פוטנציאל הפתוגניות של חול ומי ים בחופי ישראל - פרופ' ר. גינסברג ופרופ' י. ניצן

במשך שש שנים, מאז 1989, נבדקו על ידינו דגימות ממי ים ומחול, בחופי הרחצה. המטרה בראשיתה הייתה לבדוק את טיב מי הים שבו אנו טובלים ביחד עם ילדינו במשך חדשי הקיץ, אך במשך הזמן בדקנו גם את טיב החול בחופים. בתחילת המחקר אמנם בדקנו רק את החיידקים הנבדקים סטנדרטית, כגון קוליפורמים, E. coli ו-,Streptococcus faecalis וזאת על מנת לקבוע אם המים ראויים לרחצה ואינם מזוהמים במי שופכין שמוזרמים לים. בהמשך נבדקו החול ומי הים גם לנוכחות חיידקים ופטריות שהם פתוגנים פוטנציאליים לבני אדם, כגון: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Campylobacter jejuni.

בהמשך המחקר נרתמנו למשימות נוספות כגון בדיקה יסודית לנוכחות Aeromonas hydrophila ו-Vibrio vulnificus וכן לויבריונים פתוגניים נוספים. מחקר זה נתמך על ידי ארגון הבריאות העולמי WHO MEDPOL והתבצע ברובו במעבדה לבריאות הציבור בתל- אביב, תוך שיתוף פעולה עם המרכז למחקר במדעי הבריאות באוניברסיטת בר-אילן. כמו כן שיתפו פעולה ד"ר א. מטס (מחלקת מעבדות במשרד הבריאות), מהנדס י. שיינברג מאיגוד ערים "דן", ומר שאלתיאל ממעבדת שאלתיאל בפתח תקווה.

חוף דור הבונים, ישראל
צילום דרור בר-ניר

הדגימות נלקחו מחוף הצוק ליד הרצליה (בצפון) ועד חוף הריביירה בבת ים (בדרום). יש לזכור כי לחוף הצפוני ביותר יכול להגיע זיהום המושפע משפכי הרצליה והמרינה שלה. דרומה יותר יהיו השפעות של מוצא הירקון לים (כולל מערכת טיהור המים בקרבת תחנת הכוח של רידינג) ובהמשך, בדרום, תהיה השפעה של נמל הדייגים ביפו ויציאת השפכים מבת-ים.

בחלק מחופי הרחצה, דהיינו במרכז האזור בתל-אביב שבו בדקנו, נמצאו קוליפורמים בריכוז התואם את הסטנדרט הבינלאומי, ואילו בחופים האחרים נמצאו לעתים חיידקים צואתיים כגון E. coli צואתי, היכול לגרום לשלשולים בילדים או בזקנים שהתנגודת שלהם נמוכה. כמו כן מצאנו Streptococcus fecalis שמקורו כנראה מהפרשות בני אדם ובעלי חיים. חיידקים אלה יכולים לגרום לדלקות במערכת העיכול, תוך שלשולים והקאות, ויכולים לזהם אז המזון אשר מתרחצים. ובמיוחד ילדים, נוהגים לאכול בעת שהותם בים. החיידקים יציבים לאנטיביוטיקה וקשה לטפל בהם באופן שיגרתי.

תוך כדי הסתעפות המחקר לבדיקת נוכחות חיידקים נוספים במי הים, ובחול של החופים, התברר כי במדגמים (למעלה מ-200) מצויים חיידקים פתוגניים שיכולים לגרום לאינפקציות שונות ולהשפיע על בריאות המתרחצים. לגבי החול בחופים: החול מושפע מסדימנטים המגיעים אליו מהים וזאת במקומות בהם הים מציף את החול. מעט בריחוק מהים. החול מושפע מהפרשות בעלי חיים. ומחומרי פסולת שהושארו על ידי המתרחצים, כך שבחול ישנו ריכוז גבוה של חלבון וחומרים נוספים. הסדימנטים והחומרים האחרים מתרכזים לרוב בשכבה הלחה שמתחת לחול החם, בעומק שנע בין 10-8 ס"מ, וכמו כן במקומות הלחים שליד החוף עצמו. החול מהווה, עקב הסדימנטים שבו, מדיום שבו יכולים לחיות ולהתפתח חיידקים. שמרים ופטריות.

מתרחצים באים במגע לא רק עם המים. אלא גם עם החול הרטוב, בדרך כלל בזמן מנוחה, ובמיוחד באים במגע עם החול הרטוב ילדים האוהבים לשחק ולחפור בו, ואז (כפי שיתואר) הם באים במגע עם חיידקים בעלי פוטנציאל פתוגני.

חיידקי Staphylococcus aureus שנמצאו במי הים ובחול, יכולים לגרום לפצעים מוגלתיים, פרונקלים, מחלות עוריות שונות כגון אימפטיגו, וכן לזיהומים בעיניים ובאוזניים. במיוחד יהיו רגישים לחיידק זה ילדים. חיידקי ה-Pseudomonas שנמצאו בדגימות היו מהסוגים Pseudomonas aeruginosa (חלק הארי של הזנים) ו-Pseudomonas vesicularis.

חיידקי ה-Pseudomonas נפוצים מאד בטבע - באוויר, באדמה ובמים (הן מתוקים והן מלוחים) ואפשר למוצאם בבני אדם, בבעלי חיים ובצמחים. הם מסוגלים לנצל אמוניה כמקור חנקן ולהשתמש במקורות פחמן רבים. חיידקי P.aeruginosa יכולים לזהם בני אדם ולגרום להם לזיהומי פצעים. זיהומי אוזניים וכן לדלקות בדרכי השתן. זיהומים מחיידק זה קשים לטיפול כי החיידקים עמידים לסוגים שונים של אנטיביוטיקה.

הרבה אנשים באוכלוסייה, שכמובן מהווים גם חלק מאוכלוסיית המתרחצים. שואלים את עצמם מהיכן קיבלו דלקות בעור או אינפקציות בציפורניים. מתברר כי במי הים (ובחול במיוחד) מצויים שמרים ופטריות שונות. השמר המצוי ביותר הוא Candida albicans. שמר זה ניזון כנראה מהסדימנט שבחול שכן כמותו גדולה במיוחד בחול הרטוב. שמר זה מגיע לעתים קרובות למגע עם המתרחץ הרטוב בכפות הידיים או הרגליים, ולכן ההידבקות בו היא כה קלה ונפוצה. בנוסף מצאנו פטריות שונות שלא אובחנו די צורכן.

חלק נכבד מן החיידקים שמצאנו בדגימות השונות היו חיידקי מעיים או חיידקים הקשורים לאינפקציות במעיים. להפתעתנו מצאנו במי הים, ובמיוחד בחול, את החיידק Campylobacter jejuni שהינו חיידק של מערכת העיכול. חיידק זה הוא רגיש יחסית לתנאי סביבה, וקשה לגדל אותו בקרקעי מזון במעבדה. בכל זאת ראינו שהוא מצליח לשרוד במי ים בהם המליחות גבוהה, ובחול רטוב. חיידק זה יכול כמובן לגרום לשלשולים, כפי שאכן הוא כנראה עושה מבלי שיאובחן כראוי במרפאות השונות בגלל הקושי בבידודו. גם חיידקי Vibrio מצאנו במי הים, וגם בחול, במיוחד ליד היציאות של הביוב למי הים. חיידקי הויבריו מהווים סכנה לא רק למתרחצים, אלא במיוחד לדייגים מקצועיים או חובבים. הדגים ליד הסלעים או ליד שוברי הגלים, וגם לצוללנים הצוללים ליד סלעים או שוניות, ולעתים נשרטים או נחבלים מהזיזים בסלעים. גם מתרחצים שעורכים ריצות בוקר. או הליכה יחפה, יכולים להזדהם מחיידקים אלה. מתברר כי הפציעות לא נוטות להירפא מהר. ובבדיקות הרגילות במרפאות או במעבדות לא מאתרים חיידקים אלה, והתשובה הרוטינית הינה "פצע סטרילי": אולם זיהום זה לא ממהר להירפא. בדרך כלל הסיבה לפצעים אלה הם החיידקים Vibrio damsela ו- Vibrio vulnlflcus. כדי לבודד חיידקים אלה צריך קרקע מזון בעלת pH בסיסי וכן (עבור ויבריונים אלה) בעלת מליחות גבוהה. חוסר שימוש בקרקע מזון שכזה גורם כמובן לתשובה הסתמית שלעיל. בשנים האחרונות מצאנו לפחות שני מקרים של בידוד ויבריונים שהיו יוצאי דופן: במקרה הראשון בודדנו Vibrio metschnikowi הדורש מליחות ובסיסיות נמוכה מהאחרים, במי שתייה של גן ילדים באזור המרכז. הבדיקה נעשתה לפי בקשתה של לשכת הבריאות כתוצאה מתלונות על שלשולים בקרב הילדים בגן. נשאלת השאלה - כיצד הגיע חיידק זה, הדורש תנאים מיוחדים, למי השתייה; ההשערה היא כי מאחר והבידוד נעשה בשנת 1991, שנה שבה מפלס מי התהום ירד מאד, יתכן ומי הים (כולל החיידקים), חדרו למאגרים מסוימים של מי התהום באותה עיר שבה דובר, השוכנת ממש לחוף הים. במקרה השני בודדנו ויבריון שהינו מאותו סוג של חיידק הכולירע, אולם לא מן הטיפוס הסרולוגי הגורם למחלת הכולירע. החיידק התגלה באזור יציאת השפכים, קרוב לחוף בדרום תל-אביב. למרות שהחיידק אינו Vibrio cholerae קלאסי, התברר כי גם הוא יכול היה לגרום לאותן תופעות קליניות כמו חיידק הכולירע הקלאסי, כולל יצירת הרעלן שהוא הגורם לשלשולים החריפים במחלה.

חיידק נוסף שבודד במי ים הוא Aeromonas hydrophila. חיידק זה, למרות שהינו קשור למחלות דגים במים מתוקים, נמצא בדרך כלל גם במי ים, וקשור גם לנוכחות פלנקטון. בשנת 1993 מצאנו חיידק זה בדגימות מי ים. החיידק הופיע דווקא בתחילת החורף (אוקטובר-דצמבר) ונעלם לאחר מכן. הוא לא הופיע בחורף של השנה שלאחריה, שהיה קר יותר וגשום יותר בחודשים האמורים. מאחר ולא חיפשנו את החיידק בתחילת חורף 1990, שהיה חם במיוחד (אף יותר מתחילת חורף 1993). אין לנו מידע האם הופיע באותה שנה. החיידק יכול להוות סכנה דווקא למתרחצים בחורף. החיידק יכול לגרום לזיהומי פצעים, דלקות אוזניים, זיהומי דרכי השתן והעיכול. אבל יכול לחדור ולגרום גם לדלקת קרום המוח, הלב ועוד. בשנת 1993, בדיווח של לשכת הבריאות, הופיעו דיווחים על מספר מוגבר של מקרי אינפקציה עם חיידק זה, אם כי הקשר למציאותו הגבוהה בים לא הוכח. אם נסכם את מה שתואר לעיל, הרי כשהולכים לים ומקבלים זיהומים או שלשולים אין להאשים את הוירוסים בלבד, כפי שזה מקובל כאשר אין תוצאות ודאיות או מספקות מהמעבדה: בכל מקרה מוטל על המעבדה המאבחנת לחקור גם את האפשרות שגם במי ים וגם בחול ישנם סוגי חיידקים פתוגניים השונים מהחיידקים הרגילים המאובחנים במעבדה ואשר יכולים לגרום לאנשים אלה ואחרים לזיהומים שונים. מכאן שגם במקרים שאין ממצאים חד משמעיים יש לבדוק שמא מסתתר חיידק הדורש תנאים מתאימים או חקירה מעמיקה יותר. כגון חיידקי ויבריו, קמפילובאקטר או אארומונס, וגם חיידקים שהינם פוטנציאלית פתוגניים, כמו S. aureus ו-P. aeruginosa או השמר C. albicans, שאמנם קל לזהותם אבל מקורם לצורך האינפקציה יכול להיות במי הים או בחול הרטוב דווקא.

פרופ' ר. גינסברג, לשעבר מנהל המעבדה לבריאות הציבור ע"ש א. פליקס, ת"א (כיום מנהל טכני ובקרת איכות, מעבדות שאלתיאל, פ"ת); פרופ י. ניצן - המרכז למחקר במדעי הבריאות, המחלקה למדעי החי, אוניברסיטת בר-אילן.

פורסם ב"סינתזיס" 8,  מרץ 1995

לראשונה פותח חומר הדברה ביולוגי נגד מחלת הקמחון

הרשות להגנה על איכות הסביבה בארצות הברית אישרה בימים אלה לשימוש את החומר AQ10 , שהוא פטריה המשמשת להדברה ביולוגית של מחלת הקמחון, הנפוצה בגידולים רבים. התכשיר הביולוגי שפותח על ידי צוות חוקרים בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית, בשיתוף עם חברת אקוג׳ן ישראל, הוא ראשון מסוגו, ומהווה פריצת דרך בהדברה ביולוגית של הקמחון, שגורם מדי שנה נזק עצום לחקלאות בארץ ובעולם כולו.

לפי ההערכה עשוי היקף השוק של החומר החדש להגיע ל-210 מליון דולר בשנה, בארצות הברית ובאירופה בלבד.

