Gram-negativno - bakterije Gram -

uvod

Gram-negativi su bakterije koje - nakon što su podvrgnute tehnici bojenja po Gramu - dobiju boju u rasponu od ružičaste do crvene.

Gramno bojenje je metoda koja se koristi za klasifikaciju bakterija u skladu s karakteristikama njihove stanične stijenke. Pripadnost istoj grupi - gram-negativna ili pozitivna - ne znači da postoji filogenetski odnos između različitih bakterijskih vrsta te skupine.

Bakterijska stanična stijenka

Bakterijska stanična stijenka može se definirati kao kruta struktura koja okružuje bakterijsku stanicu i daje joj određenu robusnost i uvjetuje njen oblik.

Temeljni element koji čini bakterijsku staničnu stijenku je peptidoglikan (inače poznat kao bakterijski ili murein mukopeptid ).

Peptidoglikan je polimer koji se sastoji od dugačkih linearnih polisaharidnih lanaca, koji su spojeni zajedno umrežavanjem između aminokiselinskih ostataka.

Polisaharidni lanci se sastoje od ponavljanja disaharida, koji se sastoji od dva monosaharida: N-acetilglukozamina (ili NAG ) i N-acetilmuramske kiseline (ili NAM ), povezanih zajedno s glikozidnim vezama β-1 tipa. 6.

Disaharidi su zatim međusobno vezani s glikozidnim vezama tipa P-1, 4.

Vezano za svaku molekulu NAM-a nalazimo "rep" pet aminokiselina ( pentapeptid ) koji završava s dvije aminokiseline jednake, točnije, s dvije molekule D-Alanina .

Upravo te terminalne molekule D-Alanina, nakon djelovanja enzima transpeptidaze, omogućuju stvaranje poprečnih veza između paralelnih lanaca peptidoglikana.

Točnije, transpeptidaza potječe peptidnu vezu između treće amino kiseline polisaharidnog lanca i četvrte aminokiseline paralelnog polisaharidnog lanca.

Funkcije staničnog zida

Bakterijska stanična stijenka igra vrlo važnu zaštitnu ulogu protiv bakterijske stanice, ali ne samo da je u stanju regulirati transport tvari unutar same stanice.

Stoga se može reći da su glavne funkcije stanične stijenke:

Spriječiti razgradnju bakterijskih stanica zbog osmotskog tlaka. Zapravo, vrlo često bakterije žive u hipotoničnom okolišu, to jest u okolinama u kojima su prisutne velike količine vode i koje su "razrijeđene" u odnosu na unutarnju okolinu bakterijske stanice. Ta razlika u koncentraciji uzrokuje prolazak vode iz vanjskog okruženja (manje koncentriranog) u bakterijsku stanicu (koncentriranije) u pokušaju da izjednači koncentraciju između dva okruženja. Nekontrolirani ulazak vode uzrokovao bi da bakterijska stanica nabubri sve dok se ne rasprši (osmotska liza).
Funkcija stanične stijenke je upravo otpornost na vanjski pritisak vode, čime se sprječava oticanje i bakterijska liza.
Zaštitite plazmatsku membranu i staničnu okolinu od molekula ili tvari štetnih za isti ritam.
Prilagodite unos hranjivih tvari u bakterijsku stanicu.

Sve što je do sada opisano vrijedi i za Gram-negativne stanične stijenke i za Gram-pozitivne stanične stijenke.

Međutim, budući da je svrha ovog članka da pruži indikacije o karakteristikama gram-negativnih bakterija, samo će stanična stijenka potonje biti opisana u nastavku, a ona za Gram-pozitivne neće biti razmatrana.

Gram-negativna stanična stijenka

U gram-negativnom zidu peptidna veza nastala između polisaharidnih lanaca peptidoglikana je izravna.

Gram-negativna stanična stijenka je vrlo tanka i ima debljinu od 10 nm, ali je vrlo složena, jer je peptidoglikan okružen vanjskom membranom pričvršćenom na nju.

Vanjska membrana se sastoji od unutarnjeg fosfolipidnog letka i vanjske letvice formirane od lipopolisaharida (ili LPS ).

