splošnost
Gram-pozitivne bakterije so - kot je mogoče sklepati iz njihovega lastnega imena - pozitivne za barvilo po Gramu, tako da ohranijo vijolično barvo, potem ko so bile podvržene takšni laboratorijski analizi.
Bakterijska celična stena
Bakterijsko celično steno lahko definiramo kot nekakšno togo "posodo", ki obdaja bakterijsko celico in ji daje določeno robustnost in pogojuje njeno obliko.
Temeljna komponenta celične stene je peptidoglikan (znan tudi kot bakterijski ali murein mukopeptid ).
Peptidoglikan je polimer, ki sestoji iz dolgih linearnih polisaharidnih verig, združenih s prečnimi vezmi med aminokislinskimi ostanki.
Polisaharidne verige so sestavljene iz ponavljanja disaharida, ki sestoji iz dveh monosaharidov, N-acetilglukozamina (ali NAG ) in N-acetilmuramske kisline (ali NAM ), vezanih skupaj z glikozidnimi vezmi tipa β-1, 6.
Disaharidi so nato medsebojno vezani z glikozidnimi vezmi tipa β-1, 4.
Povezano z vsako molekulo NAM najdemo pentapeptid (tj "rep" petih aminokislin), ki se konča z dvema enakima aminokislinama, zlasti z dvema molekulama D-alanina .
Ravno ti terminalni D-alanini, ki - po delovanju encima transpeptidaze - omogočajo tvorbo navzkrižnih vezi znotraj peptidoglikana.
Natančneje, transpeptidaza izvira iz peptidne vezi med tretjo aminokislino polisaharidne verige in četrto aminokislino vzporedne polisaharidne verige.
funkcije
Celična stena ne igra le zaščitne vloge proti bakterijski celici, ampak tudi ureja transport snovi znotraj nje.
Zato je mogoče ugotoviti, da so glavne funkcije celične stene:
- Preprečite razgradnjo bakterijskih celic zaradi osmotskega tlaka. Dejansko zelo pogosto bakterije živijo v hipotoničnih okoljih, to je v okoljih, v katerih so prisotne velike količine vode in so "bolj razredčene" kot notranje okolje bakterijske celice. Ta razlika v koncentraciji povzroči, da voda preide iz zunanjega okolja (manj koncentrirano) v bakterijsko celico (bolj koncentrirano), da bi izenačila koncentracijo med dvema okoljema. Nenadzorovan vstop vode bi povzročil, da bakterijska celica nabrekne, dokler se ne razpoči (osmotska liza).
Funkcija celične stene je ravno odpornost na zunanji pritisk vode, kar preprečuje otekanje in lizo bakterij.
- Zaščitite plazemsko membrano in celično okolje pred molekulami ali snovmi, ki so škodljive za isti utrip.
- Prilagodite vnos hranil v bakterijsko celico.
Vse, kar je do sedaj opisano, je mogoče najti v Gram-pozitivnih in Gram-negativnih stenah.
Ker pa je namen tega članka pojasniti posebnosti gram-pozitivnih bakterij, bomo v nadaljevanju opisali le lastnosti celične stene slednjih in Gram-negativne stene ne bomo upoštevali.
Gram-pozitivna celična stena
V Gram-pozitivni steni se peptidna vez med polisaharidnimi verigami peptidoglikana tvori preko pentaglicinskega mostu, ki je most, sestavljen iz petih molekul glicina (aminokisline).
Gram-pozitivna celična stena je enotna in razmeroma debela (20-80 nm). Sestavljen je iz več plasti peptidoglikana, ki jih prepletajo teikoške kisline (polimeri alkoholov in fosfatov).
Gram-pozitivna stena je zelo polarna in omogoča permeacijo hidrofilnih molekul (kot so tiste, ki se uporabljajo v Gram barvi, ki bo opisana spodaj), ne pa tudi hidrofobnih spojin.
Barvilo po Gramu
Gramov madež je postopek, ki ga je leta 1884 zasnoval in razvil danski bakteriolog Hans Christian Gram.
Prva faza tega postopka vključuje pripravo vročega brisa (tj. Tanek film materiala, ki ga je treba analizirati). Z drugimi besedami, vzorec bakterij, ki jih je treba analizirati, se postavi na diapozitiv in - z uporabo toplote - mikroorganizmi ubijejo in blokirajo na samem diapozitivu (vroče fiksiranje). Po pripravi brisa lahko nadaljujete z dejanskim barvanjem.
Tehnika barvanja po Gramu vključuje štiri glavne faze.
1. korak
Vroče fiksiran brus mora biti tri minute prekrit s kristalno vijoličnim barvilom (znano tudi kot encijan violet). Tako bodo vse bakterijske celice postale vijolične.
2. korak
Na tej točki se Lugolova raztopina (vodna raztopina joda in kalijevega jodida, ki je opredeljena kot jedkalo, ki lahko fiksira barvo) nalije na stekelce in se pusti delovati približno eno minuto.
Lugolova raztopina je polarna in prodira v bakterijsko celico, kjer se sreča s kristalno vijolično, s katero tvori hidrofobni kompleks.
Ker je Gram-pozitivna celična stena polarna, kristalni jodov hidrofobni kompleks ne more prečkati tako, da ostane blokiran znotraj same bakterijske celice.
3. korak
Drsnik se približno dvajset sekund pere z belilom (običajno z alkoholom ali acetonom). Nato ga operite z vodo, da ustavite delovanje belila.
Na koncu te faze bodo Gram-pozitivne bakterijske celice ohranile vijolično barvo.
