باکتری های کلی فرم و مضرات آنها بر روی سلامتی

مفهوم باکتری 

باکتری‌ها موجودات زنده میکروسکوپی هستند که تنها یک سلول (کوچکترین واحد حیات) دارند. واژه‌ای که برای اشاره به یک نوع باکتری به‌کار می‌رود، باکتریوم (Bacterium) است، در حالیکه باکتری (Bacteria) به طور عمومی به مجموعه‌ای از میکروب‌های تک‌سلولی اشاره دارد. واژه باکتری از کلمه یونانی باکریون (Backerion) به معنای چوب‌دستی گرفته شده است، زیرا اولین باکتری‌هایی که مشاهده شدند به شکل باسیل (میله‌ای‌شکل) بودند. میلیون‌ها و شاید میلیاردها نوع مختلف باکتری وجود دارند که بسیاری از آنها در محیط‌های مختلف از جمله بدن انسان زندگی می‌کنند.

باکتری‌های کلی فرم (Coliform)

نام باکتری کلی فرم ترکیبی از دو بخش به نام های کلی (Coli) که به زیستگاه طبیعی این باکتری ها در دستگاه گوارش پستانداران به ویژه روده بزرگ یا کولون (colon) اشاره دارد و فرم (form) به معنی شکل، می باشد. این موضوع باعث شد تا این گروه از باکتری‌ها به این اسم نامگذاری شوند. باکتری‌های کلی فرم، از زمان کشف در اواخر قرن نوزدهم توسط تئودور اشریش، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین شاخص‌های آلودگی میکروبی در آب و غذا شناخته شدند. در سال 1885، تئودور اشریش، پزشک و میکروبیولوژیست آلمانی، برای اولین بار باکتری اشریشیاکلی (Escherichia coli) را در مدفوع افراد سالم پیدا کرد و آن را باکتریوم کلی کامن (Bacterium coli commune) نامید. او این باکتری را به عنوان بخشی از فلور طبیعی (مجموعه ای از موجودات میکروسکوپی مانند باکتری‌ها، قارچ ها و ... که به طور طبیعی در بخش های از بدن زندگی می کنند) دستگاه گوارش توصیف کرد و نشان داد که برخی از سویه‌های (سویه به گروهی از باکتری ها اطلاق می شود که بر اساس ویژگی هایی خاصی مانند نوع باکتری، نحوه رشد و خصوصیات فیزیولوژیکی مانند سوخت و ساز یا تولید ترکیبات خاص از یکدیگر متمایز می شوند) آنها می توانند در شرایط خاصی مانند ضعف سیستم ایمنی بدن، استرس و اضطراب، افزایش تعداد یا تغییر محیط میکروبی روده و ...، بیماریزا شوند. سپس، در سال 1895، میگولا این باکتری را باسیلوس کلی (Bacillus coli) نامید و بعدها به افتخار تئودور اشریش، اشریشیاکلی (E. coli) نام‌گذاری شد. باکتری‌های کلی فرم به‌عنوان میکروارگانیسم‌های (موجودات ریز ذره بینی) هوازی یا بی‌هوازی اختیاری، گِرَم منفی (گِرَم منفی یکی از انواع باکتری ها است. این نوع باکتری در هنگام رنگ‌آمیزی گِرَم به رنگ قرمز دیده می‌شوند)، بدون اسپور (اسپور شکلی مقاوم از یک باکتری است که در شرایطی مانند گرما، کاهش رطوبت، خشکی، کمبود مواد غذایی و ... دوام می آورد)، میله‌ای شکل، اغلب تاژکدار و متحرک تعریف می‌شوند. 4 جنس سیتروباکتر (Citrobacter)، انتروباکتر (Enterobacter)، (کلبسیلا) Klebsiella و اشریشیا (Escherichia) از مهمترین و رایج ترین جنس های باکتری های کلی فرم هستند که متعلق به خانواده انتروباکتریاسه (Enterobacteriaceae) می باشند. این جنس ها به دلیل ویژگی‌های خاص و شیوع بیشتر، در گروه کلی فرم‌ها و مطالعات مربوط به آلودگی‌های مدفوعی و بهداشتی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. در دهه 1960 میلادی، نام باکتری‌های کلی فرم ‌در ایالات متحده به کلی فرم‌های کل تغییر یافت.
 

کلی فرم کل (Total coliform)

کلی فرم کل شامل تمام باکتری‌هایی است که در دمای 35 تا 37 درجه سانتی‌گراد توانایی تخمیر لاکتوز (یک نوع قند طبیعی که در شیر و محصولات لبنی وجود دارد) را دارند و اسید و گاز تولید می‌کنند. این گروه از باکتری ها معمولاً در آب، خاک، سطح گیاهان، مواد غذایی و دستگاه گوارش جانوران یافت می‌شوند و شاخص کلی آلودگی میکروبی محیطی (مانند آب، خاک و ...) هستند. اگر این باکتری‌ها در آب شرب پیدا شوند، حضور آنها لزوماً به این معنی نیست که آب شرب برای مصرف انسانی خطرناک است، با این حال، باید حضور این ارگانیسم‌ها در آب شرب بررسی شود، زیرا ممکن است نشان‌دهنده آلودگی و احتمال حضور سایر میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا مانند سویه های بیماریزای اشریشیاکلی باشد. جنس انتروباکتر ازکلی فرم های کل علاوه بر روده، در محیط‌هایی مانند خاک، آب، سطح گیاهان، مواد غذایی و ... وجود دارد و دارای دو گونه (نوع) شناخته‌شده انتروباکتر آئروژنز (E. aerogenes) و انتروباکتر کلوآسه (E. cloacae) می باشد. از دیگر جنس های این گروه می توان به سیتروباکتر اشاره کرد. گونه های شناخته شده این جنس شامل سیتروباکتر فروندی (C. freundii) و سیتروباکتر کوسری (C. koseri) می باشند که در محیط های مختلفی مانند خاک، آب، مواد غذایی، روده انسان و حیوانات یافت می شوند. از دیگر جنس های متعلق به کلی فرم کل می توان به کلبسیلا اشاره کرد که در محیط زیست، مواد غذایی، بدن موجودات زنده و ... یافت می‌شود. دو گونه کلبسیلا پنومونیه (K. pneumoniae) و کلبسیلا اکسی توکا (K. oxytoka) از گونه های شایع این جنس می باشند.

کلی فرم های مدفوعی (Fecal coliform)

زیرمجموعه ای از باکتری های کلی فرم کل می باشند که معمولا در دستگاه گوارش (روده ها) موجودات خونگرم هستند و از طریق مدفوع انسان ها و حیوانات خونگرم دفع می شوند. وجود آنها در منابع آب شرب نشان‌دهنده آلودگی آب به مواد مدفوعی است و بنابراین ممکن است تهدیدی برای سلامت انسان‌ها باشد. این گروه از باکتری ها در دمای 5/44 تا 5/45 درجه سانتی گراد (این دما، رشد باکتری‌های کلی فرم مدفوعی را تقویت و رشد سایر باکتری‌های کلی فرم کل را مهار می‌کند و مختص شناسایی کلی فرم‌های مدفوعی است) رشد کرده و طی ۴۸ ساعت پس از تخمیر لاکتوز، اسید و گاز تولید می‌کنند. گونه اشریشیاکلی معروف ترین عضو کلی فرم های مدفوعی است و یک شاخص خاص برای آلودگی مدفوعی در نظر گرفته می‌شود. وجود حتی مقدار کمی از آن نشان‌دهنده آلودگی خطرناک است. همه سویه های اشریشیاکلی بیماری‌زا نیستند، اما برخی از آنها تهدید کننده جدی برای سلامت انسان هستند. وجود باکتری اشریشیاکلی در یک نمونه آب آشامیدنی معمولاً نشان‌دهنده آلودگی مدفوعی تازه است. یک سویه بیماری‌زای شاخص از اشریشیاکلی که به طور گسترده مطالعه شده، O157: H7 می باشد.

منابع باکتری های کلی فرم

باکتری های کلی فرم می‌توانند از منابع مختلفی، از جمله فاضلاب یا آلودگی‌های غیرمدفوعی، ناشی شوند. این تنوع منابع، نشان‌دهنده آن است که کلی فرم‌ها می‌توانند شاخص‌های متفاوتی از آلودگی را نشان دهند. رایج ترین منابع آلودگی شامل موارد زیر می باشد:
- فاضلاب انسانی و حیوانی: فاضلاب ناشی از فعالیت‌های انسانی و حیوانی منابع اصلی کلی فرم‌های مدفوعی هستند و می توانند خطرناک باشند. 
- خاک: بسیاری از کلی فرم‌های غیرمدفوعی به طور طبیعی در خاک یافت می‌شوند. این میکروارگانیسم‌ها در محیط‌های مرطوب و غنی از مواد آلی و غیر مرتبط با مدفوع حیوانات مانند خاک، آب های شیرین و گیاهان زندگی می‌کنند و معمولاً خطر کمتری برای سلامت انسان دارند. این کلی فرم‌ها معمولاً به عنوان کلی فرم‌های محیطی شناخته می‌شوند و با کلی فرم‌های مدفوعی که از روده حیوانات خونگرم منشأ می‌گیرند، متفاوت هستند.
- مواد غذایی: مواد غذایی که بیشتر در معرض خطر آلودگی به کلی‌فرم‌ها قرار دارند شامل محصولات کشاورزی تازه به ویژه سبزیجات و میوه‌ها به دلیل تماس مستقیم با خاک و آب، شیر و سایر محصولات لبنی اگر به درستی پاستوریزه نشوند، گوشت قرمز و مرغ به دلیل تماس با روده حیوانات در هنگام کشتار و ... می باشند.
- آب‌های سطحی و زیرزمینی آلوده: منابع آب مانند رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و چاه‌های کم‌عمق ممکن است به کلی فرم‌ها آلوده شوند. این آلودگی معمولاً به دلیل نشت فاضلاب انسانی، رواناب های کشاورزی و ...، رخ می‌دهد. 
- منابع صنعتی و کشاورزی: فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی می‌توانند منجر به ورود کلی فرم‌ها به محیط شوند. استفاده از فاضلاب صنعتی مانند فاضلاب های حاصل از صنایع غذایی، صنایع گوشت، کشتارگاه ها (احتمال تماس با مواد مدفوعی و باقیمانده های حیوانات) و ...، بدون تصفیه مناسب می‌توانند دارای باکتری های کلی فرم باشند و منابع آب و خاک را آلوده کنند. علاوه بر این استفاده از کودهای حیوانی در کشاورزی می‌تواند یکی از منابع اصلی آلودگی به کلی فرم‌ها باشد. هنگامی که این کودها از حیوانات آلوده به باکتری کلی فرم، به خاک افزوده می‌شوند،کلی فرم‌ها می‌توانند به راحتی به آب‌های زیرزمینی نفوذ کنند یا از طریق بارندگی به منابع آب سطحی منتقل شوند. آبیاری مزارع با آب آلوده به فاضلاب یا منابع آبی که در آنها کلی فرم‌ها وجود دارند نیز می‌تواند منجر به آلودگی محصولات کشاورزی و خاک شود.

شیوع بیماری های ناشی از باکتری های کلی فرم

شیوع بیماری‌های ناشی از باکتری‌های کلی فرم معمولاً در فصول گرم سال، به ویژه تابستان، افزایش می‌یابد که ممکن است بنا به دلایل زیر باشد:
- افزایش دما: در فصول گرم، دمای آب‌ها و محیط‌های آبی (رودخانه ها، استخرها و ...) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این شرایط برای رشد باکتری‌ها، از جمله کلی فرم‌ها، مناسب‌تر است.
- بارش‌های بیشتر و رواناب: در بعضی مناطق، در تابستان،‌ بارش‌های سنگین و سیلاب‌ها بیشتر می‌شود. علاوه بر این رواناب‌های سطحی که از مناطق کشاورزی، مناطق مسکونی یا دامداری‌ها عبور می‌کنند، می‌توانند باکتری‌های کلی فرم را به منابع آب شرب منتقل کنند. 
- افزایش تماس انسان با منابع آبی: در تابستان، فعالیت‌های آبی مانند شنا، ماهی گیری و کشاورزی بیشتر می‌شود. این امر باعث می‌شود که احتمال تماس با منابع آب آلوده به باکتری‌های کلی فرم بیشتر شود.

مشکلات سلامتی ناشی از باکتری های کلی فرم

باکتری‌های کلی فرم کل به خودی خود تهدید مستقیمی برای سلامت انسان محسوب نمی‌شوند و بیشتر گونه های آنها غیر بیماری‌زا هستند. با این حال، برخی سویه‌های خاص می‌توانند با تولید سموم خطرناک، بیماری‌های جدی و حتی مرگبار ایجاد کنند. یکی از شناخته‌شده‌ترین گونه‌های کلی فرم، اشریشیاکلی است که به طور گسترده‌ای در آب و مواد غذایی یافت می‌شود. در حالی که بسیاری از سویه‌های این باکتری بی‌خطر هستند، سویه‌های اشریشیاکلی تولیدکننده سم شیگا یا سویه های اشریشیاکلی تولیدکننده سم وروتوکسین، می‌توانند منجر به بروز بیماری‌های جدی در انسان شوند. یکی از این سویه‌هایی که سم شیگا تولید می کند و ممکن است خطرات قابل توجهی برای سلامت انسان به همراه داشته باشد، سویه O157:H7 می باشد. سم شیگا ممکن است عوارض خطرناکی مانند انسداد عروق خونی کوچک، تخریب سلول‌های خونی، اختلال در عملکرد ارگان‌ها، نارسایی کلیه، اسهال شدید (که گاهی خونی است)، تهوع، استفراغ، یرقان (زردی)، سردرد، خستگی، عفونت اندام های مختلف مانند ریه و ... ایجاد کند.

گروه های آسیب پذیر

گروه‌های پرخطر شامل کودکان زیر 5 سال، سالمندان، زنان باردار و افرادی با سیستم ایمنی تضعیف‌شده مانند بیماران مبتلا به سرطان، دیابت، بیماران در حال پیوند عضو و ... هستند که بیشترین آسیب‌پذیری را در برابر عفونت‌های ناشی از سویه های بیماریزای کلی فرم نشان می‌دهند. این گروه‌ها در صورت ابتلا ممکن است با عواقب جدی‌تری مواجه شوند.

اهمیت باکتری های کلی فرم در صنایع غذایی

باکتری‌های کلی فرم متعلق به جنس‌های اشریشیا و ... به عنوان شاخص‌هایی برای شرایط بهداشتی در طول فرآوری مواد غذایی استفاده می‌شوند. به دلیل اینکه باکتری‌های کلی فرم معمولا در منابع آبی و مواد غذایی یافت می شوند، برای اطمینان از کیفیت مواد اولیه و آب مورد استفاده، تعداد آنها در محصولات غذایی می‌تواند به‌ عنوان هشدار برای شناسایی آلودگی میکروبی مورد استفاده قرار گیرد و حضور این باکتری‌ها ممکن است نشان‌دهنده آلودگی به منابع انسانی یا حیوانی باشد. یکی از جنبه های کلیدی در کنترل کیفیت مواد غذایی، نظارت بر میزان آلودگی میکروبی است. کنترل تعداد باکتری‌های کلی فرم در طی فرآیند تولید و ذخیره‌سازی مواد غذایی، به ویژه در صنایع لبنی شامل تولید محصولات مختلفی مانند شیر، ماست، پنیر، کره و ...، گوشت شامل فرآوری و تولید انواع محصولات گوشتی مانند گوشت قرمز، مرغ، سوسیس و کالباس (آلودگی گوشت معمولاً به دلیل تماس گوشت با مدفوع حیوانات در طول فرآیند کشتار یا بسته‌بندی رخ می‌دهد) نوشیدنی‌ها شامل تولید نوشیدنی‌های مختلف از جمله آب‌معدنی، نوشیدنی‌های گازدار، آب‌میوه‌ها و ...، برای اطمینان از ایمنی و کیفیت محصول نهایی ضروری است. به عنوان مثال بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 2406، با عنوان میکروبیولوژی (میکروب شناسی) شیر و فرآورده های آن - ویژگی ها و روش های آزمون، بیشترین تعداد احتمالی باکتری های کلی فرم در هر میلی لیتر شیر10 در نظر گرفته شده است و برای اشریشیاکلی منفی است. علاوه بر این، طبق استاندارد ملی شماره 1011، ویژگی‌های میکروبی آب آشامیدنی، هیچکدام از کلی فرم‌های گرماپای (مقاوم به گرما) و  اشریشیاکلی نباید در هر 100 میلی‌لیتر آب قابل شناسایی باشند. طبق استاندارد ملی شماره 5690، کره بادام زمیني - ويژگي ها و روشهاي آزمون، بیشینه کلنی (مجموعه باکتری های یکسان) باکتری کلی‌فرم در بادام زمینی 10 واحد در هر گرم از کره بادام زمینی در نظر گرفته شده است و برای اشریشیاکلی منفی است. یا اینکه طبق استاندارد ملی 10080، سبزی های تازه خرد شده و منجمد بسته بندی شده آماده مصرف - ویژگی ها و روش های آزمون، تعداد کلنی های باکتری های کلی فرم 100 واحد در یک گرم می باشد و اشریشیاکلی منفی در نظر گرفته شده است.

ارائه راهکارهایی برای جلوگیری از آلودگی ناشی از باکتری های کلی فرم در منزل

برای جلوگیری از آلودگی باکتری‌های کلی فرم در منزل، رعایت برخی از اقدامات می‌تواند به حفظ ایمنی و کیفیت آب و مواد غذایی کمک کند:
1- شستشوی دست‌ها پیش از تهیه غذا، پس از تماس با گوشت خام یا حیوانات خانگی و ... یکی از مؤثرترین روش‌های پیشگیری از انتقال باکتری‌های کلی فرم است. برای شستشوی صحیح دست‌ها، حداقل 20 ثانیه زمان صرف کنید.
2- برای اطمینان از سلامت غذایی، به ویژه در مورد گوشت‌هایی که احتمال آلودگی بیشتری دارند (به‌ویژه گوشت چرخ‌کرده)، آنها را به طور کامل بپزید و بهتر است از مصرف گوشت نیم‌پز اجتناب کنید.
3- برای جلوگیری از انتقال باکتری‌ها از یک سطح به سطح دیگر، از تخته‌های برش جداگانه برای گوشت خام و سبزیجات استفاده کنید و پس از استفاده، تمامی ابزار و سطوح تماس با گوشت خام را شسته و ضدعفونی کنید. 
4- میوه‌ها و سبزیجات به ویژه آنهایی که به صورت خام مصرف می شوند را قبل از مصرف به‌خوبی شسته و ضدعفونی کنید.
5- اگر به کیفیت آب مصرفی خود مشکوک هستید، جوشاندن آب یکی از ساده‌ترین و مؤثرترین روش‌ها برای از بین بردن باکتری‌ها است. آب باید حداقل برای 1 تا 3 دقیقه به جوش آید تا باکتری های بیماری‌زا از بین بروند.
6- فیلترهای تصفیه آب خانگی مانند فیلترهای اسمزی معکوس می‌توانند با حذف برخی باکتری‌ها و ...، کیفیت آب را بهبود بخشند.