सूक्ष्मजीव विज्ञान: व्याख्या सहित अभ्यास प्रश्न

1सूक्ष्मजीवों की दुनिया

सूक्ष्मजीव विज्ञान उन जीवों का अध्ययन है जो सूक्ष्मदर्शी के बिना देखने के लिए बहुत छोटे हैं। उनमें से अधिकांश हानिरहित या उपयोगी हैं: आपकी आँत के जीवाणु भोजन पचाने में मदद करते हैं और हानिकारक सूक्ष्मजीवों को दूर रखते हैं।

जो सूक्ष्मजीव रोग पैदा करता है वह रोगजनक है। मुख्य समूह संरचना में भिन्न होते हैं, और संरचना तय करती है कि आप उनका उपचार कैसे करेंगे:

• जीवाणु बिना केंद्रक वाली एककोशिकीय जीव (प्रोकैरियोट) हैं, लगभग 1–5 माइक्रोमीटर लंबे। उनके अपने राइबोसोम और आमतौर पर एक कोशिका भित्ति होती है, इसलिए प्रतिजैविक उन्हें निशाना बना सकते हैं।
• विषाणु कोशिकाएँ नहीं हैं। वे प्रोटीन आवरण (कैप्सिड) के भीतर DNA या RNA हैं, लगभग 20–300 नैनोमीटर, और वे केवल पोषी कोशिका के भीतर ही बढ़ सकते हैं। प्रतिजैविक उन पर काम नहीं करते।
• कवक में केंद्रक होता है (यूकैरियोट)। इनमें Candida जैसे यीस्ट शामिल हैं, जो थ्रश पैदा करता है, और फफूँद।
• परजीवियों में प्रोटोज़ोआ शामिल हैं, जैसे Plasmodium, जो मलेरिया पैदा करता है, और कृमि (हेल्मिंथ), जैसे फ़ीताकृमि और गोलकृमि।
• प्रियॉन गलत तरीके से मुड़े प्रोटीन हैं जिनमें कोई DNA या RNA होता ही नहीं। वे क्रॉयट्ज़फ़ेल्ट–जैकब रोग जैसे दुर्लभ मस्तिष्क रोग पैदा करते हैं।

2जीवाणु: आकार, अभिरंजन और अतिजीविता

जीवाणुओं का वर्णन पहले आकार से किया जाता है: कोकस गोल होते हैं, बैसिलस छड़ जैसे और स्पाइरिलम सर्पिल। गुच्छों में कोकस स्टैफ़िलोकोकाई की विशेषता है; शृंखलाओं में कोकस स्ट्रेप्टोकोकाई की।

ग्राम अभिरंजन जीवाणुओं को उनकी कोशिका भित्ति के आधार पर छाँटता है:

• ग्राम-धनात्मक जीवाणुओं की मोटी पेप्टिडोग्लाइकन भित्ति क्रिस्टल वायलेट रंजक को बनाए रखती है। वे बैंगनी रंगते हैं।
• ग्राम-ऋणात्मक जीवाणुओं की पतली भित्ति और एक बाहरी झिल्ली होती है। वे रंजक खो देते हैं और गुलाबी प्रति-अभिरंजक ले लेते हैं। बाहरी झिल्ली में अंतःविष (लिपोपॉलिसैकेराइड) होता है और वह कई प्रतिजैविकों को भीतर नहीं आने देती।
• Mycobacterium tuberculosis की भित्ति मोमी होती है और वह ग्राम से कम रंगता है। उसे अम्ल-स्थायी अभिरंजन (ज़ीहल–नीलसन) से दिखाया जाता है।

जीवाणु ऑक्सीजन की ज़रूरत में भी भिन्न होते हैं। अनिवार्य वायवीय को उसकी ज़रूरत होती है, अनिवार्य अवायवीय उससे मर जाते हैं (उदाहरण के लिए Clostridium), और वैकल्पिक अवायवीय उसके साथ या बिना बढ़ते हैं।

जीवाणु द्विखंडन से प्रजनन करते हैं: एक कोशिका दो में बँट जाती है। कुछ, जैसे Clostridium और Bacillus, अंतःबीजाणु बनाते हैं: कठोर सुप्त रूप जो गर्मी, सूखे और अल्कोहल से बच जाते हैं।

कई जीवाणु बहिर्विष छोड़ते हैं, विशिष्ट प्रभाव वाले प्रोटीन। टिटनेस विष मांसपेशियों में ऐंठन पैदा करता है; हैज़ा विष पानी जैसे दस्त।

जीवाणु प्रतिजैविकों का प्रतिरोध कर सकते हैं, उदाहरण के लिए दवा को नष्ट करने वाला एंज़ाइम बनाकर (बीटा-लैक्टामेज़), उसे बाहर पंप करके (उत्प्रवाह पंप) या उसका लक्ष्य बदलकर। प्रतिरोध के जीन जीवाणुओं के बीच जा सकते हैं।

3संक्रमण कैसे फैलता है और हम उसे कैसे रोकते हैं

संक्रमण के लिए संक्रमण शृंखला चाहिए। किसी भी कड़ी को तोड़ने से वह रुक जाता है:

1. कारक: स्वयं रोगजनक।
2. भंडार: जहाँ वह रहता है, जैसे कोई व्यक्ति, जानवर, पानी या मिट्टी।
3. निकास द्वार, जैसे खाँसी, रक्त या मल।
4. संचरण का तरीका: संपर्क (हाथ), बूँदें, वायु-जनित कण, भोजन और पानी (मल–मुख) या मच्छर जैसा वाहक।
5. प्रवेश द्वार, जैसे मुँह, घाव या मूत्र कैथेटर।
6. एक संवेदनशील पोषी, उदाहरण के लिए बिना प्रतिरक्षा वाला व्यक्ति।

उद्भवन अवधि संक्रमण से पहले लक्षणों तक का समय है। जो रोग जानवरों से मनुष्यों में जाता है वह जूनोसिस है। मूल प्रजनन संख्या R0 पूरी तरह संवेदनशील समष्टि में एक मामले द्वारा संक्रमित लोगों की औसत संख्या है।

अस्पतालों में फैलाव के विरुद्ध हाथ की स्वच्छता सबसे प्रभावी अकेला उपाय है। अल्कोहल रब बीजाणुओं को नहीं मारता, इसलिए Clostridioides difficile के संपर्क के बाद आप साबुन और पानी से धोते हैं।

निर्जमीकरण बीजाणुओं समेत सभी सूक्ष्मजीवों को मारता है, उदाहरण के लिए लगभग 121 °C पर दाब में भाप वाले ऑटोक्लेव में। विसंक्रमण वस्तुओं पर सूक्ष्मजीवों को घटाता है पर बीजाणु छोड़ सकता है। प्रतिरोधी निर्जमीकरण (एंटीसेप्सिस) यही त्वचा या ऊतक पर करता है।

टीके अनुकूली प्रतिरक्षा तंत्र को प्रशिक्षित करते हैं। उनमें जीवित कमज़ोर सूक्ष्मजीव (MMR), मृत सूक्ष्मजीव या उनके भाग, या mRNA हो सकता है जो कोशिकाओं से एक विषाणु प्रोटीन बनवाता है।

4सूक्ष्मजीव विज्ञान के प्रश्न पर कैसे सोचें

ज़्यादातर प्रश्न किसी जीव या रोगी का वर्णन करते हैं। संरचना से परिणाम की ओर काम करें:

1. समूह तय करें: जीवाणु, विषाणु, कवक, परजीवी या प्रियॉन।
2. जीवाणुओं के लिए मुख्य विशेषताएँ याद करें: आकार, ग्राम परिणाम, ऑक्सीजन की ज़रूरत, बीजाणु, विष।
3. पूछें कि जीव कहाँ रहता है और कैसे फैलता है। इससे पता चलता है कि उसे कैसे रोका जाए।
4. पूछें कि वह हानि कैसे करता है: ऊतक पर आक्रमण से, विष से, या प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया से।
5. संरचना को उपचार और नियंत्रण का मार्गदर्शन करने दें। कोशिका भित्ति न होने का अर्थ है कि पेनिसिलिन काम नहीं कर सकती; बीजाणुओं का अर्थ है कि अल्कोहल पर्याप्त नहीं।

5एक हल किया गया उदाहरण

तर्क को क्रम से देखें। अगला चरण खोलने से पहले उसका अनुमान लगाने की कोशिश करें।

6सामान्य गलतियाँ

• विषाणु संक्रमणों का प्रतिजैविकों से उपचार करना। प्रतिजैविक केवल जीवाणुओं पर काम करते हैं।
• ग्राम के रंग उलट देना। ग्राम-धनात्मक बैंगनी होता है; ग्राम-ऋणात्मक गुलाबी।
• अंतःविष (ग्राम-ऋणात्मक की बाहरी झिल्ली का भाग) और बहिर्विष (जीवाणुओं द्वारा छोड़े गए प्रोटीन) को आपस में उलझा देना।
• विसंक्रमण को निर्जमीकरण कहना। केवल निर्जमीकरण भरोसेमंद ढंग से बीजाणुओं को मारता है।
• C. difficile जैसे बीजाणु बनाने वाले जीवों के लिए अल्कोहल हैंड रब पर निर्भर रहना।
• यह सोचना कि उद्भवन अवधि में कोई व्यक्ति संक्रमण नहीं फैला सकता। कुछ संक्रमणों में वह फैला सकता है।

7परीक्षा प्रश्न कैसे दिखते हैं

• आसान (मुख्य शब्द और तथ्य): परिभाषाएँ और प्रसिद्ध जीव। रोगजनक या उद्भवन अवधि क्या है, कौन-सा जीव मलेरिया पैदा करता है, ग्राम-धनात्मक जीवाणु किस रंग में रंगते हैं।
• मध्यम (अवधारणाओं का प्रयोग): क्रियाविधियाँ। प्रतिरोध कैसे काम करता है, टीका या निर्जमीकरण की विधि क्यों काम करती है, विष लक्षण कैसे पैदा करता है।
• कठिन (मामले और विश्लेषण): कोई रोगी या प्रसिद्ध अध्ययन। आप इतिहास से जीव पहचानते हैं, समझाते हैं कि कोई जाँच या उपचार क्यों विफल होता है, या ग्रिफ़िथ या जॉन स्नो जैसे प्रयोगों की व्याख्या करते हैं।

कठिन प्रश्नों में जीव की संरचना से शुरू करें। भित्ति, आवरण, बीजाणु और विष अधिकांश लक्षणों, जाँच परिणामों और उपचार के चुनावों की व्याख्या करते हैं।