معرفی محیط هکتون انتریک آگار؛ اصول کاربرد و نحوه استفاده در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی
مقدمه
تشخیص دقیق عوامل بیماری‌زا در نمونه‌های بالینی، یکی از مهم‌ترین اهداف آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی است. برای این منظور استفاده از محیط‌های کشت انتخابی و افتراقی که توانایی جداسازی و شناسایی سریع و دقیق میکروب‌ها را داشته باشند، ضروری است. محیط هکتون انتریک آگار یا HEA یکی از محیط‌های کشت انتخابی و افتراقی است که عمدتاً در شناسایی باکتری‌های گرم منفی روده‌ای، به ویژه سالمونلا و شیگلا، کاربرد دارد. این باکتری‌ها از مهم‌ترین عوامل عفونت‌های روده‌ای در جهان هستند که باعث بیماری‌هایی همچون سالمونلوز و شیگلوز می‌شوند. استفاده از محیط HEA در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی، موجب تسهیل و تسریع در تشخیص این عوامل شده و در نهایت به درمان به موقع بیماران کمک می‌کند. در این مقاله به بررسی کامل این محیط کشت، ترکیبات، مکانیسم عملکرد، کاربردهای بالینی، نحوه استفاده و تفسیر نتایج خواهیم پرداخت.
ترکیبات محیط هکتون انتریک آگار
محیط هکتون انتریک آگار از مواد مختلفی تشکیل شده است که هر یک نقش خاصی در انتخابی و افتراقی بودن محیط دارند:
- پپتون و عصاره گوشت: منبع اصلی نیتروژن، آمینو اسیدها و مواد مغذی پایه برای رشد باکتری‌ها.
- لاکتوز، ساکارز، و سیترات: قندهای قابل تخمیر که توسط برخی باکتری‌ها به اسید تبدیل می‌شوند. این تغییر pH باعث تغییر رنگ محیط می‌شود.
- بیسموت آمیونیوم: یک ترکیب انتخابی که به شدت رشد باکتری‌های گرم مثبت و برخی از باکتری‌های گرم منفی غیرمرتبط را مهار می‌کند.
- تیوسولفات سدیم: منبع سولفور که باکتری‌های تولیدکننده سولفید هیدروژن (H2S) از آن استفاده می‌کنند و باعث تشکیل کلونی‌های سیاه رنگ می‌شود.
- آبی بروموتیمول و بروموفنول بلو: رنگ‌زاهای pH که تغییر رنگ محیط را در حضور اسید یا قلیا نشان می‌دهند.
- نمک‌ها و مواد بافر: برای حفظ pH مناسب و استحکام محیط کشت.
این ترکیبات باعث می‌شود محیط هکتون انتریک آگار به صورت انتخابی عمل کند، یعنی تنها باکتری‌های مورد نظر بتوانند به خوبی رشد کنند و سایر میکروارگانیسم‌ها محدود شوند. همچنین، محیط قابلیت افتراق باکتری‌ها را بر اساس توانایی تخمیر قندها و تولید H2S فراهم می‌کند.
مکانیسم عملکرد محیط هکتون انتریک آگار
محیط HEA بر اساس دو ویژگی کلیدی انتخابی و افتراقی عمل می‌کند:
- انتخابی بودن: وجود بیسموت آمیونیوم و برخی مواد دیگر باعث مهار رشد باکتری‌هایی مانند باکتری‌های گرم مثبت و برخی گرم منفی‌های غیر مرتبط می‌شود. این ویژگی کمک می‌کند که رشد سالمونلا و شیگلا که باکتری‌های گرم منفی روده‌ای هستند، تسهیل شود.
- افتراقی بودن: استفاده از سه نوع قند (لاکتوز، ساکارز و سیترات) باعث می‌شود باکتری‌هایی که این قندها را تخمیر می‌کنند، اسید تولید کنند و pH محیط را کاهش دهند. این کاهش pH موجب تغییر رنگ محیط به زرد یا نارنجی می‌شود. همچنین، باکتری‌هایی که سولفید هیدروژن تولید می‌کنند، کلونی‌هایی با مرکز سیاه روی محیط تشکیل می‌دهند.
تفسیر نتایج
- سالمونلا: کلونی‌های سالمونلا معمولاً آبی رنگ تا آبی-سبز هستند که در مرکز کلونی‌ها نقاط سیاه رنگ (تولید H2S) دیده می‌شود.
- شیگلا: کلونی‌های شیگلا به رنگ آبی یا سبز بدون تولید H2S هستند و اسید تولید نمی‌کنند، بنابراین رنگ محیط تغییر نمی‌کند.
- اشرشیا کلی و باکتری‌های تخمیرکننده لاکتوز: این باکتری‌ها با تولید اسید رنگ محیط را به زرد یا نارنجی تغییر می‌دهند.
