Antibiyotik, bakterilere karşı aktif olan bir tür antimikrobiyal maddedir. Bakteriyel enfeksiyonlarla savaşmak için en önemli antibakteriyel ajan türüdür ve antibiyotik ilaçlar bu tür enfeksiyonların tedavisinde ve önlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bakterileri öldürebilir ya da büyümelerini engelleyebilirler. Sınırlı sayıda antibiyotik de antiprotozoal aktiviteye sahiptir. Antibiyotikler soğuk algınlığı veya gribe neden olan virüsler gibi virüslere karşı etkili değildir; virüslerin büyümesini engelleyen ilaçlar antibiyotik yerine antiviral ilaçlar veya antiviraller olarak adlandırılır. Mantarlara karşı da etkili değildirler; mantarların büyümesini engelleyen ilaçlara antifungal ilaçlar denir.
Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] (
dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadaki biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.
Salmonelloz, Salmonella türünden patojenik bakteri'nin neden olduğu bir semptomatik enfeksiyondur. İnsanlarda en yaygın semptomlar ishal, ateş, karın krampları ve kusmadır. Belirtiler tipik olarak maruziyetten 12 saat ila 36 saat sonra ortaya çıkar ve iki ila yedi gün arasında sürer. Bazen daha önemli hastalık dehidrasyon ile sonuçlanabilir. Yaşlı, genç ve bağışıklık sistemi zayıf olan diğerlerinin ciddi hastalık geliştirme olasılığı daha yüksektir. Belirli "Salmonella" türleri, tifo ateşi veya paratifo ateşi ile sonuçlanabilir.
Escherichia coli (E.coli), Enterobacteriaceae familyasının bir üyesi olup memeli canlıların kalın bağırsağında yaşadığı için bu adı alan bir bakteri türüdür. E.coli çubuk şeklindedir ve gram negatif bakteri olduğundan endospor oluşturmaz. E. coli yaklaşık 2,0 μm uzunluğunda ve 0,5 μm çapındadır. E.coli ilk olarak 1885 yılında Theodor Escherich tarafından bebek dışkısından izole edilmiş ve özellikleri belirlenmiştir. "E. coli, doğumdan birkaç saat sonra bebeklerin mide ve bağırsak sisteminde kolonize olur ve burada yaşar." E.coli suşları insan vücudunda herhangi bir olumsuz etki olmaksızın bir arada bulunur. Bununla birlikte, E. coli gastrointestinal bariyerleri aşınmış ve/ya da bağışıklığı baskılanmış konakçılarda hastalığa neden olabilir. Özellikle bir kısım E. coli, dünya genelinde insanlarda ve hayvanlarda bağırsakta ve bağırsak dışında çeşitli hastalıklara aracılık eder. İnsanlardan izole edilen E. coli suşları ishale ve bir takım bağırsak dışı hastalıklara neden olmaktadır.
Mikrobiyoloji, mikrorganizmaları inceleyen bilim dalıdır. Bakteriler, archaea, virüsler, protistler, mayalar ve küfler gibi mikroorganizmalar mikrobiyolojinin konu alanını oluştururlar. Mikrobiyoloji bilim dalının aktif olarak kullanıldığı uygulama alanları tıp, tarım ve endüstridir.
Toksinler ya da ağılar, mikroorganizmaların salgıladıkları birtakım zehirli maddelerdir. Toksinler iki grupta toplanırlar:
- Ekzotoksinler
- Endotoksinler
Clostridium, gram pozitif, çoğu hareketli, zorunlu anaerob, katalaz negatif, fermentatif, endospor üreten çubuk şeklinde bakterilerden oluşan bir bakteri cinsidir. Bilimsel yayınlarla doğrulanmış 151 türü bulunmaktadır. Karbonhidratları parçalayarak, butirik asit, asetik asit, aseton, bütanol, izopropanol, etil alkol ve karbondioksit oluştururlar. Ayrıca, proteolitik etkiye sahip türleri de mevcuttur. Psikrotrof, mezofil ve termofil türlere sahiptirler. Endosporlar ısıya karşı çok dayanıklı olduklarından konserve besinlerin üretim teknolojisinde önem taşırlar. Bu özellikleri dolayısıyla bazı besinlerin sterilizasyonu için gerekli ısı-zaman düzenlerinin belirlenmesinde indikatör mikroorganizma olarak kullanılmaktadır.
