חיידקים

היסטוריה

חיידקים נצפו לראשונה על ידי האדם ב-1676, כאשר אנטוני ואן לוונהוק צפה בחיידקים בעזרת מיקרוסקופ אור שפיתח. לוונהוק כינה את החיידקים שראה בשם אנימלקולס (animalcules) ותיאר את תצפיותיו בסדרת מכתבים לחברה המלכותית. הראשון שהשתמש במונח בקטריה כשם לחיידקים היה כריסטיאן גוטפריד אהרנברג בשנת 1838. 
בשנת 1859 הראה לואי פסטר כי תסיסה נגרמת מגידול של מיקרואורגניזמים, וכי המקור לגדילה זו אינו בבריאה ספונטנית. רוברט קוך, שחקר מגוון חיידקים גורמי מחלות ובהם כולרה, גחלת ושחפת, הצליח להוכיח כי חיידקים אחראיים למחלות שונות ועל כך זכה בפרס נובל ב-1905. 
אף על פי שכבר במאה ה-19 היה ידוע כי חיידקים אחראיים למחלות רבות, לא היו טיפולים אנטיבקטריאליים זמינים. ב-1910 פיתח פאול ארליך את האנטיביוטיקה הראשונה, וב-1908 זכה בפרס נובל על עבודתו בתחום האימונולוגיה. ארליך היה חלוץ בשימוש בצבע לזיהוי וסיווג חיידקים, ועבודתו הייתה הבסיס לצביעת גראם ולצביעת ציל-נילסן.
ב-1977 גילה קארל ווז כי לארכאונים (חיידקים קדומים) קו התפתחות אבולוציונית נפרד משל החיידקים האמיתיים. הטקסונומיה הפילוגנטית החדשה התבססה על ריצוף הרנ"א הריבוזומלי 16S, והביאה לחלוקה של הפרוקריוטים לשתי ממלכות, חיידקים אמיתיים (בקטריה) וחיידקים קדומים (ארכיאה).

תנועה

יש חיידקים בעלי שוטונים המאפשרים לחיידקים לנוע ולעומתם יש אחרים המצוידים באמצעי הצמדות. מינים שונים של חיידקים נבדלים במספר ובסידור השוטונים על פניהם; לחלקם יש שוטון בודד (monotrichous), שוטון בכל אחד מהקצוות (amphitrichous), אשכול של שוטונים בכל קצה (lophotrichous), או שוטונים על פני כל התא (peritrichous). השוטון החיידקי מורכב מ-20 חלבונים, יחד עם כ-30 חלבונים נוספים החיוניים להרכבה ולרגולציה של השוטון. השוטון הוא מבנה שמסתובב בבסיסו המונע הודות למפל אלקטרוכימי.

עמידות לאנטיביוטיקה

יותר ויותר חיידקים מפתחים עמידות לפניצילין ולשאר סוגי האנטיביוטיקה.
האנטיביוטיקה עצמה היא מוצר חדש יחסית שקיימת בשימוש מסחרי מתקופת מלחמת העולם השנייה והפכה לנפוצה רק בשנות ה-50. האנטיביוטיקה פועלת על חיידקים גראם-חיוביים וגראם-שליליים תוך ניצול תכונות דופן תא החיידק כך שתאים אחרים (תאי האדם) לא ייפגעו.
כבר בשנות ה-60 התברר כי זנים מסוימים של חיידקים פיתחו עמידות כלפי האנטיביוטיקה (בייחוד כלפי הפנצילין) והיה צורך לפתח סוגים חזקים יותר של אנטיביוטיקה על מנת להתמודד עם חיידקים אלו.
חיידק ה-MRSA מוכר החל משנת 1996 כ"חיידק בתי החולים". חיידק זה עלול להיות עמיד בפני כל סוגי האנטיביוטיקה הידועים, ובכך מאיים על כל המאושפזים בבתי החולים. סכנתו כפולה היות שהוא תוקף את החולה במצב בו מערכות ההגנה הרגילות שלו אינן פועלות כראוי.
מיני החיידק Pseudomonas, דוגמת Pseudomonas aeruginosa נפוץ כגורם זיהומים אצל מדוכאי מערכת החיסון ובבתי חולים ואף הוא פיתח עמידות נגד רוב סוגי האנטיביוטיקה הקיימים.
חיידקים עמידים במיוחד מטופלים באמצעות ליפופפטידים, אך ב-2007 נמצאו חיידקים שפיתחו עמידות גם לטיפול זה.
בחודש מרץ 2007 התפרסמו ידיעות על תמותה של חולים המאושפזים בבתי חולים בישראל בגלל התפרצות החיידק האלים Klebsiella pneumoniae.

החיידקים והאדם

רק מיעוט מתוך מאות אלפי סוגי החיידקים הם פתוגנים הגורמים למחלות. סוגים רבים של חיידקים אף מועילים או חיוניים לאדם ולבריאותו. 
שימוש בחיידקים כדוגמת ה-Lactobacillus לצד שמרים ועובשים משמש את האדם בהכנת מזונות שונים כדוגמת גבינות, חמוצים, חומץ, יין ויוגורט. בהקשר למוצרים אלה, החיידקים הם אלו הגורמים פעמים רבות את הריח הרע הנובע מהם. גם במחלות ובתופעות המלוות בחיידקים נלווה ריח לא נעים, לדוגמה בתופעת אבני שקדים (טונסילוליטים).
יכולתם של חיידקים לצרוך מגוון רחב של תרכובות מנוצלת על ידי האדם למען שמירת הסביבה כדוגמת פירוק שפכים, או שימוש בחיידקים הצורכים פחמימנים בנפט לטיפול בהתבקעות מכליות נפט. שימוש נוסף בחיידקים לטובת האדם הוא בהדברה ביולוגית במזיקים, ודוגמה בולטת לכך הוא חיידק מהמין Bacillus thuringiensis הפוגע במיני זחלים שונים של יתושים.
זמן הדור הקצר של החיידקים, המאפשר גידול מהיר באוכלוסייה, וכן היכולת לבצע שינויים גנטיים בצורה פשוטה יחסית בחיידקים הפכו אותם ככלי חשוב בהנדסה גנטית. באמצעות הנדסה גנטית גורמים לחיידקים לייצר חלבונים מבוקשים, למשל ייצור אינסולין על ידי חיידקים במקום להפיק אותו מבלוטת הלבלב של בעלי חיים.