צוות החוקרים, בראשותו של פרופ׳ אברהם שטיינברג, מנהל המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה בפקולטה לחקלאות, החל את עבודתו בפיתוח השיטה בשנת 1984, בתמיכת קרן א׳׳ד ברגמן לקידום המחקר של האוניברסיטה העברית. בשנת 1986 חתמו פרופ׳ שטיינברג וחברת ״ישום״ של האוניברסיטה העברית על חוזה עם חברת אקוג׳ן, לפיתוח מדעי ראשוני של חומר הדברה ביולוגי של מחלות הקמחון על ידי היפרפרזיט, במטרה ליצור מוצר מסחרי.

ה-AQ10 מתאים להדברת מחלות הקמחון בגפנים, בעגבניות, בתות שדה ובגידולים אחרים. התכשיר הביולוגי מבוסס על הפיטריה Ampelomyces quisqualis, שהיא פטריה היפרפרזיטית, שחיה על פטריות פרזיטיות שגורמות למחלת הקמחון בגידולים השונים. הפיטריה התוקפת מהווה במקרה זה טפיל של טפיל.

חברת אקוג׳ן הצליחה לגדל את הפיטריה בכמויות מסחריות ולקבל מוצר פעיל, בעל חיי מדף ארוכים יחסית. החומר ייוצר במלואו בארץ, על פי הנחיות צוות החוקרים הישראלי ומומחי חברת אקוג'ן. היום נעשים מאמצים לקבל אישור לשיווק חומר ההדברה הביולוגי, באירופה ובמדינות אחרות.

פורסם ב"סינתזיס" 8, מרץ 1995

משחה חדשה לטיפול ב"שושנת יריחו״

 

לאחרונה החלה חברת טבע לייצר ולשווק בארץ משחה לטיפול ב״שושנת יריחו״ (leishmaniasis). המשחה פותחה על ידי פרופ׳ יוסף אל-און מהמחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה, בפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן-גוריון, יחד עם ד״ר ישעיהו יעקבי מבית הספר לרוקחות באוניברסיטה העברית.

המחלה נגרמת על ידי שוטוניות חד-תאיות, המועברות על ידי עקיצת זבובי החול, ומופיעה בצורות קליניות ברחבי העולם. בארץ היא ידועה כ״שושנת יריחו״ ונפוצה באיזור בקעת הירדן, הערבה, שדה בוקר ואיזור קציעות. עד עתה טופלה המחלה על ידי זריקות או כדורים, ובשל השפעות הלוואי הקשות של חלק מהתרופות, חייב הטיפול אישפוז.

הגדלת פצע שושנת יריחו
Mark ong, Wikimedia Commons

לאחר מבחנים בבעלי חיים, נוסתה המשחה בבני אדם, ונמצאה יעילה לטיפול בחולים שנדבקו בארץ בזן הישראלי של המחלה, ובחולים שנדבקו לפני שנים רבות בעירק.  

השלב הבא כלל טיפול בזן האמריקאי, המאופיין בנגעים גדולים במיוחד, ואשר במקרים קיצוניים עלול להתפשט לרקמות הריריות באף, בלוע ובאברי המין. בתמיכת ארגון הבריאות העולמי והסוכנות האמריקאית לפיתוח בינלאומי (AIR-CDR) נערכו ניסויים במדינת בליז שבאמריקה המרכזית. בניסויים נמצא שהטיפול יעיל ביותר גם נגד הזנים האמריקאים של המחלה. המשחה הוכיחה הצלחה בטיפול בזן הסעודי של המחלה, ונגד הטפיל האתיופי הידוע בעמידתו לתרופות. 

עם פיתוח הקשרים בין ישראל למדינות ערב, צופה פרופ׳ אל-און התעניינות במשחה, בשל נפיצות גבוהה במיוחד של המחלה באוכלוסיות אלה.

פורסם ב"סינתזיס" 8, מרץ 1995

מניעת זיהומי פטריות בעזרת עיכוב היצמדותן לרקמות המאכסן - אסתר סגל

 

הקדמה

זיהומים פטריתיים של האדם כוללים סינדרומים קליניים שונים, החל מזיהומים שטחיים בעור, בשערות או בצפרניים, ועד לזיהומים סיסטמיים קשים, הפוגעים במיוחד במאכסנים מותשים ומדוכאי חיסון.

בהתפתחות זיהום פטרייתי, כמו בזיהום חיידקי, מהווה ההיצמדות של המיקרואורגניזם לתא המאכסן את האינטראקציה הראשונית ואת השלב הראשוני בתהליך הזיהומי. ההיצמדות מאפשרת את הקולוניזציה של הפטריה על רקמת המאכסן, כאשר בעקבותיה מתאפשרים השלבים האחרים, החיוניים להתפתחות הזיהום. ההיצמדות מהווה אינטראקציה בין מרכיבי דופן מיקרוביאליים ספציפיים, לבין מרכיבים ספציפיים על פני שטח תאי המאכסן הפועלים כאתרי הקישור (receptors). לאור זאת, ניתן להניח שהתערבות בתהליך ההיצמדות ועיכובו או מניעתו, בעזרת עיכוב תחרותי על ידי מרכיבי פני השטח של המיקרואורגניזם או של התא המאכסן, תוביל גם למניעת התפתחות הזיהום.

יצירת כלאמידוספורות של  Candida albicans באגר

הנחות יסוד אלו שימשו בסיס לעבודותינו בחקר ההיצמדות של פטריות השמר , ושמרים אחרים, לרקמות שונות! מיני Candida ידועים כגורמים, בשכיחות גבוהה, לזיהומים בעור, בריריות חלל הפה והנרתיק, ואף לזיהומים כלליים בחולי AIDS, בחולי סרטן או במושתלי איברים. יתר על כן, הטיפול בזיהומי Candida עדיין מהווה בעיה שאינה פתורה לחלוטין: בזיהומי העור והריריות - למרות זמינותן של תרופות אנטי פטריתיות, קיימות חזרות של המחלה, ובזיהומים הכלליים- הטיפול הוא בעייתי, לעיתים הוא בלתי יעיל במידה מספקת, או מלווה ,בתופעות לוואי קשות. לפיכך, אפשרות של מניעת התפתחות הזיהום, יכולה להוות תרומה משמעותית לפתרון הבעיה.

מחקרים בעיכוב ההיצמדות

במחקרים המתמשכים שהתנהלו במעבדתי לאורך מספר שנים, בהשתתפות תלמידי מחקר ועמיתי מחקר, נלמדו מנגנון ההצמדות והיבטים שונים הקשורים באינטראקציה זו, הן במערכות in v itro, והן in vivo (במערכות ניסיוניות בבעלי חיים, ואף בבני אדם).

