالت دارند.
2- 7- 1. انتقال مواد غذايي توسط غشاء خارجي
انتقال ترکيبات هيدروفيليک
پورينها پروتئينهاي غيراختصاصي ميباشند که تشکيل کانالهايي را ميدهند که در انتقال ترکيبات هيدروفيليک در باکتريها نقش دارند اولين پورين کشف شده در مايکوباکتريومها mspA ميباشد و حذف آن در مايکوباکتريوم اسمگماتيس جذب سفالوسپورين و گلوکز را به ترتيب 9 و 4 برابر کم ميکند و حذف آن سبب کاهش رشد ميکروبها ميشود . (Stahl C. et al., 2001)
انتقال ترکيبات هيدروفوبيک
ترکيبات هيدروفوبيک (غير الکتروليتها) به راحتي ميتوانند از غشاء خارجي عبور کنند با توجه به اينکه غشاء خارجي به صورت نامتقارن و هيدروفوب ميباشد و بيشترين نقل و انتقال در غشاء خارجي در دماي 70-60 درجه سانتيگراد صورت ميپذيرد و در اين دما ليپيدها بيشترين کاهش سياليت غشاء را دارند. و مايکوليک اسيد نقش زيادي در ميزان سياليت غشاء دارد و مواد هيدروفوبيک جهت عبور از غشاء بايد ابتدا در چربي حل شوند و به علت انتقال راحتتر چربيها نسبت به مواد قندي اين ترکيبات به عنوان منبع کربن ميباشند و مشخص ميشود که چرا آنزيم ايزوسيترات لياز (isocitrate lyase) جهت رشد و بقاء M. tuberculosis در درون ماکروفاژ لازم ميباشد و بيان ژنهايي که در اکسيداسيون اسيدهاي چرب نقش دارند افزايش مييابد .( Liu J. et al., 1995)
2-7-2. انتقال توسط غشاء داخلي
2-7-2-1. انتقال ترکيبات حاوي کربن
کربوهيدراتها
سيستم ABC و FMS در انتقال کربوهيدارتها در مايکوباکتريومها دخالت دارند به اثبات رسيده است که سيستمهاي ABC که در انتقال کربوهيدراتها نقش دارند در افزايش ويرولانسM. tuberculosis در موش نيز نقش دارند با توجه به اينکه در شرايط در شيشه گليسرول به عنوان منبع کربن ميباشد ولي هيچگونه پرمئازي در رابطه با آن تا به حال شناخته نشده است (Schanappinger D. et al., 2003).
انتقال ترکيبات حاوي کربن- ليپيد
بعد از عفونت، منبع کربن از کربوهيدراتها به ليپيدها تغيير ميکنند و آنزيمهاي ايزوسيترات لياز و مالئاتسنتتاز maleate synthesis)) جهت ويرولانس لازم ميباشند و اين به آن معنا ميباشد که ليپيدها در حين عفونت به عنوان منبع کربن در مايکوباکتريومها ميباشند و چرخه گلياکسالات ضروري ميباشند و بتا اکسيداسيون ليپيدها رخ ميدهد .(Paula S. et al., 1996)
2-7-2-2. انتقال ترکيبات غير کربن
فسفر جهت تامين سنتز DNA و فسفوليپيدها در داخل باکتري ضروري ميباشد و فسفر در داخل ماکروفاژها جهت استفاده مايکوباکتريومها محدود ميباشد جهت رشد و تکثير مايکوباکتريومها در داخل ماکروفاژها ضروري ميباشد و بعد از ايجاد عفونت بيان ژنهايي که در انتقال فسفر به داخل ميکروب نقش دارند افزايش مييابد و پورينها قادر به انتقال فسفر به داخل باکتري ميباشند (Wheeler P.R. et al., 1990).
انتقال سولفور
سولفور جهت شروع ترجمه و مسيرهاي احيايي در داخل سلول باکتري ضروري ميباشد و در حالت در شيشه، متيونين تامين کننده يون سولفات ميباشد ولي در شرايط زنده متيونين بيشتر تامينکننده يون سولفور ميباشد و ژنهاي cysA و subl در واقع به عنوان ژنهاي کد کننده انتقال متيونين ميباشند و جهش در اين ژنها هيچ تاثيري در بقاء مايکوباکتريومها ندارد پس مشخص ميشود که يک پرمئاز سولفات را درM. tuberculosis ميتوان پيشبيني کرد که جهش ژنهاي cysA و subl را جبران کند (Braibant M. et al., 1996).