Vanjska membrana i peptidoglikan povezani su zajedno lipoproteinima . Budući da bi prisustvo samo lipoproteina na vanjskoj membrani ometalo prolaz hidrofilnih molekula, na membrani su također prisutni i drugi specifični kompleksi proteina koji se nazivaju porini . Porini su kanali koji omogućuju prolaz malih hidrofilnih molekula.

Međutim, za transport većih molekula postoje drugi nosači proteina, nosači .

Prostor prisutan između vanjske membrane i peptidoglikana naziva se periplazma i sadrži proteine i enzime s biološkim funkcijama.

Lipopolisaharid je zamijenjen s tri različita dijela:

Unutarnji lipidni dio zvan lipid A koji ima funkcije endotoksina, stoga igra važnu ulogu u patogenosti Gram-negativa;
Središnji dio polisaharida koji se zove jezgra ;
Vanjski lanac polisaharida nazvan antigen O. Ovaj polisaharid se sastoji od jednostavnih šećera raznih vrsta, kombiniranih u blokove od tri ili pet jedinica i ponavlja nekoliko puta da bi se formirale molekule s određenim antigenskim karakteristikama tipičnim za svaku bakterijsku vrstu.

Gramna mrlja

Gramno bojenje je postupak koji je osmislio i razvio 1884. danski bakteriolog Hans Christian Gram.

Prva faza ovog postupka uključuje pripremu vrućeg razmaza (tj. Tankog filma materijala koji se analizira). Drugim riječima, uzorak bakterija koje se analiziraju stavlja se na slajd i - pomoću topline - mikroorganizmi se ubijaju i blokiraju na samom slajdu (vruća fiksacija). Nakon pripreme razmaza, možete nastaviti sa stvarnim bojanjem.

Tehnika bojenja po Gramu uključuje četiri glavne faze.

1. korak

Vruće fiksirani razmaz mora biti prekriven kristalno ljubičastom bojom (također poznatom kao encijan ljubičasta) tri minute. Na taj će način sve bakterijske stanice postati ljubičaste.

2. korak

U ovom trenutku, Lugol-ova otopina (vodena otopina joda i kalijevog jodida, definirana kao sredstvo za jetkanje kao što je sposobna da fiksira boju) je izlivena na klizač i ostavljena je da djeluje oko minutu.

Lugolova otopina je polarna i prodire u bakterijsku stanicu u kojoj se susreće s kristalnom ljubičicom kojom tvori hidrofobni kompleks.

Korak 3

Slajd se pere izbjeljivačem (obično alkoholom ili acetonom) oko dvadeset sekundi. Zatim je operite vodom da biste zaustavili djelovanje izbjeljivača.

Na kraju ove faze, Gram-pozitivne bakterijske stanice zadržat će ljubičastu boju.

S druge strane, gram-negativne stanice će biti obojane. To se događa zato što alkohol napada lipopolisaharidnu strukturu vanjske membrane ovih bakterija, čime se olakšava gubitak prethodno apsorbirane boje.

4. korak

Druga boja (obično kisela fuksin ili safranin ) se dodaje na slajd i nekoliko minuta se ostavi da djeluje.

Na kraju ove faze, stanice Gram-negativnih bakterija, prethodno obojenih, poprimaju boju u rasponu od ružičaste do crvene.

Vrste gram-negativnih bakterija

Kao i Gram-pozitivna skupina, gram-negativna skupina također uključuje brojne bakterijske vrste.

U nastavku će se ukratko ilustrirati neke od glavnih bakterija koje pripadaju ovoj skupini.

Escherichia coli

E. coli je bakterija koja je normalno prisutna u humanoj bakterijskoj flori crijeva, ali kod imunokompromitiranih osoba može izazvati oportunističke infekcije.

Zapravo, E. coli je odgovoran za oportunističke infekcije koje uzrokuju bolesti kao što su uretrocistitis, prostatitis, neonatalni meningitis, enterohemoragijski kolitis, vodeni proljev ili putnička dijareja ili sepsa.

