این 5 همولیزین را قبل از آزمایش بلاد آگار بشناسید !

سموم همولیزین تولید شده از گونه‌های مختلف باکتری باعث همولیز گلبول‌های قرمز شده که در شرایط خاصی سبب ایجاد بیماری‌های همولیتیک (کم‌خونی) می‌شود. ازاین‌رو شناسایی و تشخیص این باکتری‌ها برای پژوهشگران، پزشکان و کارشناسان آزمایشگاه امری مهم است. لازم به ذکر است که عوامل دیگری مانند اسفروسیتوز، الیپتوسیتوز، فاویسم، کم‌خونی داسی‌شکل، تالاسمی، مسمومیت با سرب، نشانگان آگلوتینین سرد، نشانگان همولیتیک اورمیک، کم‌خونی همولیتیک خودایمنی نیز باعث اختلال و گاهی  سبب همولیز گلبول قرمز شده که در مواردی به خونریزی از حفره‌های بدن و در صورت عدم درمان منجر به مرگ می‌شود.

چرا باکتری‌ها همولیزین تولید می‌کنند؟

باکتری‌ها از همولیزین‌ها برای آزادسازی و استفاده از مواد مغذی سلول‌های میزبان استفاده می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، آهن برای بسیاری از باکتری‌های بیماری‌زا ضروری است، اما فقط در غلظت‌های بسیار کم در خارج از سلول‌ها وجود دارد. بیشتر همولیزین‌ها، پروتئینی (آنزیم یا پورین) هستند، اما انواع دیگری از همولیزین‌ها مانند رامنولیپیدها و شوینده‌های بیولوژیکی (بیو سورفکتانت) نیز وجود دارد.

پورین توکسین‌ها

اعضای این خانواده پروتئین‌هایی هستند که برای ورود به غشای سلول دیگر ترشح می‌شوند و در آنجا منافذ ترا غشایی را تشکیل می‌دهند. پورین توکسین‌های PFT رایج‌ترین پروتئین‌های سیتوتوکسیک باکتریایی هستند.

بیش از 100 زیرگروه “سموم PFT” در طبیعت وجود دارد، از جمله:

• PFT کانال α-همولیزین (αHL)
• PFT کانال آئرولیزین (آئرولیزین)
• PFT بوتولینوم و کزاز (BTT)
• PFT سم سیاه سرفه (PTX)
• PFT کریستال پروتئین

بیو سورفکتانت همولیزین‌ها

بیو سورفکتانت‌ها ترکیبات فعال سطحی با خواص امولسیون کننده هستند که توسط قارچ‌ها، مخمرها و باکتری‌ها تولید می‌شوند. از فعالیت شناخته شده این مواد می‌توان به حل شدن بیوفیلم‌های میکروبی اشاره نمود. بیوفیلم مجموعه‌ای از سلول‌های میکروبی متصل به سطح است (در عمق نفوذ نمی‌کنند) که در یک ماتریکس پلیمری خارج سلولی (EPS) محصور شده‌اند.

تولید بیو سورفکتانت در چندین گونه باسیلوس دیده شده است. سورفاکتین، یک لیپوپپتید حلقوی تولید شده توسط B. subtilis، مطالعه شده‌ترین و قوی‌ترین بیو سورفکتانت است و دارای فعالیت ضدمیکروبی است.

رامنولیپید همولیزین‌ها

رامنولیپیدها دسته‌ای از بیو سورفکتانت‌ها با خواص مؤثر سطحی هستند. رامنولیپیدهای P. aeruginosa اثرات مضری بر سلول‌های یوکاریوتی دارند، گلبول‌های قرمز را لیز می‌کنند و باعث مرگ سلول‌های لکوسیت پلی‌مورفونوکلئر (PMNs) و ماکروفاژها می‌شوند.

کم‌خونی همولیتیک و سموم همولیزین

کم‌خونی همولیتیک ناشی از مواد شیمیایی و سموم، کمبود گلبول‌های قرمز خون است که زمانی رخ می‌دهد که گلبول‌های قرمز بیش از حد توسط مواد شیمیایی یا سموم خاص آسیب ببینند.

برخی از باکتری‌ها قادرند سلول‌های خونی را با فرایندی به نام همولیز تجزیه کنند. دانستن اینکه یک‌سویه باکتری قادر به انجام چه نوع همولیز است می‌تواند در شناسایی چندین نوع باکتری، به‌ویژه ارگانیسم‌های جدا شده از بافت انسانی مانند گونه‌های استرپتوکوک و استافیلوکوک مفید باشد. ازاین‌رو از محیط کشت بلاد آگار استفاده می‌شود. بلاد آگار یک محیط کشت افتراقی، حاوی 5٪ گلبول قرمز گوسفندی است که به کمک آن می‌توان باکتری‌های همولیز کننده (باکتری‌های دارای آنزیم‌هایی که به گلبول‌های قرمز خون آسیب می‌رسانند) کشت داد. مقدار همولیز شدن در تمایز جنس استافیلوکوک، استرپتوکوک و انتروکوک کاربرد دارد.

اما چرا خون گوسفندی؟

گلبول قرمز دایره ای شکل پستانداران در مغز استخوان سنتز می‌شود. پس از سنتز، فرایندی به نام انوکلئولاسیون را طی می‌کند که در آن هسته حذف می‌شود. فقدان هسته به گلبول‌های قرمز اجازه می‌دهد که هموگلوبین بیشتری داشته باشند و در نتیجه اکسیژن بیشتری را حمل کنند. عدم وجود هسته همچنین مسئول شکل دوقعر متمایز آن است که به انتشار کمک می‌کند. خون گوسفند منبع ترجیحی در بلاد آگار بوده است، زیرا گلبول‌های قرمز گوسفند به سموم همولیتیک آزاد شده توسط سلول‌های باکتریایی حساس هستند و در نتیجه باعث ایجاد مناطق همولیتیک در اطراف کلنی‌ها می‌شوند. اما از آگارهای خون 2.5 درصد سیتراته انسانی نیز برای جداسازی باکتری‌های استافیلوکوک اورئوس، استرپتوکوک دیس گالاکتیه و استرپتوکوک میتیس می‌توان استفاده کرد. همچنین برای تست حساسیت آنتی‌بیوتیکی نیز با آگار مولر-هینتون می‌توان از خون انسانی استفاده نمود.

اقسام همولیز شدگی توسط جنس استرپتوکوک

بتا همولیز، همولیز کامل است. با یک منطقه شفاف که نور به‌راحتی از آن عبور می‌کند، در پلیت مشخص می‌شود. استافیلوکوکوس اورئوس، استرپتوکوک پیوژنز و استرپتوکوک آگالاکتیه بتا همولیتیک هستند.

همولیز جزئی را آلفا همولیز می‌نامند و در پلیت کشت با یک منطقه به رنگ سبز مات شناسایی می‌شود. استرپتوکوک پنومونیه و استرپتوکوک میتیس آلفا همولیتیک هستند.

اگر همولیز اتفاق نیفتد، به آن گاما همولیز می‌گویند. هیچ تغییر رنگ خاصی در پلیت دیده نمی‌شود. استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس گاما همولیتیک است.

لازم به ذکر است که استافیلوکوکوس اورئوس اگزوتوکسین های متعددی ترشح می کند، از جمله گروهی از پلی پپتیدها که قادر به آسیب رساندن به غشای پلاسمایی سلول میزبان هستند. این پلی پپتیدها شامل سموم منافذساز [PFT: α-همولیزین و لکووسیدین های دو جزئی γ-همولیزین، لوکوسیدین پانتون ولنتاین (PVL)، LukED و LukGH/AB]، β-همولیزین (اسفنگومیلیناز خنثی) و مدولین های محلول در فنل (PSM ها، خانواده ای از پپتیدهای کوچک آمفی پاتیک) میباشند.

لازم به ذکر است که استافیلوکوکوس اورئوس اگزوتوکسین های متعددی ترشح می‌کند، از جمله گروهی از پلی‌پپتیدها که قادر به آسیب رساندن به غشای پلاسمایی سلول میزبان هستند. این پلی‌پپتیدها شامل سموم منافذ ساز [PFT: α- همولیزین و لکووسیدین های دوجزئی γ- همولیزین، لوکوسیدین پانتون ولنتاین (PVL)، LukED و LukGH/AB]، β- همولیزین (اسفنگومیلیناز خنثی) و مدولین های محلول در فنل (PSM ها، خانواده‌ای از پپتیدهای کوچک آمفی پاتیک) می‌باشند.