الصفات العامة للجراثيم
تعريف:
علم الجراثيم هو العلم الذي يدرس زمرة من الأحياء الدقيقة Microbiology تتألف كل من عناصره من خلية واحدة بسيطة تمتلك بعض صفات العالم النباتي و بعض صفات العالم الحيواني إضافة إلى صفات خاصة بها. و قد صنفها العالم هيكيل عام 1982 في قبيلة خاصة أطلق عليها اسم البروتيستات Protista و تضم الجراثيم Bacteria و الفطور Fungi و الأوالي Protozoa.
تقسم قبيلة البروتيستات إلى:
1. مجموعة البروتيستات الدنيا ( السفلى ) Lower Protista:
• تضم معظم أنواع الجراثيم وهي:
أ. الطحالب الزرق Blue algae.
ب. البكتيريا Bacteria و تضم:
(1) الريكتيسات Reckettsia.
(2) المفطورات (الميكوبلازما Mycoplasma).
• تركيبها أبسط بكثير من مجموعة البروتيستات الراقية و تحوي نواة بدائية عبارة عن جزيء حلقي مفرد من الـDNA و ليس لها غشاء نووي و إنما تتألف من مجموعات كروماتينية في الهيولى ( تدخل ضمن بدائيات النوى (طلائعيات النوى) أو Prokaryotes.
2. مجموع البروتيستات الراقية ( العليا ) Higher protista:
• تمتاز بوجود نواة حقيقية واضحة Eukaryotes ذات صبغيات متعددة يحيط بها غشاء نووي و بذلك تشبه الخلية النباتية أو الحيوانية و تستخدم طريقة الانقسام الخيطي.
• و تضم البروتيستات الراقية :
ت. الطحالب ما عدا الطحالب الزرق.
ث. الأوالي Protozoa.
ج. الفطريات Fungi.
أقسام علم الأحياء الدقيقة Microbiology
يضم علم الأحياء الدقيقة الزمر الآتية:
1. البكتيريا Bacteria:
كائنات حية ذات خلية واحدة لا ترى بالعين المجردة و إنما ترى بمساعدة المجهر الضوئي العادي، و يقدر حجمها بالميكرونات (1– 5 ميكرون).
لا تمتلك نواة واضحة بل طليعة النواة.
تنقسم انقساماً بسيطاً (الانشطار الثنائي).
تحتوي على الـDNA و الـRNA معاً.
تحوي الأنزيمات و المواد الضرورية للقيام بالعمليات الاستقلابية الأساسية
( التنفس. إنتاج الطاقة. النمو. التكاثر).
تحتوي على جدار قاسٍ مكون من الببتيدوغليكان Peptidoglycan.
تحتوي على ريبوزومات 70S.
تضم:
أ. الريكتسيا Reckettsia : وهي بكتيريا متطفلة داخل خلوية Intracellular.
ب. المفطورات Mycoplasmas: و هي بكتيريا من دون جدار خلية.
ت. الكلاميديا Chlamydyae: و هي بكتريا متطفلة داخل خلوية Intracellular.
أمثلة على البكتيريا: البروسيلا (تسبب الحمى المالطية)، السالمونيلا (الحمى التيفية)، الضمات (الكوليرا)، المكورات السبحية (تسبب التهاب اللوزات)، المكورات العنقودية (تسبب الدمامل)، النيسيريا (تسبب السيلان البني)، اللولبية الشاحبة (الزهري).
2. الفيروسات Viruses:
أصغر الكائنات الحية ( تقدر أبعادها بـ ميلي ميكرون= نانومتر) و تشاهد بالمجهر الإلكتروني فقط.
تحوي إما الحمض النووي RNA أو DNA و ليس كليهما.
لا تحتوي على نواة أو طليعة نواة.
لا تحتوي على ريبوزومات.
لا تتكاثر بالانشطار الثنائي.
لا تملك جداراً قاسياً بل محيفظة بروتينية و غلاف ليبوبروتيني.
