क्लोस्ट्रीडियम

क्लॉस्ट्रिडियम बाध्यकारी एनारोब, ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया  का एक जीनस है। क्लोस्ट्रीडियम की प्रजातियां मनुष्यों सहित मिट्टी और जानवरों के आंत्र पथ में निवास करती हैं। इस जीनस में कई महत्वपूर्ण मानव रोगजनक शामिल हैं, जिनमें बोटुलिज़्म और  धनुस्तंभ  के कारक एजेंट शामिल हैं। इसमें पूर्व में अतिसार का एक महत्वपूर्ण कारण, [[क्लोस्ट्रीडियोइड्स डिफिसाइल (बैक्टीरिया)]] भी शामिल था, जिसे 2016 में क्लॉस्ट्रिडियोइड्स जीनस में पुनर्वर्गीकृत किया गया था।

इतिहास
1700 के अंत में, जर्मनी ने विशिष्ट सॉसेज खाने से जुड़ी बीमारी के कई प्रकोपों ​​​​का अनुभव किया। 1817 में, जर्मन न्यूरोलॉजिस्ट जस्टिन कर्नर  ने इस तथाकथित सॉसेज विषाक्तता की अपनी जांच में छड़ के आकार की कोशिकाओं का पता लगाया। 1897 में, बेल्जियम जीव विज्ञान के प्रोफेसर एमिल वैन एर्मेंगम ने एक एंडोस्पोर बनाने वाले जीव की अपनी खोज को प्रकाशित किया जिसे उन्होंने खराब हो चुके हैम से अलग किया। जीवविज्ञानियों ने  रोग-कीट  जीनस में अन्य ज्ञात ग्राम-पॉजिटिव बीजाणु फार्मर्स के साथ वैन एर्मेंगम की खोज को वर्गीकृत किया। हालाँकि, इस वर्गीकरण ने समस्याएँ पेश कीं, क्योंकि अलगाव केवल अवायवीय स्थितियों में ही बढ़ता है, लेकिन बेसिलस ऑक्सीजन में अच्छी तरह से बढ़ता है।

सर्का 1880, किण्वन और ब्यूट्रिक एसिड  संश्लेषण का अध्ययन करने के दौरान, एक वैज्ञानिक उपनाम प्रेज़मोव्स्की ने पहली बार क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटिरिकम को एक द्विपद नाम दिया।  अवायवीय श्वसन की कार्यप्रणाली उस समय अभी भी अच्छी तरह से स्पष्ट नहीं थी,  इसलिए एनारोबेस का वर्गीकरण अभी भी विकसित हो रहा था।

1924 में, Ida A. Bengtson ने वैन Ermengem के सूक्ष्मजीवों को बैसिलस समूह से अलग किया और उन्हें जीनस क्लोस्ट्रीडियम को सौंपा। बेंग्टसन की वर्गीकरण योजना के अनुसार, क्लोस्ट्रीडियम में जीनस डेसल्फोटोमैकुलम को छोड़कर सभी अवायवीय एंडोस्पोर बनाने वाले रॉड के आकार के बैक्टीरिया शामिल थे।

टैक्सोनॉमी
अक्टूबर 2022 तक, क्लोस्ट्रीडियम में 164 वैध रूप से प्रकाशित प्रजातियां हैं। जीनस, जैसा कि पारंपरिक रूप से परिभाषित किया गया है, में कई जीव शामिल हैं जो इसके प्रकार की प्रजातियों से निकटता से संबंधित नहीं हैं। इस मुद्दे को मूल रूप से कोलिन्स 1994 से एक rRNA फाइलोजेनी द्वारा पूर्ण विवरण में चित्रित किया गया था, जो पारंपरिक जीनस (अब क्लॉस्ट्रिडिया के एक बड़े स्लाइस के अनुरूप) को बीस समूहों में विभाजित करता है, जिसमें क्लस्टर I में प्रकार की प्रजातियां और उसके करीबी रिश्तेदार शामिल हैं। पिछले कुछ वर्षों में, क्लॉस्ट्रिडियम को क्लस्टर I में सीमित करने के अंतिम लक्ष्य के साथ, कई नए जेनेरा विभाजित हो गए हैं। क्लॉस्ट्रिडियम क्लस्टर XIVa और क्लॉस्ट्रिडियम क्लस्टर IV आहार फाइबर बनाने वाले पौधे पॉलीसेकेराइड को कुशलता से किण्वित करते हैं, उन्हें रूमेण और मानव बड़ी आंत में महत्वपूर्ण और प्रचुर मात्रा में टैक्सा बनाते हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ये क्लस्टर वर्तमान क्लॉस्ट्रिडियम का हिस्सा नहीं हैं, और अस्पष्ट या असंगत उपयोग के कारण इन शर्तों के उपयोग से बचना चाहिए।

जैव रसायन
क्लॉस्ट्रिडियम की प्रजातियां बाध्यकारी एनारोब हैं और एंडोस्पोर बनाने में सक्षम हैं। वे आम तौर पर ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया | ग्राम-पॉजिटिव, लेकिन साथ ही बेसिलस को दाग देते हैं, उन्हें अक्सर ग्राम-चर के रूप में वर्णित किया जाता है, क्योंकि वे संस्कृति की उम्र के रूप में ग्राम-नकारात्मक कोशिकाओं की बढ़ती संख्या दिखाते हैं। क्लॉस्ट्रिडियम की सामान्य, पुनरुत्पादक कोशिकाएं, जिन्हें वानस्पतिक रूप कहा जाता है, बेसिलस (आकार)|छड़ी के आकार की होती हैं, जो उन्हें ग्रीक (भाषा) κλωστήρ या धुरी से अपना नाम देती हैं। क्लोस्ट्रीडियम एंडोस्पोर्स में एक अलग बॉलिंग पिन या बोतल का आकार होता है, जो उन्हें अन्य बैक्टीरियल एंडोस्पोर से अलग करता है, जो आमतौर पर आकार में अंडाकार होते हैं। शेफेर-फुल्टन दाग (पानी में 0.5% मैलाकाइट हरा) का उपयोग बैसिलस और क्लोस्ट्रीडियम के एंडोस्पोर को अन्य सूक्ष्मजीवों से अलग करने के लिए किया जा सकता है। क्लॉस्ट्रिडियम को एंडोस्पोर बनाने वाले जीनस बैसिलस से अलग-अलग अवायवीय विकास, एंडोस्पोर्स के आकार और उत्प्रेरक की कमी से अलग किया जा सकता है। Desulfotomaculum की प्रजातियां समान एंडोस्पोर्स बनाती हैं और सल्फर के लिए उनकी आवश्यकता से अलग की जा सकती हैं। क्लोस्ट्रिडिया द्वारा ग्लाइकोलाइसिस और पाइरुविक तेजाब  के किण्वन से अंतिम उत्पाद ब्यूटिरिक एसिड,  butanol, एसीटोन, isopropanol और  कार्बन डाईऑक्साइड  प्राप्त होते हैं।

सी परफ्रिंजेंस और अन्य रोगजनक बैक्टीरिया का पता लगाने के लिए एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (पीसीआर) टेस्ट किट (बैक्टोटाइप) है।

जीव विज्ञान और रोगजनन
क्लॉस्ट्रिडियम प्रजातियां आसानी से मिट्टी और आंतों के इलाकों में पाई जाती हैं। क्लॉस्ट्रिडियम प्रजातियां महिलाओं के स्वस्थ निचले प्रजनन पथ की महिलाओं के निचले प्रजनन पथ की माइक्रोबायोटा प्रजातियों की एक सामान्य सूची भी हैं। मनुष्यों में रोग के लिए उत्तरदायी मुख्य प्रजातियाँ हैं: * क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम भोजन या घावों में बोटुलिनम विष पैदा कर सकता है और बोटुलिज़्म पैदा कर सकता है। इसी विष को बोटॉक्स के रूप में जाना जाता है और उम्र बढ़ने के संकेतों को कम करने के लिए चेहरे की मांसपेशियों को पंगु बनाने के लिए कॉस्मेटिक सर्जरी में उपयोग किया जाता है; इसके कई अन्य चिकित्सीय उपयोग भी हैं। कई और रोगजनकों को पहले क्लॉस्ट्रिडियम में वर्णित किया गया था, लेकिन अतिरिक्त शोध के साथ उन्हें अन्य प्रजातियों में स्थानांतरित कर दिया गया है।
 * क्लोस्ट्रीडियम perfringens लक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला का कारण बनता है, खाद्य जनित बीमारी से कोशिका, फासिसाइटिस, नेक्रोटिक आंत्रशोथ और गैस गैंग्रीन।
 * क्लॉस्ट्रिडियम टेटानि टिटनेस का कारण बनता है।
 * क्लोस्ट्रीडियोइड्स डिफिसाइल, अब क्लॉस्ट्रिडियोइड्स में रखा गया है।
 * हैथवेया हिस्टोलिटिका, अब हैथवेया में रखा गया है।
 * Paeniclostridium sordellii, अब Paeniclostridium में रखा गया है, चिकित्सा गर्भपात के बाद असाधारण रूप से दुर्लभ मामलों में घातक संक्रमण का कारण बन सकता है।

