Johdanto
”Abby! Älä anna koiran nuolla sinua!” Hänen kielensä on täynnä bakteereja! ”Siitä lähtien, kun saimme koiran muutama vuosi sitten, äitini on aina sanonut niin. Rakastan, kun koirani juoksee tervehtimään minua, kun tulen koulusta ja sanoo” hei ”antamalla minulle nuolee. Mutta mitä vihasin, tuntui syylliseltä ja inhottavalta siitä, että koiran bakteerit olivat kasvoillani. Päätin tehdä testin nähdäksesi kuinka likaiset koirat ”kielet todella ovat.
Hypoteesi
Oletin, että ihmisen kielet olisivat puhtaampia kuin koiran kielet. Luulin tämän, koska ihmiset harjaavat hampaitaan vähintään kerran päivässä. Oletin, että koirien ”kielet olisivat likaisia, koska he nuolivat aina likaisia asioita, kuten roskia.
Taustatutkimus
Luin bakteereista useilla verkkosivustoilla, mukaan lukien University of Kalifornian paleontologinen museo ja Wikipedia. Luin myös Journal of the American Academy of Dermatology -lehden artikkelin ”Koira, kissa ja ihmisen puremat: katsaus”. Viimeiseksi luin Journal of Clinical Microbiology -artikkelin nimeltä ”Cultivable Oral Microbiota of Domestic Dogs”.
Bakteriologisista tutkimuksistani opin, että Antonie van Leeuwenhoek kutsui bakteereita ensimmäisen kerran ”eläinsoluiksi”, kun hän löysi ne vuonna 1676. Bakteerit ovat yksisoluisia organismeja, joissa ei ole ydintä. Koska ne ovat niin pieniä, bakteereita voidaan havaita vain mikroskoopilla. Nämä organismit ovat vain muutaman mikrometrin pituisia (mikrometri on 1/1000 millimetriä). Ihosi peittävät bakteerit, kehosi sisällä ja monissa muissa paikoissa. Vain noin 1 prosentti bakteereista on haitallisia. Useimmat bakteerit eivät ole haitallisia eivätkä hyödyllisiä. Esimerkiksi hyödylliset bakteerit peittävät joidenkin elinten sisäpinnan estäen haitallisia bakteereja tartuttamasta elimiäsi. Ruoansulatuskanavastasi löytyy paljon neutraaleja bakteereja infektioiden estämiseksi. Monet bakteerit auttavat immuunijärjestelmääsi. Jotkut bakteerit aiheuttavat kuitenkin sairauksia; monet tartuntataudit leviävät jakamalla haitallisten bakteerien tartuttamaa sylkeä.
Joissakin tutkimuksissa on havaittu eroja infektiotyypeissä, jotka tapahtuvat ihmisen tai eläimen puremisen jälkeen. Mutta tämä ei sanonut minulle, mitä bakteereja on normaalisti läsnä. Ihmisen pureminen käteen aiheuttaa ihmiselle infektion. Silti vain yksi prosentti ensiapukäynneistä kohdistuu koirien tarttuviin puremiin. Tämä sai minut ihmettelemään koirilla on merkittäviä eroja suussa olevien bakteerien tyypissä ja määrässä.
Projektin kuvaus
1. Laboratorion etsiminen: Kun olin päättänyt, että minulla oli testattava hypoteesi, minun piti löytää laboratorio, jossa kokeiluni suoritetaan. Kirjoitin apurahahakemus Iowan yliopiston valtion hygienialaboratorioon selittäen mitä halusin tehdä siellä ja mitä yritin selvittää. Apurahani hyväksyttiin, ja minulle määrättiin mentori työskentelemään kanssani laitoksessa.
2. Materiaalit:
-
- 12 Fisherin hienoa pyyhettä
- 12 gramnegatiivista agar-levyä
- 12 veriagarlevyä
- kertakäyttöiset silmukat
- Suojavarusteet: käsineet, suojalasit, laboratoriotakki
3. Muuttujat, kontrollit ja näytekoko: Ainoa testattava muuttuja oli lajien välinen ero. Kontrollina käytettiin ihmisen sylkeä. Minulla oli viisi ihmisnäytettä ja seitsemän koiranäytettä laboratorion tarjoamien rajoitettujen materiaalien takia.