لا يمكنها أن تتكاثر في منابت صناعية و إنما تحتاج إلى منابت حية مثل أجنة الطيور أو أجنة بشرية مجهضة لذا تعد الفيروسات كائنات طفيلية مضطرة إلى العيش داخل الخلايا Obligate intracellular (فقط لتأمين آليات إنشاء البروتين وإنتاج الطاقة).
أمثلة على الفيروسات: فيروس جدري الماء (يسبب الحماق)، فيروس الحصبة (يسبب الحصبة)، فيروس الحصبة الألمانية (يسبب الحصبة الألمانية)، فيروس النكاف (يسبب النكاف Mumps)، فيروسات التهابات الكبد A, B, C, D, E, G، فيروس الإيدز (يسبب نقص المناعة المكتسب = الإيدز AIDS).
3. الفطريات Fungi:
تقسم الفطور بشكل رئيسي إلى فطور وحيدة الخلية (خمائر المبيضات البيضاء Candida Albicans) و فطور متعددة الخلايا (الرشاشيات Aspergillus) تشاهد بالمجهر العادي فقط.
أكبر حجماً من البكتيريا و يقدر حجمها بالميكرونات.
تحتوي على الـDNA و الـRNA معاً.
تحتوي على جدار قاسٍ يتركب بشكل رئيسي من الكيتين Chitin.
تحتوي على ريبوزومات S80.
لا تحوي اليخضور Chlorophyll.
حقيقية النواة فهي تملك نواة محاطة بغشاء نووي، تحتوي النواة على الصبغيات و النوية.
أكبر من البكتيريا و تختلف عنها من حيث الشكل لا تختلف كثيراً من حيث الناحية الفيزيولوجية.
تتضاعف بالانشطار الثنائي أو التبرعم Budding.
4. الطفيليات (الأوالي و الديدان Protozoa & Helminthes):
تتبع الأوالي البروتيستات الراقية، أما الديدان فتتبع المملكة الحيوانية.
الأوالي أبعادها (15 – 25 ميكروناً).
تحتوي على الـDNA و الـRNA معاً.
حقيقية النواة.
لا تملك جداراً قاسياً بل تمتلك غشاء مرناً.
تحتوي على ريبوزومات80S .
من الأمثلة على الأوالي: الأميبيا Entamoeba و الجيارديا Giardia و الليشمانيا Leishmania.
أشكال البكتيريا
تصنف البكتريا وفق شكلها إلى ثلاث زمر أساسية:
• المكورات Cocci: مفردها Coccus.
• العصويات Bacilli: مفردها Bacillus.
• الملتويات (اللولبيات) Spirochaetes.
و أهمية تصنيف البكتيريا بحسب مظهرها الخارجي ( مكورات أو عصيات أو لولبيات ) مفيد في التشخيص المخبري و للتمييز بين أنواع البكتيريا المختلفة و من أجل تحديد العلاج المناسب، كما إن الإجراءات الوقائية تختلف بحسب نوع الجرثوم المسبب.
أمثلة:
- عندما يصاب شخص ما بإسهال فإن التدابير العلاجية و الوقائية تختلف فيما إذا كان الإسهال ناتجاً عن الإصابة بالعصيات القولونية المولدة للذيفان المعوي (ETEC)
أو عصيات الشيغيلا أو كان ناتجاً عن الإصابة بضمات الكوليرا، ففي الحالة الأخيرة يجب عزل المريض و مراقبته مراقبة جيدة.
- عندما يشتكي المريض من وجود إفرازات قيحية في الجهاز التناسلي و كان السبب في ذلك هو مكورات ثنائية سلبية الغرام ( النيسيريا ) فالتشخيص هو السيلان Gonorrhea و هو مرض جنسي ينتقل عبر الاتصال الجنسي و الوقاية ضرورية كيلا ينتقل المرض إلى الشركاء الجنسيين، أما إذا كان السبب هو مكورات عنقودية إيجابية الغرام فالمرض غير سارٍ.
أولاً: المكورات Cocci:
مفردها كلمة Coccus و تعني الشكل المكور أو البيضوي، أحياناً تكون المكورات متطاولة من أحد أطرافها مثل لهب الشمعة أو مثل حبة البن (المكورات البنية) أو مثل شكل الكلية.
تنتظم المكورات في مجموعات مختلفة بحسب محاور تكاثرها و درجة ارتباط الجيل الثاني بعد الانقسام أو انفصاله عن البكتيريا الأم ، فمثلاً المكورات السبحية تأخذ شكل السبحة لأنها تنقسم بشكل متعامد مع المحور الطولي لها، أما المكورات العنقودية فتأخذ شكل عنقود العنب لأنها تتكاثر على محاور متعددة.
و تشاهد المكورات تحت المجهر بالأشكال الآتية:
1. المكورات الأحادية Monococci: تتألف من مكورة واحدة مفردة حيث تنقسم البكتيريا الأم إلى قسمين متساويين ينفصلان عن بعضهما, يوجد هذا النوع في الفم و ليس له أهمية مرضية.
2. المكورات الثنائية Diplococci: تتكون من مكورتين مرتبطتين مع بعضهما بعضاً، منها ما هو جراثيم مرضية مهمة مثل النيسيريا أو المكورات الرئوية التي تعطي الشكل الوصفي للمكورات الثنائية، كما توجد مكورة ثنائية متعايشة في الفم والبلعوم قد تتحول إلى ممرضة عند نقص مناعة الجسم.
3. المكورات الرباعية Tetracocci: تتكون من أربع مكورات بشكل رباعي ثابت بسبب الانقسام الخلوي في اتجاهين مختلفين كل منهما عمودي على الآخر و هي عادة جراثيم غير ممرضة.
4. المكورات الرزمية Sarcine: تصطف بشكل مكعب، تتكون من 8 مكورات متراصة، عادة غير ممرضة.
5. المكورات العنقودية Staphylococci: مكورات تنقسم على محاور مختلفة لتعطي شكل عنقود العنب.
6. المكورات السبحية (العقدية) Streptococci: تنتظم هذه المكورات بشكل سبحي طويل أو قصير يزيد على 6 مكورات بجانب بعضها البعض و قد يصل حتى 40 مكورة.
ثانياً: العصيات Bacilli:
• تأخذ الجراثيم العصوية شكل عصوي مستقيم أو منحنٍ قليلاً.
• قد تكون قصيرة أو طويلة.
• قصيرة طولها 0.5 ميكرون (محبات الدم، اليارسينيا المسببة للطاعون Plague، الفرانسيسيلا)
• طويلة يقدر طولها بـ 6 - 8 ميكرون (عصيات الجمرة الخبيثة).
• قد تكون العصيات ثنائية مثل الكليبسيلا الرئوية.
• قد تكون على شكل خطوط متوازية أو خطوط متعامدة تشبه الأخرى الصينية مثل عصيات الخناق.
• قد تأخذ شكل تجمع وقود الحطب مثل عصيات الجذام.
• و العصيات تختلف بحسب نهاية طرفيها إلى:
أ. ذات نهاية مستقيمة قائمة مثل الجمرة الخبيثة
ب. ذات نهاية مستديرة مثل العصيات المعوية: القولونية و الزحارية و السلمونيلا
ج. ذات نهاية بشكل المضرب من طرف واحد مثل العصيات الوتدية.
د. ذات نهاية مغزلية من الطرفين مثل العصيات المغزلية.
ثالثاً : الملتويات أو اللولبيات Spiral:
تأخذ أشكالاً حلزونية
أو مقوسة و تقسم إلى:
• الضمات Vibrio: مثل ضمات الكوليرا.
• الحلزونيات Spirilium: تأخذ شكل حرف S.