उपचार
सामान्य तौर पर, क्लॉस्ट्रिडियल संक्रमण का उपचार उच्च खुराक पेनिसिलिन जी है, जिसके प्रति जीव अतिसंवेदनशील बना हुआ है। क्लोस्ट्रीडियम वेलची और क्लोस्ट्रीडियम टेटानी सल्फोनामाइड (दवा) का जवाब देते हैं। क्लोस्ट्रिडिया टेट्रासाइक्लिन, कार्बापेनम  ( मैं खुले दिमाग का हूँ ),  metronidazole, वैनकॉमायसिन और chloramphenicol के प्रति भी अतिसंवेदनशील होते हैं। क्लोस्ट्रिडिया की वानस्पतिक कोशिकाएं ऊष्मा-अस्थिर होती हैं और 72-75 °C से ऊपर के तापमान पर कम गर्म करने से मर जाती हैं। क्लॉस्ट्रिडियम बीजाणुओं के थर्मल विनाश के लिए उच्च तापमान (121.1 °C से ऊपर, उदाहरण के लिए एक आटोक्लेव में) और लंबे समय तक खाना पकाने की आवश्यकता होती है (20 मिनट, कुछ असाधारण मामलों के साथ> 50 मिनट साहित्य में दर्ज)। क्लॉस्ट्रिडिया और बेसिली काफी विकिरण-प्रतिरोधी हैं, जिन्हें लगभग 30 kGy की खुराक की आवश्यकता होती है, जो खुदरा बाजार में सामान्य उपयोग के लिए शेल्फ-स्थिर विकिरणित खाद्य पदार्थों के विकास में एक गंभीर बाधा है। विभिन्न खाद्य पदार्थों में लाइसोजाइम, नाइट्रेट, नाइट्राट  और  प्रोपियॉनिक अम्ल  के लवण क्लोस्ट्रिडिया को रोकते हैं। कासनी, लहसुन, प्याज, प्रतीत हुआ, हाथी चक, और शतावरी जैसे कई खाद्य पदार्थों में अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में होने वाले  inulin  जैसे फ्रुक्टूलिगोसैकेराइड्स (फ्रुक्टेन) में प्रीबायोटिक (पोषण) या बिफिडस कारक प्रभाव होता है, जो चुनिंदा रूप से विकास और चयापचय को बढ़ावा देता है। क्लोस्ट्रीडिया, फ्यूसोबैक्टीरिया और बैक्टेरॉइड्स जैसे हानिकारक बैक्टीरिया को रोकते हुए, बड़ी आंत में लाभकारी बैक्टीरिया, जैसे कि बिफीडोबैक्टीरिया और लैक्टोबैसिली।

