7 דקות
בואו נתחיל עם מספר שמגרה את הדמיון: חייק אחד, בודד לגמרי, מתחיל להתחלק בשמונה בבוקר. כל 20 דקות — חלוקה אחת. עד שמונה בערב, 12 שעות אחר כך, יש בתרבית יותר מ-68 מיליארד תאים. זה לא קסם ולא שגיאת חישוב — זה גידול מעריכי, הכפלה אחר הכפלה אחר הכפלה. ומה שמעניין אפילו יותר מהמספר הזה הוא שאלה שנשאלת מיד: אם כל התאים האלה צאצאים של אב אחד, איך בכלל מתפתחת עמידות לתרופות? בואו נבין את זה מהיסוד.
כדי להבין חייקים, כדאי להתחיל מהמבנה שלהם. חייקים הם תאים פרוקריוטיים — כלומר אין בהם גרעין התחום בממברנה, ואין אברונים תחומי ממברנה כמו שיש בתאים אאוקריוטיים. החומר התורשתי — מולקולת DNA טבעתית אחת — שוכן פשוט בתוך הציטופלזמה, באזור שנקרא הנוקלאואיד. לצדו יכולים להימצא פלסמידים — טבעות DNA קטנות שמשתכפלות באופן עצמאי, ולכך נחזור בקצת. בתא יש ריבוזומים, אבל הם קטנים יותר מאלה שבתא אאוקריוטי — והבדל קטן זה הוא בסיס חשוב מאוד לפעולת האנטיביוטיקה.
מעל לממברנה הפנימית — שכבת השומן הכפולה שמקיפה את הציטופלזמה — יש דופן תא שעשויה בעיקרה פֶּפּטידוגליקן: רשת נוקשה של שרשרות סוכרים שמקושרות בקטעי חומצות אמינו. הדופן הזו שומרת על צורת התא ומונעת ממנו להתפוצץ בגלל לחץ אוסמוטי — תפקיד קריטי לשרידות. מעבר לכך, חלק מהחייקים עטופים בקפסולה ריריתמחוץ לדופן, שמקשה על תאי הבליעה של מערכת החיסון להיצמד לחייק ולבלוע אותו. ויש גם שוטון — זנב חלבוני סיבובי שמסייע בתנועה — ושערונים, שהם מבנים קצרים יותר שמסייעים בהיצמדות למשטחים ובהעברת DNA בין תאים.
כדאי לדעת שישנה שיטה לבדיקה שנקראת צביעת גרם, שמחלקת חייקים ל-2 קבוצות לפי מבנה המעטפת שלהם. חייק גרם חיובי, שמסומן בפלוס, בעל שכבת פֶּפּטידוגליקן עבה החשופה כלפי חוץ — הוא קולט צבע סגול בצביעה. חייק גרם שלילי, שמסומן במינוס, בעל שכבת פֶּפּטידוגליקן דקה שחבויה בין ממברנה פנימית לממברנה חיצונית נוספת — הצבע נשטף ממנו והוא נצבע בוורוד. הממברנה החיצונית הנוספת הזו היא מחסום נוסף מפני חומרים רבים, כולל תרופות. לכן, כאשר רופאה רושמת אנטיביוטיקה שפוגעת בבנייה של דופן הפֶּפּטידוגליקן, היא צפויה להצליח פחות נגד חייקי גרם שלילי — הממברנה החיצונית מונעת מהתרופה להגיע לשכבת הפֶּפּטידוגליקן, וגם השכבה עצמה דקה ונסתרת.
עכשיו לאחד הנושאים שהכי חשוב להבין — ועליו נשאלות שאלות רבות בבגרות: עקומת הגדילה של תרבית חייקים. כאשר חייקים מועברים לתנאים חדשים, הם מתחילים בשלב הסתגלות שבו כמעט אין חלוקה — התאים מייצרים אנזימים מתאימים למצע החדש. אחר כך מגיע השלב המעריכי, שלב הלוג: המספר מוכפל בכל זמן הכפלה. ב-20 דקות — הכפלה. ב-60 דקות — פי 8. אם שואלים כמה תאים יהיו בתרבית שמתחילה מ-100 תאים אחרי שעה שלמה בשלב המעריכי, התשובה היא 100 כפול 2 בחזקת 3, שזה 800 תאים. אחרי השלב המעריכי מגיע שלב נייח: קצב החלוקה שווה לקצב המוות — המספר הכולל יציב. זו ה"פלטו" בגרף. טעות נפוצה היא להניח שחייקים מפסיקים לגמרי להתחלק בשלב הזה — לא נכון. הם ממשיכים להתחלק, אבל גם מתים באותו קצב. הגורמים: מזון מדולדל והצטברות תוצרי פסולת. ולבסוף שלב הדעיכה, שבו קצב המוות עולה על קצב החלוקה.
