Informatie

Kan iemand deze micro-organismen op de microscoop identificeren?


Ik ben nieuw op dit StackExchange-forum, dus ik weet niet of dit een geschikte vraag is.

Kan iemand me alsjeblieft helpen deze micro-organismen te herkennen op deze foto die met mijn telefoon is gemaakt tijdens mijn biologieles met behulp van de microscoop.

Locatie: Kyjovka rivier (Tsjechië)

Vergroting: 200x


Hans Christian Gram: de bioloog die hielp bij het onderzoeken van bacteriën

Hans Christian Gram, de uitvinder van de Gram-kleuringstechniek, was een baanbrekende bioloog die het classificatiesysteem bedacht dat ertoe leidde dat maar liefst 30.000 officieel genoemde soorten bacteriën werden onderzocht. Hij is het onderwerp van de nieuwste Google-doodle, gemaakt ter ere van zijn geboortedatum van 13 september 1853. Gram, in samenwerking met de Duitse patholoog en microbioloog Carl Friedlander, bedacht de techniek in Berlijn in de vroege jaren 1880. Het staat nog steeds bekend als een van de belangrijkste kleurtechnieken die in de microbiologie worden gebruikt om bacteriën onder een microscoop te identificeren.

Gram druppelde eerst reagentia, een stof die is ontworpen om een ​​chemische reactie te veroorzaken, op longweefselmonsters. Hij vond verschillen in de kleuring van bacteriën waarvan nu bekend is dat het Streptococcus pneumoniae en Klebsiella pneumoniae zijn. De waargenomen verschillen Gram zijn een gevolg van de samenstelling van de bacteriële celwand. Sommige bacteriën hebben een celwand die bestaat uit peptidoglycaan, een polymeer van suiker en aminozuren. Deze "gram-positieve" bacteriecellen behouden de kleur van een vlek - meestal een complex van kristalviolet en jodium, of methyleenblauw - en zien er paars of bruin uit onder de microscoop. Anderen, die geen peptidoglycaan bevatten, zijn niet gekleurd en worden gramnegatief genoemd en lijken rood.

Zijn populariteit bereikte een hoogtepunt tussen 1940 en 1960. Pierce Gardner, universitair hoofddocent geneeskunde aan de Harvard Medical School, schreef in 1974 over de Gram-kleuring en de interpretatie ervan: "Het is ons gevoel dat de Gram-gekleurde uitstrijk moet worden beschouwd als onderdeel van de fysieke onderzoek van de patiënt met een acute bacteriële infectie en behoort tot het repertoire van alle artsen die eerstelijnszorg verlenen aan acuut zieke patiënten.”

Advertentie

Lees meer: ​​Wat is CRISPR?

Meer recentelijk is Gram-kleuring gebruikt om nieuwe antibiotica te helpen identificeren, die essentieel zijn in de strijd tegen antimicrobiële resistentie. Teixobactine – is een van de twee nieuwe antibiotica die in 2015 op de farmaceutische markt zijn uitgebracht.

Een team van de Northwestern University in Boston, Massachusetts heeft 50.000 soorten bodembacteriën gescreend op antibiotica die insecten doodden, zoals de in het ziekenhuis opgelopen infectie MRSA en de bacteriën die multiresistente tuberculose veroorzaken.

De kleuringstechniek was belangrijk omdat het scherm teixobactine identificeerde, dat lijkt in te werken op de "gram-positieve" groep bacteriën door zich te richten op een lipide op hun celwanden, samen met andere moleculen. Indien correct gebruikt, zouden de onderzoekers achter de ontdekking van teixobactine een levensvatbare behandelingsoptie voor bacteriële ziekten kunnen zijn en gedurende ten minste 30 jaar beschermd zijn tegen de dreiging van resistentie.

Hoewel het onderscheiden van bacteriën in gram-positief of -negatief fundamenteel is voor de meeste bacteriële identificatiesystemen, hebben onderzoekers betoogd dat de Gram-kleuringsmethode foutgevoelig is en "slecht gecontroleerd wordt en geen standaardisatie heeft" - iets waar Gram zelf voor waarschuwde toen zijn werk werd gepubliceerd in 1884.

Lees meer: ​​Hoe wat je eet direct van invloed is op je mentale gezondheid

'Ik heb de methode gepubliceerd, hoewel ik me ervan bewust ben dat deze tot nu toe erg gebrekkig en onvolmaakt is', merkte hij op. "Maar het is te hopen dat het in de handen van andere onderzoekers nuttig zal blijken te zijn."

De problemen met Gram's methode hebben geleid tot een zoektocht naar andere tests, en verschillende alternatieven die beweren verbeteringen te zijn zijn in de literatuur verschenen. Niettemin blijft de Gram-kleuring een van de meest uitgevoerde tests in het klinisch microbiologisch laboratorium en een fundamentele techniek bij de behandeling van bacteriële infecties en het redden van levens.