प्रयोग

 * क्लोस्ट्रीडियम थर्मोसेलम लिग्नोसेल्यूलोसिक कचरे का उपयोग कर सकता है और इथेनॉल उत्पन्न कर सकता है, इस प्रकार इसे इथेनॉल ईंधन के उत्पादन में उपयोग के लिए संभावित उम्मीदवार बना सकता है। इसमें ऑक्सीजन की भी आवश्यकता नहीं होती है और यह थर्मोफिल है, जो शीतलन लागत को कम करता है।
 * क्लोस्ट्रीडियम एसिटोब्यूटिलिकम का उपयोग पहली बार 1916 में हिम्मत न हारना  (धुआँ रहित बारूद) के उत्पादन के लिए स्टार्च से एसीटोन और बायोब्यूटेनॉल बनाने के लिए चैम वीज़मैन द्वारा किया गया था।
 * क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम एक संभावित घातक न्यूरोटॉक्सिन का उत्पादन करता है जिसका उपयोग बोटॉक्स दवा में पतला रूप में किया जाता है, जिसे सावधानीपूर्वक चेहरे की नसों में इंजेक्ट किया जाता है, जो उम्र बढ़ने के झुर्रियों वाले प्रभाव को कम करने के लिए माथे की अभिव्यंजक मांसपेशियों की गति को रोकता है। इसका उपयोग स्पस्मोडिक टॉरिसोलिस के इलाज के लिए भी किया जाता है और लगभग 12 से 16 सप्ताह तक राहत देता है। * क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटिरिकम MIYAIRI 588 स्ट्रेन का विपणन क्लोस्ट्रीडियम डिफिसाइल (बैक्टीरिया) प्रोफिलैक्सिस के लिए जापान, कोरिया और चीन में किया जाता है, क्योंकि इसकी कथित क्षमता बाद के विकास में हस्तक्षेप करती है।
 * क्लोस्ट्रीडियम हिस्टोलिटिकम का उपयोग एंजाइम कोलेजिनेस के स्रोत के रूप में किया गया है, जो जानवरों के ऊतकों को ख़राब करता है। क्लॉस्ट्रिडियम प्रजातियां ऊतक के माध्यम से खाने के लिए कोलेजेनेज़ का उत्सर्जन करती हैं और इस प्रकार, पूरे शरीर में फैलने वाले रोगज़नक़ की मदद करती हैं। चिकित्सा पेशा संक्रमित घावों के मलत्याग में इसी कारण से कोलेजनेज़ का उपयोग करता है। Hyaluronidase, deoxyribonuclease, lecithinase, leukocidin, protease, lipase, और hemolysin भी कुछ क्लोस्ट्रिडिया द्वारा निर्मित होते हैं जो गैस गैंग्रीन का कारण बनते हैं।
 * हाल ही में वाणिज्यिक चिकन कचरे में खोजी गई क्लोस्ट्रीडियम हीदरडाहली, संश्लेषण गैस, कार्बन मोनोआक्साइड और हाइड्रोजन के मिश्रण सहित एकल-कार्बन स्रोतों से इथेनॉल का उत्पादन कर सकती है, जो कि जीवाश्म ईंधन या बायोमास के आंशिक दहन से उत्पन्न हो सकता है। * क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटिरिकम ग्लिसरॉल को 1,3-प्रोपेनडियोल में परिवर्तित करता है।
 * क्लोस्ट्रीडियम थर्मोसेलम के जीनों को एंडोग्लुकेनेस के उत्पादन की अनुमति देने के लिए ट्रांसजेनिक चूहों में डाला गया है। प्रयोग का उद्देश्य यह जानना था कि monogastric  जानवरों की पाचन क्षमता में सुधार कैसे किया जा सकता है।
 * क्लोस्ट्रीडियम के गैर-रोगजनक उपभेद कैंसर जैसे रोगों के उपचार में मदद कर सकते हैं। अनुसंधान से पता चलता है कि क्लोस्ट्रीडियम कैंसर कोशिकाओं को चुनिंदा रूप से लक्षित कर सकता है। कुछ उपभेद ठोस फोडा  के भीतर प्रवेश कर सकते हैं और दोहरा सकते हैं। इसलिए, क्लोस्ट्रीडियम का उपयोग ट्यूमर को चिकित्सीय प्रोटीन देने के लिए किया जा सकता है। क्लॉस्ट्रिडियम का यह उपयोग विभिन्न प्रीक्लिनिकल मॉडल में प्रदर्शित किया गया है। * क्लॉस्ट्रिडियम प्रजातियों के मिश्रण, जैसे क्लोस्ट्रीडियम बीजेरिनकी, क्लॉस्ट्रिडियम ब्यूटिरिकम, और अन्य प्रजातियों से प्रजातियों को खमीर अपशिष्ट से बायोहाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है।

बाहरी संबंध

 * Clostridium genomes and related information at PATRIC, a Bioinformatics Resource Center funded by NIAID
 * Todar's Online Textbook of Bacteriology
 * UK Clostridium difficile Support Group
 * Pathema-Clostridium Resource
 * Water analysis: Clostridium video