4. Näytteiden saaminen: Kävin 20. – 21. Kesäkuuta 2010 viiden naapurini luona, jotka ovat koiranomistajia ja hankkineet syljenäytteitä. Pidin koirien omistajat testaamaan koiransa ja itsensä erillisillä pyyhkeillä. Pyysin koehenkilöitä olemaan harjata hampaitaan tai syömättä ennen näytteenottoa varmistaaksesi, että testit eivät vaarantu. Tämä vakuutti, että ainoa testattava muuttuja oli ero koirien ja ihmisten suun välillä. Käytin Fishersin hienoja pyyhkeitä pyyhkiä heidän kielensä. Panin vanupuikot jääkaappiin, kunnes menin levyille 21. kesäkuuta 2010. Halusin pitää kohteet nimettöminä merkitsemällä ne ihmisiksi 1–5 tai koiriksi 1–5.
5. Bakteerien levittäminen: Menin 21. kesäkuuta 2010 Iowan yliopiston osavaltion hygienialaboratorioon levittämään bakteereja agarille. Käytin veri-agar-levyjä, jotka osoittavat sekä gram-negatiivisia että gram-positiivisia bakteereja, ja gram-negatiivisia agar-levyjä, joissa on gram-positiivisia antibiootteja, jotta vain gram-negatiiviset bakteerit voivat kasvaa.
Gramma bakteerien tahra on tapa luokitella bakteerit niiden soluseinien perusteella.Gramma tahran tekemiseksi laitat näytteen bakteereista lautaselle, värjätään sen purppuraan kemikaalilla, de-tahraa se alkoholilla ja värjätään sitten vaaleanpunaisella kemikaalilla. Jos bakteerit tahraavat purppuran, ne ovat gram-positiivisia, mikä tarkoittaa, että niiden soluseinät absorboivat purppuran kemikaalin. Jos bakteerit ovat vaaleanpunaisia, ne ovat gramnegatiivisia, mikä tarkoittaa, että niiden soluseinät eivät ottaneet violettia kemikaalia, mutta ne ottivat vaaleanpunaisen. Grampositiivisia soluja löytyy yleensä suusta tai ihosta, ja gramma negatiivisia soluja esiintyy yleensä suolistossa.
Pyyhkin ensin neljänneksen agar-levystä ja levitin sitten silmukan bakteerien levittämiseen niin, että kun bakteerit kasvoivat , Voisin saada paremman käsityksen niiden määrästä. Bakteerien levittämiseksi raitaa ensin neljäsosa levystä ja sitten otat joitain lautaselle asettamiasi bakteereja ja hiero sitä levyn seuraavalla puolella instrumentilla kutsutaan silmukaksi. Sitten desinfioit silmukan ja otat osan bakteereista silmukan ensimmäisestä käyttökerrasta alkaen ja hiero sitä ympäri seuraavaa kvadranttia. desinfioit silmukan uudelleen ja otat osan bakteereista silmukan toisen käyttökerran jälkeen ja hiero sitä levyn koskemattoman osan ympärille (katso kaavio).
Opin mentoriltani tavan, jolla tutkijat kuvaavat bakteerien määrää levyillä. Hän opetti minulle, että jos muutaman päivän kuluttua alkuperäisessä paikassa, jossa pyyhkäisit pyyhkeellä, oli vain bakteeriviljelmiä, sanoisit, että levyllä on ”harvinainen” määrä bakteereja. Jos ensimmäisellä puolella, jolla silmukkaa käytit, on bakteeriviljelmiä, kuvailisit bakteerimäärää ”muutamana”. Jos levyn siinä osassa, jossa käytit silmukkaa toisen kerran, olisi bakteeriviljelmiä, kuvailisit bakteerimäärän ”kohtalaiseksi”. Jos viimeisessä silmukan käyttämässäsi paikassa on bakteeriviljelmiä, kuvailisit bakteerimäärän ”moneksi”.
6. Bakteerien kasvattaminen: Kun viljelmiä oli pidetty inkubaattorissa 35 ° C: ssa 24 tuntia, havaitsin niiden kasvun.
7. Levyjen analysointi: Seuraavana päivänä menin takaisin laboratorioon ja analysoin levyt. Kuvasin bakteerien määrän yllä kuvatulla menetelmällä. Määritin myös, kuinka monta bakteeripesäkettä oli niiden muodon, koon ja värin perusteella. Kaikki havainnot tallennettiin laboratorion muistikirjaani. Kun olin analysoinut levyt, ne autoklavoitiin ja hävitettiin hygienialaboratoriossa.
Koiran Petri-astianäytteissä on monia erilaisia bakteereja, mikä näkyy bakteeripesäkkeiden eri väreistä ja muodoista. Suurimmalla osalla näistä maljoista voidaan kuvata olevan harvinaisia tai vähän bakteeripesäkkeitä kaikkien pesäkkeiden sijainnin vuoksi.
