وبلاگ

اعضای جنس سالمونلا، باكتری گرم منفی، میله­ایی، بی­هوازی اختیاری و بدون اسپور هستند. از آنجا كه جایگاه اصلی و طبیعی این باكتری‌ها روده انسان و حیوانات می‌باشد اصطلاحاً آنها را باسیل‌های روده‌ای یا انتریك می‌نامند. از لحاظ شرایط رشد این میكروارگانیسم‌ها باكتری‌های انعطاف‌پذیری بوده و به آسانی با شرایط محیطی خود را هماهنگ می‌كنند این جنس از میكروارگانیسم‌ها به حرارت حساس‌اند. در درجه حرارت‌های پائین امكان بقای آنها بیشتر است .(Connie & Manuselis, 2000)

     اكثر سروتیپ‌های سالمونلا پاتوژن‌های بالقوه برای انسان و بسیاری از حیوانات می‌باشند. این باكتری‌ها در دستگاه گوارش مهره‌داران اعم از پستانداران و پرندگان و خزندگان و ماهی‌ها سیطره پیدا كرده، بسته به سروتیپ، شرایط و عوامل متعدد میزبانی، بیماری­هایی با نشانه‌های گوناگون و عوارض متفاوت ایجاد می‌كنند .(Merchant & Pocker, 1983)از جمله باكتری­های روده­ایی­ هستند كه موجب بیماری تب تیفوئید(حصبه)، تب شبه حصبه و بیماری­های ناشی از مواد غذائی در انسان می­گردند(Jay et al., 2005).

     بیماری­های ناشی از آلودگی مواد غذائی ناشی از سالمونلا را non typhoidal نامیده­اند. سالمونلا به­طور گسترده­­ایی در محیط زیست از قبیل آب، خاك و مدفوع حیوانات توزیع شده است (Cidrp, 2009). باكتری معمولاً از طریق مدفوع انسان و یا دام دفع شده و باعث آلودگی آب و غذا و محیط می‌گردد. مواد غذائی مانند گوشت، تخم­مرغ، مرغ، سس مایونز، سبزیجات و غیره ،از ناقل­های اولیه عفونت سالمونلا به انسان هستند(Dolye & Beuchat, 2007)..

   سالمونلای غیر­تیفوئیدی علت اصلی بیماری­های ناشی از مواد غذائی در سراسر جهان است. كه بر­آورد شده كه حدود 4/1 میلیون مورد در سال مورد عفونت غذائی سالمونلا قرار می­گیرند(Mead et al., 1999).

از این­رو شناخت و تشخیص به موقع سالمونلا از اهمیت خاصی برخوردار است. با ذكر تمامی این موارد به نظر می‌رسد تشخیص به موقع و كنترل باكتری از وظایف مهم آزمایشگاه‌های میكروب‌شناسی است. امروزه از 3 روش رایج به تشخیص باكتری می‌پردازند:

ـ روش‌های كشت سنتی و آزمایشات بیوشیمیایی.

ـ روش‌های سرولوژیكی.

ـ روش‌های مولكولی.

     برای تشخیص استفاده از روش­های سنتی مبتنی بر محیط كشت قابل قبول است ولی وقت­گیر است و برای تایید جواب نهایی چند روز به­طول می­انجامد .(Andrews & Hammack, 2007) علاوه­بر این، روش­های ایمنولوژیك مانند الایزا وIMS نیز برای شناسائی سالمونلا توسه یافته­اند.

. (Mansfield & Forsythe, 2000 ; FAVRIN , 2001) با این­حال اختصایت كم و هزینه­های بالا، استفاده ازین روش­ها را محدود كرده است. اخیرا روش­های مولكولی مانند PCR و real time PCR به­طور گسترده در شناسائی سالمونلا استفاده می­شوند كه روش­هایی كارآمد و حساس هستند.

Krascsenicsova et al., 2008) ; Eriksson & Aspan, 2007).

     با این­حال این روش­ها نیازمند سیكل حرارتی اختصاصی و دستگاه­های گران­قیمت­اند. از­این­رو نیاز به یك روش دقیق، حساس، آسان و به­صرفه­تر است. در سال 200 یك گروه ژاپنی یك روش تشخیص مولكولی به نام LAMP را معرفی كردند .(Notomi et al., 2000)از آن زمان روش LAMP به عنوان یك روش اختصاصی، حساس و سریع برای شناسائی پاتوژن­های ناشی از مواد غذائی مورد استفاده است. یك روش ساده، بدون نیاز به سیكل حرارتی اختصاصی و دستگاه­های گران­قیمت و به آسانی قابل اجرا است(Hara-Kudo et al., 2005; Notomi et al., 2000).

     هدف این تحقیق شناسائی باكتری سالمونلا تیفی در سالاد سبزیجات و سس مایونز آلوده با استفاده از روش LAMP، به­عنوان روشی سریع، حساس و اختصاصی می­باشد.

اهداف تحقیق در نگاه اجمالی

1. طراحی و بهینه­سازی روش LAMP بر اساس ژن تهاجمی invA سالمونلا تیفی
2. تعیین حد حساسیت روش PCR و LAMP به روی ژن تهاجمی invA سالمونلا تیفی
3. مقایسه دو روش PCR و LAM

• مشخصات جنس سالمونلا

1-1-2- تاریخچه

در سال 1885 یك دامپزشك آمریكائی به نام دانیل المر سالمون برای اولین بار این باكتری را از خوك جدا كرد وآن را باسیلوس كلرا­سوئیس[1] نامید. در سال 1888 جرم دیگری توسط گارتنر از فردی كه در اثر گاستروانتریت ناشی از مصرف گوشت نپخته مرده بود جدا شد و آن­را باسیلوس انتریتیدیس نامید كه بعداً سالمونلا انتریتیدیس خوانده شد. در سال 1900 خواص این باكتری توسط فردی به نام لینیر به­طور رسمی تصویب گردید. از آنجا كه این ارگانیسم ها شبیه به باكتری های جدا شده توسط سالمون بودند، به همین جهت به افتخار كاشف اولیه این باكتری سالمونلا[2] نامیدند(Roumagnac et al., 2006).

     در فاصله بین سال­های 1925ـ1900 بزرگ­ترین رویداد در كشف سرولوژیكی آنتی‌ژن‌های سوماتیك و فلاژلا در مورد گروه سالمونلا بوسیله لیگنیرز انجام شد. در سال 1926 تركیبات پادگنی سالمونلا طبقه‌بندی گردید و جدولی به نام جدول كافمن ـ وایت ایجاد شد. در حال حاضر این جدول دارای حدود 2500 سروتیپ است (Bhatia & Nabb , 1980) .

     سالمونلا بطور گسترده در طبیعت توزیع شده است مانند آب آلوده، خاك حاوی مدفوع حیوانات و غیره. به طور عمده این باكتری­ها در روده­ی حیوانات ساكن است و مخزن اصلی آلودگی مرغ، تخم مرغ، دام، حیوانات خانگی و خزندگان است(Cidrp, 2009).

 2-1-2- خواص شكلی

اعضای جنس سالمونلا باكتری­های میله­ای شكل و اندازه­ی آن 5-2 ´5/1-7 /. میكرون بوده است.گرم منفی، بدون اسپور و متعلق به خانواده­ی انتروباكتریاسه­اند (J. Antonio , 2009 ; Dolye & Beuchat, 2007) .. اكثر اعضای این جنس متحرك و با تاژه­ی پری­تریش­اند به­جز چند مورد استثناء مانند سالمونلا گالیناروم[3] و سالمونلا پولوروم[4] (et al., 2005 Hara-Kudo).

3-1-2- خواص بیوشیمیایی

اعضای این جنس قادر به تخمیر گلوكز بوده ولی از تخمیر ساكارز و لاكتوز نا­توانند. بیشتر انواع سالمونلا ها گلوكز، مالتوز، مانیتول، دولسیتول، دكسترین و سوربیتول را تخمیر می كنند و اسید و گاز بوجود می آورند. اكثر سویه­ها H2sرا از منبع سولفوری معدنی تولید كرده و تولید H2S یکی از واکنش های کلیدی در تشخیص سالمونلاها می­باشد. به استثنای سروتیپ تیفی[5] در بیشتر موارد جدا شده از گلوکز گاز ایجاد می­کنند. در سیترات به عنوان تنها منبع كربن رشد می­كنند اما برخی از گونه ها مانند سالمونلاتیفی و سالمونلا پاراتیفی A سیترات منفی هستند Aksoy, 2004)). این باكتری اكسیداز منفی و كاتالاز مثبت بوده. از تولیدات این باكتری لیزین در كربوكسیلات، سولفات هیدروژن وارنیتین می‌باشد.

( Alcamo , 1997 ; Connie & Manuselis, 2000) .