- سایر باکتری‌های گرم منفی: معمولاً رشد کمی دارند یا کلونی‌های بی‌رنگ ایجاد می‌کنند.
کاربردهای بالینی محیط هکتون انتریک آگار
محیط HEA کاربردهای مهمی در تشخیص عفونت‌های روده‌ای دارد، که مهم‌ترین آنها عبارتند از:
- شناسایی سالمونلا و شیگلا: از عوامل شایع اسهال خونی و عفونت‌های گوارشی که در کشورهای در حال توسعه و توسعه یافته باعث مرگ و میر قابل توجهی می‌شوند.
- تشخیص سریع و دقیق باکتری‌های روده‌ای: در نمونه‌هایی مثل مدفوع، ترشحات مقعدی و برخی نمونه‌های بالینی دیگر.
- پشتیبانی از تحقیقات اپیدمیولوژیک: برای ردیابی و کنترل شیوع بیماری‌های عفونی گوارشی.
- کمک به انتخاب درمان: با شناسایی دقیق نوع باکتری، پزشکان می‌توانند درمان‌های هدفمندتری را تجویز کنند.
روش کشت و کار آزمایشگاهی
نمونه‌های کلینیکی باید سریعاً و در شرایط مناسب به آزمایشگاه منتقل شوند تا از خشک شدن و از بین رفتن باکتری‌ها جلوگیری شود. مراحل کشت روی محیط هکتون انتریک آگار به شرح زیر است:
- آماده‌سازی محیط: محیط به صورت پلیت‌های آماده شده یا محیط خشک قابل حل در آب تهیه می‌شود.
- کشت نمونه: با استفاده از لوپ استریل، نمونه مدفوع یا ترشحات روی سطح محیط پخش می‌شود.
- انکوباسیون: پلیت‌ها در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به مدت 18 تا 24 ساعت در شرایط هوازی قرار می‌گیرند.
- بررسی کلونی‌ها: پس از انکوباسیون، کلونی‌ها از نظر رنگ، شکل و خصوصیات دیگر بررسی و تفسیر می‌شوند.
- انجام تست‌های تکمیلی: در صورت لزوم، برای تایید هویت باکتری‌ها تست‌های بیوشیمیایی، ایمونولوژیکی و مولکولی انجام می‌شود.
مزایا و محدودیت‌های محیط هکتون انتریک آگار
مزایا:
- انتخابی و افتراقی بودن بالا برای سالمونلا و شیگلا
- توانایی تشخیص تولید H2S و تفکیک باکتری‌ها
- کاربرد گسترده و استاندارد در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی
- کمک به تشخیص سریع و درمان به موقع بیماران
محدودیت‌ها:
- امکان رشد کم یا عدم رشد سویه‌های خاصی از باکتری‌ها
- نیاز به تجربه برای تفسیر صحیح نتایج
- نتایج غیرقطعی در برخی موارد و نیاز به آزمایش‌های تکمیلی
- حساسیت کمتر نسبت به روش‌های مولکولی جدید
نکات مهم در استفاده از محیط هکتون انتریک آگار
- نمونه باید به سرعت و در شرایط مناسب ارسال شود تا از تغییر فلور میکروبی جلوگیری شود.
- انکوباسیون باید دقیقاً در دمای استاندارد انجام شود.
- تفسیر کلونی‌ها باید توسط تکنسین‌های آموزش‌دیده و با تجربه صورت گیرد.
- در موارد مشکوک، انجام تست‌های تکمیلی لازم است.
- رعایت اصول ایمنی زیستی در تمام مراحل کشت الزامی است.
نتیجه‌گیری
محیط هکتون انتریک آگار یکی از محیط‌های کشت انتخابی و افتراقی مهم در میکروب‌شناسی است که نقش کلیدی در تشخیص سریع و دقیق عفونت‌های روده‌ای ایفا می‌کند. ترکیبات خاص این محیط به مهار رشد باکتری‌های غیرمرتبط و تشویق رشد سالمونلا و شیگلا کمک می‌کند و با قابلیت افتراقی آن، امکان شناسایی اولیه و تفکیک این باکتری‌ها فراهم می‌شود. استفاده بهینه از این محیط همراه با آزمایش‌های تکمیلی می‌تواند به بهبود روند تشخیص و درمان بیماران کمک کند. با توجه به اهمیت بالای تشخیص عفونت‌های روده‌ای در بهداشت عمومی، محیط هکتون انتریک آگار همچنان به عنوان یکی از ابزارهای استاندارد و قابل اعتماد در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی باقی می‌ماند.
منابع
Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method
Escherichia, Shigella, and Salmonella (Manual of Clinical Microbiology)
Differentiation of Salmonellae by means of agars containing bismuth sulphite, brilliant green and other substances
Media for isolation-cultivation-identification-maintenance of medical bacteria
Human colonic biota studied by ribosomal DNA sequence analysis
Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology