Clostridium botulinum

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

Clostridium botulinum

מיון מדעי
ממלכה:	חיידקים
מערכה:	Firmicutes
סדרה:	Clostridiales
משפחה:	Clostridiaceae
סוג:	Clostridium
מין:	Clostridium botulinum
שם מדעי
Clostridium botulinum

Clostridium botulinum הוא חיידק מתג גרם חיובי אל-אווירני היוצר נבגים, השייך לסוג Clostridium. מייצר רעלן מופרש - רעלן הבוטולינום, שהוא הרעלן החזק ביותר בטבע. הרעלן גורם למחלת הבוטוליזם העלולה להסתיים בשיתוק קטלני של השרירים.
הרעלן מיוצר גם כנשק ביולוגי (ראה פירוט בהמשך), וכן - החל מסוף שנות ה-80 - לשימוש רפואי תחת השם הגנרי 'בוטוקס' בעיקר עבור ניתוחים קוסמטיים לישור קמטים, אך גם עבור פזילה, הזעת יתר בבית השחי, כיווצי שרירים ועוד .

מאפיינים נוספים של צורת המתג: אורכו נע בין 1.6 מיקרומטר ל-22 מיקרומטר, צורתו ישרה או מעוקמת קלות, בקצהו שוטון.

[עריכה] היסטוריה

מקור השם "בוטולינום" הוא במילה היוונית Botulus (נקניק), ומכאן שמה העברי של המחלה "נקנקת". לאורך מאות שנים (יש מרחיקים עד קיסר ביזנטיון במאה העשירית) הייתה ידועה מחלה מסתורית העוברת באכילת נקניקיות דם.
התפרצות של בוטוליזם ב-1793 בגרמניה שגבתה 6 קורבנות גרמה לעניין מחודש במחלה, ובמחקר שעשה הרופא הגרמני קרנר (Justinus Kerner 1786-1862) בתפקידו כמנהל בריאות מחוזי בין השנים 1817–1829, הסיק שהמחלה נגרמת בשל "רעל הנקניקיות" (Sausage Poison).
החיידק עצמו התגלה ובודד לראשונה על ידי החוקר הבלגי אמיל ון ארמנגם (Emile Van Ermengem) בשנת 1897.⁽²⁾

[עריכה] זנים

כיום ידועים שבעה זנים שונים של חיידקים השייכים לאותו מין (species) שכל אחד מהם מפריש רעלן שונה במקצת, והם מסומנים באותיות A-G. הסוגים השונים נבדלים זה מזה באימונוגניות ועל כן נדרש למצוא סם שכנגד (antidote) וחיסון נפרד לכל אחד מהם.
הסוג הראשון שהתגלה על ידי ון ארמנגם ב-1897 קיבל דווקא את הסימון B. הסוג השני (שקיבל את האות A) התגלה ב- 1904. C התגלה כגורם תמותה של תרנגולות ב-1922, D התגלה כגורם תמותה של בקר ב-1929, E ב-1936, F ב-1960 ו-G ב-1978. הנפוצים ביותר כגורמי מחלות של בני אדם הם A, B ו-E ועל כן מתמקדים בעיקר בהם בנסיונות למציאת סמים שכנגד וחיסונים.
הרעלן מסוג A משמש בתעשייה הרפואית ליצור הבוטוקס, אך לאחרונה התפרסמו מספר מאמרים הטוענים שרעלן מסוג B מבטיח אף יותר מבחינת האפקטיביות של הטיפול הקוסמטי, והעדר תופעות הלוואי.

החיידק ונבגיו נפוצים ביותר ונמצא בעיקר באדמה, אך גם באגמים, ובמעי יונקים ודגים (בעיקר סוג E). ניתן למצוא נבגים גם על קליפות פירות וירקות. הנבגים מסוגלים להשאר בצורה רדומה עד שבשלים התנאים האידאלים לגדילת והתרבות החיידק ולהפרשת הרעלן. התנאים האידאליים הם סביבה חומצית נמוכה (Ph 4.6 בסוג A), העדר או מעט חמצן וטמפרטורה של 4.5 עד 49 מעלות צלזיוס (עדיפות לטווח של 35-40 מעלות בסוגים A ו B). החיידקים והנבגים כשלעצמם אינם מזיקים כלל.