   از دیگر ویژگیهای بیوشیمیایی این است كه اكثر سالمونلاها عدم تولید اندول، عدم تولید آنزیم‌های اوره آز،   لیپاز، دزاكسی ریبونوكلئاز، فنیل‌آلانین و تریپتوفان دآمیناز، دكربوكسیلاسیون اسیدهای آمینه لیزین، اورنیتین و آرژنین، واكنش مثبت در آزمایش متیل‌رد(MR) و

 واكنش منفی در آزمایش وژس ـ پروسكوئر (VP) مثبت می‌باشد.( (Alcamo , 1997 ; Dolye & Beuchat , 2007.

 4-1-2- مقاومت در برابر عوامل فیزیكی و شیمیایی

این باكتری روی محیط كشت ماهها زنده می­مانند. حرارت 60 درجه را 15 تا 20 دقیقه تحمل می­كنند، سالمونلاها مدت 13 ماه در لاشه­های آلوده نگهداری شده در یخچال، 120 روز درآب، 280 روز در خاك باغچه و مدت بسیار طولانی در شیرخشك­های بدون چربی و موادغذایی دارای تخم مرغ زنده می­مانند. سالمونلاها نسبت به سرما مقاوم بوده و مدت3 ماه در برف و یخ زنده مانده واز این طریق می­توانند اپیدمی به­وجود آورند. كلرامنفیكل استرپتومیسین و بسیاری از آنتی بیوتیك های وسیع الطیف بر آن موثرند پنی سیلین بر آن كاملا بی­اثر است. سالمونلاها همچنین نسبت به املاح صفراوی مقاومند وبه همین دلیل از این مواد نیز علاوه بر رنگ­ها در تهیه محیط‌های غنی‌كننده استفاده می‌كنند Aksoy, 2004)).

 5-1-2- خواص كشت

اعضای این جنس هوازی بی­هوازی اختیاری می­باشند. مزوفیل بوده و رشد بهینه­ی آن در دمای 37درجه است.با این­حال برخی از سالمونلا­هادر شرایط شدید زیست محیطی مانند درجه حرارت بالای 54 درجه و سرمای 4-2 درجه را تحمل كنند. pH مناسب برای رشد آن 5/7-5/ 6 می باشد ولی pH حدود 9- 5/4  را می تواند تحمل كند و اگر pH پائین­تر از 4 برود باعث از بین رفتن میكرو­ارگانیسم می­شود. pH بیشتر از 9 صرفا از رشد آن جلوگیری می­كند. غلظت نمك 3/ 5 % بالاتر عاملی در جهت جلوگیری از رشد و تكثیر باکتری است (Jay et al., 2005 ; Doyle.M, 2007).

     اکثر سالمونلاها در روی آگار مغذی بعد از 24 ساعت پرگنه هایی به قطر 3-2 میلی متر و به رنگ سفید، خاکستری، مرطوب ،کروی، مسطح، برجسته و صاف ایجاد می کنند. اندازه و درجه کدورت پرگنه ها به نوع سروتیپ بستگی دارد. سالمونلاها در محیط های مایع نظیر آبگوشت مغذی و آب پپتونه رشد زیادی دارند Jay et al., 2005)).

     انواع محیط‌های غنی كننده می‌توان به آبگوشت تتراتیونات آبگوشت سلنیت F، آبگوشت را پاپورت (حاوی كلریدمنیزیم و سبزمالاشیت) و آبگوشت سلنیت سیستین اشاره كرده معمولاً بعد از 24ـ18 ساعت از محیط‌های غنی كننده روی محیط‌های انتخابی جامد كشت می‌دهند. از محیط‌های انتخابی و تفریقی می‌توان به محیط مك‌كانكی و محیط سالمونلا ـ شیگلا، محیط سبز درخشان، محیط آهن لیزین‌دار، محیط داكسی كلات سیترات یا محیط لیفسون(DCA)، محیط هكتوئن و محیط داكسی كلات ـ لیزین ـ گزیلور اشاره كرد. محیط بیسموت سولفات آگار، نیز به عنوان محیط انتخابی برای جداسازی سالمونلا مورد استفاده قرار می‌گیرد چرا كه قدرت انتخابگری این محیط بالاست. این باكتری‌ها معمولاً كربوهیدرات را با تولید اسید و گاز تخمیر می‌كنند.

. (D’ Aoust , 1991 ; D’ Aoust , 1998 ; Connie & Manuselis, 2000 ; Ferretti , 2001)

6-1-2 شرایط رشد سالمونلاها

سالمونلاها قادرند در محیط‌های ساده آزمایشگاهی رشد نمایند و از تركیبات ساده كربن‌دار به عنوان منبع كربن و انرژی و از تعداد زیادی از تركیبات ازت به عنوان منبع نیتروژن استفاده كنند (D’Aoust , 1998).

اكثر سالمونلاها پروتوتروف بوده و در میحط حداقل نمك با یك منبع كربن مناسب و یا محیط حداقل آمونیوم ـ گلوكز توانایی رشد دارند .(Morse, 1988)اكثر سویه‌های سالمونلاتیفی جهت رشد احتیاج به اسید آمینه تریپتوفان دارند. رشد سالمونلاها در دامنه حرارتی 5 تا 47 درجه است ولی دمای اپتیمم 37 درجه است .(D’ Aoust , 1991)

     بعضی از گونه‌های سالمونلا درجه حرارت‌های بالاتر از c ْ54 را نیز تحمل می‌كنند و عده‌ای دیگر خواص سرما دوستی را بوسیله رشد كردن در c ْ4ـ2 از خود نشان دادند. دردرجه حرارت‌های پائین امكان رشد و بقای سالمونلا بیشتر است. گزارش شده كه سالمونلاها نسبت به خشكی حساسند از این­رو انتشار آن­ها از طریق گرد و غبار و ذرات خشك كمتر از آب و مواد غذایی مرطوب است. بقاء سالمونلاها به طور نسبی به درجه حرارت محیط وابسته است .(Davis , 1996) به طوریكه در 55 درجه سانتی‌گراد در عرض یك ساعت و در 60 درجه در مدت 15 دقیقه نابود می‌شوند.

     پاستوریزاسیون شیر باعث از بین رفتن سالمونلاها می‌گردد. شیر به مدت 3ـ2 ثانیه در 66 درجه سانتی‌گراد، تخم‌مرغ به مدت 10 دقیقه در 55 درجه سانتی‌گراد و گوشت به مدت 10ـ15 دقیقه در 65 درجه سانتی‌گراد معمولاً عاری از سالمونلای زنده خواهند شد .(Alcamo , 1997)

   رشد سالمونلا بوسله منابع مختلف كربن و نیتروژن تنظیم می‌شود. اندازه باكتری و میزان متوسط اجسام نوكلئوزیدی هر دو مستقیماً به میزان رشد وابسته‌اند. حساسترین معرف تغییر در میزان رشد، RNA ریبوزومی است. به جز مواردی كه میزان رشد بسیارپائین است، میزان ریبوزوم‌ها درهر میلی‌گرم پروتئین‌ با میزان رشد متناسب است. به دنبال افزایش سنتز RNA به آرامی میزان سنتز پروتئین و DNA نیز افزایش می‌یابد. این مسأله به دلیل نقش تنظیمی RNA در سنتز تركیبات یافته‌ای است. آب نمك با غلظت بیش از 10% اثر كشندگی روی باكتری سالمونلا دارد   .(D’ Aoust , 1991 ; Quinn , 1994)

 7-1-2- بقا سالمونلا

بقای سالمونلاها در محیط تحت‌تأثیر عوامل مختلفی است. گزارش شده كه سالمونلا دابلین در زمستان حداقل به مدت 73 روز و در تابستان 119 روز در مدفوع زنده می‌ماند. بنا به تحقیقات بقا سالمونلاتیفی موریوم در چراگاه و خاك و بسته حدود 200 روز تخمین زده شده است(.(Connie & Manuselis , 2000

بقاء سالمونلاها به طور نسبی به درجه حرارت محیط وابسته است به طوری‌كه سالمونلاتیفی موریوم و سالمونلا كلراسیس در c ْ29 به ترتیب 4 و 9 روز و در c ْ60 به مدت 25 و 38 روز زنده می‌مانند. مقاومت به حرارت در مورد سالمونلایی كه در یك محیط غنی از مواد مغذی رشد می‌كنند و یا در محیطی با aw كم هستند بیشتر از آنهایی است كه در یك محیط فقیرند. بررسی‌ها نشان داده كه اگر سالمونلا تیفی موریوم در معرض محیط اسیدی ملایم (6 – 5/5) قرار گیرد سلول تا pH > 5/4 را تحمل می‌كند Foster , 1995)).

 8-1-2- زیستگاه

سروتیپ­های جنس سالمونلا از مهم­ترین باكتری­های میله­ای گرم منفی، عامل التهاب ­های روده­ای حاصل از مواد غذائی است كه با منشا انسانى و حیوانى پراكنش وسیعى در طبیعت دارند. زیستگاه اصلی سروتیپ­های سالمونلا، روده جانورانی همانند پرندگان، خزندگان، جانوران مزرعه­ا ی و انسان می­باشد .می­تواند از ماهی و لاك­پشت نیز به­طور مستقیم انتقال یابد. انتشار این باکتری از حیوان به حیوان دیگر و استفاده از مواد غذایی دامی آلوده به سالمونلا توجیه کننده این مطلب است که حیوانات به عنوان مخزن باکتری می­باشند MIRZAIE,2010)).

   این ارگانیسم­ها از طریق مدفوع دفع شده و مى­توانند موجب آلوده شدن آب­­هاگردند. مصرف آب­های آلوده و مواد غذایی آلوده شده توسط حشرات یا دیگر واسطه­ها به­وسیله انسان و سایر جانوران موجب تكرار چرخه آلودگى مى­شود. تكرار این چرخه از طریق تبادلات بین­المللی فرآورده­های جانوری و خوراك دام عامل عمده انتشار جهانی سالمونلوزیس است .

: در بیماران مبتلا به دیابت خطر پیشرفت ضایعات عروقی وجود دارد که یکی از عوامل بسیار مهم و موثر در اتیولوژی آن را صدمات اکسیداتیو ناشی از رادیکال های آزاد و گونه های فعال اکسیژن می دانند و تقویت سیستم دفاع آنتی اکسیدانی در این بیماران می تواند تا حدودی مانع از ایجاد و پیشرفت این عوارض گردد. یکی از استراتژیهای مهم در درمان این گونه بیماری های متابولیک در جهان، آزمودن داروهای طب مکمل و شناسایی آثار بیوشیمیایی و فارماکولوژیکی آنها است.[1]

مواد و روش ها: سرم افراد نمونه یعنی تعداد 45 نفر از خانم های شرکت کننده در این طرح در ابتدا و انتهای 8هفته گرفته شد.که ترتیب گروه بندی افراد از این قرار است:1-گروه کنترل : که شامل 15 خانم بالای 50 سال و کاملا سالم مخصوصا از نظر ابتلا به دیابت.2- گروه دیابتیک: که شامل 15 نفر از خانم های دیابتیک نوع دو تحت پوشش انجمن دیابت شهرستان شاهرود بودند.3-گروه تحت در مان با گزنه: این خانم ها نیز به تعداد 15 نفر تحت درمان هشت هفته ای با عصاره گیاه گزنه قرار گرفتند. گروه کنترل تنها یکبار سرم شان مورد تحلیل آزمایشگاهی قرار گرفت و در تمام آزمایش ها و نتایج گروه کنترل با سایر نتایج گرو های بعدی مقایسه شد. گروه دیابتیک نیز به همین طریق و گروه تحت درمان با عصاره گزنه یکبار قبل شروع دوره درمان و یکبار در انتهای هفته ی هشتم یعنی پایان دوره درمان از آنها خون گیری به عمل آمد و فاکتور های مورد نظر بررسی شدند. برای اندازه گیری فاکتور های این تحقیق از روش های الایزا و فتومتریک بهره گرفته شده است .و همین طور برای تجزیه و تحلیل داده های این تحقیق از نرم افزار prism ،روش آماریone wey و تست Tuky test استفاده شده است.

نتایج: بر اساس نتایج یافت شده در این طرح ما شاهد آن هستیم که مصرف دو ماهه ی عصاره ی گیاه گزنه موجب تاثیر گذاری معنا داری بر روند استرس اکسیداتیو و فعال کردن سیستم دفاع آنتی اکسیدانی بیماران دیابتیک نوع دو علیه را دیکال های آزاد می شود.

نتیجه گیری : عصاره ی گیاه گزنه به طور مستقیم سبب افزایش معنا دار میزان آنزیم سوپر اکسید دسموتاز(SOD) شده که یکی از اصلی ترین آنزیم های سیستم دفاع آنتی اکسیدانی بدن می باشد و در مقابل یکی از فاکتورهای رادیکال آزاد تولید شده توسط سلول های بدن یعنی نیتریک اکساید(NO) را کاهش داده است.و همین طور عصاره ی گیاه گزنه سبب ایجاد تفاوت معنا داری در میزان فاکتورهای تری گلیسرید (TG)گلوکز(GLU)،HDL (لیپوپروتئین با چگالی بالا)، SGOT(آسپارتات آمینوترانسفراز)، SGPT(آلانین آمینو ترانسفراز) در بیماران دیابتیک نوع دو تحت درمان با عصاره ی گیاه گزنه شده است. اما در مورد فاکتورهای LDL (لیپوپروتئین با چگالی پایین) و کلسترولChol تفاوت معنا داری دیده نشد.

واژگان کلیدی : دیابت نوع 2 ، استرس اکسیداتیو ، گیاه گزنه، عصاره گیاه گزنه، سوپر اکسید دسموتاز (SOD)، نیتریک اکساید (NO)  

فصل اول : کلیات

  1-1- تاریخچه بیماری دیابت

دیابت در روزگار باستان شناخته شده بود و برخی پزشکان دوران باستان نشانه های آن را به خوبی توصیف و راه هایی برای درمان آن پیشنهاد کرده بودند . اولین سند به دست آمده درباره دیابت ، پاپیروسی مربوط به 1552 سال پیش از میلاد است که در سال 1862 میلادی در شهر باستانی تبس در مصر به دست آمده است . در این پاپیروس ، پزشکی مصری به شرح بیماری مرموزی پرداخته است که بیماران مبتلا به آن زیاد آب می نوشند و بیش از حد ادرار می کنند و آب بدنشان کم می شود و زودتر از بقیه مردم می میرند . اریتیوس      ( 30-90 پس از میلاد ) ، پزشک یونانی ، در کنار پرادراری ، نشانه های دیگری از این بیماری ، از جمله تشنگی همیشگی و کاهش وزن را برشمرد . همچنین نام دیابت را که به معنای « گذر کردن » یا « جریان پیدا کردن » است . برای این بیماری برگزید . وی دیابت را پیامد آب

 شدن گوشت دست و پا و وارد شدن آن به ادرار می دانست . جالینوس ( 201-131 میلادی ) ،پزشک سرشناس ارتش روم ، بر این باور بود که این بیماری رازآلود از نارسایی کلیه ها پدید می آید . تا نزدیک به دو هزار سال ، همه پزشکان چنین نظری را درست می دانستند . دو پزشک بسیار حاذق و مشهور هندی در قرن پنجم میلادی ، با چشیدن ادرار بیماران ، به شیرین بودن آن پی بردند . مشهور است که آنها برای تشخیص بیماران به دستشویی ها توجه می کردند و اگر مورچه ها در آنجا جمع می شدند ، می فهمیدند که بیماری که در آن خانه زندگی می کند به دیابت مبتلا است . آنها برای اولین بار تشخیص دادند که بیماران دیابتی دو دسته اند ، دسته ای از آنها چاق و دسته ای لاغرند. همچنین دریافتند که کودکان مبتلا به دیابت عموما لاغر هستند . در قانون ابن سینا نیز به شیرین بودن ادرار بیماران دیابتی اشاره شده است . ابن سینا اولین پزشکی بود که به دو عارضه بسیار مشهور بیماری دیابت یعنی ناتوانی جنسی و گانگرن یا قانقاریا اشاره کرد و استفاده از گیاهان مختلف موثر در کاهش شدت بیماری دیابت را پیشنهاد نموده است . نوشته های ابن سینا تا صدها سال بدون تغییر در دانشکده های پزشکی مغرب زمین تدریس می شد .(مفید و همکاران، 1388)

در قرن شانزدهم ، پزشکی سوئیسی به نام فون هوهنهایم[2] پس از جوشاندن ادرار بیماران دیابتی متوجه ذرات سفیدی گردید که به احتمال زیاد ، مواد قندی بود ولی او آنها را نمک پنداشت و چنین استدلال کرد که پرنوشی و پرادراری بیماران دیابتی ناشی از تجمع نمک در کلیه هاست . صد سال بعد در قرن هفدهم توماس ولس پزشک انگلیسی ، دوباره ادرار دیابتی ها را جوشاند و این بار شیرینی ماده سفید حاصله را تایید کرد و این حقیقت هزار ساله را که ادرار بیماران دیابتی شیرین است ، مجدداً اثبات نمود . در قرن هفدهم ، پزشکی به نام توماس سیدنهایم برای اولین بار به این حقیقت اشاره کرد که دیابت یک بیماری عمومی در تمام اعضای بدن است . در قرن هجدهم ، پزشک و فیلسوف انگلیسی به نام متیو دابسون ، برای اولین بار شرح داد که علاوه بر ادرار ، سرم بیماران دیابتی نیز شیرین است . در همین زمان جان روله لغت ملیتوس را که در زبان یونانی به معنای عسل است به نام دیابت افزود . آسیب شناسی ( پاتولوژی ) دقیق دیابت تا قرن نوزدهم میلادی به درستی روشن نمود . در سال 1875 ، کلود برنارد فیزیولوژیست شهیر ، گلیکوژن را به عنوان فرآورده سوخت و ساز گلوکز در کبد معرفی و این مفهوم را عرضه کرد که اختلال در سوخت و ساز گلوکز باعث بروز دیابت می شود . در سال 1869 ، پل لانگرهانس دانشمند بیست و دو ساله آلمانی ، جزایر لانگرهانس را کشف کرد . پژوهشگران دیگر ناهنجاری جزایر لانگرهانس را در کالبد شکافی بیماران دیابتی که جان باخته بودند ، مشاهده نمودند ، سپس در سال 1889 ، اسکار مینورسکی و جوزف ون مرینگ ، پژوهشگران فرانسوی نشان دادند که اگر لوزالمعده سگی را از بدنش بیرون آورند ، نشانه های دیابت پدیدار شده و سگ به زودی می میرد . (مفید و همکاران، 1388)

