المواد القاتلة Biocides

تتعرض الاحياء المجهرية للعديد من العوامل التي تهدف القضاء عليها، والبعض يمكن ان تتطبع عليه وهذا ما سيتناوله الفصل الخاص بدراسة الاجهادات او الكروب Stresses. اما المناقشة التالية فهي حول العوامل المؤثرة التي تكون الحاجة ماسة إليها في الحالات الصحية او حالات استعمال مزارع نقية لعمليات الانتاج التي تحتاج الى تعقيم صارم. ونظرا لاختلاف الاحياء فيما بينها فقد اختلفت الاهداف التي تعمل عليها المواد القاتلة.

المواد القاتلة تشمل عدة مجاميع من المركبات وتختلف عن المضادات الحيوية بأن لها أكثر من هدف في الخلية الحية، في حين ان المضادات الحيوية تكون لها اهداف محددة. وتشمل المضادات الميكروبية مجموعة من المواد الحافظة، او قاتلات البكتريا وقاتلات الفطريات والمواد التي تقضي على الفيروسات واخرى تقضي على الابواغ، ومنها ما يقضي على الطحالب والابتدائيات، فبعض الطحالب تكون تراكيب الحصيرة Mat في المياه العذبة وبرك السباحة وابراج التبريد لذلك كانت السيطرة عليها ضرورية، اضافة الى ذلك فبعض الطحالب تسبب التسمم الغذائي ولذا فان البحث عن مواد قاتلة لها Algaecides وغيرها بعيدا عن المجال العلاجي ومنع الاصابات ضرورية لجوانب الحياة الاخرى. وتوجد اختلافات كبيرة بين تراكيب ومكونات الخلايا الميكروبية كما موضح في الجدول الآتي (جدول 1).

جدول 1 : تركيب الطبقات الخارجية لاحياء مختلفة التي يمكن استهدافها

وهناك عدة عوامل تؤثر في فعالية القاتلات الحيوية :

•        التركيز المستعمل.

•        مدة التعرض للمادة.

•        الحرارة.

•        الرقم الهيدروجيني.

•        وجود المواد العضوية الملوثة.

•        نوع الميكروب المستهدف

وبعض القاتلات يمكن ان تؤثر على أكثر من نوع من الكائنات المجهرية ففي هذه الحالة تكون من الصعوبة تحديد الأسباب والاهداف مقارنة بالمضادات الحيوية. ولكن معرفة آلية التعطيل والمقارنة لها تعطي فكرة عن آلية التخصص في التأثير. ويكون تأثير القاتلات معتمدا على التركيز بشكل اكبر وتكون الاختلافات في التأثير كبيرة بحيث يصعب استخلاص الاستنتاجات وذلك لان الاختلافات موجودة حتى في المجموعة الواحدة نفسها مثل بكتريا موجبة او سالبة لصبغة كرام او في Mycobacteria ، اضافة الى ذلك فان الاختلافات توجد في أفراد النوع الواحد كما في حالة الابواغ والخلايا الخضرية وكذلك اثناء الاثبات او النمو الخارجي للبوغ والخلية الخضرية المتكاملة والفتية. وتؤثر الاوساط الغذائية او البيئات على التراكيب الخلوية مما يؤثر في استجابتها للمضادات الميكروبية وحتى المضادات الحيوية ومثل هذا التداخل حتى في المضادات الحيوية فمثلا المضادات التي تؤثر على رايبوزومات البكتريا S 70 وتثبط تخليق البروتينات فانها يمكن ان تؤثر على رايبوزومات المايتوكوندريا والبلاستيدات في الخلايا حقيقية النواة وكذلك الحال مع المضادات التي تتداخل مع تخلق DNA وبعض المسارات الايضية.

تأثير القاتلات الحيوية

تبين مما ذكر اعلاه ان القاتلات تكون ذات انتخابية واطئة وتبدأ فعالية تأثيرها بالامتزاز على الخلايا. وقبطها فهي تتداخل مع التراكيب السطحية للخلايا الكاملة بأنماط مختلفة اعتمادا على التراكيب السطحية، فقد تظهر الاحياء المجهرية نمط امتزاز مشابه. وفي حالة القاتلات وبعض المضادات الحيوية يجب ان تعبر الطبقات الخارجية لتصل الاهداف داخل الخلية.

