اندوتوکسین در آب-آزمایش میکروبی آب

بررسی اهمیت وجود اندوتوکسین در آب

امروزه دسترسی به آب آشامیدنی سالم یکی از جدی ترین بحران‌های سلامت و کیفیت آب در جهان می‌باشد. بر طبق آمارهای سازمان بهداشت جهانی، آب مورد مصرف در جهان از هر 5 نفر برای یک نفر ناسالم بوده و منجر به مرگ می‌شود.

در دو دهه ی گذشته بیشترین تحقیقات بر روی آلاینده‌های آب انجام شده و اقداماتی جهت حذف این آلودگی‌ها انجام گردیده در صورتی‌که اقدامات بهداشتی برای مواجهه با عوامل بیولوژیک بیماری‌زا کمتر مورد توجه قرار گرفته است. اما در طی سال‌های اخیر رفع عوامل بیولوژیک بسیار حائز اهمیت شده است.

در این تحقیق به بررسی یکی ازاین عوامل بیولوژیکی به نام اندوتوکسین پرداخته می‌شود.

ساختار اندوتوکسین

میکروارگانیسم ها از جمله باکتری های گرم منفی در ساختار دیواره ی سلولی خود بخشی به نام لیپوپلی ساکارید (LPS) دارند که این بخش، اندوتوکسین نامیده می‌شود.اندوتوکسین در غشای خارجی باکتری‌های گرم منفی از دو بخش لیپیدA و یک بخش پلی ساکاریدی تشکیل شده است.

ساختار لیپید A از دی ساکارید گلوکزآمین فسفریله همراه با اسید چرب بلند زنجیره 14 کربنه تشکیل شده است. قسمت مرکزی پلی ساکاریدی در تمام باکتری‌ها یکسان ولی در هر گونه، ترکیب واحدهای تکراری پلی ساکاریدی منحصر به فرد می‌باشد.

لیپوپلی ساکارید با پیوندهای هیدروفوب به غشاء خارجی باکتری‌های گرم منفی متصل می‌باشد و بخاطر این اتصال محکم، تنها پس از مرگ و تجزیه باکتری از آن جدا می‌شو. بعد از آزاد شدن، لیپوپلی ساکارید به دو قسمت لیپید A و پلی ساکارید تجزیه شده و این قسمت لیپید A می‌باشد که خاصیت سمّی و کشندگی اندوتوکسین را ایجاد می‌کند. قسمت پلی ساکارید جدا شده نیز همان آنتی ژن O باکتری می‌باشد.

اندوتوکسین به حرارت مقاوم می‌باشد و می‌تواند دمای 121 درجه سانتیگراد را به مدت یک ساعت و 60 درجه را تا چندین ساعت تحمل کند.

مکانیسم بیماریزایی

لیپوپلی ساکارید در جریان خون ابتدا به پروتئین‌های در گردش متصل شده و سپس با گیرنده‌های روی سلول‌های ایمنی واکنش می‌دهد و باعث آزادسازی سایتوکاین‌ها شده و اختلالاتی چون تب و انعقاد داخل عروقی را ایجاد می‌کند و در نهایت به مرگ منجر می‌شود.

به طور دقیق‌تر ترکیب لیپوپلی ساکاریدی می‌تواند سلول‌های تک هسته ایی از جمله ماکروفاژها و ومونوسیت‌ها را تحریک کند و به‌عنوان فاکتور بیماری‌زایی باعث فعال کردن سلول‌های ایمنی تنظیم کننده (T-Regulator) به وسیله‌ی اتصال به گیرنده TLR (Toll Like Receptor) که در سطح ماکروفاژها و سلول‌های اندوتلیال وجود دارند شود. به دنبال این فرآیند حد واسط‌های التهابی دیگر مانند TNF-α و IL-1B تولید شده و متعاقب آن اختلالات نام برده مانند تب و…را ایجاد می‌کند.

آزمون تشخیص اندو توکسین

سطح اندوتوکسین را می‌توان باآزمون LAL(Limulus Amebocyte Lysate) اندازه‌گیری کرد.

برای انجام این آزمون از سلول‌های خونی (آمبوسیت) خرچنگ نعل اسبی استفاده می‌شود. به طوری‌که اندوتوکسین فاکتوری را در این سلول‌ها فعال کرده و باعث فرآیند انعقادی می‌گردد. لازم به ذکر است که این سلولها تمایل بسیار زیادی به مقادیر کم اندوتوکسین ازخود نشان داده‌اند به همین خاطر گزینه‌ی مناسبی جهت تشخیص این سمّ در آب می‌باشد.

به دلیل اهمیتی که اندوتوکسین در سلامت آب آشامیدنی دارد، تحقیقات زیادی بر روی میزان اندوتوکسین در آب‌های تصفیه خانه‌ها انجام شده که بطور خلاصه در یکی از این تحقیقات، نتایج حاصل از نمونه‌برداری در دو فصل تابستان و پاییز از آب خام ورودی و آب خروجی از واحد کلرزنی، زلال سازی و فیلتراسیون نشان داد که میزان غلظت اندوتوکسین در فصل پاییز پایین تر از فصل تابستان در همان نقاط می‌باشد و مجموع غلظت اندوتوکسین پس از عبور از فرآیندهای تصفیه 34 درصد کاهش یافته است.