אז חזרנו לשאלה שפתחנו איתה: מאיפה מגיע הגיוון הגנטי אם כל התאים זהים? רבייה אל-זוגית — חלוקת ביקעה — לא מייצרת גיוון בפני עצמה. הגיוון מגיע משני מנגנונים: מוטציות אקראיות שמתרחשות בעת שיכפול DNA, והעברה אפקית של DNA בין תאים חיים. ההעברה האפקית כוללת מעבר של פלסמידים בין תאים במגע — ואפילו בין מינים שונים. לכן גן עמידות שנוצר בחייק אחד יכול לעבור לחייק ממין שונה לגמרי. זה מסביר איך מוצאים עמידות לאותה אנטיביוטיקה בחייקים שאינם קרובי משפחה.
חשוב להבין איך מתפתחת עמידות — כי יש כאן אי-הבנה שכיחה מאוד. חייקים לא "מתרגלים" לאנטיביוטיקה. מה שקורה הוא ברירה טבעית. עוד לפני שהאנטיביוטיקה ניתנת, קיימות באוכלוסיית החייקים מוטציות אקראיות שמקנות עמידות למיעוט מהתאים. האנטיביוטיקה הורגת את הרגישים. העמידים שורדים, מתרבים וממלאים את המקום. בדורות מעטים, כמעט כל האוכלוסייה עמידה. האנטיביוטיקה בוררת עמידות — לא יוצרת אותה.
מה מאיץ את התהליך הזה? ראשית, הפסקת טיפול באמצע: כאשר חולה מרגיש טוב יותר אחרי יומיים ומפסיק לקחת את התרופה, הרגישים כבר מתו — אבל העמידים חלקית, שהייתה בהם מוטציה עוד לפני החשיפה, נותרים בחיים, מתרבים וממלאים את המקום. שנית, שימוש באנטיביוטיקה נגד מחלות נגיפיות כמו שפעת — לאנטיביוטיקה אין שום פעולה על הנגיף, אבל היא מפעילה לחץ ברירה על חייקי המיקרוביום ומגבירה עמידות בלי שום תועלת טיפולית. שלישית, שימוש נרחב בגידול בעלי חיים, שם חייקים נחשפים ברמות נמוכות של אנטיביוטיקה, ופלסמידי עמידות יכולים לעבור לחייקים המדביקים אנשים.
כדי לבחור את האנטיביוטיקה הנכונה, רופאים משתמשים בבדיקת רגישות: מורחים תרבית אחידה על צלחת מצע ומניחים עליה דיסקיות הספוגות בחומרים שונים. אחרי הדגרה, סביב כל דיסקית יעילה נוצרת הילת עיכוב — אזור שקוף שבו לא גדלו חייקים. קוטר גדול יותר של ההילה פירושו יעילות גדולה יותר. הילה קטנה או העדר הילה — עמידות. הבדיקה הזו מסייעת לבחור טיפול ממוקד במקום חומר רחב-טווח.
לסיום, משהו שלעתים שוכחים: רוב החייקים אינם מחוללי מחלה. המיקרוביום — אוכלוסיות החייקים במעי, על העור ובריריות — מסייע בפירוק מזון, מייצר ויטמינים מקבוצת B וויטמין K, מאמן את מערכת החיסון, ותופס מקום שמקשה על מחוללי מחלה להתבסס. טיפול בזנטיביוטיקה רחבת טווח פוגע גם בחייקים הידידותיים האלה — ועלול לאפשר לחייק עמיד ומזיק לתפוס את המקום שהתפנה. לכן הבחירה בטיפול ממוקד היא חשובה גם לחולה הבודד וגם לבריאות הציבור כולו.