وتدخل المواد بطريقة الانتشار المنفعل Passive diffusion في المكورات العنقودية ولكن توجد طرق اخرى في الاحياء الاخرى. ففي البكتريا السالبة لصبغة كرام فان دخول المواد عبر الغشاء الخارجي يعتمد على تركيبها الكيماوي، فالمواد المحبة للماء تدخل عبر القنوات Porins وهو طريق مكون من بروتينات محبة للماء (الممر الداخلي)، اما المضادات مثل البيبتدات المتعددة الكارهة للماء فتدخل عبر الممرات الكارهة للماء. واضافة الى صفة المحبة او الكراهية للماء فان حجم الجزيئات يؤثر على عبورها فمثلا البيبتيدات الكبيرة مثل Vancomycin لا يمكن ان تدخل بسهولة الى البكتريا السالبة لصبغة كرام ويكون مستوى دخولها حتى اقل من دخول المضادات الكارهة للماء مثل Fusidic acid والاثرومايسين والريفامبيسين والنوفوبايوسن وبعض المواد التي هي عوامل موجبة الشحنة مثل (CHx) Chlorohexidine ومركبات الامونيوم الرباعية وبعض المضادات الحيوية ذات البيبتيدات المتعددة فتدخل الخلايا ولكن بعد تدمير الغشاء الخارجي وهذا يعني ان الطبقات الخارجية لها دورا كبيرا في التأثير على مدى فعالية المضادات الميكروبية على الاحياء المجهرية.

وفي الخميرة S. cerevisiae حقيقية النواة تكون ذات جدار سميك يحوي على ثقوب تتحكم بدخول بعض المواد مثل CHx الى داخل الخلايا التي تحوي جدرانها على ثقوب صغيرة جدا فلا تسمح بدخول الجزيئات اكبر من 700. ومن الدراسات المقارنة يمكن استنتاج ان البكتريا الموجبة لصبغة كرام هي أكثر عرضة من البكتريا السالبة لصبغة كرام والفطريات.

وتتأثر الطحالب بتراكيز قليلة من مركبات الامونيوم الرباعية وذلك لعدم وجود حواجز لمنع قبط هذه المواد ويكون التأثير كبيرا نظراً لكون المركبات قليلة الوزن الجزئي وحرة الانتشار، ولكن خلايا الطحالب لا تسمح بدخول مركبات او جزيئات كبيرة. ولذلك فان الطحالب الملوثة للتجمعات المائية يمكن السيطرة عليها باستعمال مركبات الامونيوم الرباعية والكلور وبعض مركبات النحاس المحورة بتراكيز تشبه المستعملة للسيطرة على البكتريا.

ومن جهة ثانية فان الابواغ بصورة عامة تكون أكثر مقاومة من الخلايا الخضرية فمثلا في البكتريا B. subtilis تكون الخلايا الخضرية أكثر تأثراً بالكلور من الابواغ المتكاملة، اما الابواغ التي تخلو من الاغلفة Coats تكون أكثر قبطا لبعض المواد مثل اليود وذلك يعني ان أغلفة البوغ تعمل حواجزا امام انتقال المواد.

الاهداف التي تعمل عليها المضادات الميكروبية : بالرغم من اختلاف الاحياء المجهرية من النواحي التركيبية والفسلجية ودرجة التعقيد ولكن توجد أهداف عامة يمكن ان تهاجم من قبل القاتلات الحيوية ومنها الموضحة في الجدول (2).

ومثل هذه الاهداف التي توجد في الخلايا الخضرية للأنواع المختلفة وأغلبها فحصت في البكتريا ولكن يمكن تعميمها ولكن بشيء من التحفظ.

جدول 2 : الاهداف العامة المستهدفة من قبل القاتلات الحيوية

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .