الاختبارات البيوكيميائية: أنواعها ، ما هي أهميتها - مادة الاحياء - 2026

و الاختبارات الكيميائية الحيوية في علم الأحياء المجهرية ويتم تنفيذ مجموعة من المواد الكيميائية الاختبار إلى الكائنات الدقيقة الموجودة في عينة من أجل تحديد لهم. وعادة ما تكون هذه الكائنات الدقيقة عبارة عن بكتيريا. هناك عدد كبير من الاختبارات البيوكيميائية المتاحة لطبيب الأحياء الدقيقة.

ومع ذلك ، فإن اختيار هذه الاختبارات يعتمد على النتائج الأولية ، مثل نمط صبغة جرام وسمات النمو ، والتي تسمح بتعيين البكتيريا في فئة معينة. تعتمد الاختبارات الكيميائية الحيوية بشكل أساسي على الخصائص الأيضية لكل نوع من أنواع البكتيريا.

ليست كل البكتيريا لها نفس الخصائص ، لذلك يتم فحص ما إذا كانت تمتلك أي إنزيم معين عن طريق إضافة الركيزة وانتظار حدوث التفاعل. عادةً ما يتم تحديد هذا التحديد من خلال تغيير اللون أو الرقم الهيدروجيني في وسط الثقافة.

غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى أقل من 15 اختبارًا كيميائيًا حيويًا لتحديد موثوق للبكتيريا وصولاً إلى مستوى الأنواع. يمكن أن يؤدي إجراء المزيد من الاختبارات البيوكيميائية إلى زيادة الثقة في تحديد الهوية.

يتم إجراء معظم هذه الاختبارات الكيميائية الحيوية على مصل الدم أو بلازما الدم. ومع ذلك ، يمكن إجراؤها أيضًا على إفرازات بيولوجية أخرى مثل: البول والسائل النخاعي والسائل الجنبي والبراز وغيرها.

تصنيف

يمكن تصنيف الاختبارات البيوكيميائية إلى 3 مجموعات:

عالمي

إنها الاختبارات التي يمكن إجراؤها على أي عينة والتي توجه عالم الأحياء الدقيقة في الاختبارات الكيميائية الحيوية التالية التي يجب إجراؤها للحصول على هوية موثوقة.

مثال

اختبار الكاتلاز وأوكسيديز.

التفاضل

هي الاختبارات التي يتم إجراؤها لتحديد الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في العينة وصولاً إلى مستوى الأنواع.

يتم تحديد الهوية بناءً على نتائج مجموعة من الاختبارات ، حيث إن النتائج الفردية ليست مفيدة بما يكفي لتحديد الهوية.

مثال

اختبارات IMViC واختبارات استخدام السكر.

محدد

إنها اختبارات محددة لمجموعة معينة من الأنواع أو الأنواع الفرعية. يتم إجراء هذه الاختبارات بشكل عام للتأكيد أو التحديد على مستوى الأنواع الفرعية. الاختبارات الفردية مفيدة في حد ذاتها.

مثال

اختبار γ-Glutamyl aminopeptidase.

أنواع الاختبارات البيوكيميائية

اختبار الكاتلاز

اختبار الكاتلاز هو اختبار لإثبات وجود إنزيم الكاتلاز عن طريق تكسير بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين وماء. تضاف كمية صغيرة من البكتيريا إلى قطرة من بيروكسيد الهيدروجين (3٪) على الشريحة.

اختبار الكاتلاز هو اختبار بسيط يستخدمه علماء الأحياء الدقيقة للمساعدة في تحديد أنواع البكتيريا ولتحديد قدرة بعض الميكروبات على تكسير بيروكسيد الهيدروجين عن طريق إنتاج إنزيم الكاتلاز.

إذا لوحظت فقاعات الأكسجين ، فهذا يعني أن البكتيريا لديها إنزيم الكاتلاز ، لأنه يحفز تحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين وماء. ثم يقال أن الكائن الحي إيجابي الكاتلاز (مثل Staphylococcus aureus).

اختبار أوكسيديز

يستخدم هذا الاختبار لتحديد الكائنات الحية الدقيقة التي تحتوي على إنزيم السيتوكروم أوكسيديز (مهم في سلسلة نقل الإلكترون). يستخدم عادة للتمييز بين عائلات Enterobacteriaceae و Pseudomadaceae.

ينقل أوكسيديز السيتوكروم الإلكترونات من سلسلة نقل الإلكترون إلى الأكسجين (متقبل الإلكترون النهائي) ويقلله إلى ماء. يتم توفير المتبرع بالإلكترون الاصطناعي وجزيئات المستقبل في اختبار أوكسيديز.

عندما يتأكسد المتبرع بالإلكترون بفعل السيتوكروم أوكسيديز ، يتحول الوسط إلى اللون الأرجواني الداكن ويعتبر نتيجة إيجابية. الكائنات الحية الدقيقة Pseudomonas aeruginosa هي مثال على بكتيريا أوكسيديز إيجابية.

اختبار مانيتول أجار (MSA) المملح

هذا النوع من الاختبارات انتقائي وتفاضلي. سيختار MSA الكائنات الحية القادرة على العيش في بيئات ذات تركيزات عالية من الملح ، مثل أنواع Staphylococcus على عكس أنواع Streptococcus ، التي يتم إعاقة نموها في ظل هذه الظروف.

