ogólność
Bakterie Gram-dodatnie są - jak można wywnioskować z ich własnej nazwy - dodatnie dla barwienia metodą Grama, zachowując fioletowy kolor po poddaniu ich takiej analizie laboratoryjnej.
Bakteryjna ściana komórkowa
Ściana komórkowa bakterii może być zdefiniowana jako rodzaj sztywnego „pojemnika”, który otacza komórkę bakteryjną, nadając jej pewną odporność i warunkując jej kształt.
Podstawowym składnikiem ściany komórkowej 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 ), związanych razem 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 pentapeptyd (tj. „Ogon” pięciu aminokwasów), który kończy się dwoma równymi aminokwasami, w szczególności dwoma cząsteczkami D-Alaniny .
Właśnie te końcowe D-alaniny, które po działaniu enzymu transpeptydazy, umożliwiają tworzenie wiązań krzyżowych w peptydoglikanie.
Dokładniej, transpeptydaza wywodzi wiązanie peptydowe pomiędzy trzecim aminokwasem łańcucha polisacharydu i czwartym aminokwasem równoległego łańcucha polisacharydowego.
funkcje
Ściana komórkowa odgrywa nie tylko rolę ochronną wobec komórki bakteryjnej, ale także reguluje transport substancji w niej.
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 do tej pory opisano, można znaleźć zarówno w ścianach Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych.
Ponieważ jednak celem tego artykułu jest wyjaśnienie osobliwości bakterii Gram-dodatnich, poniżej zostaną opisane jedynie cechy ściany komórkowej tego ostatniego, a ściana Gram-ujemna nie będzie brana pod uwagę.
Gram-dodatnia ściana komórkowa
W ścianie Gram-dodatniej wiązanie peptydowe między łańcuchami polisacharydowymi peptydoglikanu powstaje przez mostek pentaglycynowy, czyli mostek składający się z pięciu cząsteczek glicyny (aminokwasu).
Ściana komórek Gram-dodatnich jest jednolita i stosunkowo gruba (20-80 nm). Składa się z kilku warstw peptydoglikanu, które przecinają kwasy teikowe (polimery alkoholi i fosforanów).
Ściana Gram-dodatnia jest bardzo polarna i pozwala na przenikanie cząsteczek hydrofilowych (takich jak te stosowane w barwieniu metodą Grama, które zostaną opisane poniżej), ale nie związków hydrofobowych.
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.
Ponieważ ściana komórkowa Gram-dodatnia jest polarna, hydrofobowy kompleks kryształowo-jodowy nie może go przekroczyć, pozostając w ten sposób zablokowany w samej komórce bakteryjnej.
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 błony zewnętrznej typową dla Gram-ujemnych i nieobecną w Gram-dodatniej, 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, które przeszły przebarwienia w poprzedniej fazie, przyjmą kolor od różowego do czerwonego.
Rodzaje bakterii Gram-dodatnich
Duża grupa Gram-dodatnia obejmuje wiele gatunków bakterii.
Poniżej, niektóre bakterie należące do tej wielkiej kategorii zostaną krótko wymienione.
Gronkowce (lub gronkowce)
Gronkowce są ziarniakami (tj. Kulistymi bakteriami) należącymi do rodziny Staphylococcaceae . Gronkowce rosną w gronach.
Pośród różnych rodzajów patogennych gronkowców, wspominamy:
- Staphylococcus aureus, odpowiedzialny za różne infekcje układu moczowo-płciowego, układu śnieżnego, skóry, kości, stawów, układu sercowo-naczyniowego, dróg oddechowych i oka. Ponadto bakterie te są również odpowiedzialne za zakażenia oportunistyczne związane z upośledzeniem układu odpornościowego gospodarza, szpitalne zakażenia oportunistyczne (tj. Zakażenia zakontraktowane w placówkach służby zdrowia) i choroby przenoszone przez żywność.
- Staphylococcus epidermidis, odpowiedzialny za zakażenia układu sercowo-naczyniowego, zakażenia oportunistyczne związane z upośledzeniem układu odpornościowego gospodarza i szpitalne zakażenia oportunistyczne.
- Staphylococcus saprophyticus, odpowiedzialny za infekcje dróg moczowych.
Ogólnie antybiotyki są stosowane przeciwko tego typu bakteriom, takim jak penicyliny, wankomycyna, daptomycyna, cefalosporyny lub fluorochinolony.
Paciorkowce (lub Streptococcus)
Paciorkowce są ziarniakami, które rosną w parach lub łańcuchach. Paciorkowce są zdolne do wytwarzania toksyn zdolnych do niszczenia krwinek czerwonych, tj. Mają aktywność hemolityczną.
Paciorkowce mogą z kolei być podzielone według stopnia hemolizy, który wywołują. Możemy zatem odróżnić:
- Paciorkowce alfa-hemolityczne (lub α-hemolityczne), które powodują częściową hemolizę;
- Paciorkowce beta-hemolizujące (lub β-hemolizujące), które powodują całkowitą hemolizę;
- Paciorkowce gamma-hemolityczne (lub γ-hemolizujące), które nie powodują hemolizy.
Wśród patogennych paciorkowców pamiętamy:
- Streptococcus pyogenes, odpowiedzialny za zakażenia dróg oddechowych, skóry, kości, stawów, układu sercowo-naczyniowego, gruczołów trawiennych i jamy otrzewnej. Ponadto jest również odpowiedzialny za infekcje oportunistyczne u gości z upośledzonym układem odpornościowym.
- Streptococcus agalactiae, odpowiedzialne za zakażenia u płodu i noworodka, zakażenia układu nerwowego i dróg oddechowych.
- Streptococcus pneumoniae, odpowiedzialny za zakażenia dróg oddechowych, układu nerwowego, układu sercowo-naczyniowego, gruczołów trawiennych, jamy otrzewnej i zakażeń oportunistycznych związanych z upośledzeniem układu odpornościowego gospodarza.
Zwykle antybiotyki beta-laktamowe i makrolidowe są stosowane przeciwko paciorkowcom.
Clostridium (lub Clostridium)
Clostridia są pałeczkami (tj. Bakteriami cylindrycznymi), które w niekorzystnych warunkach środowiskowych są w stanie wytwarzać zarodniki, aby przeżyć.
Pośród różnych istniejących patogennych Clostridia, wspominamy:
- Clostridium difficile, bakteria ta może być częścią normalnej flory bakteryjnej człowieka i jest odpowiedzialna za oportunistyczne zakażenia przewodu pokarmowego. Jest to główna przyczyna rzekomobłoniastego zapalenia jelita grubego, które może wystąpić u pacjentów leczonych przez długi czas i przy wysokich dawkach różnych rodzajów antybiotyków. Antybiotyki, takie jak metronidazol, chloramfenikol, wankomycyna lub erytromycyna są zwykle stosowane przeciwko zakażeniom Clostridium difficile .
- Clostridium tetani, odpowiedzialny za tężec (lub porażenie spastyczne). Ogólnie, metronidazol lub benzylopenicylina są stosowane przeciwko tym bakteriom. Dostępna jest również szczepionka zapobiegająca infekcji.
- Clostridium botulinum, odpowiedzialny za botulizm (lub porażenie wiotkie).
Corinebacteria (lub Corynebacterium)
Chorinebacteria są prątkami należącymi do rodziny Corynenacteriaceae .
Spośród licznych przedstawicieli tego rodzaju, wspominamy błonicę Corynebacterium odpowiedzialną za błonicę skórną i błonicę oddechową.
Antybiotykami zwykle stosowanymi w leczeniu błonicy są penicyliny, cefalosporyny, klindamycyna i erytromycyna.
Dostępna jest również szczepionka zapobiegająca infekcji.
Inne Gram-dodatnie
Inne bakterie Gram-dodatnie to:
- Bacillus anthracis (znany jako wąglik), odpowiedzialny za wystąpienie wąglika skórnego, płucnego i żołądkowo-jelitowego;
- Listeria monocytogenes, prątek odpowiedzialny za wystąpienie zapalenia opon mózgowych, zapalenia mózgu, zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i mózgu oraz ropni mózgu;
- Enterococcus faecium i Enterococcus faecalis, dwa ziarniaki, które normalnie zamieszkują ludzką florę bakteryjną jelit, ale które mogą być odpowiedzialne za szpitalne zakażenia oportunistyczne dróg moczowych, posocznicę lub zapalenie wsierdzia.