Po drugi strani pa bodo gramnegativne celice obarvane. To se zgodi zato, ker alkohol napade lipopolisaharidno strukturo zunanje membrane, značilno za Gram-negativno, in odsoten v Gram-pozitivnem, s čimer se olajša izguba predhodno absorbirane barve.
4. korak
Drugemu barvilu (običajno kislinski fuksin ali safranin ) dodamo na stekelce in nekaj minut pustimo, da deluje.
Na koncu te faze bodo celice Gram-negativnih bakterij, ki so doživele razbarvanje v prejšnji fazi, dobile barvo od rožnate do rdeče.
Vrste Gram-pozitivnih bakterij
Velika Gram-pozitivna skupina vključuje veliko bakterijskih vrst.
Spodaj bodo na kratko navedene nekatere bakterije, ki spadajo v to veliko kategorijo.
Stafilokoki (ali Staphylococcus)
Stafilokoki so koki (tj. Sferične bakterije), ki spadajo v družino Staphylococcaceae . Staphylococci rastejo v grozdih.
Med različnimi vrstami patogenih stafilokokov se spominjamo:
- Staphylococcus aureus, ki je odgovoren za različne okužbe sečil, snežnega sistema, kože, kosti, sklepov, srčno-žilnega sistema, dihalnih poti in očesa. Poleg tega je ta bakterija odgovorna tudi za oportunistične okužbe, povezane z poslabšanjem imunskega sistema gostitelja, nocokomialnimi oportunističnimi okužbami (tj. Okužbami, ki se zdravijo v zdravstvenih ustanovah) in boleznimi, ki se prenašajo s hrano.
- Staphylococcus epidermidis, odgovoren za okužbe kardiovaskularnega sistema, oportunistične okužbe, povezane s kompromisom imunskega sistema gostitelja in nozokomialne oportunistične okužbe.
- Staphylococcus saprophyticus, odgovoren za okužbe sečil.
Na splošno se proti tej vrsti bakterij uporabljajo antibiotiki, kot so penicilini, vankomicin, daptomicin, cefalosporini ali fluorokinoloni.
Streptokoki (ali Streptococcus)
Streptokoki so koki, ki rastejo v parih ali tvorijo verige. Streptokoki so sposobni proizvajati toksine, ki lahko uničijo rdeče krvne celice, tj. Imajo hemolitično aktivnost.
Streptokoke lahko nato razdelimo glede na stopnjo hemolize, ki jo povzročajo. Zato lahko ločimo:
- Alfa-hemolitični (ali α-hemolitični) streptokoki, ki povzročajo delno hemolizo;
- Beta-hemolitični (ali β-hemolitični) streptokoki, ki povzročajo popolno hemolizo;
- Gama-hemolitični (ali γ-hemolitični) streptokoki, ki ne povzročajo hemolize.
Med patogene streptokoke se spomnimo:
- Streptococcus pyogenes, odgovoren za okužbe dihal, kože, kosti, sklepov, srčno-žilnega sistema, prebavnih žlez in peritonealne votline. Poleg tega je odgovoren tudi za oportunistične okužbe pri gostih z ogroženim imunskim sistemom.
- Streptococcus agalactiae, ki je odgovoren za okužbe ploda in novorojenčka, okužbe živčnega sistema in dihalnega trakta.
- Streptococcus pneumoniae, ki je odgovoren za okužbe dihalnih poti, živčnega sistema, kardiovaskularnega sistema, prebavnih žlez, peritonealne votline in oportunističnih okužb, povezanih s poslabšanjem imunskega sistema gostitelja.
Običajno se proti streptokokom uporabljajo beta-laktamski in makrolidni antibiotiki.
Clostridium (ali Clostridium)
Clostridia so bacili (tj. Cilindrične bakterije), ki lahko v neugodnih okoljskih razmerah ustvarijo spore za preživetje.
Med različnimi obstoječimi patogenimi klostridijami se spominjamo:
- Clostridium difficile, ta bakterija je lahko del normalne človeške bakterijske flore in je odgovorna za oportunistične okužbe prebavnega trakta. Je glavni vzrok psevdomembranskega kolitisa, ki se lahko pojavi pri bolnikih, ki se zdravijo dolgo časa in pri velikih odmerkih z različnimi vrstami antibiotičnih zdravil. Proti okužbam z Clostridium difficile se običajno uporabljajo antibiotiki, kot so metronidazol, kloramfenikol, vankomicin ali eritromicin.
- Clostridium tetani, odgovoren za tetanus (ali spastično paralizo). Na splošno se proti tej bakteriji uporabljajo metronidazol ali benzilpenicilin. Na voljo je tudi cepivo za preprečevanje okužbe.
- Clostridium botulinum, odgovoren za botulizem (ali flacidno paralizo).
Corinebacteria (ali Corynebacterium)
Chorinebacteria so bacili iz družine Corynenacteriaceae .
Med številnimi predstavniki tega rodu se spominjamo Corynebacterium diphteriae, ki je odgovoren za kožno difterijo in dihalno davico.
Antibiotiki, ki se običajno uporabljajo za zdravljenje davice, so penicilini, cefalosporini, klindamicin in eritromicin.
Na voljo je tudi cepivo za preprečevanje okužbe.
Drugi gram-pozitivni
Druge gram-pozitivne bakterije so:
- Bacillus anthracis (znan kot antraks), odgovoren za nastanek kožnega, pljučnega in gastrointestinalnega antraksa;
- Listeria monocytogenes, bacillus, odgovoren za pojav meningitisa, encefalitisa, meningoencefalitisa in možganskih abscesov;
- Enterococcus faecium in Enterococcus faecalis, dva koka, ki običajno naseljujeta bakterijsko floro človeškega črevesja, vendar sta lahko odgovorna za notokomialne oportunistične okužbe sečil, septikemijo ali endokarditis.
