क्लोस्ट्रीडियम

क्लॉस्ट्रिडियम अवायवीय, ग्रामवर्णग्राही जीवाणु की एक जीनस है।क्लोस्ट्रीडियम की प्रजातियाँ मिट्टी और मनुष्यों सहित जानवरों के आंत्रमार्ग में निवास करती हैं। इस जीनस में कई महत्वपूर्ण मानव रोगजनक सम्मिलित हैं, जिनमें बोटुलिज़्म और टेटेनस के रोगकारक सम्मिलित हैं। इसमें पूर्व डायरिया का एक महत्वपूर्ण कारण, क्लोस्ट्रीडियोइड्स डिफिसाइल भी सम्मिलित था, जिसे 2016 में क्लॉस्ट्रिडियोइड्स जीनस में पुनर्वर्गीकृत किया गया था।

इतिहास
1700 के दशक के अंत में, जर्मनी ने विशिष्ट सॉसेज खाने से जुड़ी बीमारी के कई प्रादुर्भाव ​​​​का अनुभव किया था। 1817 में, जर्मन स्नायु विज्ञानी जस्टिन कर्नर ने इस तथाकथित सॉसेज विषाक्तता की जांच में रॉड के आकार की कोशिकाओं का पता लगाया था। 1897 में, बेल्जियम के जीव विज्ञान के प्राध्यापक एमिल वैन एर्मेंगम ने एक अंतर्बीजाणु बनाने वाले जीव की अपनी खोज को प्रकाशित किया जिसे उन्होंने नष्ट हैम से अलग किया था। जीवविज्ञानियों ने वैन एर्मेंजेम की खोज को बैसिलस जीनस के अन्य ज्ञात ग्रामवर्णग्राही बीजाणु निर्माताओं के साथ वर्गीकृत किया था। हालाँकि, इस वर्गीकरण ने समस्याएँ प्रस्तुत कीं क्योंकि वियुक्त केवल अवायवीय स्थितियों में ही बढ़ता है, लेकिन बेसिलस ऑक्सीजन में अच्छी तरह से बढ़ता था।

लगभग 1880 में, किण्वन और ब्यूट्रिक अम्ल संश्लेषण का अध्ययन करने के समय, प्रेज़मोव्स्की नामक एक वैज्ञानिक ने सबसे पहले क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटिरिकम को एक द्विपद नाम दिया था। उस समय अवायवीय श्वसन के तंत्र अभी भी अच्छी तरह से स्पष्ट नहीं थे,  इसलिए अवायवीय जीवों का वर्गीकरण अभी भी विकसित हो रहा था।

1924 में, इडा ए. बेंग्टसन ने वैन एर्मेंजेम के सूक्ष्मजीवों को बैसिलस समूह से अलग किया और उन्हें जीनस क्लोस्ट्रीडियम को निर्दिष्ट किया था। बेंग्टसन की वर्गीकरण योजना के अनुसार, क्लोस्ट्रीडियम में जीनस डेसल्फोटोमैकुलम को छोड़कर सभी अवायवीय अंतर्बीजाणु बनाने वाले रॉड के आकार के जीवाणु सम्मिलित थे।

वर्गीकरणविज्ञान
अक्टूबर 2022 तक, क्लोस्ट्रीडियम में 164 वैध रूप से प्रकाशित प्रजातियाँ हैं।

जैसा कि पारंपरिक रूप से परिभाषित किया गया है, जीनस में कई जीव सम्मिलित हैं जो इस प्रकार की प्रजातियों से निकटता से संबंधित नहीं हैं। इस मुद्दे को मूल रूप से कोलिन्स 1994 से एक rRNA जातिवृत्त द्वारा पूर्ण विवरण में चित्रित किया गया था, जो पारंपरिक जीनस (अब क्लॉस्ट्रिडिया के एक बड़े टुकड़े के अनुरूप) को बीस समूहों में विभाजित करता है, जिसमें समूह I में प्रकार की प्रजातियां और उसके सवृत संबंधित सम्मिलित हैं। पिछले कुछ वर्षों में, इसके परिणामस्वरूप कई नई प्रजातियां विभाजित हो गई हैं, जिसका अंतिम लक्ष्य क्लॉस्ट्रिडियम को समूह I तक सीमित करना है।

क्लॉस्ट्रिडियम समूह XIVa और क्लॉस्ट्रिडियम समूह IV आहार फाइबर बनाने वाले पौधे पॉलीसेकेराइड को कुशलतापूर्वक किण्वित करते हैं, जिससे वे रूमेण और मानव बृहदांत्र में महत्वपूर्ण और प्रचुर मात्रा में टैक्सा बनाते हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ये समूह वर्तमान क्लॉस्ट्रिडियम का भाग नहीं हैं, और अस्पष्ट या असंगत उपयोग के कारण इन शब्दों के उपयोग से बचना चाहिए।

जैवरासायनिकी
क्लॉस्ट्रिडियम की प्रजातियां अवायवीय हैं और अंतर्बीजाणु का उत्पादन करने में सक्षम हैं। वे सामान्यतः ग्रामवर्णग्राही होते हैं, लेकिन बेसिलस की तरह उन्हें प्रायः ग्राम परिवर्ती के रूप में वर्णित किया जाता है, क्योंकि वे संस्कृति की उम्र बढ़ने के साथ-साथ ग्राम-नकारात्मक कोशिकाओं की बढ़ती संख्या दिखाते हैं। क्लॉस्ट्रिडियम की सामान्य, प्रजनन करने वाली कोशिकाएं जिन्हें कायिक रूप कहा जाता है, रॉड के आकार की होती हैं, जो उन्हें ग्रीक κλωστήρ या तर्कु से उनका नाम देती है। क्लोस्ट्रीडियम अंतर्बीजाणु में एक अलग बॉलिंग पिन या बोतल का आकार होता है, जो उन्हें अन्य जीवाणु अंतर्बीजाणु से अलग करता है, जो सामान्यतः आकार में अंडाकार होते हैं। शेफेर-फुल्टन दाग (पानी में 0.5% मैलाकाइट हरा) का उपयोग बैसिलस और क्लोस्ट्रीडियम के अंतर्बीजाणु को अन्य सूक्ष्मजीवों से अलग करने के लिए किया जा सकता है।

क्लॉस्ट्रिडियम को इसके अवायवीय विकास, अंतर्बीजाणु के आकार और कैटालेज़ की कमी के आधार पर अंतर्बीजाणु बनाने वाले जीनस बैसिलस से अलग किया जा सकता है। डेसल्फोटोमाकुलम की प्रजातियां समान अंतर्बीजाणु बनाती हैं और सल्फर की आवश्यकता के आधार पर पहचाना जा सकता है। क्लोस्ट्रिडिया द्वारा ग्लाइकोलाइसिस और पायरूविक अम्ल के किण्वन से अंतिम उत्पाद ब्यूटिरिक अम्ल, ब्यूटेनॉल, एसीटोन, आइसोप्रोपेनॉल और कार्बन डाईऑक्साइड प्राप्त होते हैं।

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

जीव विज्ञान और रोगजनन
क्लॉस्ट्रिडियम प्रजातियां आसानी से मिट्टी और आंत्रमार्ग में आसानी से पाई जाती हैं। क्लॉस्ट्रिडियम प्रजातियां भी महिलाओं के स्वस्थ निचले प्रजनन मार्ग की एक सामान्य निवासी हैं।

मनुष्यों में रोग के लिए उत्तरदायी मुख्य प्रजातियाँ हैं:
 * क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम भोजन या घावों में बोटुलिनम विष का उत्पादन कर सकता है और बोटुलिज़्म का कारण बन सकता है। इसी विष को बोटॉक्स के नाम से जाना जाता है और उम्र बढ़ने के लक्षणों 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।
 * क्लोस्ट्रीडियम परफिरिंगेंस भोजन विषाक्तता से लेकर सेल्युलाइटिस, फासिसाइटिस, ऊतकक्षयी आंत्रशोथ और गैस गैंग्रीन तक लक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला का कारण बनता है।
 * क्लॉस्ट्रिडियम टेटानि धनुस्तंभ का कारण बनता है।


 * क्लोस्ट्रीडियोइड्स डिफिसाइल, अब क्लॉस्ट्रिडियोइड्स में रखा गया है।
 * क्लोस्ट्रीडियम हिस्टोलिटिकम, अब हैथवेया में रखा गया है।
 * क्लॉस्ट्रिडियम सोर्डेल्ली, जिसे अब पैनीक्लोस्ट्रिडियम में रखा गया है, चिकित्सा गर्भपात के बाद असाधारण रूप से दुर्लभ मामलों में घातक संक्रमण का कारण बन सकता है।

उपचार
सामान्य रूप में, क्लॉस्ट्रिडियल संक्रमण का उपचार उच्च खुराक पेनिसिलिन G है, जिसके प्रति जीव अतिसंवेदनशील रहता है। क्लोस्ट्रीडियम वेलची और क्लोस्ट्रीडियम टेटानी सल्फोनामाइड (दवा) पर प्रतिक्रिया करते हैं। क्लोस्ट्रिडिया टेट्रासाइक्लिन, कार्बापेनम ( इमिपेनेम), मेट्रोनिडाजोल, वैनकॉमायसिन और क्लोरैम्फेनिकॉल के प्रति भी अतिसंवेदनशील होते हैं।

क्लोस्ट्रिडिया की कायिक कोशिकाएं ताप प्रतिरोधी होती हैं और 72-75 °C से ऊपर के तापमान पर कम समय के लिए गर्म करने से मर जाती हैं। क्लॉस्ट्रिडियम बीजाणुओं के थर्मल विनाश के लिए उच्च तापमान ( उदाहरण के लिए 121.1 °C से ऊपर, एक आटोक्लेव में) और लंबे समय तक खाना पकाने के समय (20 मिनट, साहित्य में दर्ज 50 मिनट से अधिक के कुछ असाधारण मामलों के साथ) की आवश्यकता होती है। क्लॉस्ट्रिडिया और बेसिली पूर्ण रूप से विकिरण-प्रतिरोधी हैं, जिसके लिए 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 अवरोध है। विभिन्न खाद्य पदार्थों में लाइसोजाइम, नाइट्रेट, नाइट्राट और प्रोपियॉनिक अम्ल लवण का मिश्रण विभिन्न खाद्य पदार्थों में क्लॉस्ट्रिडिया को रोकता है।

इनुलिन जैसे फ्रुक्टूलिगोसैकेराइड्स (फ्रुक्टेन) जो कि कासनी, लहसुन, प्याज, लीक, आटिचोक, और शतावरी जैसे क ई खाद्य पदार्थों में अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में होते हैं, एक प्रीबायोटिक (पोषण) या बिफिडोजेनिक प्रभाव रखते हैं, जो बृहदान्त्र में बिफीडोजीवाणु और लैक्टोबैसिली जैसे लाभकारी जीवाणु के विकास और चयापचय को चुनिंदा रूप से बढ़ावा देते हैं, जबकि क्लोस्ट्रीडिया, फ्यूसोजीवाणु और बैक्टेरॉइड्स जैसे हानिकारक जीवाणु को रोकते है।

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 (जीवाणु) 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 जीनसयों के मिश्रण, जैसे क्लोस्ट्रीडियम बीजेरिनकी, क्लॉस्ट्रिडियम ब्यूटिरिकम, और अन्य जीनसयों से जीनसयों 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