انتقال نيتروژن
در بسياري از باکتريها آمونيوم به عنوان منبع ازت شناخته شده است در محيطهايي با غلظت بالاي آمونيوم، گاز آمونياک از غشاء عبور کرده و ازت سلول را تامين ميکند ولي در حالت کمبود آمونيوم محيط باعث سنتز ژن amtB ميشود و همولوگ اين ژن درM. tuberculosis وجود دارد (Content J. et al., 2005) و در داخل ماکروفاژ که NO توليد ميشود اگرNO توليد شود توليد نيترات ميکند که يک منبع ازت براي باکتري در داخل ماکروفاژ ميباشد در داخلM. tuberculosis 4 ژن بنامهاي narU و nark1-3 وجود دارد که در وارد کردن نيترات و خروج نيتريت نقش دارند زيراM. tuberculosis قادر به احياي نيتريت نميباشد و انباشتگي آن براي سلول سمي ميباشدNolden L. et al., 2001) ). در شرايط کمبود اکسيژن و در هنگام انتقال الکترون از سيتوکروم اکسيداز نيترات به عنوان گيرنده نهايي الکترون به جاي اکسيژن قرار ميگيرد و انتقال نيترات در اين اين شرايط توسط nark2 انجام ميشود و بيان اين ژن توسط سيستم DosR/DouR کنترل ميشود که در پاسخ هيپوکسي و NO ميزان بيان nark2 را افزايش ميدهد (Braibant M. et al., (1996.
انتقال کاتيونها
يونهاي فلزي از جمله آهن، مس و روي نقش ساختاري و کاتاليکي در متالوپروتئينها42 و آنزيمها دارند در مايکوباکتريومها دو ژن در رابطه با ذخيره سازي و انتقال يونهاي فوق شناخته شده است آهن در همه آنزيمهايي که عملکرد احيايي دارند وجود دارد سيدروفورها در انتقال و ذخيره آهن در ميکروب سل نقش دارند و به دو شکل قطبي و غيرقطبي وجود دارند و شکل غيرقطبي آن مايکوباکتين (سيدروفورهاي حاوي سالسيلات) ميباشد که در ذخيرهسازي آهن در ميکروب نقش دارد و شکل قطبي آن به صورت کربوکسي مايوباکتين ميباشد که در نقل و انتقال آهن نقش دارد . (Lichtinger T. et al., 1999) در خارج از باکتري Fe3 به مايکوباکتين متصل ميشود و به يک رسپتور ويژه که بر روي ديواره سلولي قرار دارد متصل شده و سپس از طريق ATP-binding casset وارد باکتري ميشود و در داخل باکتري Fe3 متصل به مايکوباکتين احياء شده و تبديل به Fe2 ميشود و از آن جدا ميشود.
جهش در ژن کد کننده ATP-binding casset سبب مرگ ميکروب نميشود پس يکسري ژنها در رابطه با کسب آهن در وجود دارند که هنوز شناخته نشدهاند Nolden L. et al., 2001)).
2-8. فاکتورهاي ويرولانس
وقتي که ذرات حاوي ميکروب از طريق هوا وارد ريه ميشوند امکان دارد 3 حالت پيش بيايد:
1- سيستم ايمني تمام باسيلها را حذف ميکند.
2- سيستم ايمني ميکروبها را از بين نبرده و از حالت عفونت به سرعت تبديل به بيماري ميشوند.
3- عفونت ايجاد ميشود ولي فرد وارد مرحله بيماري نميشود و ميکروبها در حالت نهفته در ريه باقي ميمانند.
ايجاد حالتهاي فوق به توان سيستم ايمني بدن و فاکتورهاي ويرولانس ميکروب بستگي دارد.
يکي ازعوامل ويرولانس در مايکوباکتريومها، آنزيم گلوتامين سنتتاز glutamine synthetase)) ميباشد، اين آنزيم در ساخت گلوتامين نقش دارد و حذف آن باعث کاهش تکثير باسيل سل به ميزان 10 برابر کمتر از سوش وحشي در خوکچه هندي ميشود ولي در موش فقط مرگ را به تاخير مياندازد.
آنزيم ايزوسيترات لياز نيز يک آنزيم دخيل کننده در ويرولانس ميباشد و حذف آن سبب ميشود که گوکز کمتري در حين عفونت در اختيار باسيل سل قرار گيرد و جهش در ژن کد کننده مولکولهايي که در جذب و نگهداري مواد نقش دارد نيز سبب کاهش حدتM. tuberculosis ميشود مانند ژنهاي pstS2-pstS1-RV0072-modA که به ترتيب در جذب آهن، موليبدن، فسفات و گلوتامين نقش دارند و حذف اين ژنها سبب کاهش حدت مايکوباکتريومها ميشود چندين مطالعه نشان ميدهد که بين کاهش اکسيژن و ويرولانس رابطهاي وجود دارد و کاهش اکسيژن سبب افزايش ويرولانس ميشود (Comacho L. et al., 1999).
