الاستفادة التطبيقية من الكائنات الدقيقة

المجالات الحديثه للبكتيريا التطبيقيه
تنتشر البكتيريا فى الطبيعه فى كل مكان تقريبا فهى توجد فى التربه وفى المياه العذبه والمالحه وفى اعماق البحار ومياة الينابيع الساخنه وفى الثلوج القطبيه كما يحملها الهواء الى طبقات الجو العليا . وهى اكثر انتشارا فى الاماكن التى يتوفر فيها الغذاء والرطوبه والحراره المناسبه لنموها وتكاثرها ونظرا لان هذه الظروف هى نفسها الظروف التى يعيش فيها الانسان لذا فاننا نتواجد بين اعداد ضخمه من البكتيريا مثل الهواء الذى نتنفسه والغذاء الذى ناكله وعلى جلد الانسان والحيوان وفى قناته الهضميه ونظرا لوجود البكتيريا باعداد كبيره وفى معظم الاوساط الطبيعيه فانها تحدث فى تلك الاوساط بعض التغيرات كثيرها نافع وقليلها ضار . فالنشاط البكتيرى المتسع والمتعدد يتراوح من التاثير على خصوبة التربه الى انتاج مواد نافعه .الى احداث امراض للنبات والحيوان والانسان لذلك فاننا نجد ان المجالات التطبيقيه لعلم الميكروبيولوجى عديده منها ميكروبيولوجيا الهواء والاوساط المائيه ومياة الشرب والمخلفات والاراضى والاغذيه والالبان والصناعه والطب والنبات والفضاء وستناول بالعرض مجالين هما المجال الطبى والمجال البيئى

اولا المجال الطبى :
يقول الدكتور لطفى عبد الحليم فى بحث بعنوان ( البكتيريا قد تكون مفيده احيانا ) : ان شغل الامهات الشاغل فى كل مكان هو تدمير البكتيريا وصناعة منتجات التنظيف التى تقلل من تواجدها كما ان دعاة التخلص التام من البكتيريا قد يكونوا مخطئين كما يقول العالم Stanley Falkow احيائى الكائنات الدقيقه بجامعة Stanford ففى بحث له يصور الفكره الاثره بان البكتيريا العصيه قد يكون لها فوائد صحيه ويستشهد فوكاو بمثال لبكتيريا H.PYLORI والتى تسبب قرح وسرطانات المعده فان الماء النظيف والبسطره الجيده قد خفض من تفشى الاصابه ب H.PYLORI فهل من الممكن ان تكون

هناك اصابه عصيه توفر حمايه فى نفس الوقت وظل فولكاو يدرس هذه الظاهره مع بكتيريا H.PYLORI وبكتيريا Salmonella فوجد انه عند اصابة الفئران بهذه البكتيريا تبدى استجابه التهابيه للاصابه ثم تسكن هذه الاستجابه وتبقى معهم بقية حياتهم وفى نفس الوقت تكسب الجهاز المناعى استجابه مستمره وهذا لا يعنى ان جهاز المناعه قد فشل ولكن البكتيريا تلاعبت به بطريقه تجعله غير قابل للتخلص منها وعند ازالة الاصابه بمضاد حيوى فان الفئران تكون عالية التاثر لاستعادة الاصابه والتى تتطور لتحدث المرض مره اخرى.لذا فان الوجود المستمر لهذه البكتيريا فى المجتمع البشرى قد يكون مفيدا للعائل نفسه والسبب فى ذلك ان جهاز المناعه يتسامح مهعا ويعطيه المقاومه لاشياء اخرى

دور البكتيريا فى عملية الهضم :
تساهم بكتيريا BACTEROIDES فى عملية الهضم وذلك بالمساعده فى تحليل المواد الغذائيه واضافة بعض الفيتامينات والمواد الاخرى فقد اكد دكتور لورى كوميستوك ان معلوماتنا عن طريقة عمل البكتيريا النافعه فى امعاء الثديات محدوده واضاف بانها تستطيع تحليل انواع كثيره من النباتات عديدة التسكر اللازمه للحصول على الطاقه والتى لا تستطيع الامعاء تحليلها دون مساعدة البكتيريا وهذه الاكتشافات يمكن ان تستخدم على المدى الطويل فى تطوير المواد الحيويه لعلاج المشاكل الحيويه مثل تقرحات القولون
البكتيريا تخفف حالات الكزيما عند الاطفال
توصل باحثون فى فنلندا الى ان اعطاء الاطفال البكتيريا المعويه المفيده خلال مرحلة الفطام يساعد فى تخفيف اعراض اصابتهم بالتهاب الجلدى الذى يعرف بالاكزيما واعراضه : تتراوح من اشكال بسيطه حيث يكون الجلد جافا وساخنا ومثيرا للحكه الى اشكال شديده حيث تتكسر الطبقات الجلديه وتنسلخ