از آغاز سده بیستم میلادی این نظر مطرح شد که بیماران دیابتی دچار کمبود ماده ای هستند که لوزالمعده سالم می تواند آن را بسازد . ماده ترشح شده از سلول های بتای موجود در جزایر لانگرهانس ، انسولین خوانده شد که از لغت لاتینی اینسولا به معنای جزیره گرفته شده است . گیورگ زولزر ، دانشمند آلمانی ، در سال 1908 برای نخستین بار نشان داد که با تزریق افشره ای از لوزالمعده می توان ورود گلوکز به ادرار را کاهش داد . سپس در سال 1920 فردریک بنتینگ و دستیارش چارلز بست ، آزمایش های خود را برای یافتن ماده ای در افشره لوزالمعده که قند ادرار را در سگ دیابتی کاهش می دهد ، آغاز کردند . آنها از شیمیدانی به نام جیمز کلیپ برای تخلیص عصاره ( افشره ) لوزالمعده و استخراج انسولین خالص کمک گرفتند و سرانجام توانستند در سال 1921 پروتئین انسولین را از لوزالمعده به دست آورند و با تزریق آن به فردی چهارده ساله به نام لئونارد تامسون ( که در حال مرگ بود ) در تورنتوی کانادا ، تاثیر این پروتئین در کاهش قند ادرار و بهبود بیماران دیابتی را نشان دهند . تامسون بهبود یافت و سال ها زندگی کرد . تا آن زمان ، بیماران دیابتی ، به خصوص بیماران دیابت نوع یک ، خیلی زود در اثر عوارض بیماری می مردند . این کشف انقلابی بزرگ در درمان دیابت به شمار می رفت . بنتینگ و جان مک لوید ( شخصی که آزمایشگاه خود را در اختیار بنتینگ گذاشته بود ) به پاس کشف بزرگ و تاریخی شان مفتخر به دریافت جایزه نوبل پزشکی در سال 1923 شدند . آنها جایزه خود را با چارلز بست و جیمز کلیپ تقسیم کردند .

در سال 1930 ، دانشمندی آرژانتینی متوجه شد که مصرف بعضی از قرص های سولفامید باعث کاهش قند خون می شود . این کشف مورد توجه واقع نشد تا اینکه در اوج جنگ جهانی دوم ، یک پزشک نظامی فرانسوی به نام لوباتیه ، هنگام درمان بیماران مجروح جنگی با آنتی بیوتیک سولفامید متوجه شد که قند خون آنها کاهش می یابد و این آغاز مصرف گروهی از داروهای کاهنده قند خون بود که هنوز در بازار دارویی وجود دارند و انواع جدیدی از آنها نیز عرضه شده و همان گروه سولفونیل اوره های معروفند . در دهه 1950 ، دانشمندان آمریکایی دسته دیگری از داروهای خوراکی را که نوع جدید آن به گلوکوفاژ یا متفورمین مشهور است ، کشف کردند . این داروهای خوراکی در درمان دیابت نوع دو کاربرد دارند . در اواخر دهه 1960 ، یک پزشک ایرانی به نام دکتر شموئیل رهبر ، هموگلوبین قنددار شده یا گلیکوزیله را که به هموگلوبین Alc مشهور است ، کشف نمود که با اندازه گیری آن معدل قند خون سه ماه بیماران دیابتی تعیین می گردد . کشف این هموگلوبین انقلاب بزرگی در پیگیری نحوه کنترل قند و درمان بیماران دیابتی به وجود آورد . با پیشرفت تکنولوژی ، به جای انسولین حیوانی ( مانند انواع گاوی ، خوکی و اسبی ) که به مقدار کم و محدود تولید می شد و ممکن بود در انسان تولید آلرژی نماید ، انسولین نوترکیب انسانی از تزریق ژن سازنده انسولین به باکتری ها به دست آمد . البته این پایان راه بیماری دیابت نیست . ما نیز چون شما امیدواریم روزی با عرضه روش های درمانی نوین برای درمان قطعی دیابت ، این داستان به پایان خوش خود برسد و طومار این بیماری برای همیشه بسته شود .(مفید و همکاران، 1388)

 1-1- 1- تعریف دیابت ملیتوس

دیابت کلمه ای است با ریشه یونانی ، شامل دو بخش dia به معنی میان و خلال و betes ( از ریشه bainein ) به معنای عبور ، این لفظ در پزشکی برای مجموعه ای از بیماری ها به کار می رود که وجه اشتراک آنها پر ادراری بیمار است . [3]

 1-1-2- تقسیم بندی دیابت

تقسیم بندی دیابت ملیتوس بر اساس روندهایی است که باعث ایجاد قندخون بالا می شود دو گروه عمده دیابت ملیتوس به عنوان نوع یک و نوع دو نام گذاری شده اند . دیابت ملیتوس نوع یک خود به دو گروه A و B تقسیم می شود . گروه 1A که اکثریت بیماران مبتلا به دیابت نوع یک را شامل می شود ، در اثر تخریب خود ایمنی سلول های بتا ایجاد شده و منجر به کمبود انسولین می گردد. دیابت ملیتوس نوع 1B فاقد نشانگرهای ایمنی است که بر تخریب خود ایمنی سلول های بتا دلالت می نماید . این بیماران از طریق مکانیسم های ناشناخته ای دچار کمبود انسولین می شوند و مستعد ابتلا به کتواسیدوز دیابتی هستند . تعداد نسبتاً کمی از بیماران مبتلا به دیابت ملیتوس نوع یک در گروه 1B قرار می گیرند . (الوین پاور سی 2005)

 1-1- 3- تعریف دیابت ملیتوس نوع دو

دیابت ملیتوس نوع دو شامل گروه ناهمگونی از اختلالات است که با درجات متفاوتی از مقاومت به انسلولین ، اختلال ترشح انسولین ، افزایش تولید گلوکز همراهند . قبل از بروز دیابت ملیتوس نوع دو ، دوره ای از تنظیم غیر طبیعی قند خون وجود دارد که طی آن گلوکز خون افزایش می یابد ولی این افزایش در حد ایجاد بیماری دیابت نیست . اگر این افزایش گلوکز در حالت ناشتا رخ دهد ، به این افزایش در حد ایجاد بیماری دیابت نیست . اگر این افزایش گلوکز در حالت ناشتا رخ دهد ، به آن اختلال گلوکز ناشتا (IFG)می گویند و اگر اختلال در گلوکز خون به دنبال صرف غذا رخ دهد تحت عنوان اختلال تحمل گلوکز (IGT) نامیده می شود . (هراتی،1385)

نکته قابل توجه این است که برخی افراد ، دیابت نوع دو را دیابت خفیف می نامند . به یاد داشته باشید که « دیابت خفیف » وجود ندارد . تمام افراد مبتلا به انواع دیابت اگر به طور دقیق درمان نشوند و همواره قند خون آنها بالا باشد ، دچار عوارض مخرب دیابت خواهند شد .(هراتی،1385)

گیاه چای از تیره Teaceae است. نوع پرورشی آن بنام کاملیا سیننسیس است و به دو صورت وحشی و پرورش یافته است. در حالت وحشی ارتفاع آن به 10 متر می رسد که اغلب در کشورهای خاور دور می­ روید، انواع پرورشی آن دارای ارتفاع 50 سانتیمتر است که حداکثر به 2متر می رسد. ارتفاع مناسب رشد گیاه چای در حدود 5000 پا بالاتر از سطح دریا می باشد(Chengelis et al., 2006). چای پس از آب متداول ترین نوشیدنی در میان بسیاری از مردم سراسر جهان است و همچنین به دلیل تاثیر مفید مصرف آن بر سلامتی مورد توجه بسیاری افراد قرار گرفته است. در انواع چای از برگ های جوان و لطیف گیاهی به نام کاملیا سینسیس، برگ های تازه گلچین شده، برای تولید چای سیاه (تخمیری)، چای اولانگ چینی (نیمه تخمیری) و چای سبز و سفید (تخمیر نشده) فرآوری می شود. مصرف کنندگان چای

 سیاه در سطح جهان از چای سبز بسیار بیشترهستند. با این وجود، در سال های اخیر مصرف چای سبز به ویژه در کشورهای غربی به دلایل زیر افزایش یافته است:

کاهش خطر ابتلا به بیماریهای قلبی- عروقی، و انواع سرطان ها، تورم روده، کبد و بیماری های عصبی، دیابت و حتی کاهش وزن. این فواید سلامتی به دلیل میزان زیاد کاتچین در این نوع چای می باشد. از آنجایی که شیوه فرآوری چای سیاه، سبز، سفید و اولانگ با یکدیگر متفاوت است، تاثیر بالقوه و مفید آنها به دلیل میزان آنتی اکسیدان موجود در آنها می باشد. در بسیاری از تحقیقات و بررسی ها فعالیت آنتی اکسیدانی این چای ها با یکدیگر مقایسه شده اند و نتیجه ای که تاکنون به آن دست پیدا کرده اند به صورت زیر است:

چای سبز> اولانگ>چای سیاه

همچنین بسیاری از بررسی ها نشان داده اند که چای سیاه از چای سبز بهتر است در صورتی گزارشات دیگر اختلاف بارزی بین این دو چای مشاهده نشده است. متغیرها و دلایل متعددی که بر روی ترکیبات چای تاثیر می گذارند مانند نوع خاک و مواد مغذی آن، شرایط رشد (فصل، آب و هوا و خاک)، مسائل باغبانی (چیدن با دست یا دستگاه، سن برگ ها) و تکنولوژی های مختلف شرکت های فرآوری چای ممکن است دلیل این گزارشات متناقض باشد. از این رو، دقیقا مقایسه فعالیت آنتی اکسیدانی چای های سیاه، سفید و سبز صحیح نمی باشد مگر اینکه این متغیرها را به حداقل رسیده و شرایط باشد.

:
همانطور که می‌دانیم ژنراتور یکی از اجزای اصلی موجود در هر نیروگاهی است و از آنجا که سیستم تحریک مهم‌ترین جزء هر ژنراتور را شامل می‌شود لذا سیستم تحریک نقش بسیار مهمی، در تولید برق دارد.
یکی از کاربردهای مهم سیستم تحریک، این است كه می‌تواند ژنراتور را طوری هدایت کند كه ژنراتور در ناحیه امن (محدوده پایداری) باقی بماند.
لذا با توجه به اهمیت و جایگاه بسیار مهم سیستم تحریک در نیروگاهها، طبیعی است که حساسیت روی سیستم تحریک بالا می رود و اگر مشکلی در سیستم تحریک ایجاد شود، این مشکل به طور مستقیم روی ژنراتور اثر می‌گذارد. به عنوان مثال در صورت عملكرد نا مناسب محدود کننده زیر تحریک و یا فوق تحریك ژنراتور آسیب می‌ببیند و در صورت ایجاد مشکل در ژنراتور ناپایداری در شبکه نیز به وجود خواهد آمد. جالب است که تمام نوساناتی که در شبکه ایجاد می‌شود از لحاظ ولتاژی و تا حدی از لحاظ فرکانسی، سیستم تحریک تا حدودی می‌تواند به آنها پاسخ دهد. تمام این موارد نشان‌دهنده اهمیت سیستم تحریک می‌باشد و همین اهمیت هم باعث می‌شود که وقتی ما می‌خواهیم سیستم تحریکی را عیب یابی کنیم باید اولاً تمام این اهمیت‌ها را در نظر بگیریم ثانیاً رفع عیب را در زمان کوتاهی انجام دهیم چرا که اگر عیب در مدت زمان کوتاه برطرف نشود به معنای آن است که در تولید برق توسط نیروگاه وقفه ایجاد شده است و این وقفه در تولید برای نیروگاه ضرر اقتصادی را به همراه دارد لذا لازم است که شناخت کافی نسبت به اجزای سیستم تحریک داشته باشیم . درسیستم تحریك استاتیك3 مؤلفه اصلی وجود دارند: قسمت كنترل، پل یكسوساز و ترانسفورماتور قدرت كه در تركیب باهم میدان ژنراتور را برای دستیابی به ولتاژ خروجی مناسب، كنترل می‌‌كنند. مدلسازی این سیستم می‌تواند بسیاری از تحلیل‌ها و آنالیزها را در این سیستم راحت‌تر کند. روشهای مدلسازی ریاضی به سه دسته تحلیلی، آزمایشی و تركیبی تقسیم می‌شوند. در مدلسازی تحلیلی، معمولاً سیستم اصلی مورد مطالعه به مجموعه ای از سیستمهای فرعی تقسیم می‌شود. سپس مدل كلی با تركیب این مدلهای فرعی بدست می‌آید. برای بدست آوردن رابطه ورودی و خروجی هر قسمت، از قوانین فیزیكی حاكم بر اجزای سیستم استفاده می‌شود. در مدلسازی آزمایشی با انجام آزمایش بر روی سیستم واقعی و ضبط ورودیها و خروجیها در حین آزمایش و پردازش سیگنالهای ضبط شده، مدل سیستم بدست می‌آید. در مدل سازی تركیبی ساختار مدل به روش تحلیلی و پارامترهای آن به روش آزمایشی محاسبه می‌گردند .در مدلسازی تحلیلی سیستم تحریک، برای هر یک از اجزای این سیستم، مدل ریاضی منطبق بر ساختار آن در نظر گرفته می‌شود. بر اساس مقادیر عناصر و نیز اندازه‌گیری‌های انجام شده پارامترهای مدل هر یک از اجزا بدست می‌آید. در این پایان‌نامه می‌خواهیم مدلسازی سیستم تحریک ژنراتور سنکرون را با استفاده مدل همه قسمت‌های سیستم و به صورت توزیع شده بدست آوریم. در واقع برای آنالیز دقیق و صحیح سیستم تحریک باید یک مدل کامل و با در نظر گرفتن جزییات از جمله اثر پوستی در نظر گرفت
 1-2- بیان مسئله:
وظیفه اصلی سیستم تحریک تأمین جریان تحریک ماشین سنکرون است بعلاوه با کنترل ولتاژ تحریک وظیفه کنترل و حفاظت یک سیستم قدرت را بر عهده دارد. ]1[
برای تحریک ماشین‌های سنکرون روش‌های مختلفی وجود دارد ، این روش‌ها با پیشرفت تکنولوژی و گذشت زمان یکی پس از دیگری ابداع شده و برخی از این روش‌ها دارای معایبی بوده که باعث شده است به فکر تغییر سیستم و اصلاح وارتقاء آن‌ها بیفتیم. ]2[
سیستم تحریک با تغییر جریان dc سیم‌پیچ تحریک واقع بر روی رتور نیروی محرکه تولید شده ژنراتور را کنترل می‌کند وبا تغییر نیروی

 محرکه ژنراتور نه تنها ولتاژ خروجی تنظیم می‌شود بلکه ضریب قدرت و دامنه جریان نیز کنترل می‌شود.

