باکتری‌های بی‌هوازی

باکتری‌های بی‌هوازی در غیاب اکسیژن رشد می‌کنند و بی‌هوازی‌های اجباری توسط آن آسیب می‌بینند. اعضای مهم از نظر پزشکی شامل گونه‌های کلستریدیوم گرم مثبت هاگ‌زا هستند که سموم قدرتمند آن‌ها باعث کزاز، بوتولیسم، قانقاریا و کولیت ناشی از کلستریدیوم دیفیسیل می‌شود، و همچنین باکتروئیدس‌های گرم منفی غیرهاگ‌زا و جنس‌های مرتبط که همزیست‌های فراوان روده و دهان هستند اما در صورت نفوذ به مکان‌های غیرعادی خود، باعث آبسه و عفونت‌های مختلط می‌شوند.

Definition

باکتری‌های بی‌هوازی، باکتری‌هایی هستند که بدون اکسیژن رشد می‌کنند؛ بی‌هوازی‌های اجباری (مطلق) نمی‌توانند آن را تحمل کنند، و پاتوژن‌های مهم از نظر پزشکی شامل کلستریدیوم‌های تولیدکننده سم و باکتروئیدس‌های تشکیل‌دهنده آبسه و جنس‌های گرم منفی مرتبط هستند.

Scope

این مدخل به تعریف بی‌هوازی اجباری و چگونگی جداسازی آن‌ها از طریق کشت بی‌هوازی و تحمل اکسیژن، کلستریدیوم‌های اصلی تولیدکننده سم، بی‌هوازی‌های گرم منفی تشکیل‌دهنده آبسه، و زمینه‌های بالینی (عفونت عمیق، بافت مرده، یا عفونت پلی‌میکروبی) که در آن‌ها بی‌هوازی‌ها غالب هستند، می‌پردازد. این مطلب صرفاً یک مرجع و ماده آموزشی است و نه راهنمای بالینی.

Core questions

• چه چیزی بی‌هوازی‌های اجباری را از ارگانیسم‌های هوازی و اختیاری متمایز می‌کند و چرا این موضوع برای کشت اهمیت دارد؟
• نوروتوکسین‌ها و توکسین‌های بافتی کلستریدیایی چگونه سندرم‌های بالینی متمایز خود را ایجاد می‌کنند؟
• چرا بی‌هوازی‌ها به طور مشخص باعث آبسه و عفونت‌های پلی‌میکروبی می‌شوند؟

Key concepts

• بی‌هوازی‌های اجباری در مقابل اختیاری در مقابل هوازی
• کشت بی‌هوازی و حساسیت به اکسیژن
• نوروتوکسین‌های کلستریدیایی (کزاز، بوتولینوم)
• کلستریدیوم‌های هیستوتوکسیک (قانقاریا)
• کلستریدیوم دیفیسیل و کولیت ناشی از سم
• باکتروئیدس و تشکیل آبسه
• عفونت پلی‌میکروبی و اندوژن

Mechanisms

بی‌هوازی‌های اجباری فاقد دفاع آنزیمی (مانند کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز) لازم برای خنثی کردن محصولات واکنش‌پذیر اکسیژن هستند، بنابراین به محیط‌های کم‌اکسیژن و کشت بی‌هوازی تخصصی نیاز دارند. کلستریدیوم‌ها عمدتاً از طریق اگزوتوکسین‌ها باعث بیماری می‌شوند: نوروتوکسین‌های کزاز و بوتولینوم از قوی‌ترین سموم شناخته‌شده هستند که آزادسازی انتقال‌دهنده‌های عصبی را مسدود می‌کنند، در حالی که گونه‌های هیستوتوکسیک آنزیم‌ها و سمومی تولید می‌کنند که بافت را تخریب می‌کنند. کلستریدیوم دیفیسیل سمومی تولید می‌کند که به اپیتلیوم روده بزرگ آسیب می‌رسانند، معمولاً پس از اینکه آنتی‌بیوتیک‌ها میکروبیوتای محافظ روده را مختل می‌کنند (Leffler & Lamont, 2015). بی‌هوازی‌های گرم منفی مانند باکتروئیدس‌ها معمولاً همزیست‌های مفیدی هستند اما زمانی که به مکان‌های استریل منتقل می‌شوند، بیماری‌زا می‌شوند، جایی که کپسول آن‌ها و هم‌افزایی با سایر ارگانیسم‌ها باعث تشکیل آبسه می‌شود (Wexler, 2007).