התצפיות המחקריות לימדו, שתאי אפיתל עוריים, או תאים מהרירית הווגינלית, אשר נאספו מקבוצות אנשים בעלי נטייה מוגברת לפתח זיהומי Candida באתרי גוף אלה (כמו חולי סכרת או נשים בהריון), הם בעלי כושר מוגבר להצמיד את הפטריה. כך, שהאפשרות לעכב את ההיצמדות כאמצעי פוטנציאלי למניעת הזיהום, אכן עשויה להיות בעלת חשיבות, במיוחד בקבוצות הרגישות למחלות אלו. הרגישות המוגברת לזיהום במצבים הספציפיים אושרה גם בחיות מעבדה, כאשר חיות שטופלו בהורמונים מסוימים, או כאלו שהושרה בהם מצב של סכרת, ואשר הודבקו בפטריה, פיתחו זיהום חריף וממושך בהרבה מן הזיהום שפיתחו חיות רגילות.

ממצא נוסף העולה מן המחקרים, אשר חשיבותו והשלכותיו הפוטנציאליות ליישום הן רבות, קשור בתצפית שהצביעה על האפשרות לעיכוב ההיצמדות: נמצא שכאשר הוסיפו לריאקצית ההצמדה in vitro מרכיבי דופן של הפטריה (מנן, גלוקן או כיטין), רק לכיטין היתה השפעה על ההצמדה. הכיטין, כמו גם נגזרות שלו, הורידו משמעותית את רמת ההיצמדות של הפטריה לתאים. אחת הנגזרות ה-CSE היתה פעילה כמעכבת היצמדות לתאי אפיתל הומאניים ממקורות שונים (כמו אפיתל עורי, תאי אפיתל מרירית חלל הפה או הווגינה), וגם לרקמות בעלי חיים (כמו רקמת מערכת העיכול של עכברים).

אותם ממצאים שנתגלו במערכות in vitro, נבדקו גם in vivo במודלים של בעלי חיים, בהם טופלו החיות לפני הדבקתן בפטריה על ידי CSE, ונערך מעקב בהשוואה לחיות בלתי מטופלות. נסיונות אלו הראו שטיפול מקומי ב-CSE, מנע התפתחות של זיהום וגינלי באחוז ניכר של החיות המטופלות, או שהוריד באופן משמעותי את חומרת המחלה ואת משכה, בחיות הרגישות (סכרתיות או לאחר מתן הורמונים). נסיונות נוספים במערכת מודל של זיהום סיסטמי של Candida בעכברים (אשר הושרה דרך מערכת העיכול), כללו את מתן ה-CSE באופן סיסטמי (דרך הפה) לפני הדבקת החיות בפטריה. מודל כזה הוא בעל רלבנטיות קלינית, מאחר ומערכת העיכול -  אשר בה שוכנת פטרית ה-Candida באופן נורמלי ־ מהווה מקור חשוב להתפתחות זיהומי Candida סיסטמיים בחולים מותשים. גם במערכת נסיונית זו ניתן היה לראות את השפעת הטיפול המונע ב-CSE, אשר הקטין את הקולוניזציה של מערכת העיכול על ידי הפטריה ובעקבות זאת הוריד את אחוז החיות שפיתחו זיהום סיסטמי קטלני.

התוצאות המצטברות שהתקבלו במערכות הנסיוניות השונות, אישרו את הנחת היסוד, לפיה עיכוב ההצמדה אכן יכול לשמש כאמצעי למניעת  הזיהום, ולאור זאת הוחלט בהמשך לבחון אפשרות זו גם בבני אדם.

לאחר סידרת נסיונות טוקסיקולוגיים, הוחל בניסוי קליני בו נבחנת (באנשים שסבלו מזיהומי Candida חוזרים), יעילותו של תכשיר המכיל את המעכב, בהשוואה לתכשיר placebo (ללא המעכב), במניעתו של הזיהום. התוצאות החלקיות של הניסוי הקליני נראות מבטיחות ביותר, כך שעתה מתוכננים ניסיונות נוספים, בעלי פוטנציאל יישומי, לגבי זיהומים הנגרמים על ידי שמרים אחרים.

לסיכום, מדווח בזה על גישה חדשנית למלחמה בזיהומי שמרים, ובמיוחד זיהומי Candida המיצגים גורמי תחלואה חשובים.

היחודיות והיתרון של הגישה, מתבססים על האפשרות למנוע את הזיהום לפני הופעתו, ובכך לעקוף את הצורך בטיפול ספציפי, יקר, שאינו יעיל תמיד, שעלול לגרום ליצירת זנים עמידים ואשר מלווה לעיתים בתופעות לוואי.

פרופ׳ אסתר סגל, המחלקה למיקרוביולוגיה הומנית, ביה״ס לרפואה, אוניברסיטת תל אביב

פורסם ב"סינתזיס" 8, מרץ 1995

החיידק, הכיב והתרכיב - צבי עצמון

"למה לי לקחת ללב?" שואל אריק איינשטיין. אחת הסיבות למה לא, כך מקובל, היא כדי לא לקבל אולקוס - כיב קיבה. ואמנם, במשך שנים הטילו את האשמה להופעת כיב קיבה בהפרשת יתר של חומצה בקיבה (אף שכרגיל לחולי כיב אין חומציות יתר בקיבה), בהרגלי תזונה לקויים,וכן במתח נפשי ובמבנה נפשי ("לוקח ללב") שמעורר הפרשה מוגברת של חומצה בקיבה. הטיפולים שהוצעו לחולי כיב היו בהתאם: חומרים סותרי-חומצות, וחומרים המעכבים הפרשת חומצה.

האפשרות כי כיב קיבה קשור לזיהום חיידקי לא נלקחה בחשבון, אולי מתוך הנחה כי התנאים השוררים בקיבה - ובעיקר החומציות העזה, אינם מאפשרים קיומם של חיידקים. אמנם, לעיתים זוהו חיידקים בדגימות (ביופסיות) שהוצאו מחולי כיב קיבתי, אך הניסיונות לגדל חיידקים אלה בתרבית לא עלו יפה. כך עד שבארי מרשל (Marshall) ו-ג' רובין וורן (Warren) מבית החולים של פרת', אוסטרליה, בודדו חיידק מיוחד מדגימות שנלקחו מאנשים שסבלו מדלקת כרונית של רירית הקיבה. מרשל הוכיח כי אצל מתנדב בריא שבלע חיידק זה, התפתחה דלקת חריפה של רירית הקיבה. המתנדב, אגב, היה מרשל עצמו. התברר כי מדובר בחיידק מסוג לא מוכר שזכה בכינוי "סלילון השוער" (תרגום חופשי שלנו לשמו המדעי - Helicobacter pylori). חיידק זה ייחודי לאדם ולפרימאטים אחרים. מאוחר יותר הוכח כי טיפול אנטיביוטי נאות מקטין את תדירות הופעתם של כיבים חוזרים, וכך התבססה הטענה בדבר חיידקים גורמי כיב.

Helicobacter pylori חודר לתאי האפיתל בקיבה
Zina Deretsky, National Science Foundation

סלילון השוער חי לו הן בשכבת הריר המרפדת את תאי הקיבה והן בצמוד לתאי החיפוי של הקיבה. לאחר שהשתכן, הוא יכול (כלומר: צאצאי-צאצאיו) להתקיים דרך קבע בקיבה, למרות תנאי האירוח הגרועים: חומציות חזקה, זרימה מתמדת של בליל המזון ומיצי עיכול ונשירה מתמדת של תאי החיפוי אל חלל הקיבה. לכל אחת מן הבעיות שמציבה בפניו הקיבה יש לסלילון תשובה מקורית. כנגד החומציות הוא מייצר את האנזים אוריאז; אנזים זה מפרק שתנן (אוריאה) לאמוניה - חומר בסיסי מאוד, הסותר את החומציות בסביבתו המיידית של החיידק. האמוניה רעילה לתאי הקיבה ופוגעת בהם. כנגד היסחפות בבליל המזון נקשר הסלילון לקולטנים המבצבצים מקרומיות תאי החיפוי של הקיבה. הוא מצוייד בשוטונים - ארבעה עד שישה במספר - המסייעים לו לעמוד בפני היסחפות, וגם להימלט מתאים בולעניים המנסים לחסלו. יתר-על-כן, הסלילון מקפיד להיצמד לקולטנים של תאים שאינם מתחלקים, כך שהוא מבטיח עצמו מפני נשירה לחלל הקיבה עם תוצרי החלוקה; ההיצמדותו של החיידק לתא מונעת חלוקת תא, ומניעת חלוקתם של תאים בדופן הקיבה היא סיבה נוספת להתפתחות כיב.

מתברר כי הקולטן המבצבץ מקרומיות תאי הקיבה ושאליו נקשר סלילון השוער הוא שרשרת סוכרית הכוללת את הסוכר פוקוז. שרשרת כזו מאפיינת את האנטיגנים של קבוצות הדם הנמצאים בקרומיות של תאי הדם האדומים, וגם בקרומיות של תאי החיפוי בקיבה.

האנטיגנים האהובים על סלילון השוער הם אלה מסוג H, והם קיימים בבעלי סוג דם O, ורק במידה פחותה בבעלי סוג דם A ו-B; אך סלילון השוער "מעדיף" במיוחד את האנטיגנים מסוג לואיס-b (Lewis-b) - קבוצת דם נפרדת מקבוצת ABO. אגב, ייתכן שהעדפת קולטני H קשורה לעובדה הידועה מכבר, שנטייתם של בעלי סוג-דם O ללקות בכיב-קיבה גבוהה פי 1.5 עד פי 2 מנטיה זו בקרב בעלי סוגי דם A ו-B.

רבים מן הזנים של סלילון השוער מפרישים רעלן (טוקסין) הפוגע בתאים, ונמצא קשר אמיץ בין הזנים מפרישי הרעלן לבין הופעת כיב-קיבה. השפעתו המכייבת של הרעלן מוגברת בהשפעת האנזים מפרק השתנן אוריאז.

העדויות הנערמות אודות הקשר שבין סלילון השוער לבין כיב קיבה הביאו את מכון הבריאות האמריקאי (NIH) להמליץ לטפל בתרופות אנטיביוטיות בכל חולי כיב קיבה, שבהם זוהה סלילון השוער.

אולם בקרבת תאי החיפוי של הקיבה ובשכבת הריר המרפדת אותם קשה להגיע לריכוזי אנטיביוטיקה גבוהים. רמה תת-אפקטיבית של אנטיביוטיקה מעודדת הופעת זנים עמידים לאנטיביוטיקה. לפיכך יש לחשוב על אמצעים אחרים לסילוק החיידק. דרך אחת המעוררת תקוות היא שימוש בשרשרות סוכריות דומות (אנלוגיות) לקולטנים התאיים אליהם הסלילונים נצמדים. הוספת כמות רבה של שרשרות דומות כאלו עשויה, בדרך של תחרות, לנתק את החיידקים מתאי הקיבה, ובכך לאפשר את סילוקם.

דרך נוספת היא פיתוח תרכיב חיסון יעיל כנגד הסלילונים. חשיבותו של תרכיב חיסון כזה יכולה להיות רבה לא רק כאמצעי מונע כיבים ודלקת רירית הקיבה: עדויות רבות מצביעות על קשר בין התמקמותם של סלילונים בקיבה לבין הופעת סרטן הקיבה, במיוחד בגיל צעיר.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 8, ינואר/פברואר, 1995.

חסימת היצמדות חיידקים כגישה למניעת זיהומים - יצחק אופק

היצמדות חיידקים פתוגניים לקרומי התאים מקנה לחיידקים מספר יתרונות:

1. עמידות בפני מנגנוני שטיפה מכניים הפועלים על הריקמה הרירית.
2. שיפור יכולתם לקלוט חומרי מזון ועקב כך שיפור יכולת גידולם.
3. הגברת פעילות רעלנים המופרשים על ידיהם.
4. הגנה עליהם מפני חומרים שמזיקים להם.

לאור כל היתרונות שמשיגים החיידקים כתוצאה מהיצמדותם לקרום התא, התעניינו מספר מעבדות בעולם בפיתוח שיטות למניעת זיהומי חיידקים על ידי עיכוב היצמדותם לקרום התא.

חיידקי E. coli במיקרוסקופ אלקטרונים
צילום: CDC/ James Archer

מנגנון ההיצמדות של החיידקים פועל על פי עקרון המנעול והמפתח; המבנים המולקולריים המשמשים כ"דבק" בפעולת ההיצמדות נקראים "צמדנים" (adhesins) והם נקשרים לקולטנים (רצפטורים) המצויים על קרומי התאים. הם מצמידים חיידקים לריקמות בעלי חיים ויכולים להיות בעלי מבנה חלבוני או שומני. ניתן לעכב את פעילות הצמדנים במספר דרכים:

1. מתן תרכיב חיסון המכיל את הצמדן או חלק ממנו, כדי לעורר יצירת נוגדנים מסוג slgA.
2. הכנסת חומרים הדומים לרצפטורים, אשר אליהם יתקשר הצמדן. שיטה זאת של מתן חומרים דמויי רצפטורים הנצמדים לצמדנים וחוסמים את פעולתם מכונה receptor therapy.
3. מתן תרופות אנטיביוטיות בריכוזים תת-לתאליים, שפוגעות ביכולת החיידקים להפעיל את הצמדנים.
4. צריכת חומרי מזון המכילים מעכבים טבעיים.

עד כה הצליחו להדגים על חיות ניסוי, שניתן למנוע זיהומים בדרכי השתן, הנגרמים על ידי חיידקי ה-E.coli שנקשרים לרצפטורים התאיים, באמצעות הזרקת החיידקים עם עודף של פרוקטוז בצורה מסיסה. גם חומרים אחרים נמצאו יעילים במניעת דלקות בדרכי השתן הנגרמות על ידי חיידקי ה-E. coli. 

דרך נוספת לעיכוב היצמדות החיידקים הינה, כאמור, חיסון (סביל או פעיל) של בעלי חיים כנגד הצמדן של החיידק. נעשו ניסויים על חיידקי הקולי ונמצא כי בעלי חיים שחוסנו היו עמידים לזיהומים הנגרמים על ידי אותו חיידק.

הבעיה בשימוש בשיטת החומרים דמויי הרצפטורים היא, שאם רוצים לעכב את ההדבקה על ידי מעכבים תחרותיים (דמויי רצפטורים), צריך לשמור באופן קבוע על רמה גבוהה של מעכבים אלה על גבי הריריות ואילו לריריות יש תכונה של "התנקות עצמית" והן מרחיקות מעליהן חומרים דרך קבע.

החיסון, לעומת זאת, פעיל לזמן ארוך יותר, אך כמו המעכבים, גם הוא צריך להימצא על פני הרירית באופן תמידי ובריכוזים גבוהים. עד כה הצליחה השיטה של מתן תרכיב חיסון כנגד ההיצמדות, למנוע מחלות שלשוליות בעגלים שיונקים חלב מאימהות מחוסנות, חלב שהינו עשיר בנוגדנים כנגד צמדנים של החיידקים גורמי המחלה. זהו למעשה חיסון סביל-פעיל.

סוגי אנטיביוטיקה מסוימים, במינונים תת-לתאליים, יכולים למנוע מהחיידק את יצירת הצמדן. עובדה זאת יכולה להיות מאד מעשית, משום שהמינונים המגיעים לריריות, כאשר האנטיביוטיקה ניתנת כמקובל, מספיקים כדי למנוע מהחיידק את יצירת הצמדנים. אי יצירת צמדנים תמנע כמובן היצמדות החיידקים לריריות, אך הבעיה היא שהתנהגות החיידקים במצבים אשר בהם ניתנים המינונים האלה היא בלתי צפויה.

גישה מעניינת ומעשית עוד יותר מאלה שתוארו לעיל - גישה שאף הוכחה בשורת ניסויים קליניים - הינה השימוש במעכבים הנמצאים במזון. במזונות שונים נמצאים חומרים המסוגלים לעכב היצמדות של חיידקים או לעודד היצמדות שכזאת. לדוגמא, לקטינים (lectins) הנמצאים בנבטי קטניות וחיטה יכולים לעודד היצמדות חיידקי Streptococcus לרירית, בעוד שמרכיבים מסוימים בחלב, כמו פוליסכרידים, יכולים לעכב היצמדות של חיידקי Streptococcus ושל חיידקי Haemophilus לרירית.

עיכוב היצמדות על ידי... מיץ אוכמניות:

פרוקטוז ומרכיבים נוספים הנמצאים באוכמניות יכולים לעכב היצמדות של חיידקי קולי, המבטאים צמדן ספציפי לשיירי מאנוז. מעניין לציין שמיץ אוכמניות מומלץ על ידי רבים, במיוחד בארצות הברית, כחומר העשוי למנוע זיהומים בדרכי השתן. עד לזמן האחרון נחשבה אמונה זאת בגדר "סיפורי סבתא"; לאחרונה מצאו מספר חוקרים כי הפעילות האנטי-בקטריאלית של חומרים המצויים באוכמניות כנגד חיידקי קולי, היא אכן אמיתית ומנגנון הפעולה הוא באמצעות עיכוב תחרותי של צמדני החיידק.

חשוב לציין, שרוב החיידקים מייצרים יותר מצמדן אחד. למעשה, מעטפת החיידק מחליפה מצבים ועוברת ממצב עירום, למצב שיש בה אחד מחומרי ההיצמדות. לחיידק הקולי, למשל, יש צמדנים מסוג MS ומסוג MR. חשיבות קיומם של שלושה מצבים עבור החיידק הינה בכך שבשלב ההיצמדות לקרומי התאים הוא נהנה מן היתרונות שהוזכרו לעיל ולעומת זאת, כאשר עליו לעזוב את התאים כדי ליצור מושבות חדשות, הדבר מתאפשר לו, משום שהוא מצוי בפאזה בה אין על מעטפתו צמדנים.

כדי לחסום את היצמדות החיידק לתאים, יש לחסום את שני סוגי הצמדנים שלו. חסימת סוג אחד בלבד איננה מספקת. באוכמניות מצויים מעכבים לשני סוגי הצמדנים של חיידקי הקולי ופרוקטוז, המצוי בכל סוגי מיצי הפירות, הינו אחד מן המעכבים. המעכב השני לא הוגדר בבירור, אך זו תרכובת פולימרית המעכבת את הצמדנים מסוג MR. נמצא כי במיץ אוכמניות יש ריכוז של לפחות פי 10 מן הדרוש כדי לעכב את היצמדות חיידקי הקולי בתנאי מעבדה. עד כה, לא נמצא חיסון כנגד הצמדנים של חיידק הקולי הפועל אצל בני אדם.

אגב, מבין שבעה סוגי מיצים שנבדקו, ביניהם מיצי גויאבה, מאנגו, תפוזים, ענבים ואננס, רק מיצים מפירות שנמנים על הסוג Vaccinium במשפחת ה-Ericaceae הכילו את המעכב ואלה הם האוכמנית (blueberry) והחמוצית (cranberry).

אוכמניות
צילום: Jim Clark. Wikimedia commons

חמוציות
צילום: Bering Land Bridge National Preserve, Wikimedia commons

אין ספק שעל ידי עיכוב היצמדות החיידקים לריריות ניתן למנוע זיהומים - כפי שהוכיחו הניסויים הקליניים. כמו כן, קרוב לודאי שיצירת זנים העמידים למעכבי צמדנים תהיה איטית בהשוואה ליצירת זנים העמידים לחומרים אנטי-בקטריאליים, זאת מכיוון שמעכבי הצמדנים אינם הורגים את החיידקים ואינם משנים את הברירה הטבעית.

פרופ' יצחק אופק, המחלקה למיקרוביולוגיה הומנית, ביה"ס לרפואה, אוניברסיטת ת"א. 

 פורסם ב"סינתזיס" מס' 7, דצמבר 1994.

ביוקורוזיה: פן בלתי מוכר של הקורוזיה - ז'אנה סטרוסביצקי

ענף הביוקורוזיה הוא הצעיר ביותר בתוך מדע הקורוזיה, למרות שהמחקר הראשון הופיע כבר בשנות ה-30 של מאה זו. במשך שנים אלה מדע המיקרוביולוגיה עבר שינוי התפתחותי רחב שהתבטא בגילויים חדשים אשר תרמו רבות גם להתפתחות תחום הביוקורוזיה. במקביל לתופעה של קורוזיה בלתי מוסברת בציוד תקשורת תת-קרקעית, החלו להופיע לראשונה, בתחילת שנות ה-70, מספר רב של פרסומים בנושא ביוקורוזיה. המחקרים הראו, שהגורם לקורוזיה הבלתי צפויה היתה פעילות אקטיבית של חיידקים.