Diavoorbereiding

  • Bacteriemonster (bij voorkeur gekweekt)
  • Gedistilleerd water
  • Samengestelde microscoop
  • bunsenbrander
  • Inoculatie lus
  • Microscoop glasplaatje
  • druppelaar
  • Wasmarkeerpotlood
  • Markeer met het markeerpotlood een cirkel in het midden van een schoon objectglaasje om een ​​plek voor het uitstrijkje te markeren
  • Gebruik een schone druppelaar of de entlus (zorg ervoor dat u de lus vlamt met behulp van de bunsenbrander) plaats een druppel gedestilleerd water op de gemarkeerde plek op het objectglaasje (als het gebruikte medium bouillon is, is gedestilleerd water niet nodig)
  • Haal de entlus opnieuw door de vlam en laat afkoelen voordat u (het oppervlak van de kweek) een kleine hoeveelheid van het monster uit de buis of petrischaal met de kweek opschept (om besmetting van het resterende monster te voorkomen, haalt u de uiteinden van de buis door de vlam voordat u deze afdekt met het deksel)
  • Meng het monster voorzichtig met de druppel water op het objectglaasje om een ​​uitstrijkje te maken
  • Plaats de glijbaan op het droogrek en laat deze volledig drogen (aan de lucht drogen)
  • Fixeer het uitstrijkje door het objectglaasje meerdere keren over de vlam te bewegen (ongeveer 3 keer) - Fixeren verbetert de penetratie van de vlek in de cellen

Nieuwe microscooptechniek kan de identificatie van dodelijke bacteriën versnellen

Experimentele opstelling die werd gebruikt om lichtverstrooiingspatronen van individuele bacteriën te meten. (inzet) recent ontwikkelde compacte imaging unit die dezelfde informatie kan meten. Krediet: YoungJu Jo en YongKeun Park/KAIST

Een nieuwe manier om bacteriën snel te identificeren, die een kleine aanpassing aan een eenvoudige microscoop vereist, kan de manier veranderen waarop artsen de behandeling van patiënten benaderen die potentieel dodelijke infecties ontwikkelen en kan ook de voedingsindustrie helpen bij het screenen op besmetting met schadelijke pathogenen, aldus onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) in Daejeon, Zuid-Korea.

Deze week beschreven in het tijdschrift The Optical Society (OSA), Optica Express, omvat de nieuwe benadering het weerkaatsen van laserlicht van individuele bacteriën onder de microscoop, het maken van holografische afbeeldingen van hen, en vervolgens het gebruik van een wiskundige transformatie en computersoftware om de afbeeldingen te analyseren en te identificeren door ze te vergelijken met andere, bekende bacteriën. De software maakt gebruik van een machine learning-algoritme - het soort computers dat op beveiligingscamera's is aangesloten, mogelijk gebruiken voor geautomatiseerde gezichtsherkenning.

Als de aanpak effectief blijkt te zijn in gecontroleerde klinische onderzoeken, zou dit kunnen leiden tot een krachtige nieuwe manier om routinematig en vrijwel onmiddellijk gevaarlijke bacteriën aan het bed te identificeren - veel sneller dan de dagen die normaal nodig zijn om de microben in de laboratorium uit het bloed van een patiënt, wat nog steeds de gouden standaard is in de gezondheidszorg voor het stellen van een definitieve diagnose. Tegenwoordig wordt ook routinematig een nieuwere methode gebruikt voor het snel identificeren van bacteriën op basis van een DNA-analysetechniek die kwantitatieve polymerasekettingreactie (qPCR) wordt genoemd, maar het kan nog steeds uren duren om een ​​resultaat te retourneren, en het vereist dure monstervoorbereiding die vaak onbetaalbaar is voor routinematig gebruik in landelijke of arme omgevingen over de hele wereld.

Volgens het KAIST-team was de uitdaging om aan de klinische behoeften in ontwikkelingslanden te voldoen een van de drijfveren achter het werk. Ze wilden een goedkope methode vinden die de snelheid van qPCR zou kunnen overtreffen.

"Met behulp van holografische lasertechnieken bereikten we een snelle en labelvrije identificatie van bacteriesoorten op het niveau van een enkele bacterie met een enkelvoudige meting", zei natuurkundige YongKeun Park, die het KAIST-team leidde. "Dit betekent dat de huidige methode kan worden gebruikt als een prescreeningtest voor bacteriële diagnose op het zorgpunt voor verschillende toepassingen, waaronder medicijnen en voedselhygiëne."

"We hebben ook een compact draagbaar apparaat ontwikkeld, de zogenaamde kwantitatieve fasebeeldvormingseenheid (QPIU) (Optica Letters 39 (12), 3630-3633), om een ​​eenvoudige bestaande microscoop om te zetten in een holografische, om lichtverstrooiingspatronen van individuele bacteriën te meten, die vervolgens kunnen worden gebruikt om bacteriesoorten voor plattelandsgebieden en ontwikkelingslanden te identificeren," zei Park. "Ons team heeft plannen om volgende maand naar Tanzania te gaan voor een veldtest."

Laserlicht weerkaatst op individuele bacteriën onder de microscoop, maakt er holografische afbeeldingen van en gebruikt vervolgens een wiskundige transformatie en computersoftware om de afbeeldingen te analyseren en te identificeren door ze te vergelijken met andere, bekende bacteriën. Krediet: Young-Ju Jo en YongKeun (Paul) Park, Korea Advanced Institute of Science and Technology

Waarom snelheid belangrijk is bij infectiebeheersing

In ziekenhuizen en klinieken over de hele wereld zijn bacteriële infecties een belangrijke bron van ziekte, die vaak het herstel vertragen of de zaken veel erger maken voor mensen die worden opgenomen in klinische zorg voor routine- of spoedbehandeling. In de meest ernstige gevallen veroorzaakt bacteriële vergiftiging ernstige ziekten en syndromen zoals sepsis, meningitis, longontsteking en gastro-enteritis - die allemaal dodelijk kunnen zijn tenzij de patiënt onmiddellijke en passende behandeling krijgt.

