Gram-Negative - Grambakterier -

Introduktion

Gram-negativer er bakterier, der - efter at have været udsat for Gram-farvningsteknikken - tager en farve fra rosa til rødt.

Gramfarvning er en metode, der anvendes til at klassificere bakterier i overensstemmelse med deres cellevægs egenskaber. Hængende til den samme gruppe - gramnegativ eller positiv - betyder ikke, at der er et fylogenetisk forhold mellem de forskellige bakteriearter i denne gruppe.

Bakteriel cellevæg

Den bakterielle cellevæg kan defineres som en stiv struktur, der omslutter bakteriekellen, hvilket giver en vis robusthed og konditionerer sin form.

Det grundlæggende element, der udgør bakteriecellevæggen, er peptidoglycan (ellers kendt som bakterielt eller murein-mucopeptid ).

Peptidoglycan er en polymer bestående af lange lineære polysaccharidkæder, sammenføjet ved tværbindinger mellem aminosyrerester.

Polysaccharidkæderne er sammensat ved gentagelse af et disaccharid, der består af to monosaccharider: N-acetylglucosamin (eller NAG ) og N-acetylmuraminsyre (eller NAM ), der er forbundet sammen med β-1-type glycosidbindinger, 6.

Disacchariderne bindes derefter til hinanden med β-1, 4-type glycosidbindinger.

Forbundet til hvert molekyle af NAM finder vi en "hale" på fem aminosyrer (et pentapeptid ), der slutter med to aminosyrer, mere præcist med to molekyler D-Alanin .

Det er disse terminale D-Alanin-molekyler, der - efter virkningen af enzymetranspeptidasen - tillader dannelsen af tværbindinger mellem peptidoglycanens parallelle kæder.

Mere specifikt opstår transpeptidasen en peptidbinding mellem den tredje aminosyre i en polysaccharidkæde og den fjerde aminosyre i den parallelle polysaccharidkæde.

Cellevægsfunktioner

Bakteriecellevæggen spiller en meget vigtig beskyttende rolle mod bakteriecellen, men det er ikke kun muligt at regulere transporten af stoffer inden i cellen selv.

Derfor kan det siges, at cellevæggenes hovedfunktioner er:

Forebyggelse af nedbrydning af bakterieceller på grund af osmotisk tryk. Faktisk lever meget bakterier i hypotoniske omgivelser, det vil sige i miljøer, hvor der er store mængder vand, og som er "mere fortyndede" end bakteriecellens indre miljø. Denne forskel i koncentrationen får vandet til at passere fra det eksterne miljø (mindre koncentreret) ind i bakteriecellen (mere koncentreret) i et forsøg på at udligne koncentrationen mellem de to miljøer. Den ukontrollerede indtrængning af vand ville medføre, at bakteriecellen svulmer, indtil den bryder (osmotisk lysis).
Funktionen af cellevæggen er netop at modstå det ydre tryk i vandet, hvilket forhindrer hævelse og bakteriel lysering.
Beskyt plasmamembranen og det cellulære miljø fra molekyler eller stoffer, der er skadelige for det samme slag.
Juster indtræden af næringsstoffer i bakteriecellen.

Alt, hvad der indtil videre er beskrevet, er gyldigt både for den gramnegative cellevæg og for den gram-positive cellevæg.

Men da formålet med denne artikel er at tilvejebringe indikationer på karakteristika for gramnegative bakterier, vil kun den sidstnævnte cellevæg blive beskrevet nedenfor, og den for Gram-positive vil ikke blive overvejet.

Gram-negativ cellevæg

I den Gram-negative væg er peptidbindingen dannet mellem polysaccharidkæderne i peptidoglycanen direkte.

Den gramnegative cellevæg er meget tynd og har en tykkelse på 10 nm, men det er ret kompleks, da peptidoglycanen er omgivet af en ydre membran forankret i den.

Den ydre membran består af en indre fosfolipidfolie og en ydre folder fremstillet af lipopolysaccharid (eller LPS ).

Den ydre membran og peptidoglycan forbindes sammen gennem lipoproteiner . Da tilstedeværelsen af kun lipoproteiner på den ydre membran vil hindre passage af hydrofile molekyler, er andre særlige proteinkomplekser, der kaldes poriner, også til stede på membranen. Poriner er kanaler, der tillader passage af små hydrofile molekyler.