وتنزف واشار العلماء الى انها قد تكون وراثيه وان الاشخاص المصابون بها تكون حساسيتهم اكبر للمؤثرات التحسسيه فى البيئه التى تكون غير مؤذيه للاخرين ولاحظ الباحثون بعد تحليل عينات براز 21طفلا مصابا بالاكزيما وجود مستويات اقل من البكتريا المؤذيه عند الاطفال الذين تم اعطائهم البكتريا الحيويه المفيده فى الحليب بينما زادت عند الاطفال الذين لم يتلقوا هذه الكائنات وقد فسر العلماء هذه الدراسه التى سجلتها المجله الهضميه المتخصصه ان وجود البكتريا المؤذيه يرتبط بوجود مستويات اعلى من المركب الكيميائى (امينوجلوبيولينE) الذى يشير الى تهيج واستثارة الجهاز المناعى فى الجسم وتركيزاته العاليه ترتبط بالامراض التحسسيه مثل حمى القش والربو والاكزيما واكد الباحثون ان اعطاء الاطفال الرضع البكتريا الحيويه يمنع زيادة مستويات البكتريا المؤذيه وهو املر مرتبط جزئيا بالية عملها فى تخفيف اعراض الاكزيما حيث انها تغير الوسط البيئى للقناه الهضميه
انتاج البكتريا للمواد الطبيه
تستخدم البكتريا فى انتاج العديد من المركبات الطبيه مثل فيتامين B وفيتامين K وهرمون الانسولين ومادة الانترفيرون وحمض اللاكتيك والانزيمات الهاضمه للسليلوز والبروتين وكذلك بعض المنتجات الدوائيه مثل البنسلين والذى يرجع اكتشافه للعالم الكسندر فليمنج حيث كان مهتما بالجروح والعدوى فلاحظ ان الكثير من المطهرات تؤذى خلايا الجسم اكثر مما تؤذيها البكتريا نفسها لذا فالمطلوب هو ماده تقضى على البكتريا وفى نفس الوقت لا تؤذى الجسم فاهتدى الى ماده اطلق عليها ليسوزيم هذه الماده يفرزها الجسم البشرى وهى خليط من اللعاب والدموع وهى لا تؤذى خلايا الجسم وتقضى على الميكروبات ولكنها لا تقضى على الضار منها وفى عام1928 تعرضت احدى المزلرع البكتيريه وتسممت فلاحظ فلمنج ان البكتريا تذوب حول الفطريات فى المزرعه التى اعدها فى المعمل واستنتج من ذلك ان البكتريا تفرز ماده حول الفطريات قاتله للبكتريا العقوديه التى تعيش على جلد الانسان فاطلق

على هذه الماده البنسلين-اى العقار المستخلص من العفونه- وهى ماده غير سامه للانسان او الحيوان الا ان عدد قليل من الناس لديهم حساسيه ضد استخدامه ولكنه يفيد فى علاج الكثير من الامراص مثل الزهرى والسيلان والحمى القرمزيه والدفتريا والتهابات المفاصل والالتهاب الرئوى وتسمم الدم وامراض العظام والسل والغرغرينه وغيرها

البكتريا المغناطيسيه
يمكن استخدام البكتريا التى تنتج جزيئات مغناطيسيه صغيره لغرض صنع ادويه تستقر فى مناطق محدده فى الجسم حيث تاتى الجزيئات جاهزه وملفوفه فى غشائها البيولوجى الذاتىويمكن ربط الجزيئات بسهوله ثم يوجه الاطباء الادويه الى منطقه معينه من الجسم باستخدام المغناطيس وبالتالى نقلل من التاثيرات الجانبيه المضره للعلاج بالمواد الكيميائيه فمثلا تنتج بكتيريا MAGNETOSPRILLUM MAGNETOTACTICUM جزيئات مغناطيسيه مشهوره باسم الصدا وهى صغيره جدا تكفى للعبور خلال ابره تعطى تحت الجلد وهى تستخدم جزيئات الصدا لتوجيه حركاتها حيث تصطف الجزيئات فى سلسله داخل الخلايا سامحه للبكتيريا بالتحسس بالمجال المغناطيسى الارضى لتمييز الاعلى من الاسفل ويمكن استخدام هذه التقنيه لمعالجة امراض موضعيه معينه كتصلب الشرايين ومن المعوقات المواجهه لهذه البكتيريا هى صعوبة تربية هذا النوع كما ان انتاج الجزيئات المغناطيسيه بكمبات كبيره ليس امرا مضمونا ولكن التعديلات الوراثيه يمكن ان تستخدم لخلق سلاله اكثر نشاطا فلقد حدد علم الجينات مجموعة الجينات المسئوله عن انتاج الجزيئات التى يمكن نقلها الى انواع اخرى من البكتيريا