ההתפתחות התעשייתית בעולם הגבירה בעשרים השנים האחרונות את הפעילות המיקרוביאלית עקב נוכחותם של תוצרי התעשיות ועל-ידי זיהום הסביבה (הקרקע, המים והאוויר). סוג זה של קורוזיה מתגלה כעת בתעשיות שונות הכוללות, בין השאר, תהליכים כימיים של ייצור נפט, ייצור נייר, תעשיית תעופה, תחנות כוח, ציוד רפואי וציוד אלקטרוני.

נזק במיליארדים

תעשיות הקשורות בהפקה ובזיקוק של מוצרי נפט סובלות באופן מיוחד מהנזקים הנגרמים על-ידי הביוקורוזיה. בתחום זה בלבד מוערך הנזק בסכומים של מיליארדי דולרים לשנה. רגישותן של תעשיות אלה נובעת בעיקר משיטת ההפקה המיוחדת להם. למשל, הזרקה של מים בלחץ גבוה בתוך הקידוח (PUMP-UP WATER).

במקביל להכנסת המים חודרים, בין היתר, גם חיידקים מחזרי סולפט (Sulphate Reducing Bacteria, SRB) אשר צורכים נפט כמקור פחמן. התרבותם של חיידקים מסוג זה גורמת לזיהום בקטריאלי של הנפט הגולמי והם מהווים סכנה מכיוון שהם מייצרים תוצר כמו H₂S.

גם בתעשיות אשר משתמשות במערכות קירור, ביוקורוזיה מהווה בעיה משמעותית. התופעה קיימת במיוחד במחליפי חום אשר בהם קיימים תנאים טובים מאוד להתפתחות חיידקים. התרבות החיידקים במחליפי החום גורמת להיווצרות ריריות (Biofilms) אשר גורמות לנזקים רבים, כולל ביוקורוזיה. ריריות אלה מורכבות, בין השאר, מחיידקים אשר מייצרים חומרים אגרסיביים מבחינה כימית. למשל חומצות, בסיסים, פרוקסידים וכו', שגורמים לחירור הצינורות.

חשוב לציין, כי הריריות הן אחת הבעיות החשובות בענפי התעשייה אשר בתהליך הייצור שלהן משמש נוזל כלשהו. הטיפול בריריות אלה בתהליכי הייצור יקר ביותר ואיננו מוצלח בדרך כלל.

Kevin C. Marshall, אחד המומחים הגדולים בשטח הריריות אמר, כי "בקרת ההיווצרות של הריריות ממתינה לפיתוח שיטה אשר תמנע היסחפות החיידק למשטח".

יתרונות החיידקים

כידוע, מבחינה גנטית, חיידקים הם רב-גוניים ובעלי יכולת הסתגלות גנטית מצויינת לסביבות חדשות (לעתים אף עוינות ביותר). לחיידקים יתרונות רבים, למשל:

• תחומי המחייה של החיידקים הם רחבים ביותר, למשל מ-pH 0.1 עד 14, מטמפרטורת 0°C ועד 80°C, ובתנאי יובש כמו במדבר.
• חיידקים מצויים גם במקומות המכילים חמצן וגם במקומות אשר אינם מכילים חמצן. יש להם תכונות ביוכימיות המקנות להם אפשרות לנצל חומרי מזון מורכבים כפשוטים.
• לחיידקים יכולת הישרדות בתנאים קשים על-ידי שינוי הצורה, שינוי המטבוליזם (הקטנה עד למינימום בחילוף החומרים) וכן על-ידי תכונות ספיחה על משטחים.

שינויים קטנים בתנאי סביבה קשים אלה גורמים לגידול ולהתפתחות של אוכלוסיית חיידקים במערכת נתונה, למשל על-ידי הוספת חומרי מזון או מים, שינוי בחומציות או בטמפרטורה. כתוצאה מכך, קשה היום לחזות את תחילתו של תהליך הביוקורוזיה.

השיטה העיקרית ללוחמה בביוקורוזיה היא על-ידי טיפול בסביבה באמצעות חומרים קוטלי חיידקים (biocides). לשיטה זו מספר חסרונות משמעותיים:

• חומרים אלה גורמים לזיהום סביבתי.
• החיידקים מסתגלים לריכוזים נתונים וקיים צורך מתמיד בהגדלת הריכוז של החומר הקוטל. כן נדרש שינוי בסוג החומר;
• מחיר החומר הקוטל בכמויות בקנה מידה תעשייתי מייקר את המוצר;
• רוב החומרים הקוטלים הם בעלי פוטנציאל חימצוני כדוגמת כלור, אוזון, ברום, ובכך גורמים באופן ישיר להיווצרות קורוזיה בציוד מתכתי.

מדענים ומהנדסים העוסקים בשטח זה עומדים בפני עידן חדש של פיתוח שיטות חדשות למאבק בתופעת הביוקורוזיה. פיתוח זה תלוי, בראש ובראשונה, בהכרת המיקרוביולוגיה של התהליך, באינטראקציה שבין החיידק למשטח ובדרך למנוע את המגע בין החיידק למשטח. לפי הנתונים עד כה ניתן לתאר מספר מנגנונים של השפעת החיידקים על מתכות.

תרשים 1

Over head slide

צריך לציין, שרק לעתים רחוקות מתגלה, כי תהליך אחד בלבד מעורב בדבר. חקר הביוקורוזיה הוא תהליך מורכב בהשוואה לחקר הקורוזיה, מכמה סיבות:

• אופיים הדינמי של המעורבים בתהליך (קרי, החיידקים);
• בתנאי שדה תמיד יימצאו יחדיו סוגים שונים של חיידקים, אשר לעתים מתמודדים אלה באלה או משתפים פעולה.

בגלל סיבות אלה ואחרות, איפיון המודל של תהליך הביוקורוזיה איננו פשוט. למרות זאת, חקר מודלים לביוקורוזיה מהווה צעד חשוב להבנת התהליך ולמניעתו. בבדיקה חזותית (מאקרוסקופית) קשה לקבוע האם קורוזיה אשר התרחשה במקום מסוים, היא תוצאה של חיידקים (ביוקורוזיה), למרות שבתהליך הביוקורוזיה יש סימנים האופייניים לו בלבד.

נדגים את האמור לעיל במספר דוגמאות:

חקרנו את תהליך הביוקורוזיה בשני סוגים של פלדת-פחמן, האחת מסוגסגת והשנייה בלתי מסוגסגת. הרכבן מופיע בטבלה מס' 1.