Ovisno o vrsti infekcije koju izaziva E. coli, mogu se koristiti različite vrste antibiotika. Najčešće korišteni lijekovi su karbapenemi, neki penicilini, monobaktami, aminoglikozidi, cefalosporini ili makrolidi (kao što je klaritromicin ili azitromicin).

Bakterije koje pripadaju rodu Salmonella

Ove bakterije su odgovorne za infekcije gastrointestinalnog trakta koje mogu uzrokovati bolesti kao što su gastroenteritis, tifus (crijevna groznica) i proljev.

Za suzbijanje infekcija koje uzrokuju te bakterije obično se koriste ciprofloksacin, amoksicilin ili ceftriakson.

Klebsiella pneumoniae

K. pneumoniae odgovoran je za infekcije urinarnog trakta koje uzrokuju cistitis, prostatitis ili urethrocystis i respiratorne infekcije koje uzrokuju apscese pluća ili upalu pluća.

Cefalosporini, karbapenemi, fluorokinoloni ili neke vrste penicilina koriste se za liječenje infekcija s K. pneumoniae .

Bakterije koje pripadaju rodu Shigella

Ti mikroorganizmi su odgovorni za pojavu bolesti kao što su bacilarna dizenterija i akutni gastroenteritis.

Obično se fluorokinoloni koriste za liječenje ove vrste infekcije.

Vibrioni (ili Vibrio)

Vibrije su zakrivljene bacile, tj. Bakterije koje karakterizira oblik "zarez".

Među patogenim vibracijama za čovjeka, prisjećamo se:

Vibrio cholerae, odgovoran za nastanak kolere. Općenito, infekcije V. cholerae liječe se tetraciklinom ili fluorokinolonima.
Vibrio parahaemolyticus, odgovoran za gastroenteritis, enterokolitis, proljev i dizenterički sličan sindrom.

U slučaju infekcije s V. parahaemolyticus mogu se upotrijebiti antibiotici kao što su fluorokinoloni ili tetraciklini. U nekim slučajevima može se izbjeći antibiotska terapija i provesti simptomatsko liječenje.

Bakterije koje pripadaju rodu Yersinia

Bakterije roda Yersinia su bakterije, tj. Bakterije su karakteristične po cilindričnom obliku.

Od patogena Yersinia za ljude, prisjećamo se:

Yersinia enterocolitica, odgovorna za nastanak gastrointestinalnih infekcija koje uzrokuju bolesti poput akutnog gastroenteritisa ili mezenteričnog adenitisa. Infekcije Y. enterocolitice obično se liječe antibioticima kao što su fluorokinoloni, sulfonamidi ili aminoglikozidi.
Yersinia pestis, odgovorna za početak bubonske kuge. Infekcije koje uzrokuje Y. pestis mogu se liječiti aminoglikozidima, kloramfenikolom ili fluorokinolonima.

Campylobacter jejuni

C. jejuni je spiralni bacil koji je odgovoran za pojavu akutnog enteritisa i proljeva.

Infekcije koje uzrokuje mogu se liječiti makrolidima (kao što je, na primjer, eritromicin) ili s fluorokinolonima.

Helicobacter pylori

H. pylori je zakrivljeni bacil odgovoran za nastanak gastrointestinalnih bolesti kao što su kronični aktivni gastritis i peptički ulkus.

Tretman za iskorjenjivanje Helicobacter pylori uključuje korištenje tri različite vrste lijekova:

Koloidni bizmut, citoprotektiv koji se koristi za sprječavanje adhezije Helicobacter pylori na želučanu sluznicu;
Omeprazol ili drugi inhibitor protonske pumpe kako bi se smanjila sekrecija kiseline u želucu;
Amoksicilin i / ili klaritromicin, tetraciklin ili metronidazol (antibiotski lijekovi za ubijanje bakterijskih stanica).

Haemophilus influenzae

H. influenzae je gram-negativna bakterija odgovorna za infekcije respiratornog trakta i živčanog sustava koje mogu uzrokovati akutni upala uha, epiglotitis, sinusitis, bronhitis, upalu pluća ili akutni bakterijski meningitis.

Antibiotici koji se uobičajeno koriste za liječenje infekcija H. influenzae su cefalosporini, penicilini ili sulfa lijekovi.