2-9. ديواره سلولي
ضخامت ديواره سلولي حدود 100 تا 200 آنگستروم است. زير ديواره سلولي، غشاي سيتوپلاسمي وجود دارد که شامل دو لايه به قطر 30 آنگستروم است و يک لايه کم تراکم به قطر 3 آنگستروم و در وسط آنها قرار دارد. در سلول در حال تقسيم اين ديواره سيتوپلاسمي به طرف داخل پيشرفت ميکند تا تقسيم سلولي کامل شود. مطالعات مختلف در مراحل متفاوت رشد مايکوباکتريومها، وجود ذرات کوچکي به اندازه تقريبي 120×80 آنگستروم را در سيتوپلاسم نشان ميدهد که ريبوزوم ناميده ميشوند و تعداد آنها از ابتداي مرحله لگاريتمي رشد تا مراحل آخر لگاريتمي افزايش مييابد. اين ذرات با رشته هايي به قطر حدود 7 آنگستروم به يکديگر متصل ميشوند و پلي ريبوزوم را تشکيل ميدهند.
ديواره سلولي مايكوباكتريوم‌ها داراي يك كمپلكس سه گانه شامل: يك قسمت اعظم ليپيدي (تقريباً 30 تا 40 درصد وزن كل سلول)، تعداد قابل توجهي از باندهاي است كه ميتوان آنها را با استفاده از حلالهاي آلي جدا نمود و در مقابل آن لايهاي که چربيهاي آن به سختي متصل شده‌‌اند و آنها را تنها پس از صابوني‌ شدن بقاياي لاية قبلي، ميتوان جدا نمود. اخيراً ليپيدهاي گونه‌هاي مختلف مايكوباكتريايي‌، به طور كامل توسط کافري شرح داده شده است (Cousins D.V. et al., 1998).
بيشتر فعاليت ليپيدي مايكوباكتريها مربوط به قسمت حاوي باند سست مي‌باشد در حاليكه قسمت داراي باند محكم اساساً شامل باقي مانده‌هاي استريفيه شده مايكوليك اسيد در باقي مانده‌‌هاي آرابينوز در آرابينوگالاكتان است و اسكلت اصلي ديواره سلولي را تشكيل ميدهد. آناليز شيميايي، باقيمانده‌هاي ديواره سلولي بدون چربي صابوني شده آرابينوز، گالاكتوز، موراميك اسيد، گلوكز آمين، آلانين، D- آمينوپالميتيك اسيد و گلوتاميك اسيد را آشكار نمود. در سال 1968، برخي از محققين تلاش نمودند تا محل ليپيدهاي باند سست را در روي اسكلت ديواره سلولي نشان دهند. در يك مدل پيشنهادي 3 لايه مجزاي ديواره سلولي به صورت: يك لاية ليپوپليساكاريد43 (LPS)، يك لاية بينا بيني مخلوط ليپيد- پروتئين‌- LPS و يك لايه داخلي LPS- موكوپيتيد ارائه شد.
تصوير2-4: نماي شماتيک ازساختمان ديوارهM. tuberculosis
اين مدل بعداً توسط ديگر محققين اندكي تغيير يافت كه تصور كلي چند لايه‌اي بودن آن با لايه‌هاي مجزاي L1 ، L2 و L3 حفظ گرديد و علاوه بر آن لايه‌هاي جديد مورين مياني بيشتري پيشنهاد گرديد. اگر چه كه به سبب ناتواني مشاهده اين لايه‌ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني قديمي، وجود لايه‌هاي خارجي مايكوباكترياها مورد بحث باقي ماند. با استفاده از رنگ‌آميزي سيتوشيميايي روتنيوم رد44 يك ساختمان منظم ده تا دوازده نانومتري لاية بيروني، شامل پلي‌ساكاريد‌هاي اسيدي در مايكوباكتريوم آويوم و متعاقباً در تمام 18 گونة مورد مطالعه مشخص گرديد. عليرغم تك لايه‌اي بودن ساختمان لاية بيروني، مايكوباكترياها به دليل بيرون راندن برخي از مواد و داروها، مي‌توانند رفتار دو لايه‌اي را از خود نشان دهند. مهار اختصاصي سطح ليفي آن، اين لايه را تشكيل مي‌دهد مثل مهار سطح گليكوليپدي45 در مايكوباكتريوم آويوم به وسيلة ام-فلئورو-فنيل الانين46 كه سبب آزاد سازي

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید

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

background