Ihmisen Petri-astianäytteissä on useimmiten samat ruskeat litteät bakteerit tai valkoiset bakteerit, toisin kuin hyvin erilaiset bakteerit. koiranäytteet. Suurin osa näistä näytteistä vaihtelee ”muutamasta” tai ”kohtuulliseen” bakteeritasoon. Nämä ovat veri-agar-levyjä, jotka antavat sekä gram-negatiivisten että gram-positiivisten bakteerien kasvaa.
Tallensin bakteerien määrän kullekin levylle ja yritin arvioida, kuinka monta erilaista bakteeripesäkettä kullakin levyllä oli . (Minun piti arvioida, koska tarkkaa lukua on melkein mahdotonta löytää.) Palattuani kotiin laskin tietojen keskiarvon ymmärtääkseni ne paremmin. Löysin ensin koiran ja ihmisen keskimääräisen bakteerien, gram-positiivisten ja gram-negatiivisten bakteerien keskimääräisen määrän. Tätä varten määritin luokitusasteikon, jossa harvinainen = 1, harva = 2, kohtalainen = 3 ja monet = 4. Laskin tulosten keskiarvon ja kirjain ne tietotaulukkoon.
Tulokset
Löysin ihmisen bakteerien keskimääräisen kokonaismäärän olevan 3, mikä on luokitus ”kohtalainen”. Koirabakteerien keskimääräinen kokonaismäärä oli 2,7 (”muutaman” ja ”kohtalainen” välillä). Keskimääräinen gram-negatiivisten koirabakteerien kokonaismäärä oli 0,9, mikä on ”harvinaista”. Ihmisen gram-negatiivisten bakteerien keskimääräinen kokonaismäärä oli 0,2, jota pidettäisiin ”erittäin harvinaisena”. Grampositiivisten koirabakteerien keskimääräinen kokonaismäärä oli 1,9, mikä on lähellä ”muutamia”. Ihmisten keskimääräinen gram-positiivisten bakteerien kokonaismäärä oli 2,8, mikä on melkein ”kohtalaista”. (Nämä luvut tulkitaan myöhemmin johtopäätöksessäni.)
Grampositiivisten bakteerien keskimääräinen lukumäärä ihmisen suussa oli 4.2 pesäkettä. Ihmisen suussa oli enemmän gram-positiivisia bakteereja (tyypillisiä bakteereja, joita tavallisesti esiintyy suussa tai ihossa) kuin koirilla. Ihmisen suussa oli kuitenkin vähemmän gramnegatiivisia bakteereja (tämän tyyppisiä bakteereja on pääasiassa suolistossa) kuin koirilla? Tämä on järkevää, koska koirat saavat todennäköisesti gramnegatiivisia bakteereja haistelemalla koirajätteitä tai koirien takaa. Ihmisillä on todennäköisesti enemmän gram-positiivisia bakteereja suussa olevan ympäristön takia.
Olen myös laskenut keskiarvon levyt tai kuinka monenlaisia bakteereja löydettiin kustakin levystä (katso kaavio). Koirien keskimääräinen kokonaismäärä oli 5,6 erilaista bakteeripesäkettä. Ihmisillä keskimäärin 4,1 erilaista bakteeripesäkkeitä. negatiiviset bakteerit koiran suussa olivat 2 pesäkettä. Keskimääräinen gram-negatiivisten bakteerien määrä ihmisen suussa oli 0,2 pesäkettä. (Yhdellä henkilöllä viidestä oli yksi gram-negatiivisten bakteerien pesäkkeitä.) Keskimääräinen gram-positiivisten bakteerien määrä koiran suussa oli 3,7. siirtomaita. (Nämä luvut tulkitaan myös johtopäätöksessäni.)
Kaavio osoittaa, että ihmisen suussa on enemmän gram-positiivisia bakteereja, mutta vähemmän gram-negatiivisia bakteereja kuin koirilla (kuten keskimääräisten tietojen taulukossa on esitetty). Koirilla on suurempi bakteeripesäkkeiden kokonaismäärä. Tämä voi johtua siitä, että koirat keräävät monia erityyppisiä gramnegatiivisia bakteereja haistamalla muiden koirien ”jätteitä ja pohjia. Koirat myös poimivat bakteereita asioista, joita he nuuskaavat ja nuolevat. Vaikka ihmiset harjaavat hampaitaan paljon ja puhdistavat suunsa usein, on edelleen paljon bakteereja suussaan. Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että maailmassa on monia vaarattomia bakteereja, jotka elävät luonnollisesti ihmisen suussa.
Päätelmä
Päätin, että koira ja ihmisen suufloora on hyvin erilainen. (Flora tarkoittaa suussa tai muualla esiintyviä bakteereja.) Ihmisen suussa olevat bakteerit muistuttavat enemmän toisen ihmisen suun bakteereja kuin koiran suussa olevat bakteerit.
Päätin myös siihen, että koirien ”suu on puhtaampaa kuin ihmisellä” ja muulla tavalla likaisempi. Ihmisen suussa on enemmän bakteereja kuin koirilla bakteerien kokonaismäärän perusteella. Suurin osa ihmisistä oli ”kohtalainen” bakteerimäärä, ja useimmilla koirilla oli ”vähän” bakteereja. Mahdollinen selitys tälle voi olla se, että koirat huuhdelevat paljon, ja ehkä hengenahdistuksen aikana bakteerit putoavat kielestään syljensä mukana. Mutta koirilla oli enemmän bakteerityyppejä. Erilaisten bakteeripesäkkeiden keskimääräinen lukumäärä koiran suussa oli noin 5,7. Eri bakteeripesäkkeiden keskimääräinen lukumäärä ihmisen suussa oli noin 4,1. Mielestäni tämä johtuu siitä, että koirat haistavat ja nuolevat erilaisia asioita, kuten matot, lattiat, tuolit, ruoho jne., Joten ne poimivat bakteereja monista paikoista.
Koirilla on enemmän gramnegatiivisia bakteereja heidän suuhunsa. Luulen, että tämä johtuu siitä, että he usein haistavat ja nuolevat asioita maassa. Koska gram-negatiivisia bakteereja esiintyy yleensä vain suolistossa, ehkä koirat saavat bakteerit suuhunsa, koska ne haistavat muiden koirien ”pohjia. Kun he tekevät niin, he voivat saada nenäänsä joitain gram-negatiivisia bakteereja, jotka olivat aiemmin toisen koiran suolisto; sitten myöhemmin koira nuolee nenäänsä ja saa bakteerit suuhunsa. Ihmisen suussa on enemmän gram-positiivisia bakteereja. Luulen, että näin on, koska ihmisen suu tarjoaa grampositiivisille bakteereille sopivan ympäristön.
Saanen lopuksi antaa koiralleni nuolla minua? Vastaus kysymykseen on kyllä! Tunnen olevani syytön siitä, että annoin koirani nuolla minua, koska huomasin, että ihmisen ja koiran suun bakteerit ovat erilaisia, joten koirani suun bakteerit eivät aiheuta haittaa minulle.
Lisätutkimukset
Haluaisin tutkia, minkä tyyppisiä gramnegatiivisia bakteereja koirien suussa esiintyy ja mistä ne ovat tulleet, jotta voisin nähdä, ovatko hypoteesejani totta. Haluaisin myös nähdä, auttaako koirien ”hampaiden harjaaminen päivittäin – estämään haitallisten bakteerien kasvua suussa. Tämän kokeen suorittaminen suuremmassa mittakaavassa useammalla henkilöllä auttaa tukemaan johtopäätöstäni. Tiedetään, että tiedot ovat luotettavampia, kun ovat enemmän testattavia aiheita.
Kiitokset
Haluan kiittää äitiäni siitä, että hän kannusti minua kirjoittamaan apurahan työskentelemään Iowan yliopiston valtion hygienialaboratoriossa. kiitän Gabriella Gerkeniä siitä, että hän oli hieno mentori ja opetti minulle niin paljon bakteerien pinnoittamisesta ja grammafilman ymmärtämisestä. Haluan kiittää isääni siitä, että hän auttoi minua ymmärtämään enemmän bakteerien maailmasta.
Olen niin kiitollinen siitä, että olen voinut kokea työskentelemisen yliopiston laboratoriossa 13-vuotiaana. Olen oppinut niin paljon työskentelyä agar-levyjen ja bakteerien kanssa. Olen täysin onnellinen, jos en voita, koska kokemus oli uskomaton ja erittäin opettavainen, ja olen niin onnellinen päästä jakamaan löytöjäni maailman kanssa.
Bibliografia
”Bakteerit”. Wikipedia. 29. marraskuuta 2009.Haettu osoitteesta http://en.wikipedia.org/wiki/Bacteria
Brook, I. ”Ihmisten ja eläinten puremahaavan infektioiden mikrobiologia ja hallinta”. Perusterveydenhoito 1 (30. maaliskuuta 2003): 25-39.