أ. العطيفات: تسبب إسهالات و أعراضاً تشبه أعراض التهاب الزائدة الدودية.
ب. الهيلكوباكتر: تسبب التهاب المعدة و الأمعاء.
• الملتويات Spirochetes: و هي جراثيم ذات لفات حلزونية متعددة و لها عدة أشكال:
أ. التريبونيميا Treponemia و تمتاز بأن اللفات الحلزونية ذات مسافات منتظمة. مثال اللولبية الشاحبة التي تسبب الزهري Syphilis.
ب. البوريليا Borrelia: و هي أكبر الملتويات و المسافة بين اللفات غير منتظمة.
مثال: B. burgdorferi تسبب داء البوريليا Borreliosis أو الحمى الراجعة Recurrent Fever.
ج. اللولبيات النحيفة Leptospira: و هي أصغر الملتويات و المسافة بين اللفات صغيرة جداً و تمتاز بوجود خطاف في إحدى النهايتين. تسبب Weil's disease ( يرقان خمجي شديد Severe infectious jaundice) أو داء البريميات.
ملاحظة:
لليرقان أسباب مختلفة:
• قد يكون سببه فيروسياً ( فيروسات التهاب الكبد G, E, D, C, B, A).
• قد يكون جرثومياً (Leptospira).
• قد يكون طفيلياً (دودة الأسكاريس، دودة المتورقة الكبدية).
• قد يكون انسدادياً بسبب ورم يضغط على الأقنية الكبدية و يسدها و هناك أسباب كثيرة متنوعة لليرقان.
اختلاف أشكال الجراثيم:
تختلف أشكال الجراثيم كما يأتي:
1. يختلف شكل الجراثيم عند الفحص المباشر لعينة مرضية عن شكلها بعد زراعتها على المنابت الاصطناعية. فمثلاً المكورات البنية من مفرزات الإحليل تكون داخل الخلايا المعتدلة و تأخذ شكل حبة البن النموذجي (ثنائية) و لدى زراعتها في المخبر نعطي مكورات مفردة أو مجتمعة بشكل غير منتظم. و كذلك يختلف شكل العصيات القولونية لدى الفحص المباشر من عينة بول عن شكلها بعد زراعتها على منبت ماكونكي MacConkey لذا لا يكفي الفحص المجهري لتحديد و تشخيص هذه العصيات.
2. بحسب عمر المنبت الجرثومي: فمثلاً المكورات السبحية قد تعطي سلالات أقصر لدى تكرار زراعتها في المخبر.
3. قد تختلف أحجام البكتيريا في حال و جود مواد مثبطة بالمنابت الاصطناعية و قد تعطي العصيات الجرثومية شكلاً قصيراً أو عصورات (عصيات مكورة) مثل عصيات القيح الأزرق، و بالعكس يزداد حجم الجمرة الخبيثة كلما كانت فترة الزرع أطول.
4. بعض الجراثيم تفقد صفاتها الصباغية الإيجابية الغرام و تصبح سلبية الغرام في المنابت القديمة.
5. بعض الجراثيم لا تمتلك جداراً خلوياً مثل المفطورات (Mycoplasma ) لذا تعطي أشكالاً متعددة (عصيات أو مكورات أو أشكال خيطية مختلفة) .
حجم البكتيريا
• حجم البكتيريا صغير جداً و يقاس بالميكرون الذي يعادل 1000/1 ملم لذا نحتاج إلى المجهر الضوئي ذي قوة تكبير 1000 مرة لرؤية البكتيريا، يعبر عن حجم البكتيريا ذات الشكل المكور بقطرها أما البكتريا ذات الشكل العصوي فيعبر عن حجمه بالطول والعرض.
• يتراوح عرض البكتيريا ( 0.1 – 1.5 ) ميكرون و طولها ( 0.1- 15 ) ميكرون. مثال العصيات المعوية الممرضة للإنسان متوسط عرضها 0.5 ميكرون و طولها ( 1- 3 ) ميكرون.