טבלה 1: הרכב כימי של פלדות וסגסוגות
S	P	Si	Mn	C	Cu	Ni	Cr	סגסוגת
0.055	0.05	0.72	0.51	0.22	-	-	-	פלדה 1(בלתי-מסוגסגת)
0.021	0.031	0.85	0.64	0.11	0.55	0.69	0.7	פלדה 2(מסוגסגת)
-	-	-	-	-	-	-	-	Armko-Fe
-	-	-	-	-	-	-	0.7	Fe-Cr
					0.7	-	-	Fe-Cu
-	-	-	-	-	-	0.7	-	Fe-Ni
-	-	-	-	-	-	0.7	0.7	Fe-Cr-Ni
-	-	-	-	-	0.7	0.7	0.7	Fe-Cr-Ni-Cu

נבדקה השפעתם של החיידקים Thiobacillus thiooxidans על שני סוגי המתכות.

חיידקים אלה מצויים בקרקע ומהווים בעיה מכיוון שהם מייצרים חומצה גופריתית (H₂SO₄) בכמויות גדולות.

עבור הפלדה המוזכרים, בשלושה תווכים שונים:

• מצע גידול pH4.0;
• מצע גידול + pH1.0 H₂SO₄;
• מצע גידול + חיידקים (pH1.0).

מצב הקורוזיה של פלדה בלתי מסוגסגת, במצע מס' 3, ובמצע מס' 2, היו דומים. בשני המקרים, הגורם הדומיננטי להאצת הביוקורוזיה הינה חומצת H₂SO₄ המוספת או הנוצרת באופן טבעי.

תרשים 2: תרשים סכימטי של תהליכים אלקטרוכימיים ומיקרוביאלים המעורבים בפילוח דופן. 

במצב נתון לא תמיד כל התהליכים פועלים סימולטנית, או באירוע אחד.

טבלה 2: השפעת הרכב התווך על קצב הקורוזיה של פלדה מסוגסגת ופלדה בלתי-מסוגסגת

קצב קורוזיה גר'/מ/יום

פלדה 2	פלדה 1	- ת ו ו ך -
132.7	19.3	מצע + בקטריה
16.2	30.5	מצע + H2SO4
		מצע + H2SO4 + חומצות אורגניות:
13.1	31.2	ציטרית
13.8	28.4	אצטטית
14.0	29.5	פירואצטיק
12.0	32.1	a קטוגלוטרטית
13.2	25.4	סוצינטית
11.4	24.7	מלאית
11.5	18.2	אספרגינאטית
10.8	15.4	גלוטמינית
14.1	17.3	גליצינית
15.1	22.8	סינון בקטריה על-ידי מיצוי עם כלורופורם+אטילאצטט

לגבי פלדה מסוגסגת אנו רואים תמונה שונה. במצע מס' 3 קצב הביוקורוזיה גבוה פי 10 מאשר למצע מס' 2. כלומר, נוסף לגורם H₂SO₄ ישנם גורמים אשר פוגעים בפלדה מסוגסגת. מתוך הספרות המקצועית ידוע, כי חיידקים מייצרים, נוסף לחומצה סולפורית, גם חומצות אורגניות היכולות להשפיע על התהליך. בטבלה 2 נתונות תוצאות של ניסויי קורוזיה במצע מס' 2 בתוספת החומצות האורגניות (חוץ מחומצות שומניות). אנו רואים שחומצות אורגניות אלה כמעט שאינן משפיעות על קצב קורוזיה של שני סוגי פלדה שנבדקו. מאידך, לגבי חומצות שומניות אשר משמשות כמעכבי קורוזיה בתעשייה נמצא, כי יש להן השפעה משמעותית על קצב הקורוזיה של פלדה מסוגסגת אך לא נמצאה השפעה בפלדה לא מסוגסגת. התוצאות מלמדות, כי חומצות שומניות, אשר בדרך כלל אמורות לעכב את התהליך, משפיעות באופן שלילי על פלדה מסוגסגת. השאלה הנשאלת, אם כן, מה היא השפעתן של המתכות המוספות לפלדה מסוגסגת (כדוגמת Cu, cr, Ni) בתהליך הקורוזיה. למטרה זו בוצעה סידרה של ניסויי סגסוג עם כל מתכת בנפרד ובהרכבים מצולבים ואחר כך בוצעו ניסויי קורוזיה בתיווך המתואר מעלה. בטבלה 2 אנו רואים ש-Ni הוא הגורם המרכזי הקשור להאצת הקורוזיה.

אלמנט זה מוסף להרכב פלדה כתוספת אנטי-קורוזובית וליצירת פלדה בלתי מחלידה (פלב"מ).

טבלה 3: קצב קורוזיה של פלדה מסוגסגת ובלתי מסוגסגת בשני תווכים

קצב קורוזיה גר'/מ/יום

H2SO4 + מצע	בקטריה + מצע	פלדה
31.5	19.3	פלדה 1(בלתי מסוגסגת)
16.2	132.7	פלדה 2(מסוגסגת)
19.3	16.5	Armko-Fe
59.5	41.4	Fe-Cr
7.8	9.1	Fe-Cu
15.8	89.6	Fe-Ni
29.3	147.4	Fe-Cr-Ni
17.1	129.5	Fe-Cr-Ni-Cu

מסקנות

1. תהליך הביוקורוזיה הוא מורכב ותלוי במספר רב של גורמים.
2. תהליכי המניעה הקיימים כיום אינם מסוגלים לבטל את התופעות השליליות של ביוקורוזיה בצורה מוחלטת.
3. מהמחקר עולה כי:
   1. יש לפרק את המערכת הנבדקת לתת-מערכות פשוטות על מנת לבדוק את השפעתם של כל אחד מהגורמים בנפרד ובמשולב.
   2. תהליכים שלכאורה אמורים למנוע ביוקורוזיה מתבררים בניסויי מעבדה כתהליכים אשר מזרזים ביוקורוזיה בתנאים מסוימים.
   3. ביוקורוזיה הינו תהליך הטרוגני מאוד ולפיכך צפוי, כי יתקבלו תוצאות מפתיעות.
4. לסיכום:
   חקר הביוקורוזיה הוא שטח בין-תחומי המאגד שיתוף פעולה בין חוקרים מתחומים שונים כמו מטלורגיה, כימיה-פיזיקלית, הנדסה, כימיה ומיקרוביולוגיה. שיתוף פעולה בין גורמים אלה יאפשר העמקת הידע ופיתוח דרכים חדשות למניעת התופעה היקרה והשלילית הקרויה ביוקורוזיה.

הכותבת התמחתה באיפיון תופעות הקורוזיה המונעות על-ידי חיידקים. היא נמנית עם צוות המכון לחקר הכשל.

פורסם ב"כימיה" 18, 1994.