ثانيا المجال البيئى :
احتل علم الميكروبيولوجى مكانا بارزا بين العلوم التى تلعب دور مؤثر فى حياة المجتمع واصبح فى تزايد مستمر اذ اخذ علم الميكروبيولوجى يسهم بالكثير فى علوم الحياه الاساسيه منها العلوم البيئيه فلعبت البكتيريا دور فى تحليل جثث الكائنات الميته لتتغذى عليها وبذلك تعمل على تحويل المركبات العضويه النعقده الى مركبات بسيطه يستفيد منها النبات لصنع مواد غذائيه جديده وبذلك تتخلص البيئه من الجثث المتراكمه كما ان بعض البكتيريا لها القدره على التهام بقع الزيت لتتغذى عليها وبذلك تخلص البيئه من التلوث باثار النفط وخاصة فى البحار والمحيطات

البكتيريا المحبه للحديد :
عندما غرقت السفينه العملاقه تايتانيك فى اولى رحلاتها تحولت المركبه الى مقبره رقدت داخلها جثث جميع الركاب غير ان القدر شاء ان تتحول السفينه الى مصدر حياه لكائنات اخرى اجتذبها حطام السفينه بمجرد ان استقرت فى اعماق البحر ففى بادئ الامر جاءت الى السفينه افواج من كائنات ميكروسكوبيه اخذت تقتات على بقايا الطعام الموجود فى السفينه حتى نفذ فتحولت هذه الكائنات البحريه لاكل حطام السفينه نفسه كما اوضحت الفحوص والتجارب ان هذه البكتيريا المحبه للحديد يمكن ان تكون مفيده عند استخدامها فى التخلص من كميات الحديد الموجوده فى المياه الجوفيه التى يمتنع عنها الناس لاحتوائها على كميات من الحديد تضر بالصحه كما ان لها وطيفه صناعيه باضافتها الى الاسمنت الطبيعى لتحسين اداؤه ومؤخرا تم هندسة هذه الكائنات لتصنيع منتجات مثل البولىميرات والمواد الخافضه للتوتر السطحى الخاص بالسوائل المذابه والتى يمكن استخدامها فى اغراض طبيه

البكتريا كسلاح بيولوجى:
*تعريف السلاح البيولوجى:-
هو الانتاج المقصود لكائنات حيه تسبب الامراض سواء كانت بكتريا او سموم ناتجه من العمليات الحيويه لهذه الكائنات والتى تتسبب فى احداث امراض لدى كائنات حيه اخرى مثل الانسان والحيوان والنبات ويمكن استخدام هذه الكائنات بصورتها الطبيعيه ومن اهم امثلتها الصفرا والجمره الخبيثه والتيفود والطاعون والكوليرا او يمكن ان يتم تطبيق تكنولوجيا الهندسه الوراثيه لتطوير هذه الكائنات مثل زيادة قدرة الاصابه لديها او اضافة صفه جديده الى خواصها
*مميزات السلاح البيولوجى:-
سلاح رخيص الثمن لانه يمكن انتاجه من مزرعه بكتيريه فى معمل

لا تحتاج الى خبره كبيره فى التصنيع ولكنها تحتاج للدقه والحذر
يمكن انتاج كميات كبيره منها ببساطه لانها تتكاثر بسرعه فائقه
يصعب التحكم فيها بعد اطلاقها لذا يجب الحذر فى وسائل التامين
تخزين هذه الاسلحه يختلف لانها كائنات حيه دقيقه معرضه للموت و التثبيط
السلاح البيولوجى يتدخل فى نجاحه عوامل طبيعيه كالرياح والامطار
*الشروط الواجب توافرها فى البكتريا المستخدمه كسلاح بيولوجى:-
سهولة زراعته واكثاره على نطاق واسع
ان يكون ثابت لا يتغير فى تركيبه او خواصه او قدرته على الاماته تحت ظروف التخزين
ان يكون مقاوم للظروف الجويه
ان يتوافر له علاج مناسب
ان يكون انتقائى ومتخصص بحيث يصيب افراد معينه

وهناك بعض التوقعات بعد ان تم اكتشاف الخريطه الجينيه للانسان ان يتم صنع الاسلحه البيولوجيه الموجه الى نوع معين من البشر عن طريق تحديد صفات جينيه معينه توجد فى جنس محدد بحيث تكون هذه الصفه اشبه بالمفتاح فلا يعمل الميكروب الا عند ارتباطه بهذا الجين ومن اشهر البكتريا المستخدمه كسلاح بيولوجى : الجمره الخبيثه وبكتريا التسمم الغذائى وبكتريا الطاعون