المكون التفاضلي في هذا الاختبار هو سكر المانيتول. الكائنات الحية القادرة على استخدام المانيتول كمصدر للغذاء ستنتج منتجات ثانوية للتخمير ، وهي حمضية وبالتالي تخفض درجة الحموضة في الوسط.

تؤدي حموضة الوسط إلى تحول مؤشر الأس الهيدروجيني ، أحمر الفينول ، إلى اللون الأصفر. من أمثلة أنواع البكتيريا التي يمكن تمييزها بهذه الطريقة: المكورات العنقودية الذهبية (إيجابية لأنها تخمر المانيتول) والمكورات العنقودية البشروية (سلبية لأنها لا تخمر المانيتول).

اختبار تجلط الدم

Coagulase هو إنزيم يساعد على تجلط بلازما الدم. يتم إجراء هذا الاختبار على أنواع البكتيريا موجبة الجرام وإيجابية الكاتلاز للتعرف على المكورات العنقودية الذهبية (إيجابية تجلط الدم). في الواقع ، يعتبر تجلط الدم عامل ضراوة لهذه الأنواع البكتيرية.

من المحتمل أن يؤدي تكوين الجلطة حول العدوى التي تسببها هذه البكتيريا إلى حمايتها من البلعمة. يعتبر هذا الاختبار مفيدًا جدًا عندما تريد التمييز بين المكورات العنقودية الذهبية وأنواع المكورات العنقودية الأخرى التي تعتبر سلبية لتجلط الدم.

اختبار اليورياز

يستخدم هذا الاختبار لتحديد البكتيريا القادرة على تحليل اليوريا بالماء ، باستخدام إنزيم اليورياز. يستخدم عادة لتمييز جنس المتقلبة عن البكتيريا المعوية الأخرى.

ينتج التحلل المائي لليوريا الأمونيا كأحد منتجاتها. تزيد هذه القاعدة الضعيفة من الرقم الهيدروجيني للوسط فوق 8.4 ويتغير مؤشر الأس الهيدروجيني (أحمر الفينول) من الأصفر إلى الوردي. مثال على بكتيريا اليورياز الإيجابية هو Proteus mirabilis.

ما هي الاختبارات البيوكيميائية؟

تستخدم الاختبارات البيوكيميائية في علم الأحياء الدقيقة لتشخيص الأمراض التي تسببها الميكروبات ومراقبة العلاجات التي يتم إجراؤها لمكافحتها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامها لفحص الأمراض المعدية والتنبؤ بها.

يقدم التحديد الكيميائي الحيوي للكائنات الدقيقة فكرة عما تستطيع هذه الكائنات الدقيقة القيام به ، حيث يمكن التمييز بين سلالات مختلفة من نفس النوع من خلال ملامح كيميائية حيوية محددة.

تُعلم الاختلافات في أنشطة الإنزيم المحددة البيئة أو علم وظائف الأعضاء أو الموائل الطبيعية للكائن الحي ، والتي يمكن اعتبارها في بعض الحالات معلومات مهمة.

أهمية

تساعد الاختلافات الهيكلية في شكل وحجم وترتيب البكتيريا قليلاً في عملية تحديد الهوية ، لأن هناك العديد من أنواع البكتيريا المتشابهة في الشكل والحجم والترتيب.

لهذا السبب ، يعتمد تحديد البكتيريا بشكل أساسي على الاختلافات في أنشطتها الكيميائية الحيوية.

لكل نوع من أنواع البكتيريا مجموعة محددة جيدًا من الأنشطة الأيضية المختلفة عن جميع الأنواع الأخرى. هذه "البصمات" الكيميائية الحيوية هي خصائص تتحكم فيها إنزيمات بكتيرية.

وبالتالي ، فإن الاختبارات الكيميائية الحيوية مهمة لأنها تساعد الباحث على تحديد مسببات الأمراض الموجودة في العينة بشكل صحيح ، وبهذه الطريقة ، لتكون قادرًا على التوصية بالعلاج المناسب للمريض.

المراجع

1. بيكيت ، ج. ، ووكر ، س. وراي ، ب. (2010). الكيمياء الحيوية السريرية (الطبعة الثامنة). وايلي بلاكويل.
2. كلارك ، بي إتش ، وكوان ، إس تي (1952). طرق الكيمياء الحيوية لعلم الجراثيم. مجلة علم الأحياء الدقيقة العامة ، 6 (1952) ، 187-197.
3. جاو ، إيه ، ميرفي ، إم ، سريفاستافا ، آر ، كوان ، ر. ، سانت ، دي ، أورايلي ، ج. (2013). الكيمياء الحيوية السريرية (الطبعة الخامسة). العلوم الصحية Elsevier.
4. غولدمان ، إي وغرين ، إل (2008). كتيب عملي لعلم الأحياء الدقيقة (الطبعة الثانية). اضغط CRC.
5. هاريجان ، و. (1998). طرق المختبر في علم الأحياء الدقيقة الغذائي (الطبعة الثالثة). الصحافة الأكاديمية.
6. فاسانثاكوماري ، ر. (2009). علم الأحياء الدقيقة العملي. منشورات BI Pvt Ltd.