Clinical relevance

بی‌هوازی‌ها زیربنای مجموعه‌ای متمایز از مشکلات بالینی هستند — آبسه‌ها، آسپیراسیون و عفونت عمیق بافت نرم، بیماری‌های ناشی از سم، و کولیت مرتبط با آنتی‌بیوتیک — و در جایی که بافت مرده یا اکسیژن کمیاب است، غالب هستند. این مدخل زیست‌شناسی و طبقه‌بندی را که عفونت بی‌هوازی را به یک دسته منسجم تبدیل می‌کند، به عنوان یک ماده مرجع توصیف می‌کند؛ این مطلب آستانه‌های تشخیصی یا توصیه‌های درمانی را ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

کلستریدیوم دیفیسیل یکی از علل اصلی اسهال مرتبط با مراقبت‌های بهداشتی و کولیت مرتبط با آنتی‌بیوتیک است (Leffler & Lamont, 2015). گونه‌های باکتروئیدس شایع‌ترین بی‌هوازی‌های جدا شده از نمونه‌های بالینی هستند و نقش برجسته‌ای در عفونت‌های داخل شکمی و سایر عفونت‌های پلی‌میکروبی دارند (Wexler, 2007)، در حالی که کزاز و بوتولیسم، اگرچه در حال حاضر در مکان‌هایی که واکسیناسیون و اقدامات ایمنی غذایی وجود دارد، غیرمعمول هستند، اما همچنان بیماری‌های جدی ناشی از سم محسوب می‌شوند.

Evidence & guidelines

مرورهای جامع در مجله پزشکی نیوانگلند (Leffler & Lamont, 2015) و مرورهای میکروبیولوژی بالینی (Wexler, 2007)، همراه با متون استاندارد میکروبیولوژی پزشکی، زیست‌شناسی و همبسته‌های بالینی عفونت بی‌هوازی را چارچوب‌بندی می‌کنند. مدیریت سندرم‌های خاص (مانند عفونت C. difficile، پیشگیری از کزاز) در دستورالعمل‌های بالینی اختصاصی که در جای دیگر ارجاع داده شده‌اند، مورد بررسی قرار می‌گیرد.

History

باکتری‌شناسی بی‌هوازی از مطالعات قرن نوزدهم در مورد تخمیر و عفونت زخم رشد کرد، با تشخیص پاستور که برخی از ارگانیسم‌ها بدون اکسیژن زندگی می‌کنند. بیماری‌های کلستریدیایی — کزاز، بوتولیسم و قانقاریا — در حدود اوایل قرن بیستم شناسایی شدند، و توسعه کشت بی‌هوازی قابل اعتماد در اواخر همان قرن، بی‌هوازی‌های گرم منفی و نقش آن‌ها را در عفونت‌های مختلط به طور سیستماتیک قابل مشاهده ساخت.

Key figures

• Daniel A. Leffler
• J. Thomas Lamont
• Hannele M. Wexler
• Sydney M. Finegold

Seminal works

• leffler-2015
• wexler-2007

Frequently asked questions

برای یک باکتری، بی‌هوازی اجباری بودن به چه معناست؟

یک بی‌هوازی اجباری نمی‌تواند در حضور اکسیژن رشد کند و اغلب توسط آن کشته می‌شود، زیرا فاقد آنزیم‌هایی است که محصولات جانبی واکنش‌پذیر اکسیژن را سم‌زدایی می‌کنند؛ چنین ارگانیسم‌هایی به شرایط کم‌اکسیژن و تکنیک‌های خاص کشت بی‌هوازی نیاز دارند.

چرا عفونت‌های بی‌هوازی تمایل به تشکیل آبسه دارند؟

بی‌هوازی‌ها در بافت‌های کم‌اکسیژن و مرده رشد می‌کنند و اغلب با سایر باکتری‌ها همکاری می‌کنند؛ رشد آن‌ها، کپسول و پاسخ دیواره‌سازی میزبان، باعث ایجاد حفره‌های بسته و پر از چرک می‌شود که مشخصه آبسه‌ها هستند.