مقدمه

در حوزه میکروبیولوژی پزشکی، شناسایی دقیق و سریع باکتری‌های خانواده انتروباکتریاسه، اهمیت بالینی زیادی دارد؛ چرا که بسیاری از آن‌ها عامل بیماری‌های گوارشی، ادراری و سپسیس هستند. یکی از محیط‌های افتراقی مهم که در این زمینه مورد استفاده قرار می‌گیرد، محیط Lysine Iron Agar (LIA) است. این محیط توانایی باکتری در دکربوکسیلاسیون یا دآمیناسیون لایزین و تولید H₂S را ارزیابی می‌کند و اطلاعات تشخیصی ارزشمندی فراهم می‌آورد.

ترکیب و اجزای محیط LIA

محیطLIA  یک محیط نیمه‌جامد است و اجزای اصلی آن عبارت‌اند از:

• لایزین (Lysine): اسید آمینه‌ای برای بررسی توانایی دکربوکسیلاسیون و دآمیناسیون
• سدیم تیوسولفات و سولفات آهن: برای تشخیص تولید H₂S
• گلوکز: منبع قندی قابل تخمیر
• فنول قرمز: معرف pH
• پپتون و عصاره مخمر: منابع نیتروژن و ویتامین‌ها

کاربرد اصلی LIA

محیط LIA به‌ویژه برای تشخیص افتراقی بین گونه‌های سالمونلا، شیگلا و سایر انتروباکترها استفاده می‌شود. با توجه به الگوی رنگی حاصل در ته (butt) و سطح شیب‌دار (slant) محیط و همچنین وجود یا عدم وجود سیاه شدن، می‌توان به شناسایی احتمالی گونه باکتریایی پی برد.

اصول عملکرد محیط

در این محیط، سه واکنش مهم مورد بررسی قرار می‌گیرد:

1. دکربوکسیلاسیون لایزین: در صورت فعال بودن آنزیم لایزین دکربوکسیلاز، pH به دلیل تولید کاداورین قلیایی شده و محیط ته رنگ بنفش پیدا می‌کند.
2. دآمیناسیون لایزین: برخی باکتری‌ها مانند پروتئوس، لایزین را دآمینه کرده و ترکیبات اسیدی تولید می‌کنند که با سولفات آهن واکنش داده و رنگ سطح شیب‌دار را به قرمز شرابی تغییر می‌دهند.
3. تولید H₂S: برخی باکتری‌ها مثل سالمونلا، H₂S تولید می‌کنند که با آهن واکنش داده و رسوب سیاه تشکیل می‌شود.

تفسیر نتایج در محیط لایزین آیرون آگار (LIA)

تفسیر نتایج در محیط LIA بر پایه تغییر رنگ در سطح (slant) و ته‌لوله (butt) انجام می‌شود. رنگ‌ها و رسوبات ایجادشده، بیانگر واکنش‌های متابولیک مختلف باکتری‌ها هستند.

• اگر سطح و ته‌لوله هر دو به رنگ بنفش باقی بمانند  (Purple slant / Purple butt)، نشان‌دهنده دکربوکسیلاسیون لایزین است که معمولاً باکتری‌هایی مانند سالمونلا این واکنش را نشان می‌دهند. دکربوکسیلاسیون منجر به قلیایی شدن محیط می‌شود که رنگ بنفش را حفظ می‌کند.
• در حالتی که سطح بنفش و ته‌لوله زرد باشد (Purple slant / Yellow butt)، باکتری توانایی دکربوکسیلاسیون لایزین را ندارد و تنها گلوکز را تخمیر کرده است. این حالت بیشتر در اشرشیا کلای و برخی دیگر از انتروباکترها دیده می‌شود. زرد شدن ته‌لوله به‌دلیل تولید اسید از تخمیر گلوکز است.
• اگر سطح لوله قرمز مایل به بنفش و ته‌لوله زرد باشد (Red slant / Yellow butt)، به‌معنای وقوع دآمینه شدن لایزین است. در این حالت، فرآیند دآمیناسیون منجر به تولید آمونیاک و قلیایی شدن سطح می‌شود، اما چون دکربوکسیلاسیونی در ته‌لوله رخ نمی‌دهد، رنگ ته‌لوله زرد باقی می‌ماند. این الگوی رنگی معمولاً با پروتئوس میرابیلیس مرتبط است.
• در نهایت، اگر در ته‌لوله رسوب سیاه‌رنگ مشاهده شود، نشان‌دهنده تولید گاز سولفید هیدروژن (H₂S) است که با سولفات آهن واکنش داده و رسوب سیاه ایجاد می‌کند. این ویژگی معمولاً در سالمونلا و برخی سویه‌های پروتئوس دیده می‌شود. در چنین مواردی، ممکن است رنگ ته‌لوله به‌طور کامل مشخص نباشد، اما اگر کلنی در سطح بنفش بوده و رسوب سیاه نیز وجود داشته باشد، تفسیر به نفع سالمونلا خواهد بود.

نمونه‌هایی از نتایج مهم در باکتری‌های شایع

• گونه‌های سالمونلا: دکربوکسیلاسیون لایزین (+)، H₂S (+) در نتیجه بنفش با سیاه شدن انتها، سطح بنفش
• گونه‌های شیگلا: دکربوکسیلاسیون لایزین (−)، H₂S (−) درنتیجه انتها زرد، سطح بنفش

گونه‌های پروتئوس:  دآمیناسیون لایزین (+) در نتیجه سطح قرمز شرابی، ته زرد یا سیاه (در صورت H₂S مثبت)

محدودیت‌ها و نکات مهم در استفاده از LIA

• زمان انکوباسیون نباید بیش از ۱۸ تا ۲۴ ساعت شود، زیرا ممکن است واکنش‌ها وارونه شود.
• محیط باید به‌صورت شیب‌دار و ته لوله (Slant/Butt) آماده شود.
• برای افزایش دقت، بهتر است از محیط‌های مکمل مانند TSI و SIM نیز استفاده شود.

نقش LIA در تشخیص افتراقی

محیطLIA  به‌ویژه برای افتراق بین گونه‌های مشابه بسیار مؤثر است. مثلاً شیگلا و سالمونلا در محیط‌های قندی الگوهای مشابهی دارند، اما در LIA به دلیل توانایی سالمونلا در دکربوکسیلاسیون لایزین و تولید H₂S، افتراق آن‌ها به‌خوبی امکان‌پذیر است. همچنین برای شناسایی گونه‌های پروتئوس،LIA  نشان‌دهنده خاصیت دآمیناسیون آن‌هاست.

جمع‌بندی

لایزین آیرون آگار یک ابزار افتراقی قدرتمند در میکروبیولوژی است که با تحلیل الگوهای رنگی در ته و سطح و بررسی واکنش‌هایی چون دکربوکسیلاسیون، دآمیناسیون و تولید H₂S، امکان شناسایی دقیق‌تر انتروباکترها را فراهم می‌آورد. استفاده صحیح از این محیط همراه با تفسیر اصولی و آگاهانه، می‌تواند نقش مهمی در تشخیص صحیح و درمان مؤثر عفونت‌های باکتریایی ایفا کند.

منابع

Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology

Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology

Basic Laboratory Procedures in Clinical Bacteriology

Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology

Escherichia, Shigella, and Salmonella. In: Murray PR, ed. Manual of Clinical Microbiology