مهمترین اجرا سیستم تحریک]3[ ]4[:
1- تحریک کننده: تامین توان جریان مستقیم مورد نیاز سیم پیچ تحریک (بخش توان سیستم تحریک)
2- تنظیم‌کننده: سیگنالهای کنترل ورودی را به سطح و شکلی که برای کنترل تحریک‌کننده مناسب است تقویت و پردازش می‌کند. این بلوک شامل تنظیم کننده‌ها و نیز توابع پایدارساز سیستم تحریک می‌باشد.
3- مبدل ولتاژ پایانه و جبرانگر بار:
4- پایدارساز سیستم قدرت:
5- مدارهای محدودکننده و حفاظتی: شامل مجموعه وسیعی از توابع کنترلی و حفاظتی برای اطمینان از اینکه از حدود توانایی‌های تحریک‌کننده و و ژنراتور تجاوز نشود.
با توجه به عدم دسترسی به اطلاعات و مدارك كامل و گاهی مغایرت مدارك با واقعیت و نیز تغییر مشخصه مدارات الكترونیكی، الكتریكی و مكانیكی واحدهای تولید انرژی با گذشت زمان و تنظیم كنترل‌كننده‌ها بر اساس مقادیر زمان نصب واحد، تعیین پارامترهای مدل دینامیكی سیستمهای قدرت ضروری است. ]5 [این الزام با گسترش شبكه و معرفی سیستمهای تحریك سریع بویژه پایداركننده‌های سیستم قدرت و لزوم تنظیم آنها كه فقط با شبیه‌سازی‌های مطمئن مقدور است، اهمیت خود را بیشتر نشان می‌دهد. ]6[
1-3- جنبۀ نوآوری و جدید بودن تحقیق:
تاکنون در تحقیقات انجام شده بر روی مدلسازی سیستم تحریک،به مدل توزیع شده تمام قسمت‌ها به طور یکجا و با در نظر گرفته شدن اثر توجه ویژه‌ای نشده است. از طرفی در این پایان‌نامه با در نظر گرفتن اثر پوستی یک مدل کلی و توزیع شده برای سیستم تحریک به دست خواهیم آوردن و همچنین در صورت امکان مدل یکسوساز تریستوری را هم در مدل کلی در نظر خواهیم گرفت. همچنین با استفاده از SIMULINK/MATLAB کارآمد بودن این سیستم را نشان خواهیم داد.
1-4- فرضیه‌ها:
مطالعات نشان می‌دهد مدلسازی دقیق و جامع سیستم تحریک می‌تواند آنالیز و تحلیل سیستم کلی یک ژنراتور سنکرون جهت تولید برق را راحت‌تر کند. می‌توان با در نظر گرفتن اثر پوستی و اثر یاتاقان‌ها و حتی مدل کلی یکسوساز تریستوری این مدل را به مدل واقعی نزدیک‌تر کرد و در جهت میرا کردن نوسانات سیم پیچ تحریک برای طراحی کنترل‌کننده از آن استفاده نمود. فرآیندهای تحلیلی با استفاده از این مدل بهبود بهره‌برداری اقتصادی و تامین دائمی برق مورد نیاز را به همراه خواهد داشت.
– با استفاده از نرم‌افزار قدرتمند SIMULINK/MATLAB کار شبیه‌سازی کل صورت می‌گیرد.
2-1- اهداف تحقیق (شامل اهداف علمی، کاربردی وروش‌های خاص انجام تحقیق):
2-1-1- اهداف علمی تحقیق:
بدست آوردن مدل توزیع شده سیستم تحریک ژنراتور سنکرون با در نظر گرفتن اثر پوستی و استفاده از این مدل برای میرا کردن نوسانات ولتاژ سیم پیچ تحریک.
استفاده از SIMULINK/MATLAB برای شبیه سازی سیستم مورد نظر می‌باشد.
2-1-2 اهداف کاربردی تحقیق:
برای تامین تغذیه دایمی سیستم تحریک ژنراتور سنکرون برق مورد نیاز از خروجی ژنراتور مورد استفاده قرار می­گیرد. استفاده از مدل کلی و توزیع شده سیستم تحریک می‌تواند بسیاری از تحلیل‌ها و آنالیزها را ساده‌تر کند. کاهش تلفات کمتر، هزینه سرمایه‌گذاری کمتر و نیاز به دایمی بودن سیستم برق تولیدی در ژنراتور سنکرون و سایر مزایای دیگر اجرای چنین پایان نامه‌ای را در جهت مناسب‌ترین الگوی طراحی و مدلسازی تغذیه سیستم تحریک لازم می­شمارد.
کشور عزیزمان ایران به واسطه وسعت جغرافیایی دارای مراکز تولید برق متعددی می‌باشد که درصد بالایی ازاین مراکز همگی با استفاده از ژنراتورهای سنکرون برق مورد نیاز کشور را تولید می‌کنند. از طرف تامین برق سیستم تحریک این ژنراتورها نیازمند یک طراحی جامع و کاملی است که در تمام شرایط بتواند برق مورد نیاز این سیستم را و تنظیم ولتاژ مناسب تهیه کند. در این راستا باید مطالعات جامعی برای طراحی تغذیه این سیستم‌ها صورت پذیرد. بدست آوردن مدل کلی این سیستم می‌تواند دید جامعی به مهندسین جهت طراحی بهتر سیستم تولید برق بدهد.
این پایان‌نامه مورد استفاده بخش تولید انرژی برق و مولدهای الکتریکی می‌تواند قرار گیرد.
2-2- نوع روش کار:
روش کار بدین صورت می‌باشد:
1- جمع‌آوری منابع و مقالات مرتبط با موضوع
2- هدف مدلسازی توزیع شده برای سیستم تحریک استاتیک است. این مدل باید دقت کافی داشته باشد به طوری که بتوان به وسیله آن اعوجاجات ولتاژ سیم پیچ ژنراتور سنکرون را میرا کرد .
3- تهیه SIMULINK سیستم طراحی شده در محیط MATLAB برای شبیه‌سازی کلی سیستم.
2-3-پرسش اصلی تحقیق(مسأله تحقیق):
– آیا استفاده از مدل توزیع شده سیستم تحریک در بهبود طراحی کلی سیستم جهت میرا کردن نوسانات، کاربردی است.
– آیا مدل توزیع شده کلی می‌تواند رفتار سیستم را به درستی شبیه‌سازی کند؟
به دنبال مدلسازی توزیع شده برای سیستم تحریک استاتیک می‌باشیم به طوری که از این مدل برای میرا کردن اعوجاجات ولتاژ سیم پیچ ژنراتور سنکرون استفاده کنیم. با توجه به اینکه دراین حالت از یک منبع تولید ولتاژ سه فاز مستقل استفاده شده است باید این طراحی به بهترین نحوه انجام گیرد که در برابر اغتشاشات از این نوع بسیار مقاوم باشد.طراحی بدست آمده در SIMULIK/MATLAB اجرا می­شود و در حالاتهای مختلف مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
اهمیت مدلسازی سیستم تحریك ناشی از تأثیر آن بر پایداری‌گذرا و دینامیكی شبكه است.]7[ ]8[ قابلیت سیستم تحریك در تامین جریان میدان ژنراتور نقش عمده‌ای در پایداری‌گذرای شبكه به هنگام یك اغتشاش بزرگ مثل اتصال كوتاه دارد. همچنین فیدبك تنظیم ولتاژ كه از طریق سیستم تحریك بسته می‌شود، رفتار شبكه برای اغتشاش كوچك را تحت تأثیر قرار می‌دهد بنابراین سیستم تحریك یك عنصر كلیدی در مطالعات دینامیكی است.
روشهای مدلسازی ریاضی به سه دسته تحلیلی، آزمایشی و تركیبی تقسیم می‌شوند. در مدلسازی تحلیلی، معمولاً سیستم اصلی مورد مطالعه به مجموعه‌ای از سیستمهای فرعی تقسیم می‌شود. سپس مدل كلی با تركیب این مدلهای فرعی بدست می‌آید. برای بدست آوردن رابطه ورودی و خروجی هر قسمت، از قوانین فیزیكی حاكم بر اجزای سیستم استفاده می‌شود. در مدلسازی آزمایشی با انجام آزمایش بر روی سیستم واقعی و ضبط ورودیها و خروجیها در حین آزمایش و پردازش سیگنالهای ضبط شده، مدل سیستم بدست می‌آید. در مدل سازی تركیبی ساختار مدل به روش تحلیلی و پارامترهای آن به روش آزمایشی محاسبه می گردند. ]9[
در مرجع]10[ و ]11[ مدل کلی سیستم تحریک را بدست آورده است ولی اثر پوستی در آنها لحاظ نشده است. در مرجع ]12[ یک مدل کلی برای سیستم تحریک در نظر گرفته شده است ولی علاوه بر اثر پوستی، مدل یکسوساز را نیز در نظر گرفته نشده است.
در این پایان‌نامه می‌خواهیم یک مدل دقیقی از سیستم تحریک داشته باشم که علاوه بر اثر پوستی، مدل یکسوساز تریستوری را نیز در آن لحاظ کنیم به طوری که رفتار واقعی سیستم را به خوبی شبیه‌سازی کند. در ادامه از این مدل برای میرا کردن نوسانات سیستم با طراحی درست کنترل کننده‌ها و خود سیستم، استفاده می‌کنیم.

جامعه ورزشی در جهت قهرمانی و حرفه­ای شدن در حال حرکت است و هر کسی به هر دلیل و هدفی ممکن است در یک فعالیت ورزشی و برنامه تمرینی خاص شرکت کند، اما توجه به این مسئله که استعداد ورزشی یکی از مهمترین عوامل در دستیابی به سطح بالای عملکرد ورزشی است نیز مهم است در ضمن برای شکوفایی این استعداد، مربیگری مبتنی بر اصول عملی ورزش نیز ضروری به شمار می‌رود. از این رو ضمن شناخت این استعداد باید به شیوه ای صحیح آن را رشد و توسعه داد. معمولا متخصصین ورزش معتقدند که برای دستیابی به سطح بالای عملکرد ورزشی باید ضمن شناخت ورزش، با روش‌های مختلف تمرین به توسعه سطح عملکرد و آمادگی افراد پرداخته شود.

انگیزه و پیشرفت و دستیابی به اوج توانمندی در اجرای مهارت­ها، مربیان را برآن داشته است تا روش‌ها و راههای تمرینی متفاوتی را جهت موفقیت ورزشکاران به کار گیرند. برای پیشرفت در هر رشته ورزشی، ضمن آگاهی لازم از اصول و فنون آن ورزش، باید ورزشکار از آمادگی بدنی لازم و اختصاصی برخوردار باشد(ادیب­پور، 1380). برای رسیدن به این آمادگی، یکی از شیوه‌های تمرینی که توسط مربیان به کار گرفته می‌شود تمرینات پلایومتریک است. از آنجایی که هر ورزشکاری برای قویتر و سریعتر بودن تلاش می‌کند پس این نوع تمرینات را می‌توان برای بهبود قدرت و سرعت ورزشکاران جهت افزایش آمادگی و توانایی آنها به کار گرفت. شروع به کارگیری این نوع تمرینات از دهه 1960 بوده که  از آن به عنوان یک روش تمرینی زود بازده استفاده می‌شد. این تمرینات با استفاده از مکانیسم بازتاب کششی برای رسیدن به اهداف ورزشی مفید بوده و در بسیاری از ورزش‌ها چون والیبال، بسکتبال، دوو میدانی، شنا و… کاربرد داشته است (ادیب­پور، 1380).

رشته کشتی از جمله رشته­های ورزشی است که در آن آمادگی جسمانی اهمیت بالایی دارد. پس ورزشکار برای دستیابی به رکورد خوب باید میزان، آمادگی و توان بدنی خود را بالا ببرد که این هدف می‌تواند از طریق تمرینات پلایومتریک فراهم شود و به ورزشکار در بهبود و توسعه آمادگی جسمانی و کسب قهرمانی خوب کمک می‌کند. در این تحقیق سعی بر این خواهد بود که به بررسی تاثیر تمرینات پلایومتریک بر فاكتورهای آمادگی جسمانی دانش­آموزان كشتی­گیر به عنوان آینده­سازان این رشته ورزشی پرطرفدار كشورمان پرداخته شود تا شاید بتوان با کسب اطلاعات، کمکی به ورزشکاران و مربیان نمود (بومپا،[1] 1982).          

1-2- بیان مساله

پیشرفت­های علوم ورزشی در سال­های اخیر بسیار چشمگیر بوده و آمادگی جسمانی نیز به عنوان بخش مهمی‌از این پیشرفت­ها، از تنوع، تغییر و توسعه به دور نبوده است. انجام تمرینات خاص برای رسیدن به آمادگی مطلوب در رشته­های ورزشی و همچنین در بحث تندرستی عمومی‌اهمیت ویژه­ای دارد. اگر این تمرینات بر پایه تحقیقات علمی‌استوار باشد، نتایج بهتری در پی خواهد داشت. از بین عوامل آمادگی جسمانی، توان عاملی مهم در موفقیت ورزشکاران محسوب می­شود و توان بی­هوازی اندام تحتانی عامل مهمی‌در رشته­هایی مانند فوتبال، بسکتبال، تکواندو و غیره است. در چند دهه اخیر، روش­های مختلفی مانند تمرینات با وزنه و تمرینات سرعتی برای تقویت توان بی­هوازی اندام تحتانی به کار برده شده است. اخیرا تمرینات پلایومتریک به عنوان شیوه­ای موثر، مورد توجه مربیانی قرار گرفته که در پی تقویت عملکردهای سرعتی و انفجاری ورزشکاران هستند. اصولا ویژگی ذاتی این نوع تمرینات، تلفیق قدرت و سرعت برای تولید توان است. این تمرینات با درگیر کردن تعداد بیشتری از تارهای عضلانی در اثر فعال شدن دوک‌های عضلانی و بهره مندی از ویژگی الاستیک یا کشسانی عضلات، سازگاری‌های عملکردی مختلفی در عضلات به وجود می‌آورند که نتیجه آن عملکرد بهتر و هماهنگ تر عضلات (هماهنگی در بکارگیری عضلات) و ایجاد قدرت انفجاری بیشتر در عمل است. این سازگاری، بویژه در رشته‌هایی که نیازمند پرش‌های پیاپی به مدت طولانی اند، اهمیت بیشتری دارد (نبی زاده و همکاران،1393).

آمادگی جسمانی همچنین مجموعه ای از ویژگی‌های ذاتی و اکتسابی است که توانایی اجرای فعالیت بدنی را تعیین می‌کند (سندگل،1372) و ایجاد سلامت عمومی‌مهمترین نقشی است که می‌توان از آن انتظار داشت. از جمله فاکتورهای مهم آمادگی جسمانی می­توان توان بی­هوازی، چابکی، قدرت و انعطاف­پذیری را نام برد (هامپری [2]و همکاران،1999).

در علم فیزیک توان عبارت است از انجام کاری معین در واحد زمان است. اغلب رشته‌های ورزشی دارای اجرای فعالیت‌های کوتاه مدت و سریع با بازده توان حداکثر، نیاز دارند. در واقع توان انفجاری نشانه ظرفیت و قابلیت دستگاه متابولیکی برای تأمین انرژی در غیاب اکسیژن است. بدین ترتیب اندازه‌گیری این قابلیت برای ارزیابی برنامه‌های تمرین و گزینش ورزشکاران زبده از اهمیت زیادی برخوردار است (مارکویچ[3] و همکاران، 2007).

تا دهه شصت میلادی، طراحی تمرینات بدنسازی بیشتر به کار مقاومتی برای افزایش قدرت یا سرعت محدود می­شده است. پس از آن، تمرینات مذکور تنها پیش­درآمدی برای تمرینات اصلی توانی یعنی تمرینات پلایومتریک محسوب شدند. در یک تعریف عملیاتی، حرکت پلایومتریک فعالیتی سریع و قدرتمند است که با استفاده از یک پیش­ حرکت کششی و سریع که محرک رفلکس کششی است، اجرا می­شود. در تمرینات پلایومتریک، با درگیر نمودن بیشتر اجزای کشش­ پذیر طبیعی عضله (تاندون­ها) و رفلکس کششی تلاش می­شود توان حرکات اجرایی افزایش یابد (کوین و همکاران، ). علاوه بر این، به نظر می­رسد که بازدارندگی متقابل عصبی نیز در تسهیل این فرآیند نقش داشته باشد (مک­کاتی[4] و همکاران، 2007. بنجامین و همکاران، 2005.گاردینر). پلایومتریک، تمریناتی است که عضلات را قادر می‌سازد در کوتاه‌ترین زمان ممکن، حداکثر قدرت خود را اعمال کند و فرآیند چرخه کشیده شدن ـ کوتاه شدن انقباض عضلانی، پایه اصلی این تمرین است (کوین[5] و همکاران، 2009).

مزیّت این تمرین در این است که موجب آمادگی دستگاه عصبی ـ عضلانی می‌شود و در نتیجه به ورزشکاران اجازه می‌دهد تا در فعالیت‌هایی که همراه با تغییر جهت می‌باشند، به نحو قدرتمند و سریعی اجرای وظیفه نمایند. با انجام این گونه تمرینات، زمان موردنیاز برای تغییر جهت، کاهش یافته و در نتیجه، سرعت و توان انفجاری، افزایش می‌یابد. لذا، ورزشکارانی که در رشته‌های مختلف به توان نیاز دارند، می‌توانند از تمرینات پلایومتریک بسیار سود ببرند. مزیت دیگر این تمرینات، نوع حرکات آن است که آموزش و یادگیری آن‌ها بسیار ساده و آسان می‌باشد (کلوندی[6] و همکاران، 1390).

اما همانند تمرینات استقامتی و مقاومتی، در تمرینات پلایومتریک نیز ضرورت دارد تا نوع حرکت، تعداد وهله­های تمرینی، تعداد تکرار حرکت در هر وهله و شدت بار هر تکرار به دقت طراحی شود. در غیر این صورت، ورزشکار یا با کم­تمرینی روبه­رو می­شود و پیشرفت چندانی نخواهد نمود و یا با بیش­ تمرینی روبرو شده و خیلی سریع دچار آسیب می­شود. بر اساس اصل ویژگی تمرین، نوع حرکات پلایومتریک باید تا حد ممکن مشابه حرکات ورزش مورد نظر باشد (کوین و همکاران، 2009. پوتاچ[7]، 2003. بومپاف[8] 1382). اما اینکه این تمرینات با چه شدت و چه مدتی باید انجام شوند؟ همچنین اینکه آیا این تمرینات بر فاکتورهای مختلف آمادگی جسمانی (توان بی­هوازی، چابکی، انعطاف­پذیری، استقامت عضلانی) آن هم در کشتی­گیران و مخصوصا کشتی­گیران جوان تاثیر دارد یا نه؟ سوالی است که لازم است تا تحقیقات بیشتری پیرامون آن انجام شود.

یکی از عوامل مهم که در اجرای حرکات مختلف رشته ورزشی کشتی کاربرد دارد، قدرت عضلانی و توان انفجاری اندام تحتانی است. همچنین، یکی از جنبه‌های بارز موفقیت و پیشرفت در هر رشته ورزشی، شناخت عوامل مؤثر در برنامه‌های قهرمانی و نیز آگاهی مربیان از ظرفیت‌های عملکردی مؤثر در پیروزی و موفقیت ورزشکاران می‌باشد. در تحقیقات انجام شده داخل و خارج کشور، تأثیر تمرینات پلایومتریک بر توان بی‌هوازی و انفجاری ورزشکاران تا حدودی مشخص گردیده است. اما، در زمینه تاثیر این تمرینات بر فاکتورهای آمادگی جسمانی کشتی­گیران و همچنین معرفی یک شیوه انتخابی مناسب از این‌گونه تمرینات تحقیقات چندانی صورت نگرفته است. لذا، می‌توان با انجام این تحقیق، روش مناسب و مفیدی از این‌گونه تمرینات را ارایه داد تا مربیان و معلمان بتوانند در کوتاه‌ترین زمان ممکن و با صرف هزینه اندک، بیشترین سود را برده و به نتیجه برسند.

کاربرد این روش تمرینی ابتدا در شوروی و در سال 1960 مشخص شد. به دنبال آن ورزشکاران در رشته‌های دوومیدانی اولین گروهی بودند که با استفاده از این نوع تمرینات به موفقیت‌های چشمگیری دست یافتند (کوین[9] و همکاران، 2009). والری برزوف ، دونده سرعت روسی پیشرفت خود را مدیون تمرینات پلایومتریک می‌دانست. همچنین، اثر تمرینی پلایومتریک به طور تجربی توسط پژوهشگرانی از قبیل‌هارمن، پارسلز و اسکولز مطالعه و گزارش شده است. در چند سال اخیر، انجام تمرین به روش پلایومتریک میان ورزشکاران طراز اول، مرسوم شده و بخشی از برنامه‌های تمرینی آن‌ها را به خود اختصاص داده است (کلوندی[10] و همکاران، 1390).به همین دلیل محقق در تحقیق حاضر در پی یافتن این سوال است که آیا تمرینات پلایومتریک دایره­ای بر برخی فاکتورهای آمادگی جسمانی کشتی­گیران تاثیر دارد؟

1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق

انسان از گذشته تا به حال در تلاش بوده است که آمادگی بیشتری داشته باشد تا بتواند بهترین مقام­ها و حتی ركوردها را کسب کند. البته دستیابی به سرعت بالای حرکتی و افزایش کارایی كشتی­گیران نیازمند تولید این نیروی پیش برنده بالا می­باشد که این کارخود نیازمند افزایش قدرت و سرعت عضلات درگیر در حرکت‌ها می‌باشد.

كشتی­گیرانی که از لحاظ قدرت و سرعت عضلانی ضعیف هستند دارای سرعت عمل پایین بوده و در آنها تطابق و هماهنگی عضلانی ضعیف بوده و در نتیجه قابلیت‌های بدنی و حرکتی آنها از نظر کمی‌و کیفی کاهش می‌یابد (امیرخانی، 1381) .

بنابراین رسیدن به بهترین قهرمانی در كشتی بستگی به اجرای خوب مهارت­ها و داشتن حداكثر آمادگی بدنی دارد. لازم است هر كشتی­گیری ضمن صرف زمان کافی جهت یادگیری اصول مهارتی از برنامه تمرینی مناسب بهره جسته تا توانایی­­های خود را از حالت بالقوه به بالفعل در آورد. بنابراین مربی در کنار تمرینات كشتی، از تمرینات غیر تخصصی جهت بهبود عملکرد و افزایش فاکتورهای آمادگی جسمانی برای ورزشکاران استفاده می­نماید که از جمله این تمرینات، تمرینات پلایومتریک است. با توجه به فاکتورهای مهم آمادگی جسمانی در كشتی (توان، چابكی،استقامت و سرعت) و هدف بکارگیری تمرینات پلایومتریک، بنابراین به نظر می­رسد بتوان از این تمرینات در کنار تمرینات تخصصی جهت تقویت عملکرد كشتی­گیران استفاده کرد. چو کراجل داشتن سرعت بالا و اجرای حرکات و مهارت‌ها با سرعت بیشتر در

 رشته‌های ورزشی را منوط به داشتن تمرینات مناسب به ویژه ترکیبی از تمرینات مقاومتی و پلایومتریک می­داند (هدایت، 1361).

با توجه به اهمیت تأثیر تمرینات پلایومتریک بر آمادگی بدنی و حرکتی ورزشکاران، عدم مشاهده تحقیقات كافی در زمینه موضوع مورد نظر، جایگاه ورزش كشتی در بین اقشار مختلف جامعه و در سطح بین­المللی و نیاز به یافتن بهترین برنامه تمرینی برای كسب حداكثر آمادگی جهت دستیابی به قهرمانی در سطوح مختلف ملی و بین ­المللی، در این تحقیق تأثیر تمرینات دایره­ای پلایومتریک بر فاكتورهای آمادگی جسمانی دانش­آموزان كشتی­گیر به عنوان آینده­ سازان كشتی كشور عزیزمان مورد مطالعه قرار گرفته است. امید است با استفاده از نتایج این مطالعه بتوان اطلاعات كامل و جامعی در زمینه تاثیر تمرینات پلایومتریك بر برخی از فاکتور‌های آمادگی جسمانی كشتی­گیران كسب كرده تا با نتایج بدست آمده کمکی به پیشرفت و ارتقاء سطع عملکرد كشتی­گیران کرده باشیم.

1-4- اهداف تحقیق

1-4-1- هدف کلی:

هدف این تحقیق، بررسی تاثیر 6 هفته تمرینات دایره­ای پلایومتریک بر برخی فاکتورهای آمادگی جسمانی (توان بی­هوازی، چابکی، استقامت عضلانی، انعطاف­پذیری) دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران می­باشد.

1-4-2- اهداف ویژه

1- بررسی اثر برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر چابکی دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران.

2- بررسی اثر برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر استقامت عضلانی دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران.

3- بررسی اثر برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر انعطاف­پذیری دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران.

4- بررسی اثر برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر توان بی­هوازی دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران.

1-5- فرضیه­های تحقیق

1. شش هفته برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر توان بی­هوازی دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران تاثیر معنی داری دارد.
2. شش هفته برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر چابکی دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران تاثیر معنی داری دارد.
3. شش هفته برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر استقامت عضلانی دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران تاثیر معنی داری دارد.
4. شش هفته برنامه تمرین دایره­ای پلایومتریک بر انعطاف­پذیری دانش­آموزان کشتی­گیر منطقه 11 شهر تهران تاثیر معنی داری دارد.

1-6- محدودیت­های تحقیق

الف: محدودیت­های تحت كنترل محقق

– آزمودنی­های حاضر در این پژوهش همه مرد بودند.

– آزمودنی­های تحقیق كشتی­گیران دبیرستانی بودند.

ب: محدودیت­های خاج از كنترل محقق

– عدم کنترل دقیق برنامه روزانه آزمودنی­ها (استراحت، فعالیت و تغذیه).

– عدم کنترل شرایط روحی و روانی آزمودنی­ها در حین آزمون.

– عدم کنترل ویژگی­های وراثتی و استعدادهای ذاتی.

– عدم کنترل موقعیت اقتصادی و اجتماعی آزمودنی­ها و همچنین سطح فرهنگ خانواده که می تواند فرد را در تنظیم تغذیه، بهداشت و سلامت یاری رساند.

1-7- پیش فرض­های تحقیق

– کلیه آزمودنی­ها با میل و انگیزه و رغبت کافی در آزمون­ها شرکت کردند.

– آزمودنی­ها هیچگونه بیماری خاصی نداشتند.

– آزمودنی­ها با حداکثر توان در این آزمون­ها شرکت کردند.

1-8- تعاریف كاربردی واژ­ه‌ها و اصطلاحات

چابکی:

تعریف نظری: چابکی، توانایی تغییر وضعیت و تغییر مسیر حركت بدن، به صورت دقیق و با حد اكثر سرعت ممكن و بدون از دست دادن تعادل است. چابكی ممكن است عمومی و یا ویژه (با توجه به مهارت‌های ویژه ورزشی) باشد (گایینی و رجبی، 1383).

تعریف عملیاتی: منظور از چابکی رکوردی است که آزمودنی در آزمون دو 9×4 متر نیز بدست می‌آورد.

توان بی­هوازی:

تعریف نظری: توانایی عضله یا گروهی از عضلات برای تولید نیروی زیاد با سرعت زیاد بر علیه یك مقاومت مشخص در یك دوره زمانی معین را توان بی هوازی می­گویند (گایینی و رجبی، 1383).

تعریف عملیاتی: منظور از توان بی­هوازی رکوردی است که فرد در آزمون پرش سارجنت کسب می‌کند.

انعطاف­پذیری:

تعریف نظری: توانایی یک مفصل یا گروهی از مفاصل برای حرکت روان در طول دامنه کامل حرکت را انعطاف پذیری گویند (گایینی و رجبی، 1383).

تعریف عملیاتی: منظور از انعطاف­پذیری در این تحقیق رکوردی است که فرد در آزمون نشستن و رساندن دست­ها به پنجه پاها کسب می­کند.

استقامت عضلانی:

تعریف نظری: به توانایی یك عضله یا گروه عضلانی برای اجرای تعدادی از انقباض‌های تكراری یا تولید نیروی ثابت در یك دوره ی زمانی گفته می شود (ویلمور[11] و کاستیل، 1381).

تعریف عملیاتی: منظور از استقامت عضلانی در این تحقیق بیشترین تعداد تکرار شنای فرد است که در آزمون شنای روی دست كسب می­كند.