Botulizm veya botulismus, Clostridium botulinum bakterisinin ürettiği toksinden kaynaklanan bir zehirlenme türü. Çoğunlukla, evde hazırlanmış ve uygun şekilde sterilize edilmemiş konservelerden kaynaklanır. Bununla birlikte açık yaralardan da enfeksiyon kapılabilir. C. botulinum bakterisi toprak altında oksijensiz ortamda yaşar ve ısıya dayanıklı sporlar üretir. Sporların tamamen yokedilmesi için, gıdaların en az 120 °C sıcaklıkta kaynatılması gerekir ki bu sıcaklığa ancak düdüklü tencerede veya endüstriyel ocaklarda ulaşılır. Normal tencerede kaynatma yeterince güvenli değildir. Ancak, konservede üreyen bakterilerin ürettiği zehir ısıya çok dayanıklı değildir ve gıdalar yemeden önce en az 2 dakika 70 °C sıcaklıkta pişirilirse toksinler tamamen yokolur.
Escherichia coli O157:H7 "koli basili" tabir edilen E. coli bakterisinin en zararlı tipi sayılır; bir gıda zehirlenmesi etmeni olup hemorajik kolit denen hastalığa neden olur. Enfeksiyon bağırsak krampları ile başlar, bunu önce sulu ishal, sonra da çoğu zaman kanlı ishal izler. Bazen küçük çocuklarda hemolitik üremik sendrom olarak adlandırılan böbrek yetmezliği meydan gelir. Genelde bu bakteriyi içeren kıyma etin az pişirilerek yenmesi sonucu hasta olunur. Bakteri ayrıca kişiden kişiye dokunma yoluyla, pastörize edilmemiş süt içmekle, bakterinin karıştığı suyla sulanmış sebze veya meyvelerin yenmesiyle, böyle suda yüzmek veya onu içmek yoluyla da bulaşır.
Clostridium tetani yaygın bir toprak bakterisi ve tetanos etkenidir. Clostridium tetani'nin vejetatif hücreleri genellikle çubuk şeklinde ve 2,5 μm uzunluğundadır, ancak sporları oluştururken genişler ve tenis raketi veya baget şeklinde olurlar. C. tetani sporları son derece dayanıklıdır ve küresel olarak toprakta veya hayvanların gastrointestinal sisteminde bulunabilir. Bir yaraya aşılanırsa, C. tetani büyüyebilir ve motor nöronlara müdahale ederek tetanosa neden olan güçlü bir toksin olan tetanospazmin üretebilir. Toksinin etkisi, dünya çapında çocuklara sıklıkla uygulanan tetanos toksoid aşıları ile önlenebilir.
Dışkı, ince bağırsakta sindirilmeyen ve kalın bağırsakta bakteriler tarafından parçalanan katı veya yarı katı gıda kalıntılarıdır. Dışkı, bakteriyel olarak değiştirilmiş bilirubin gibi nispeten düşük miktarda metabolik atık ürünlerini ve bağırsak çeperinden gelen ölü epitel hücrelerini içerir.
Botulinum toksini, Clostridium botulinum bakterisinin ve ilgili türlerin oluşturduğu nörotoksik bir proteindir. Akson uçlarından asetilkolin nörotransmiterinin salınımını önleyerek yumuşak felce yol açar. Bu bakterinin enfeksiyonu botulizm hastalığına sebep olur. Tıbbi ve kozmetik amaçlarla da kullanılan bir toksindir.
Agrobacterium, H. J. Conn tarafından keşfedilmiş, yatay gen transferini kullanarak bitkilerde tümörlere sebep olan bir Gram- negatif bakteri cinsidir. Geçerli 11 türü bulunmaktadır ve bunlar arasında üzerinde en çok çalışma yapılanı ve bilineni A. radiobacter 'dir. Agrobacterium türleri aynı zamanda kendi DNA'larını bitkilerin DNA'sına aktarma yeteneği ile de iyi bilinirler ve bu sebepten dolayı genetik mühendisliğinde önemli bir araç haline gelmişlerdir.
Clostridium perfringens, Clostridium cinsine ait Gram pozitif, çubuk şeklinde, anaerobik, spor oluşturan patojenik bir bakteridir. C. perfringens doğada yaygındır ve çürüyen bitki örtüsünde, deniz tortusunda, insanların ve diğer omurgalıların bağırsaklarında, böceklerde ve toprakta normal olarak bulunabilir. Thioglycolate besiyerinde 6,3 dakika bir bölünerek, herhangi bir organizma için bildirilen en kısa jenerasyon süresine sahip bakteri türüdür.