השוני בין הזנים בא לידי ביטוי בחלבון אותו הם חותכים ואשר גורם לכך שהאצטיל כולין לא יוכל לצאת מתא העצב למרווח הסינפטי.

[עריכה] מחלת הבוטוליזם

את מחלת הבוטוליזם מקובל לחלק לשלושה סוגים עיקריים מבחינת מקור המחלה ותסמיניה, והם:

בוטוליזם תינוקות (infant): החיידק נמצא במערכת העיכול של תינוקות (בעיקר בחודש השני). לעיתים התופעה מתרחשת גם במעי של אדם בוגר. מבחינה סטטיסטית זהו המקור הנפוץ ביותר. קשה מאוד למנוע שאיפת או אכילת הנבגים על ידי התינוק, אם כי קיימת טענה שניתן להפחית את אחוז הקורבנות מקרב התינוקות באמצעות המנעות מדבש (מקור נפוץ לנבגים) מתחת לגיל שנה (מעל גיל שנה התנאים הביולוגיים במעי התינוק משתנים והסבירות פוחתת באופן קיצוני). בישראל טענה זו אינה מקובלת על ידי משרד הבריאות.
בוטוליזם במזון (Food-borne): בעיקר במזון בשימור ביתי או שימור לא תקני, וכן במזון שאינו מבושל די צרכו או שלא קורר כנדרש. מבין השימורים, המועמדים ה"מבטיחים" ביותר לפיתוח הרעלן הינם אספרגוס, שעועית ירוקה ופלפל. במצב זה הרעלן אינו נוצר בתוך הגוף כמו בסוגים האחרים אלא מוכנס לגוף מבחוץ.
בוטוליזם בפצעים (wound): בעיקר בפצעים עמוקים (פחות נפוץ מהקודמים אם כי בסוף המאה ה-20 חל גידול בין השאר עקב העלייה בהזרקת סמים)

מקרה נוסף של המחלה, השכיח פחות, הוא בשאיפה של הרעלן מהאויר, דבר הקורה בדרך כלל בעקבות תאונה מחקרית או טרור ביולוגי.
בכל המקרים פעולת הרעלן דומה – הוא מגיע למחזור הדם ומשם לקצה העצב המפעיל את השריר (עצב כולינרגי), נקשר בעצמו לקולטני האצטיל-כולין ובכך לא מאפשר לאצטיל-כולין להשתחרר ולהפעיל את השריר.

שיעורי התמותה מהמחלה כיום ירדו מכ 70% ב-1919 לכ -2% ב-1993 והשיעור ממשיך לרדת אך לאט. הירידה הדרסטית בשיעור התמותה הייתה בשלושים השנה האחרונות של המאה ה-20 אך מספר הקורבנות בפועל עדין עומד על מספר עשרות בשנה בארצות הברית בלבד, רובם תינוקות.

התסמינים (סימפטומים) הראשוניים הם לעיתים במערכת העצבים והשרירים (כגון קושי בדיבור ובליעה, שיתוק וחולשה), ולעיתים במערכת העיכול כגון בחילה, הקאה, כאב בטן ועוד. ילד חולה יכול להגיע תוך שעות ספורות מתסמינים קלים יחסית לשיתוק מלא, אך לעיתים המעבר אורך מספר ימים. במקרה של "בוטוליזם במזון" תסמיני מערכת העיכול בדרך כלל יקדימו את השאר.
קשה יחסית לאבחן בוטוליזם על סמך התסמינים. האבחון קל יותר באם ידוע על תסמינים דומים לקבוצת אנשים שאכלו מאותו מזון, ובמיוחד אם מדובר בשימורי מזון.
מקובל לחשוד בבוטוליזם באם החולה מתלונן על שלושה מתוך חמשת התסמינים הבאים:

הקאה\בחילה
קושי בבליעה
כפל ראייה
אישונים מורחבים וקבועים
גרון יבש

[עריכה] סם שכנגד

הסם שכנגד (אנטידוט) הקיים אינו מסוגל לפרק את הרעלן שהצליח כבר להקשר לקולטנים, אלא רק את הרעלן שטרם נקשר. ההחלמה מהמחלה תלויה בהצלחת תאי העצב שנפגעו להצמיח סינפסות חדשות, פעולה שיכולה לקחת שבועות עד חודשים.
האנטידוט הידוע ביותר הוא נסיוב המופק מסוסים, אך עקב תופעות לוואי שונות כגון אלרגיה המסוגלת לגרום לרגישות-יתר לחלבונים (anaphylaxis) הוא אינו ניתן לתינוקות מתחת לגיל שנה.
כיום נעשים נסיונות גם למתן חיסון פעיל כלומר רעלן בוטולינום שעבר תהליך כימי להפחתת רעילותו.

