wprowadzenie
Gram-ujemne są bakteriami, które - po poddaniu barwieniu metodą Grama - przybierają kolor od różowego do czerwonego.
Bakteryjna ściana komórkowa
Bakteryjną ścianę komórkową można zdefiniować jako sztywną strukturę, która otacza komórkę bakteryjną, nadając jej pewną odporność i warunkując jej kształt.
Podstawowym elementem, który stanowi ścianę komórkową bakterii, jest peptydoglikan (inaczej zwany mukopeptydem bakteryjnym lub mocznikowym ).
Peptydoglikan jest polimerem składającym się z długich liniowych łańcuchów polisacharydowych, połączonych ze sobą za pomocą wiązań poprzecznych między resztami aminokwasowymi.
Łańcuchy polisacharydowe składają się z powtórzenia disacharydu, składającego się kolejno z dwóch monosacharydów: N-acetyloglukozaminy (lub NAG ) i kwasu N-acetylomuraminowego (lub NAM ), połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi typu β-1, 6.
Disacharydy są następnie wiązane ze sobą wiązaniami glikozydowymi typu β-1, 4.
W połączeniu z każdą cząsteczką NAM znajdujemy „ogon” składający się z pięciu aminokwasów ( pentapeptydu ), który kończy się dwoma aminokwasami równymi, dokładniej, dwoma cząsteczkami D-Alaniny .
To właśnie te końcowe cząsteczki D-Alaniny, po działaniu enzymu transpeptydazy, umożliwiają tworzenie wiązań krzyżowych między równoległymi łańcuchami peptydoglikanu.
Dokładniej, transpeptydaza wywodzi wiązanie peptydowe pomiędzy trzecim aminokwasem łańcucha polisacharydowego i czwartym aminokwasem równoległego łańcucha polisacharydowego.
Funkcje ściany komórkowej
Ściana komórkowa bakterii odgrywa bardzo ważną rolę ochronną wobec komórki bakteryjnej, ale nie tylko, jest także w stanie regulować transport substancji w samej komórce.
Dlatego można stwierdzić, że głównymi funkcjami ściany komórkowej są:
- Zapobiegaj rozkładowi komórek bakteryjnych z powodu ciśnienia osmotycznego. W rzeczywistości bardzo często bakterie żyją w środowiskach hipotonicznych, czyli w środowiskach, w których obecne są duże ilości wody i które są „bardziej rozcieńczone” niż środowisko wewnętrzne komórki bakteryjnej. Ta różnica w stężeniu powoduje, że woda przechodzi ze środowiska zewnętrznego (mniej skoncentrowanego) do komórki bakteryjnej (bardziej skoncentrowanej), próbując wyrównać stężenie między dwoma środowiskami. Niekontrolowane wejście wody spowodowałoby pęcznienie komórki bakteryjnej aż do jej pęknięcia (liza osmotyczna).
Zadaniem ściany komórkowej jest właśnie przeciwstawienie się zewnętrznemu ciśnieniu wody, zapobiegając w ten sposób obrzękowi i lizie bakterii.
- Chronić błonę plazmatyczną i środowisko komórkowe przed cząsteczkami lub substancjami szkodliwymi dla tego samego uderzenia.
- Dostosuj wprowadzanie składników odżywczych do komórki bakteryjnej.
Wszystko, co zostało opisane do tej pory, jest ważne zarówno dla ściany komórkowej Gram-ujemnej, jak i dla ściany komórkowej Gram-dodatniej.
Jednakże, ponieważ celem tego artykułu jest dostarczenie wskazówek dotyczących cech bakterii Gram-ujemnych, poniżej opisano tylko ścianę komórkową tych ostatnich, a Gram-dodatnich nie będzie brana pod uwagę.
Ściana komórkowa Gram-ujemna
W ścianie Gram-ujemnej wiązanie peptydowe utworzone między łańcuchami polisacharydowymi peptydoglikanu jest bezpośrednie.
Ściana komórek Gram-ujemnych jest bardzo cienka i ma grubość 10 nm, ale jest raczej złożona, ponieważ peptydoglikan jest otoczony przez zewnętrzną membranę zakotwiczoną do niej.
Zewnętrzna błona składa się z wewnętrznej ulotki fosfolipidowej i zewnętrznej ulotki utworzonej przez lipopolisacharyd (lub LPS ).
Zewnętrzna błona i peptydoglikan są połączone ze sobą przez lipoproteiny . Ponieważ obecność tylko lipoprotein na zewnętrznej błonie utrudniałaby przepływ cząsteczek hydrofilowych, inne szczególne kompleksy białkowe zwane porynami są również obecne na błonie. Poriny to kanały, które umożliwiają przepływ małych cząsteczek hydrofilowych.
Do transportu większych cząsteczek istnieją jednak inne białka nośnikowe, nośniki .
Przestrzeń obecna między błoną zewnętrzną a peptydoglikanem nosi nazwę peryplazmy i zawiera białka i enzymy o funkcjach biologicznych.
Lipopolisacharyd zastępuje się trzema odrębnymi częściami:
- Wewnętrzna część lipidowa zwana lipidem A, która ma funkcje endotoksynowe, odgrywa zatem ważną rolę w patogeniczności Gram-ujemnych;
- Centralna część polisacharydowa zwana rdzeniem ;
- Zewnętrzny łańcuch polisacharydowy zwany antygenem O. Ten polisacharyd składa się z cukrów prostych różnego rodzaju, połączonych w bloki po trzy lub pięć jednostek i powtarzanych kilka razy, aby utworzyć cząsteczki o pewnych właściwościach antygenowych typowych dla każdego gatunku bakterii.
Barwienie metodą Grama
Barwienie metodą Grama jest procedurą opracowaną i opracowaną w 1884 r. Przez duńskiego bakteriologa Hansa Christiana Grama.
Pierwszy etap tej procedury polega na przygotowaniu gorącego rozmazu (tj. Cienkiej warstwy analizowanego materiału). Innymi słowy, próbka bakterii do analizy jest umieszczana na szkiełku i - dzięki wykorzystaniu ciepła - mikroorganizmy są zabijane i blokowane na samym szkiełku (mocowanie na gorąco). Po przygotowaniu rozmazu możesz przystąpić do rzeczywistego kolorowania.
Technika barwienia metodą Grama obejmuje cztery główne fazy.
Krok 1
Wymazany na gorąco wymaz musi być pokryty barwnikiem fioletu krystalicznego (znanego również jako fiolet goryczki) przez trzy minuty. W ten sposób wszystkie komórki bakteryjne staną się purpurowe.
Krok 2
W tym momencie roztwór Lugola (wodny roztwór jodu i jodku potasu, zdefiniowany jako środek trawiący, ponieważ jest w stanie utrwalić kolor) wlewa się na szkiełko i pozostawia się do działania przez około minutę.
Roztwór Lugola jest polarny i przenika do komórki bakteryjnej, gdzie spotyka się z fioletem krystalicznym, z którym tworzy kompleks hydrofobowy.
Krok 3
Slajd przemywa się wybielaczem (zwykle alkoholem lub acetonem) przez około dwadzieścia sekund. Następnie umyj ją wodą, aby zatrzymać działanie wybielacza.
Pod koniec tej fazy komórki bakterii Gram-dodatnich zachowają fioletowy kolor.
Z drugiej strony, komórki Gram-ujemne będą odbarwione. Dzieje się tak, ponieważ alkohol atakuje lipopolisacharydową strukturę zewnętrznej błony tych bakterii, ułatwiając tym samym utratę wcześniej zaabsorbowanego barwnika.
Krok 4
Drugi barwnik (zwykle kwaśna fuksyna lub safranina ) jest dodawany do szkiełka i kilka minut pozostaje do działania.
Pod koniec tej fazy komórki bakterii Gram-ujemnych, wcześniej odbarwione, przyjmą kolor od różowego do czerwonego.
Rodzaje bakterii Gram-ujemnych
Podobnie jak grupa Gram-dodatnia, grupa Gram-ujemna obejmuje również liczne gatunki bakterii.
Poniżej zostaną zilustrowane niektóre z głównych bakterii należących do tej grupy.
Escherichia coli
E. coli to bakteria normalnie obecna w ludzkiej jelitowej florze bakteryjnej, ale u osób z obniżoną odpornością może wywołać zakażenia oportunistyczne.
W rzeczywistości E. coli jest odpowiedzialna za zakażenia oportunistyczne, które powodują choroby, takie jak zapalenie cewki moczowej, zapalenie gruczołu krokowego, noworodkowe zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, jelitowo-krwotoczne zapalenie jelita grubego, wodnistą biegunkę lub biegunkę lub posocznicę.
W zależności od rodzaju zakażenia wywoływanego przez E. coli można stosować różne rodzaje antybiotyków. Najczęściej stosowane leki to karbapenemy, niektóre penicyliny, monobaktamy, aminoglikozydy, cefalosporyny lub makrolidy (takie jak klarytromycyna lub azytromycyna).
Bakterie należące do rodzaju Salmonella
Bakterie te są odpowiedzialne za infekcje przewodu pokarmowego, które mogą powodować choroby, takie jak zapalenie żołądka i jelit, dur brzuszny i biegunka.
W celu zwalczania zakażeń wywołanych przez te bakterie zazwyczaj stosuje się cyprofloksacynę, amoksycylinę lub ceftriakson.
Klebsiella pneumoniae
K. pneumoniae jest odpowiedzialny za zakażenia dróg moczowo-płciowych, które powodują zapalenie pęcherza, zapalenie gruczołu krokowego lub cewkę moczową i infekcje dróg oddechowych, które powodują ropnie płuc lub zapalenie płuc.
Cefalosporyny, karbapenemy, fluorochinolony lub niektóre rodzaje penicylin są stosowane w leczeniu zakażeń K. pneumoniae .
Bakterie należące do rodzaju Shigella
Te mikroorganizmy są odpowiedzialne za wystąpienie chorób, takich jak czerwonka bakteryjna i ostre zapalenie żołądka i jelit.
Zazwyczaj fluorochinolony są stosowane w leczeniu tego typu infekcji.
Vibrioni (lub Vibrio)
Wibrios są zakrzywionymi laseczkami, czyli bakteriami o kształcie „przecinka”.
Pośród patogennych wibracji dla człowieka, pamiętamy:
- Vibrio cholerae, odpowiedzialny za początek cholery. Ogólnie, zakażenia V. cholerae leczy się tetracykliną lub fluorochinolonami.
- Vibrio parahaemolyticus, odpowiedzialny za zapalenie żołądka i jelit, zapalenie jelit, biegunkę i zespół podobny do czerwonki.
W przypadku zakażenia V. parahaemolyticus można stosować antybiotyki, takie jak fluorochinolony lub tetracykliny. W niektórych przypadkach można uniknąć terapii antybiotykowej i zastosować leczenie objawowe.
Bakterie należące do rodzaju Yersinia
Bakterie z rodzaju Yersinia są pałeczkami, to znaczy są bakteriami o cylindrycznym kształcie.
Pośród patogenów Yersinia dla ludzi pamiętamy:
- Yersinia enterocolitica, odpowiedzialna za wystąpienie zakażeń przewodu pokarmowego, które powodują choroby, takie jak ostre zapalenie żołądka i jelit lub zapalenie krezki. Zakażenia Y. enterocolitica są zwykle leczone antybiotykami, takimi jak fluorochinolony, sulfonamidy lub aminoglikozydy.
- Yersinia pestis, odpowiedzialna za wystąpienie dżumy dymieniczej. Infekcje wywołane przez Y. pestis można leczyć aminoglikozydami, chloramfenikolem lub fluorochinolonami.
Campylobacter jejuni
C. jejuni jest pręcikiem w kształcie spirali odpowiedzialnym za wystąpienie ostrego zapalenia jelit i biegunki.
Infekcje, które wywołuje, można leczyć makrolidami (takimi jak na przykład erytromycyna) lub fluorochinolonami.
Helicobacter pylori
H. pylori jest zakrzywionym prątkiem odpowiedzialnym za wystąpienie chorób żołądkowo-jelitowych, takich jak przewlekłe aktywne zapalenie żołądka i wrzód trawienny.
Leczenie eradykacji Helicobacter pylori obejmuje stosowanie trzech różnych rodzajów leków:
- Koloidalny bizmut, środek cytoprotekcyjny stosowany do zapobiegania adhezji Helicobacter pylori do błony śluzowej żołądka;
- Omeprazol lub inny inhibitor pompy protonowej, aby zmniejszyć wydzielanie kwasu w żołądku;
- Amoksycylina i / lub klarytromycyna, tetracyklina lub metronidazol (leki antybiotykowe do zabijania komórek bakteryjnych).
Haemophilus influenzae
H. influenzae jest bakterią Gram-ujemną odpowiedzialną za infekcje dróg oddechowych i układu nerwowego, które mogą powodować ostre zapalenie ucha, zapalenie nagłośni, zapalenie zatok, zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc lub ostre bakteryjne zapalenie opon mózgowych.
Antybiotykami powszechnie stosowanymi w leczeniu zakażeń H. influenzae są cefalosporyny, penicyliny lub leki sulfonamidy.
Legionella pneumophila
L. pneumophila jest bakterią Gram-ujemną odpowiedzialną za legionellozę, infekcję wpływającą na układ oddechowy.
Legionelloza może być leczona lekami takimi jak azytromycyna, erytromycyna, klarytromycyna, telitromycyna lub fluorochinolony.