Mikrobiyoloji, mikroorganizmaları inceleyen biyolojinin alt dallarından biridir. Mikro; gözle görülemeyecek kadar küçük, -biyo; canlı ve -loji; bilim anlamına gelmektedir. Mikrobiyoloji; mikroorganizmaların yapısı, çeşitliliği ve bunların toprak, su, bitki, gıda, hayvan ve insan vücudundaki faaliyetleriyle ilgilenmektedir.
Gazlı kangren, dokuda gaz oluşumu ile seyreden bakteriyel bir enfeksiyonun neden olduğu kangren türüdür. Bu ölümcül kangren formuna genellikle Clostridium perfringens bakterisi neden olur. Amerika Birleşik Devletleri'nde yılda yaklaşık 1.000 gazlı kangren vakası bildirilmektedir.
Clostridium difficile enfeksiyonu olarak da bilinen Clostridioides difficile enfeksiyonu, spor oluşturan bakteri Clostridioides difficile'ye bağlı semptomatik bir enfeksiyondur. Belirtileri arasında sulu ishal, ateş, bulantı ve karın ağrısı yer alır. Antibiyotikle ilişkili ishal vakalarının yaklaşık %20'sini oluşturur. Antibiyotikler bağırsak mikrobiyotasında zararlı değişikliklere katkıda bulunabilir; özellikle kısa zincirli yağ asidi emilimini azaltarak ozmotik veya sulu ishale neden olurlar. Komplikasyonlar arasında psödomembranöz kolit, toksik megakolon, kolon perforasyonu ve sepsis yer alabilir.
Pnömolizin, gram pozitif bir bakteri olan Streptococcus pneumoniae'nin bir virülans faktörüdür.
Mikrobiyal toksinler, bakteriler, mantarlar, protozoalar, dinoflagellatlar ve virüsler dahil olmak üzere mikroorganizmalar tarafından üretilen toksinlerdir. Birçok mikrobiyal toksin, konakçı dokulara doğrudan zarar vererek ve bağışıklık sistemini devre dışı bırakarak hastalık oluşturur. Endotoksinler en yaygın olarak Gram-negatif bakterilerin dış plazma zarında bulunan lipopolisakarit (LPS) veya lipooligosakarit (LOS) yapılarından oluşur. Öncelikle Clostridium botulinum tarafından ve daha az sıklıkla diğer Clostridium türleri tarafından üretilen botulinum toksini, dünyada bilinen en toksik maddedir. Bununla birlikte, mikrobiyal toksinlerin tıpta ve bilimsel araştırmalarda önemli kullanımları da vardır. Günümüzde bu toksinleri daha iyi izole etmek ve anlamak için bakteriyel toksinleri saptamaya yönelik yeni yöntemler geliştirilmektedir. Toksin araştırmasının potansiyel uygulamaları arasında mikrobiyal virülansla mücadele, yeni kanser ilaçların ve diğer ilaçların geliştirilmesi ve toksinlerin nörobiyoloji ve hücresel biyolojide araç olarak kullanılması yer almaktadır.
Clostridioides difficile ciddi ishal enfeksiyonlarına neden olduğu bilinen bir bakteridir ve kolon kanserine de neden olabilir. C. difficile veya C. diff olarak da bilinir ve spor oluşturan Gram-pozitif bir bakteri türüdür. Clostridioides türleri anaerobik, hareketli bakterilerdir, doğada her yerde bulunurlar ve özellikle toprakta yaygındırlar. Vejetatif hücreleri çubuk şeklinde, pleomorfiktir ve çiftler ya da kısa zincirler halinde bulunur. Mikroskop altında, terminal uçlarında bir çıkıntıya sahip uzun, düzensiz hücreler olarak görünürler. Gram boyama altında, C. difficile hücreleri Gram-pozitiftir ve oksijen yokluğunda insan vücut sıcaklığında kanlı agarda optimum büyüme gösterir. C. difficile katalaz- ve süperoksit dismutaz-negatiftir ve üç tip toksin üretir: enterotoksin A, sitotoksin B ve Clostridioides difficile transferaz. Stres koşulları altında bakteri, aktif bakterilerin tolere edemediği aşırı koşulları tolere edebilen sporlar üretir.