De echte uitdaging om die infecties te bestrijden is tijd. Om hun patiënten zo goed mogelijk te kunnen behandelen, willen artsen precies weten met welke bacteriën ze besmet zijn, maar de verloren uren of dagen die zijn besteed aan het identificeren van de exacte ziekteverwekker, kunnen de weg naar herstel veel steiler maken. Sepsis kan zich bijvoorbeeld zo snel ontwikkelen dat de mortaliteit tot aan de behandeling met 9 procent per uur is gestegen. Twee dagen wachten kan de patiënt doden, voegde Park eraan toe.

Om die reden worden veel ziekenhuisinfecties vermoedelijk behandeld met breedspectrumantibiotica, voordat ze definitief worden vastgesteld. Deze krachtige combinaties van krachtige medicijnen zijn vaak effectief, maar het routinematig gebruik ervan verhoogt het risico op het ontstaan ​​van dodelijke multiresistente bacteriën.

De nieuwe QPIU-technologie belooft betere point-of-care-diagnostiek te leveren door de tijd te verkorten die nodig is om specifiek bacteriën te identificeren, die de behandeling kunnen leiden, waardoor artsen de beste beschikbare medicijnen kunnen voorschrijven om een ​​infectie te behandelen en de resultaten voor mensen met ziekenhuisopname te verbeteren. opgelopen infecties, hoewel de effectiviteit van de aanpak nog moet worden bewezen in toekomstige klinische onderzoeken.

Lichtverstrooiingspatroon van een enkele bacterie L. casei Credit: YoungJu Jo en YongKeun Park/KAIST

In hun eerste experimenten toonden Park en zijn collega's als een proof of principle aan dat ze bacteriën met hoge nauwkeurigheid konden identificeren. Ze onderzochten vier verschillende bacteriesoorten (Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Lactobacillus casei en Bacillus subtilis). De eerste drie zijn allemaal pathogenen waarvan bekend is dat ze mensen infecteren via de voedselketen of via ziekenhuisinfecties. De vierde is een onschadelijke bacterie die wordt gebruikt in laboratoriumonderzoek, maar van groot belang is omdat hij nauw verwant is aan de dodelijke Bacillus anthracis, de basis voor Anthrax.

Onder een microscoop zien alle vier deze staafachtige bacteriën er bijna identiek uit. Ze zouden vrijwel onmogelijk te onderscheiden zijn. Het KAIST-team sorteerde ze echter met behulp van het QPIU-proces met een nauwkeurigheid van meer dan 94 procent.

De techniek omvat het verstrooien van licht van de bacteriën onder de holografische microscoop en het toepassen van een wiskundige functie die bekend staat als een Fourier-transformatie op de holografische beelden. Met de Fourier-transformatie kunnen ze een duidelijk, vingerafdrukachtig lichtverstrooiingspatroon definiëren voor een bepaalde bacteriële cel. Vervolgens pasten ze de software toe die ze hadden ontworpen voor de analyse, waarbij een conventionele benadering van statistische classificatie werd gebruikt die bekend staat als machine learning - een sorteerstrategie op basis van patroonovereenkomsten die op grote schaal is gebruikt in toepassingen zoals gezichtsherkenningssoftware. Dit was de eerste keer dat iemand machine learning had toegepast op Fourier Transform-lichtverstrooiingsgegevens, zei Park.

Ze willen nu hun aanvankelijke werk uitbreiden om te zien of ze onderscheid kunnen maken tussen verschillende soorten bacteriële subgroepen - om de meest resistente of virulente stammen te identificeren van de onschadelijke.

De nieuwe methode helpt niet alleen in de kliniek, maar kan ook nuttig zijn in de voedingsindustrie of voor toepassingen op het gebied van binnenlandse veiligheid. In principe zou de aanpak opgeschaald kunnen worden naar screening op besmet voedsel of verdachte verpakkingen.


Studie-informatie

Studie gepubliceerd op: 6 maart 2019

Studie auteur(s): Lenka Raabova, Lubomir Kovacik, Josef Elster, & Otakar Strunecky

De studie is gedaan op: Universiteit van Ss. Cyril en Methodius, Trnava, Slowakije Comenius Universiteit in Bratislava, Slowakije Academie van Wetenschappen van de Tsjechische Republiek, Trebon, Tsjechië Universiteit van Zuid-Bohemen, Ceske Budejovice, Tsjechië The Institute of Technology and Business, Ceske Budejovice, Tsjechië


Soorten pathogenen

Om plantenziekten effectief te diagnosticeren, is het noodzakelijk om de biologie te begrijpen van de micro-organismen die ze veroorzaken: schimmels, bacteriën en virussen.

Schimmels

Wind verspreidt vaak veel schimmelpathogenen. Sporen kunnen door de wind kilometers ver worden meegevoerd. Opspattend water, afkomstig van regen of irrigatie, zal ook schimmelsporen van plant naar plant verplaatsen. Schimmels die in de bodem leven, kunnen van plant naar plant gaan door langs vermengde wortels te groeien of uit aangetaste plantenresten in de bodem. Sommige schimmels (bijv. Rhizoctonia) kunnen lange tijd alleen overleven zonder gastheer door in plantenresten of grond te leven. Schimmels kunnen ook worden verspreid door menselijke activiteit, door verplaatsing van reeds zieke planten of door het gebruik van besmet tuingereedschap. Hoewel schimmels een plant kunnen binnendringen via de natuurlijke openingen (bijvoorbeeld huidmondjes) of door wonden, kunnen ze ook rechtstreeks door de cuticula van de plant doordringen.

Bacteriën

Bacteriën zijn eencellige micro-organismen die zo klein zijn dat ze alleen met een krachtige lichtmicroscoop kunnen worden gezien (Figuur 4). De meeste plantpathogene bacteriën produceren geen sporen. Hoewel sommige bacteriën een tijdje in de bodem kunnen overleven in rottend plantaardig materiaal, hebben ze meestal een gastheer nodig om te overleven.

Bacteriën zijn afhankelijk van externe middelen voor verspreiding van plant tot plant. Opspattend water (irrigatie, windgedreven regen) is het belangrijkste middel waarmee bacteriën worden verspreid (Figuur 5). Een ander belangrijk verspreidingsmiddel is door menselijk contact. Veel bacteriële ziekten kunnen eenvoudig worden verspreid door een geïnfecteerde plant aan te raken en vervolgens een gezonde plant aan te raken met handen of snoeigereedschap. Bacteriën kunnen de cuticula van planten niet binnendringen, maar moeten de plant binnendringen via een wond of natuurlijke opening om ziekte te veroorzaken. Speciale subgroepen van bacteriën hebben een insectengastheer nodig voor verspreiding en toegang tot de plant. Een voorbeeld hiervan is de citrusziekte Huanglongbing (ook bekend als HLB of citrus greening).

Virussen

Virussen zijn de kleinste van de drie pathogenen die hier worden beschreven en kunnen alleen worden gezien met een elektronenmicroscoop (Figuur 6). Ze zijn opgebouwd uit genetisch materiaal (RNA of DNA), dat meestal in een eiwitmantel is gewikkeld. Ze moeten een levende gastheer hebben om zich voort te planten, omdat ze bij het voortplantingsproces plantaardige gastheercellen gebruiken. De meeste schimmels en bacteriën planten zich onafhankelijk van de plantgastheer voort. Virussen worden meestal van zieke naar gezonde planten verspreid door insecten, maar kunnen ook worden verspreid door mijten, nematoden, schimmels en zelfs mensen. Het organisme dat het virus verspreidt, wordt een vector genoemd. In Florida worden de meeste virussen overgedragen door insecten, voornamelijk bladluizen of witte vlieg.

Houd er rekening mee dat alle eerder beschreven plantpathogenen (zelfs sommige virussen) kunnen worden verspreid op besmette gereedschappen en apparatuur. Daarom is het erg belangrijk om de managementaanbevelingen op te volgen die zijn beschreven in: Richtlijnen voor identificatie en beheer van plantenziekten: deel III. Beheer van plantenziekten (https://edis.ifas.ufl.edu/MG443).


Waar wordt een samengestelde microscoop voor gebruikt?

De meeste mensen denken aan een biologische microscoop als ze de term samengestelde microscoop horen. Dit is waar dat een biologische microscoop een samengestelde microscoop is. Maar er zijn ook enkele andere soorten samengestelde microscopen. Een biologische microscoop kan ook een helderveld- of doorvallend-lichtmicroscoop worden genoemd.

Een fasecontrastmicroscoop is een samengestelde microscoop die gebruik maakt van een speciale fasecontrastobjectief en een faseschuif of fasecondensor om contrast in een monster naar voren te brengen zonder het monster te hoeven kleuren. Fasecontrastmicroscopen worden gebruikt om naar bacteriën of bloedcellen te kijken. U kunt hier meer leren over fasecontrast.

Een polariserende microscoop is een ander type samengestelde microscoop. Polarisatiemicroscopen gebruiken zowel een analysator als een polarisator om het licht kruiselings te polariseren en verschillen in de kleuren in het optische pad van het onderzochte monster op te pikken. Polariserende samengestelde microscopen worden gebruikt om chemicaliën in de farmaceutische industrie te onderzoeken en petrologen en geologen gebruiken polariserende microscopen om mineralen en dunne plakjes gesteente te onderzoeken.

Een metallurgische microscoop is een samengestelde microscoop die licht kan hebben doorgelaten en gereflecteerd, of alleen gereflecteerd licht. Dit gereflecteerde licht schijnt door de objectieflens naar beneden. Metallurgische samengestelde microscopen worden specifiek gebruikt in industriële omgevingen om monsters te bekijken met een hoge vergroting (zoals metalen) die geen licht doorlaten. Metallurgische microscopen kunnen ook gebruik maken van donkerveldmicroscopie, een specifieke techniek die een monster terugbelicht om specifieke kenmerken van het monster te benadrukken, zoals haarscheurtjes in metaal of gebreken in edelstenen.

Fluorescentiemicroscopen en DIC (differentieel interferentiecontrast) zijn andere soorten samengestelde microscopen. Dit zijn biologische microscopen die verschillende lichtgolflengten gebruiken om een ​​monster te fluoresceren om het monster te bestuderen.


Toon/verberg woorden om te weten

bacteriën: eencellige, microscopisch kleine organismen die overal op aarde groeien en zich vermenigvuldigen. Ze kunnen nuttig of schadelijk zijn voor dieren. meer

Glazuur: een harde, witte substantie die werkt als een beschermende laag. De buitenkanten van menselijke tanden zijn glazuur. meer

Klier: een orgaan dat materialen vrijgeeft voor gebruik op bepaalde plaatsen in het lichaam of aan de buitenkant van het lichaam. meer

Gewelddadig: onvriendelijk of moeilijk.

Microbe: een levend wezen dat zo klein is dat je een microscoop nodig hebt om het te zien. meer

Microbioom: de gemeenschap van micro-organismen die in en/of op uw lichaam leven.

Bacteriën onder ons, op ons en in ons

Triljoenen bacteriën en andere microben leven overal aan de buitenkant en in het menselijk lichaam. Al met al worden deze microben het menselijke microbioom genoemd. Veel soorten bacteriën hebben een slechte reputatie. Ze veroorzaken allerlei ziekten en kwalen. Maar andere soorten bacteriën doen veel nuttige dingen in het lichaam.

Wetenschappers schatten dat ieder van ons 10 keer meer bacteriële cellen draagt ​​dan alle cellen waaruit het menselijk lichaam bestaat. Op onze huid leven veel soorten bacteriën. Overal in ons lichaam leven bacteriën - er zit ook veel in onze mond. Ze leven in ons speeksel. En sommige bacteriën leven zelfs onder onze oogleden op het oppervlak van onze ogen. Het grootste aantal bacteriën leeft echter in onze ingewanden.

Bacteriën in onze darmen: gezonde darm is gezond lichaam

Ons lef is belangrijk. De darm omvat de maag, dunne darm en dikke darm. Samen vormen deze stukjes een groot deel van het spijsverteringsstelsel. Wetenschappers weten dat de darm een ​​enorme impact heeft op elk menselijk lichaamssysteem. Sommige deskundigen zeggen dat maar liefst 70 procent van het immuunsysteem daadwerkelijk in de darmen leeft.

De menselijke darm herbergt meer dan 100 biljoen micro-organismen. Deze enorme menigte omvat meer dan 400 soorten bacteriën. Sommige zijn goed. Sommige zijn niet zo goed. En sommige zijn ronduit lelijk en smerig. Goede bacteriën in de darm zijn belangrijk. Ze spelen een sleutelrol om het lichaam soepel en efficiënt te laten werken. Nare bacteriën kunnen je ziek maken. Ze kunnen ziekten en infecties veroorzaken. Gelukkig zijn de meeste bacteriën in je op dit moment onschadelijk. Ze leven vredig zij aan zij met de cellen van je lichaam.

Bacteriën in onze maag

Onze magen zijn gevuld met krachtig zuur. Het zuur helpt bij het verteren van al het voedsel dat we eten. De meeste levende wezens kunnen niet overleven in zuur. Dat omvat de meeste microben.

Toch kunnen sommige soorten bacteriën overleven in de vijandige omgeving van de maag. Heliobacter pylori zijn bacteriën in de vorm van strakke spiralen. Wetenschappers weten dat deze microbe zich kan hechten aan de celwand van de maag. Het kan maagzweren veroorzaken en kan een oorzaak zijn van maagkanker. Wetenschappers onderzoeken nog steeds welke rol deze bacterie kan spelen in ons spijsverteringsproces.

Bacteriën in onze mond

Het aantal en type bacteriën op een bepaald deel van het lichaam verschilt van persoon tot persoon. In onze mond leven veel bacteriën. Ze leven op onze tong en op onze tanden. Bacteriën maken deel uit van een plakkerige substantie die plaque wordt genoemd. Je poetst je tanden om de tandplak te verwijderen. Als je niet goed poetst, verhardt de tandplak tot een stof die tandsteen wordt genoemd. Tandartsen noemen het calculus. Deze zelfde bacteriën scheiden zuur af dat tandglazuur kan oplossen. Dit kan gaatjes en tandbederf veroorzaken. Deze bacteriën zitten altijd in je mond, maar het is belangrijk om naar de tandarts te gaan zodat je oude aanslag kunt opruimen.

Bacteriën in onze ogen

Sommige bacteriën leven zelfs op de cellen die de binnenkant van onze oogleden en het oppervlak van onze ogen vormen. Die celvoering wordt het bindvlies genoemd. Klieren in onze ogen maken constant vocht aan. Die vloeistof houdt het bindvlies vochtig. Wanneer we knipperen, wassen de oogleden bacteriën, stof en andere schadelijke stoffen weg van het oppervlak van onze oogbollen. Onze tranen bevatten ook chemicaliën die ervoor zorgen dat bacteriën niet uit de hand lopen.

Bacteriën in onze longen

De longen zijn een belangrijk onderdeel van ons ademhalingssysteem. We moeten lucht inademen om zuurstof in ons bloed te krijgen. Maar lucht is altijd gevuld met microben. Onze longen hebben ingebouwde manieren om bacteriën en andere schadelijke microben te verwijderen. Speciale cellen produceren slijm, een dikke, kleverige substantie die bacteriën vasthoudt.

Andere speciale cellen verplaatsen het slijm altijd uit de longen. Als u hoest of niest, kunt u miljoenen slijmdruppels in de lucht spuwen. Dat slijm zit vol met bacteriën. Daarom is het altijd belangrijk om je mond te bedekken als je hoest of niest.

Bacteriën op onze huid

Onze huid fungeert als een barrière. Het zorgt ervoor dat vervelende, ziekteverwekkende microben niet in ons lichaam kunnen komen. Er leven echter veel bacteriën in ons haar, op onze hoofdhuid en over elke vierkante centimeter van onze huid. Sommige leven op het huidoppervlak. Sommige leven diep tussen de vele lagen van onze huid.

Veel bacteriën worden gevonden in de buurt van de kleine klieren die olie en zweet produceren. Deze klieren voorzien de bacteriën van water en voedingsstoffen om te groeien en zich voort te planten. Op zichzelf heeft menselijk zweet geen geur. De bacteriën die in de buurt van zweetklieren leven, spelen een rol bij het produceren van lichaamsgeur. Het is waar, bacteriën kunnen je laten stinken.


Bacteriekenmerken

Bacteriën zijn eencellige organismen. Ze missen organellen zoals chloroplasten en mitochondriën, en ze hebben niet de echte kern die in eukaryote cellen wordt gevonden. In plaats daarvan bevindt hun DNA, een dubbele streng die continu en cirkelvormig is, zich in een nucleoïde. De nucleoïde is een onregelmatig gevormd gebied dat geen kernmembraan heeft. Bacteriën hebben ook een celmembraan en een celwand die vaak gemaakt is van peptidoglycaan. Samen worden het celmembraan en de celwand de celenvelop genoemd. Veel bacteriën hebben een celwand nodig om te overleven.

Voortplanting vindt plaats door binaire splitsing, wat de splitsing van een bacteriële cel is nadat deze een bepaalde grootte heeft bereikt. Bacteriën planten zich ongeslachtelijk voort, dus de twee dochtercellen die het resultaat zijn van binaire splitsing hebben hetzelfde DNA als de oudercel. Sommige bacteriën kunnen echter ook onderling genetisch materiaal uitwisselen in een proces dat horizontale genoverdracht wordt genoemd. Bij deze methode zijn twee reeds bestaande bacteriën betrokken, het is geen vorm van overdracht van ouder op kind.


De theorie van biogenese versus spontane generatie

De ontdekking van micro-organismen riep intrigerende vragen op: waar kwamen deze microscopische vormen vandaan? Waar komen deze diertjes vandaan? Aristoteles formuleerde eerst het idee dat uit organische materie nieuw leven zou kunnen voortkomen. Duizenden jaren lang stelde het idee van spontane generatie dat organismen, zoals kleine wormen, spontaan konden ontstaan ​​uit niet-levend materiaal. Dit idee begon in ongenade te vallen door het werk van Francesco Redi. In een eenvoudig maar significant experiment (1668) toonde hij aan dat wormen die op rottend vlees worden aangetroffen, afkomstig zijn van de eieren van vliegen, en niet rechtstreeks van het rottende vlees, zoals voorstanders van spontane generatie geloofden. Om dit te bewijzen, bedekte hij eenvoudig de container met rottend vlees met gaas dat fijn genoeg was om te voorkomen dat vliegen de container binnendringen om hun eieren te leggen. Er verschenen wormen op het oppervlak van het gaas, maar niet op het vlees. Misschien verwoordde Redi (1668, p. 26) het het beste toen hij zei:

Ik zal mijn overtuiging uitspreken dat de aarde, nadat ze in het begin de eerste planten en dieren heeft voortgebracht op bevel van de Allerhoogste en Almachtige Schepper, nooit enige soorten planten of dieren heeft voortgebracht, perfect of onvolmaakt en alles wat we weten in vroegere of huidige tijden die ze heeft voortgebracht, kwamen uitsluitend voort uit de ware zaden van de planten en dieren zelf, die dus, door middel van hun eigen, hun soort behouden. Aanhangers van spontane generaties verklaarden dat het leven zou kunnen verschijnen zonder de hand van God, wat sceptische wetenschappers ertoe aanzette deze ijle doctrine te bestuderen.

Ondanks Redi's overtuigende bevindingen, was het idee van spontane generatie nog steeds moeilijk om volledig te weerleggen. Een reden hiervoor was dat het door Redi gebruikte gaas de ontwikkeling van micro-organismen (bacteriën en schimmels) op het vleesoppervlak niet kon voorkomen. Nieuw bewijs van Leeuwenhoek hielp onthullen dat deze microben onder de microscoop verval veroorzaakten. Bovendien worden maden, vlooien en dergelijke gevormd door biogenese en niet door "spontane generatie". Het was Leeuwenhoek (niet Redi) die bewees dat dergelijke insectenwezens uit eieren komen (zoals te zien met zijn microscoop).

Leeuwenhoek bleef bewijzen verzamelen voor biogenese, hij kon eerst bacteriën en protozoa in regenwater aantonen. Hij was ook in staat om volledige levenscycli voor wormen, vlooien en andere insecten te laten zien. Toen Leeuwenhoek de fijne kneepjes van micro-organismen bestudeerde, ontdekte hij dat elk een 'ouder' had - dat wil zeggen dat elke levensvorm altijd uit een ander leven voortkwam. Hij zou Redi's bewijs dat spontane generatie niet mogelijk was, goed ondersteunen. Het zou echter pas in 1864 duren voordat Pasteur het definitieve bewijs van biogenese zou leveren, ongeveer 200 jaar nadat het debat was begonnen (Gillen en Sherwin 2007).


Deze microscopisch kleine mijten leven op je gezicht

Je hebt vrijwel zeker dieren die op je gezicht leven.

Je ziet ze niet, maar ze zijn er wel. Het zijn microscopisch kleine mijten, achtpotige wezens die veel op spinnen lijken. Bijna ieder mens heeft ze. Ze brengen hun hele leven door op onze gezichten, waar ze eten, paren en uiteindelijk sterven.

Voordat u extra sterke gezichtsreiniger gaat kopen, moet u weten dat deze microscopisch kleine bedelaars waarschijnlijk geen serieus probleem zijn. Ze kunnen heel goed bijna volledig onschadelijk zijn. Bovendien kunnen ze, omdat ze zo gewoon zijn, onze geschiedenis in ongeëvenaard detail onthullen.

Er zijn twee soorten mijten die op je gezicht leven: Demodex folliculorum en D. brevis.

Het zijn geleedpotigen, de groep die dieren met scharnierende poten omvat, zoals insecten en krabben. Omdat het mijten zijn, zijn hun naaste verwanten spinnen en teken.

Wetenschappers weten al heel lang dat mensen gezichtsmijten bij zich hebben

Demodex mijten hebben acht korte en stompe poten in de buurt van hun hoofd. Hun lichamen zijn langwerpig, bijna wormachtig. Onder een microscoop zien ze eruit alsof ze door olie zwemmen, niet erg ver en ook niet erg snel.

De twee soorten leven op enigszins verschillende plaatsen. D. folliculorum verblijft in poriën en haarzakjes, terwijl D. brevis nestelt zich het liefst dieper, in je vettige talgklieren.

Vergeleken met andere delen van uw lichaam heeft uw gezicht grotere poriën en meer talgklieren, wat kan verklaren waarom de mijten daar vaak leven. Maar ze zijn ook elders gevonden, waaronder het genitale gebied en op borsten.

Wetenschappers weten al heel lang dat mensen gezichtsmijten bij zich dragen. D. folliculorum werd gespot in menselijk oorsmeer in Frankrijk in 1842.

U kunt ongeveer twee mijten per wimper hebben

In 2014 werd duidelijk hoe alomtegenwoordig ze zijn. Megan Thoemmes van de North Carolina State University in Raleigh en haar collega's ontdekten, net als eerdere studies, dat ongeveer 14% van de mensen zichtbare mijten had. Maar ze vonden ook Demodex DNA op elk gezicht dat ze hebben getest.

Dat suggereert dat we ze allemaal hebben, en waarschijnlijk in vrij grote aantallen. "Het is moeilijk te speculeren of te kwantificeren, maar een kleine populatie zou misschien in de honderden zijn", zegt Thoemmes. "Een hoge mijtenpopulatie zou duizenden zijn." Anders gezegd, je hebt misschien ongeveer twee mijten per wimper.

De populaties kunnen van persoon tot persoon verschillen, dus u kunt er veel meer hebben dan uw buurman of veel minder. U kunt ook meer mijten aan de ene kant van uw gezicht hebben dan aan de andere.

Toch is het niet duidelijk wat de mijten van ons krijgen. Om te beginnen weten we niet zeker wat ze eten.

"Sommige mensen denken dat ze de bacteriën eten die met de huid worden geassocieerd", zegt Thoemmes. "Sommigen denken dat ze de dode huidcellen opeten. Sommigen denken dat ze de olie uit de talgklier eten."

Het is nooit bekend dat ze elkaar opeten

Thoemmes en haar collega's kijken momenteel naar de micro-organismen die in de darmen van de mijten leven. Dat zou kunnen helpen bij het bepalen van hun dieet.

We weten ook niet veel over hoe ze zich voortplanten. Andere soorten mijten doen allerlei dingen, van incest en seksueel kannibalisme tot matricide en broedermoord. Maar tot nu toe lijkt het Demodex zijn iets minder extreem.

"Het is nooit bekend dat ze elkaar opeten", zegt Thoemmes. "Het lijkt erop dat ze 's nachts naar buiten komen om te paren en dan teruggaan naar hun poriën."

Het enige wat we weten zijn hun eieren.

"We hebben een gevangen Demodex een ei leggen op camera", zegt Thoemmes. De video staat op YouTube.

Vrouwelijk Demodex mijten leggen hun eieren rond de rand van de porie waarin ze leven. Maar ze leggen waarschijnlijk niet veel.

"Hun eieren zijn vrij groot, een derde tot de helft van hun lichaam, wat zeer metabolisch veeleisend zou zijn", zegt Thoemmes. "Ze zijn zo groot dat ze waarschijnlijk een voor een leggen, omdat ik me niet kan voorstellen dat er meer dan één in hun lichaam past op basis van de grootte."

Over objecten gesproken die Demodex uit hun lichaam moeten duwen, hebben deze mijten ook geen anus.

Ze moeten nog steeds poepen, dus er wordt gezegd dat ze aan het einde van hun leven 'ontploffen' met afval. However, that's "a bit of an over-exaggeration", says Thoemmes.

All their waste builds up over time and then there's one large flush of bacteria

They do save it all up until death, though. When a Demodex dies, its body dries out and all the built-up waste degrades on your face.

"It's not an exploding action necessarily, but it's true that all their waste builds up over time and then there's one large flush of bacteria," says Thoemmes. "It's not just coming in discrete units over time, it's a lot built up that comes out."

That may sound terrible. But surprisingly, it looks as though these mites are not harmful.

"I would think that they're not harming us in a way that's detectable," says Thoemmes. "If we were having a strong negative response to their presence, we'd be seeing that in a greater number of people."

People suffering from rosacea tend to have more Demodex mites

The one thing they have been linked to is a skin problem called rosacea. This mainly affects people's faces, and begins with flushing before sometimes progressing to permanent redness, spots, and sensations of burning or stinting.

Studies have found that people suffering from rosacea tend to have more Demodex mites. Instead of 1 or 2 per square centimetre of skin, the number rises to 10 to 20.

But that doesn't mean the mites cause the problem.

"The mites are involved in rosacea, but they're not causing it, "says Kevin Kavanagh of Maynooth University in Ireland. In a study published in 2012, he concluded that the root cause was changes in people's skin.

Our skin gradually changes over the years, for instance due to ageing or exposure to the weather. This alters the sebum, an oily substance produced by the sebaceous glands that helps keep our skin moist.

When the mites die, they release their internal contents

Demodex are thought to eat the sebum, and the change in its makeup may cause a population boom. "This causes irritation in the face, just because there are so many mites around," says Kavanagh.

There also seems to be a link between rosacea symptoms and the big flush of bacteria released when a mite dies.

"When the mites die, they release their internal contents," says Kavanagh. "This contains a lot of bacteria and toxins that cause irritation and inflammation."

There may also be a link with the immune system, which normally protects us against infections. Thoemmes says the mites have been found to be particularly abundant on people with immune deficiencies, such as AIDS or cancer.

"I think mites are exploding because you're having an immune response to something else," she says. "Rosacea is another response to that."

For most people, most of the time, they're harmless

It's still not clear what sort of relationship we have with our Demodex mites. We can be sure they are not parasites, which take things from us and cause harm in the process.

The relationship might instead be commensal, meaning that they do take something from us but not in a way that normally causes harm. For most people, most of the time, they're harmless.

They may even be beneficial. For instance, they may clear dead skin off our faces or eat harmful skin bacteria.

But suppose you really wanted to get rid of them. Could you?

Although there are therapies that kill Demodex mites, we can't get rid of them forever.

They rebound after about six weeks, says Kavanagh. "We pick them up from people who we are in contact with. We pick them up from sheets, pillows, towels. There's good evidence that we transmit them between each other."

We may pick up Demodex very early in life

It looks as if there is something special on our faces that they need. Even if you kill them off, you're going to get them again, because they're everywhere and they want to be on your face.

In line with that we may pick up Demodex very early in life. "Demodex mites have been found in mammary tissue," says Thoemmes. As a result, she suspects they travel from mother to baby, perhaps through breast-feeding or even at birth.

We may then pick up a few more from the people we know as we grow older. Thoemmes's study found more mite activity on adults over 18 than on 18-year-olds.

It also seems our species has carried Demodex mites for a long time.

Humans have long had a close relationship with domestic dogs

Thoemmes speculates it might be "since we evolved from our hominid ancestors". That would mean we've been carrying these animals for 20,000 years.

We might have picked them up from other animals. D. brevis is particularly similar to a species that lives on dogs. Humans have long had a close relationship with domestic dogs, and with their wild relatives, wolves. Thoemmes suggests our ancestors "lived closely with them, for hunting purposes or that kind of thing", and picked up the mites as a result.

As well as our relationships with animals, the mites could reveal a lot about our relationships with each other. Their genes contain clues to our history.

When Thoemmes looked at the mites' DNA, she found that mites collected from Chinese populations were distinctly different from those collected from North and South American populations.

Because these differences exist, studying the mites could tell us how our distant ancestors migrated around the planet, and reveal which modern populations are most closely related.

"We might be able to figure out human associations&hellip we weren't able to figure out or see before," says Thoemmes.

She is particularly interested in finding out about the colonisation of Central and South America. "There's been a lot of speculation as to which populations of humans colonised Brazil and inter-bred," she says.

Demodex could also allow us to peer much further back in time, and investigate how we evolved. If they've lived with us for so long, it is possible our immune systems have changed as a result. These little mites may have helped shape how we respond to disease.

Our bodies are seething with microorganisms

"They most certainly have an effect on us, as we do on them," says Thoemmes. "We could be having immune responses to them, which could have been having an effect on our health and immune systems."

For now, this is all speculation. But even if none of these ideas pay off, the story of Demodex is a reminder that we humans are home to a multitude of species.

Some, such as head lice and fleas, hop aboard occasionally, or only live on certain populations. Others, like Demodex and the microorganisms in our guts, are with all of us throughout our lives. Our bodies are seething with microorganisms: they make up 90% of our cells.

There is a simple lesson here. You are not just you: you are a walking, talking community, an entire ecosystem held within one body.


Bekijk de video: Wat is het verschil tussen een virus en een bacterie? (Januari- 2022).