CLOSTRIDIUM: CHARAKTERYSTYKA, TAKSONOMIA, MORFOLOGIA, SIEDLISKO - BIOLOGIA - 2026

Clostridium to rodzaj bakterii Gram-dodatnich, które są szeroko rozpowszechnione w wielu środowiskach na naszej planecie: między innymi w glebie, wodzie. Odkrył go w 1880 roku Prażmowski.

Wiele bakterii wchodzących w skład tego rodzaju jest wysoce toksycznych i śmiertelnych dla ludzi. Dzieje się tak, ponieważ wytwarzają toksyny, które dostają się do organizmu i sieją w nim spustoszenie.

Komórki Clostridium. Źródło: Zobacz stronę autora, za pośrednictwem Wikimedia Commons

Bakterie z tego rodzaju są przyczyną wielu chorób, które nękają ludzkość od lat. Należą do nich tężec, botulizm i zgorzel gazowa. Wszystkie z bardzo wysoką śmiertelnością. Toksyna z Clostridium botulinum należy do najbardziej toksycznych i trujących substancji na naszej planecie.

Z drugiej strony bakterie te mogą być również wykorzystywane w pewnych korzystnych dla ludzkości zastosowaniach, takich jak stosowanie botoksu i leczenie niektórych chorób nerwowych.

Taksonomia

Klasyfikacja taksonomiczna rodzaju Clostridium jest następująca:

Domena: Bakterie

Oddział: Firmicutes

Klasa: Clostridia

Zamówienie: Clostridiales

Rodzina: Clostridiaceae

Rodzaj: Clostridium

Morfologia

Bakterie należące do tego rodzaju mają kształt pałeczki, wydłużone, z krawędziami zaokrąglonymi lub prostymi. Mają średnie pomiary o szerokości 0,5-2 mikronów i długości 2-8 mikronów.

W zależności od gatunku istnieją komórki dłuższe niż inne. Na przykład C. tetani ma 2 mikrony długości, podczas gdy C. perfringes może mieć 8 mikronów.

Niektóre gatunki wytwarzają zarodniki, które są wyraźnie widoczne, a nawet zniekształcają morfologię bakterii. Przykładem tego jest Clostridium tetani. W innych przypadkach obecność zarodników nie jest tak oczywista (C. perfringes).

Komórka bakteryjna jest otoczona ścianą komórkową, która zawiera grubą warstwę peptydoglikanu i innych składników, takich jak kwas teichojowy i lipotechojowy.

Podobnie, biorąc pod uwagę różne gatunki, może przedstawiać inne składniki białkowe, które pełnią rolę receptorów podczas procesu patogenezy.

Kultury tworzone przez bakterie z rodzaju Clostridium różnią się w zależności od gatunku. Mogą mieć nieregularne krawędzie, szarawe, zawoalowane. Istnieją gatunki, które nawet wykazują podwójne halo hemolizy (C. perfringes) lub słabe halo (C. tetani).

Charakterystyka ogólna

Są gram dodatnie

Bakterie należące do rodzaju Clostridium charakteryzują się grubą warstwą peptydoglikanu w ścianie komórkowej, podobnie jak wszystkie bakterie Gram-dodatnie.

Peptydoglikan ma złożoną strukturę, która wychwytuje i zatrzymuje cząsteczki barwnika Grama. Powoduje to, że komórki bakteryjne mają pod koniec procesu charakterystyczny fioletowy kolor.

Są beztlenowe

Rodzaj Clostridium składa się z organizmów ściśle beztlenowych. Oznacza to, że nie używają tlenu pierwiastkowego do przeprowadzania różnych procesów metabolicznych.

Teraz jest kilka, które nie mogą nawet przebywać w środowisku z tlenem, ponieważ ten pierwiastek jest dla nich toksyczny. Z drugiej strony są takie, które są tolerancyjne dla powietrza, to znaczy mogą wytrzymać pewne bardzo niskie poziomy tlenu.

Produkuj zarodniki

Gdy bakterie z rodzaju Clostrididum znajdują się w środowisku o niekorzystnych dla nich warunkach, wytwarzają zarodniki.

Zarodniki produkowane przez Clostridium to przetrwalniki, to znaczy rosną wewnątrz komórki bakteryjnej. Ogólnie zarodniki są w stanie wytrzymać niekorzystne warunki temperatury i pH.

Gdy warunki staną się sprzyjające, zarodniki kiełkują.

Siedlisko

Bakterie należące do rodzaju Clostridium można znaleźć w wielu środowiskach. Niektóre są częścią normalnej flory bakteryjnej organizmu ludzkiego, głównie skóry i przewodu pokarmowego.

Podobnie można je znaleźć w glebie, wodzie i kurzu.

Niektóre gatunki są chorobotwórcze

Rodzaj Clostridium składa się z około 40 gatunków bakterii. Spośród nich niektóre są odpowiedzialne za wywoływanie pewnych patologii u ludzi.

Wśród najbardziej znanych możemy wymienić Clostridium tetani, która powoduje tężec; CLaustridium botulinum, który powoduje zatrucie jadem kiełbasianym i Claustridium perfinges, związane ze zgorzelą gazową.

Nie mogą redukować siarczanów

Bakterie z rodzaju Clostridium nie są w stanie zredukować siarczanów do siarczynów. Dzieje się tak, ponieważ geny syntetyzujące enzymy odpowiedzialne za ten proces nie znajdują się w jego DNA.

Wytwarzaj toksyny

Wiele gatunków bakterii z rodzaju Clostridium syntetyzuje toksyny, które są potencjalnie szkodliwe, a nawet śmiertelne dla niektórych zwierząt i dla człowieka.

Do gatunków wytwarzających najbardziej śmiercionośne toksyny należą: Clostridium botulinum, Clostridium tetani i Clostridium perfringens.

Niektóre gatunki są indolowo-dodatnie, a niektóre indol-ujemne

Niektóre bakterie z tego rodzaju syntetyzują zestaw enzymów tryptofanazy, które mogą oddzielić grupę indolową znajdującą się w strukturze aminokwasu tryptofanu. Wśród nich możemy wymienić Clostridium tetani.

Wręcz przeciwnie, są inne, które nie syntetyzują tych enzymów, więc nie mogą degradować tryptofanu. Należą do nich Clostridium perfringens i Clostridium difficile.

Jest ujemny pod względem katalazy

Bakterie z rodzaju Clostridium nie mają zdolności syntezy enzymu katalazy. Dlatego nie mogą rozłożyć cząsteczki nadtlenku wodoru na wodę i tlen.

Warunki wzrostu

Bakterie te wymagają pewnych warunków do prawidłowego wzrostu i rozwoju. Jeśli chodzi o temperaturę, można powiedzieć, że są mezofilami, ponieważ ich optymalna temperatura wynosi około 37 ° C. Oczywiście wśród gatunków, które tworzą ten rodzaj, są wyjątki.

Podobnie bakterie te wymagają prawie obojętnego pH, najlepiej między 7 a 7,5.

Choroby

Bakterie z rodzaju Clostridium są generalnie związane z różnymi patologiami u ludzi. Wynika to z generowanych przez nie zarodników, które mogą zostać połknięte, wdychane lub nabyte w wyniku urazów lub ran na skórze.

Bardzo dobrze udokumentowaną i zbadaną chorobą jest tężec wywoływany przez Clostridium tetani. Ta choroba sieje spustoszenie w mięśniach ciała, powodując mimowolne skurcze mięśni, wysoką gorączkę i sztywność niektórych grup mięśni.

Podobnie Clostridium difficile to kolejna bakteria tego rodzaju, która powoduje patologie lub choroby u ludzi. Odpowiada za rzekomobłoniaste zapalenie jelita grubego. Jest to choroba, która atakuje jelito grube i powoduje gorączkę, biegunkę, bóle brzucha, anoreksję i nudności.

Z drugiej strony Clostridium perfringens jest przyczyną jednej z najbardziej zjadliwych infekcji - zgorzeli gazowej. Powoduje to zmiany skórne, pęcherze, tachykardię, bardzo wysoką gorączkę i silny ból.

Botulizm jest również chorobą wywoływaną przez bakterię z rodzaju Clostridium (C. tetani). Tutaj objawy to między innymi zmęczenie, niewyraźne widzenie, biegunka, zaparcia. Botulizm to patologia, w której trzeba być bardzo ostrożnym i stosować się do leczenia.

Aplikacje

Niektóre z bakterii z rodzaju Clostridium mają określone zastosowania na poziomie komercyjnym, ekologicznym, a nawet terapeutycznym.

Na przykład toksyna botulinowa wytwarzana przez Clostridium botulinum jest od dawna stosowana w niektórych terapiach oraz w przemyśle kosmetycznym. Dzięki zdolności do paraliżowania mięśni jest stosowany w leczeniu pacjentów z niektórymi patologiami, takimi jak następstwa udarów naczyniowo-mózgowych, skurcze połowicze twarzy i dystonia.

Podobnie jest stosowany w kosmetologii pod nazwą botox w celu zlikwidowania drobnych zmarszczek. Ta procedura jest dość kontrowersyjna ze względu na konsekwencje, jakie może mieć dla zdrowia.

Podobnie, zdolność niektórych bakterii z tego rodzaju do wytwarzania etanolu została wykorzystana do produkcji trotylu i prochu strzelniczego.

Ponadto ostatnie badania wykazały, że niektóre z tych bakterii można wykorzystać jako środowiskowe wskaźniki zanieczyszczenia. Są to jednak badania, które wciąż są w powijakach, ale w świetle wyników są obiecujące.

Bibliografia

1. Clostridium. Źródło: microbewiki.com
2. Pobrane z: catalog.hardydiagnostics.com
3. Meyer, L., Espinoza, R. and Quera, R. (2014, maj). Zakażenie Clostridium difficile: epidemiologia, diagnostyka i strategie terapeutyczne. Los Condes Clinical Medical Journal. 25 ust. 3. 473-484
4. Muñoz, D., Grau, C., Villalobos, L., Marval, H., Martínez, C. and Zerpa, A. (2010). Stosowanie Clostridium perfringens jako wskaźnika zanieczyszczenia odchodami na obszarach uprawy małży dwuskorupowych w stanie Sucre w Wenezueli. Czasopismo naukowe FCV-LUZ. 20 ust. 6. 575-583
5. Shapiro, R., Hatheway, C. and Swerdlow, D. (1998). Botulizm w Stanach Zjednoczonych: przegląd kliniczny i epidemiologiczny. Pobrane z: annals.org
6. Vasanthakumari, R. (2007). Podręcznik mikrobiologii. Bl Publications PVT Ltd.