קלוסטרידיום: מאפיינים, טקסונומיה, מורפולוגיה, בית גידול - ביולוגיה - 2025

קלוסטרידיום הוא סוג של חיידקים גרם חיובי המופצים באופן נרחב בסביבות רבות על פני כדור הארץ: אדמה, מים, בין היתר. זה התגלה בשנת 1880 על ידי פראזמובסקי.

רבים מהחיידקים המרכיבים סוג זה הם רעילים וקטלניים ביותר לבני אדם. הסיבה לכך היא שהם מייצרים רעלים הנכנסים לגוף ומעוררים בו הרס.

תאי קלוסטרידיום. מקור: ראה דף עבור המחבר, באמצעות ויקימדיה Commons

חיידקים של מין זה הם גורמים סיבתיים לכמה מהמחלות שפקדו את האנושות במשך שנים. אלה כוללים טטנוס, בוטוליזם וגנזמת גז. כולם עם שיעור תמותה גבוה מאוד. הרעלן שמקורו בקלוסטרידיום בוטולינום הוא בין החומרים הרעילים והרעילים ביותר על פני כדור הארץ.

מצד שני, ניתן להשתמש בחיידקים אלה גם ביישומים מועילים מסוימים לאנושות, כמו למשל שימוש בבוטוקס וטיפול במחלות מסוימות המשפיעות על העצבים.

טקסונומיה

הסיווג הטקסונומי של הסוג קלוסטרידיום הוא כדלקמן:

תחום: חיידקים

חטיבה: פירמות

כיתה: קלוסטרידיה

סדר: Clostridiales

משפחה: Clostridiaceae

מין: קלוסטרידיום

מוֹרפוֹלוֹגִיָה

חיידקים השייכים לסוג זה הם צורתם הבסילרית, מוארכים, עם קצוות הניתנים לעיגול או ישר. יש להם מדידות ממוצעות של רוחב 0.5-2 מיקרון ואורך של 2-8 מיקרון.

תלוי במין, ישנם תאים שהם ארוכים מאחרים. לדוגמה, C. tetani הוא 2 מיקרון ואילו C. perfringes יכול להיות 8 מיקרון.

חלק מהמינים מייצרים נבגים הנראים בבירור ואף מעוותים את המורפולוגיה של החיידק. דוגמא לכך היא Clostridium tetani. אצל אחרים, נוכחותם של נבגים אינה כה ניכרת (C. perfringes).

התא החיידקי מוקף בדופן תא המכילה שכבה עבה של פפטידוגליקאן ורכיבים אחרים כמו חומצות טיכואיות וליפותוכיות.

באופן דומה, בהתחשב במינים השונים, הוא יכול להציג רכיבי חלבון אחרים המתפקדים כקולטנים בתהליך הפתוגנזה.

התרבויות הנוצרות על ידי חיידקים מהסוג קלוסטרידיום נבדלות זו מזו בהתאם למין. הם יכולים להיות בעלי קצוות לא סדירים, בצבע אפרפר, מעומלים. ישנם מינים שאפילו מציגים הילה כפולה של המוליזה (C. perfringes) או הילה חלשה (C. tetani).

מאפיינים כלליים

הם חיוביים לגרם

חיידקים השייכים לסוג קלוסטרידיום מאופיינים בכך שיש שכבה עבה של פפטידוגליקן בדופן התא שלהם, כמו כל החיידקים החיוביים לגרם.

לפפטידוגליקאן יש מבנה מורכב הלוכד ושומר על חלקיקי הצבע של גראם. זה יוצר שלתאי החיידק בסוף התהליך יש את הצבע הסגול האופייני.

הם אנאירוביים

הסוג קלוסטרידיום מורכב מאורגניזמים שהם אנאירוביים בהחלט. המשמעות היא שהם אינם משתמשים באלמנט החמצן כדי לבצע את התהליכים המטבוליים השונים.

כעת ישנם כמה שיכולים אפילו לא להיות בסביבה עם חמצן, מכיוון שאלמנט זה רעיל עבורם. מצד שני, יש כאלה שאינם סובלניים לאוויר, כלומר הם יכולים לעמוד ברמות חמצן נמוכות מאוד.

לייצר נבגים

כאשר חיידקים מהסוג Clostrididum נמצאים בסביבה שבה התנאים עוינים אותם, הם מייצרים נבגים.

הנבגים המיוצרים על ידי קלוסטרידיום הם אנדוספורסים, כלומר הם צומחים בתוך התא החיידקי. באופן כללי הנבגים מסוגלים לעמוד בתנאים שליליים של טמפרטורה ו- pH.

ברגע שהתנאים הופכים לטובים, הנבגים נובטים.

בית גידול

חיידקים השייכים לסוג קלוסטרידיום ניתן למצוא במספר גדול של סביבות. חלקם מהווים חלק מהפלורה החיידקית הרגילה של גוף האדם, בעיקר של העור ודרכי העיכול.

באופן דומה ניתן למצוא אותם גם באדמה, במים ובאבק.

מינים מסוימים הם פתוגניים

הסוג קלוסטרידיום מורכב מכ- 40 מיני חיידקים. מבין אלה, חלקם אחראים לגרימת פתולוגיות מסוימות אצל בני אדם.

בין הידועים ביותר הם קלוסטרידיום טטני הגורם לטטנוס; CLaustridium botulinum, הגורם לבוטוליזם, ו- Claustridium perfinges, הקשורים לגנגרנית גז.

הם לא יכולים להפחית גופרתיים

חיידקים של הסוג קלוסטרידיום אינם מסוגלים להפחית סולפטים לסולפיטים. הסיבה לכך היא שהגנים לסנתזת האנזימים המבצעים תהליך זה אינם נמצאים ב- DNA שלו.

לייצר רעלים

רבים ממיני החיידקים השייכים לסוג קלוסטרידיום מסנתזים רעלנים שעלולים להזיק ואף קטלניים עבור בעלי חיים מסוימים וגם עבור אנשים.

בין המינים המייצרים את הרעלנים הקטלניים ביותר הם: Clostridium botulinum, Clostridium tetani ו- Clostridium perfringens.

יש מינים שהם אינדול חיוביים וחלקם אינדול שלילי

חיידקים מסוימים בסוג זה מסנתזים את מערך האנזימים של טריפטופן, שיכולים להפריד את קבוצת האינדולים שנמצאת במבנה של חומצת האמינו טריפטופן. בין אלה ניתן להזכיר את Clostridium tetani.

נהפוך הוא, ישנם אחרים שאינם מסנתזים אנזימים אלו, ולכן הם אינם יכולים לבזות את טריפטופן. אלה כוללים Clostridium perfringens ו- Clostridium difficile.

זה קטליז שלילי

לחיידקים המרכיבים את הסוג קלוסטרידיום אין את היכולת לסנתז את האנזים קטאלז. לכן הם לא יכולים לפרוס את מולקולת מי החמצן למים וחמצן.

תנאי גידול

חיידקים אלה דורשים תנאים מסוימים בכדי לצמוח ולהתפתח כראוי. לגבי הטמפרטורה ניתן לומר שהם מזופילים, מכיוון שהטמפרטורה האופטימלית שלהם היא סביב 37 מעלות צלזיוס. כמובן שבתוך המינים המרכיבים את הסוג הזה ישנם יוצאים מן הכלל.

באופן דומה, חיידקים אלה דורשים pH כמעט ניטרלי, כאשר האידיאל הוא בין 7 ל- 7.5.

מחלות

חיידקים של הסוג קלוסטרידיום קשורים בדרך כלל לפתולוגיות שונות אצל בני אדם. הסיבה לכך היא הנבגים שהם מייצרים, אותם ניתן להבלע, לשאוף או לרכוש באמצעות פציעות או פצעים בעור.

מחלה מתועדת ונחקרת היטב היא טטנוס, הנגרמת על ידי קלוסטרידיום טטני. מחלה זו גורמת להרס של שרירי הגוף, וגורמת להתכווצויות שרירים לא רצוניות, חום גבוה ונוקשות בקבוצות שרירים מסוימות.

באופן דומה, Clostridium difficile הוא חיידק נוסף בסוג זה הגורם לפתולוגיות או מחלות בבני אדם. זה אחראי לדלקת קוליטיס pseudomembranous. זוהי מחלה הפוגעת במעי הגס וגורמת לחום, שלשול, כאבי בטן, אנורקסיה ובחילה.

מצד שני, Clostridium perfringens הוא הגורם לאחד הזיהומים הנגיפים ביותר, גנגרנית גז. זה גורם לנגעי עור, שלפוחיות, טכיקרדיה, חום גבוה מאוד והרבה כאבים.

בוטוליזם הוא גם מחלה הנגרמת על ידי חיידק של הסוג קלוסטרידיום (C. tetani). כאן התסמינים הם עייפות, ראייה מטושטשת, שלשול, עצירות, בין היתר. בוטוליזם הוא פתולוגיה בה צריך להיות זהיר מאוד ולעמוד בטיפול.

יישומים

לחלק מהחיידקים המרכיבים את הסוג קלוסטרידיום יש יישומים מסוימים ברמה מסחרית, אקולוגית ואפילו טיפולית.

לדוגמא, רעלן בוטולינום, המיוצר על ידי קלוסטרידיום בוטולינום, משמש מזה זמן רב בטיפולים מסוימים ובתעשיית הקוסמטיקה. הודות ליכולתו לשתק את השרירים, הוא משמש לטיפול בחולים עם פתולוגיות מסוימות כמו רצפים מתאונות מוחיות, עוויתות המיספרות ודיסטוניה.

כמו כן, הוא משמש בקוסמטולוגיה בשם בוטוקס למיגור קווים דקים. הליך זה שנוי במחלוקת למדי בגלל ההשלכות שיכולות להיות לו על הבריאות.

באופן דומה, היכולת של חיידקים מסוימים מסוג זה לייצר אתנול שימשה בייצור TNT ואבקת שריפה.

בנוסף, מחקרים אחרונים הראו כי חלק מחיידקים אלה יכולים לשמש כאינדיקטורים סביבתיים לזיהום. עם זאת, מדובר במחקרים שנמצאים עדיין בינקותם, אך לנוכח התוצאות מבטיחים.

הפניות

1. קלוסטרידיום. נשלח מ: microbewiki.com
2. נלקח מתוך: catalog.hardydiagnostics.com
3. מאייר, ל., אספינוזה, ר. וקוארה, ר. (2014, מאי). זיהום Clostridium difficile: אפידמיולוגיה, אבחון ואסטרטגיות טיפוליות. כתב העת הרפואי הקליני של לוס קונדס. 25 (3). 473-484
4. Muñoz, D., Grau, C., Villalobos, L., Marval, H., Martínez, C. and Zerpa, A. (2010). שימוש בקלוסטרידיום פרפרינגן כאינדיקטור לזיהום צואה באזורי גידול חלדיים דו-קרביים במדינת סוקרה, ונצואלה. כתב העת המדעי FCV-LUZ. 20 (6). 575-583
5. שפירו, ר., הת'ווי, סי וסוורדלו, ד. (1998). בוטוליזם בארצות הברית: סקירה קלינית ואפידמיולוגית. נלקח מ: annals.org
6. Vasanthakumari, R. (2007). ספר לימוד למיקרוביולוגיה. Bl פרסומים PVT בע"מ