[עריכה] תרומה למחקר הרפואי

המחקר הרפואי הגובר סביב פעולת הרעלן לסוגיו השונים, מעבר להבטחות המסחריות עבור פיתוח מוצרים רפואיים שונים, גם תורם ידע רב להבנה של הפעילות הסינפטית, ובכך יכול לעזור להתקדמות הרפואה גם במחלות נוירולוגיות אחרות כגון פרקינסון ועוד.
למרבה הפלא הרעלן הקטלני בעולם אף יכול – לאחר טיפול כימי מתאים - לשמש כ"רכב" מוצלח לתרכיבי חיסון שונים הניתנים דרך הפה!

[עריכה] שימוש ברעלן הבוטולינום כנשק ביולוגי

לפי מספר עדויות, בזמן מלחמת העולם השניה, ה- OSS בארצות הברית (קדם לCIA) פיתח כמוסות ג'לטין המכילות את הרעלן. דמיוני ככל שנשמע הדבר, מטרת התוכנית הייתה לשכנע פרוצות סיניות להחליק את הכמוסות לארוחותיהם של קצינים יפניים בכירים.
על פי ממצאים שונים שהתגלו לאחר מלחמת המפרץ ב-1991, סדאם חוסיין חימש את עיראק ב- 19000 ליטר של הרעלן, כמו גם רעלנים רבים נוספים, שנועדו בין השאר לחימוש טילים, מיכלי תרסיס מיוחדים, כלי רכב מונחים ועוד.
כת האמת הצרופה (Aum Shinrikyo) ביפן ניסתה שלושה נסיונות פיגוע כושלים באמצעות פיזור תרסיס המכיל את הרעלן ברכבת התחתית של טוקיו בין השנים 1990-1995.⁽⁴⁾
במקרה של פיזור נבגים באויר, הנבגים מחזיקים מעמד עד יומיים, ולאחר כניסתם לדרכי הנשימה ומשם למעיים - הנבגים "נובטים" ומהם מתפתח וגדל החיידק שמתחיל להפריש את הרעלן.
ממשלות שונות בעולם המערבי מודאגות מהסכנה הקיימת ברעלן ומנסות לפתח נוגדנים וחיסונים שאותם ניתן לפזר במהירות במקרה התקפה. עד כה לא נמצא נוגדן מוצלח דיו לשימוש המוני ומהיר. לדאגה תורמת גם העובדה שתסמיני ההרעלה קשים לזיהוי מוקדם.
אגב, גם ברעלנים נוספים מאותה משפחה נעשה שימוש כנשק ביולוגי, לדוגמת Clostridium perfringens ועוד.

אין עוררין על כך שהרעלן הינו החזק ביותר בטבע, והוא חזק בכמה סדרי גודל מהבא אחריו ברשימה. אך ישנן מספר הערכות שונות לגבי חוזקו של רעלן הבוטולינום. רעילות נמדדת במידה הקרויה LD₅₀ (Lethal Dose). LD₅₀ היא המנה שתקטול 50% מהנחשפים אליה, פר 1 ק"ג. לפי הערכות מתונות, נדרש עבור מנה קטלנית כזו ברעלן מסוג A רק 1 ננוגרם בהזרקה, וכ-3 ננוגרם בנשימה, אם כי בספרות ניתן אף למצוא מספרים קיצוניים הרבה יותר.
הרעלן מתפרק בחימום מעל 85 מעלות צלזיוס. גם אוורור וחיטוי בכלור (במקרה של פיזור במים) תורמים לפירוק הרעלן. הרעלן הינו חסר צבע, חסר ריח וככל הנראה גם חסר טעם.
הכלור מצוין גם לפירוק נבגי החיידק, שנחשבים קשוחים ביותר - עמידים בחום של עד 105 מעלות צלזיוס למשך 100 דקות, עמידים בפני קרינה אולטרה-סגולה, אלכוהול או פנול, ועמידים במצב של יובש ללא מזון ונוזלים אף למעלה מ-30 שנה.