Til transport af større molekyler er der imidlertid andre bærerproteiner, bærerne .

Rummet mellem den ydre membran og peptidoglycan kaldes periplasma og indeholder proteiner og enzymer med biologiske funktioner.

Lipopolysaccharid erstattes af tre forskellige dele:

En intern lipidisk del kaldet lipid A, som har endotoksinfunktioner, spiller derfor en vigtig rolle i Gram-negativets patogenicitet;
En central polysaccharid-del kaldet kerne ;
En ekstern polysaccharidkæde kaldet antigenet O. Dette polysaccharid består af enkle sukkerarter af forskellige slags kombineret i blokke med tre eller fem enheder og gentages flere gange for at danne molekyler med visse antigeniske karakteristika, der er typiske for hver bakterieart.

Gram plet

Gramfarvning er en procedure udarbejdet og udviklet i 1884 af den danske bakteriolog Hans Christian Gram.

Den første fase af denne procedure involverer fremstilling af et varmt smear (dvs. en tynd film af det materiale, der skal analyseres). Med andre ord er en prøve af de bakterier, der skal analyseres, anbragt på et dias, og ved hjælp af varme dræbes mikroorganismerne og blokeres på selve diaset (hot fixation). Efter forberedelsen af smeden kan du fortsætte med den faktiske farve.

Gramfarvningsteknikken omfatter fire hovedfaser.

Trin 1

Det hot-fix smear skal dækkes med krystal violet farvestof (også kendt som gentian violet) i tre minutter. På denne måde bliver alle bakteriecellerne lilla.

Trin 2

På dette tidspunkt hældes Lugols opløsning (en vandig opløsning af iod og kaliumiodid, defineret som et ætsemiddel, da det er i stand til at fikse farven) hældes på glideren, og det får lov til at virke i ca. et minut.

Lugols opløsning er polær og trænger ind i bakteriecellen, hvor den møder krystalviolen, med hvilken den danner et hydrofobt kompleks.

Trin 3

Glideren vaskes med en blegemiddel (normalt alkohol eller acetone) i ca. 20 sekunder. Vask derefter det med vand for at stoppe blegens virkning.

Ved afslutningen af denne fase vil de gram-positive bakterieceller have bevaret den lilla farve.

Gram-negative celler vil derimod blive misfarvet. Dette sker fordi alkoholen angriber lipopolysaccharidstrukturen af den ydre membran af disse bakterier, hvilket letter tabet af det tidligere absorberede farvestof.

Trin 4

Et andet farvestof (sædvanligvis sur fuchsin eller safranin ) tilsættes til diaset, og et par minutter efterlades at virke.

Ved afslutningen af denne fase vil cellerne af Gram-negative bakterier, der tidligere er misfarvet, tage en farve, der spænder fra pink til rød.

Typer af gramnegative bakterier

Ligesom den Gram-positive gruppe omfatter den Gram-negative gruppe også talrige bakteriearter.

I det følgende vil nogle af de vigtigste bakterier, der tilhører denne gruppe, blive kort illustreret.

Escherichia coli

E. coli er en bakterie, der normalt forekommer i humant tarmbakteriel flora, men hos immunkompromitterede personer kan det give anledning til opportunistiske infektioner.

Faktisk er E. coli ansvarlig for opportunistiske infektioner, der forårsager sygdomme som urethrocystit, prostatitis, neonatal meningitis, enterohemorragisk colitis, vandig diarré eller rejsende diarré eller sepsis.

Afhængigt af den type infektion, som E. coli udløser, kan forskellige typer antibiotika anvendes. De mest anvendte stoffer er carbapenemer, nogle penicilliner, monobactamer, aminoglycosider, cephalosporiner eller makrolider (såsom clarithromycin eller azithromycin).

Bakterier tilhørende slægten Salmonella

Disse bakterier er ansvarlige for infektioner i mave-tarmkanalen, der kan forårsage sygdomme som gastroenteritis, tyfus (enterisk feber) og diarré.

For at bekæmpe infektioner forårsaget af disse bakterier, anvendes ciprofloxacin, amoxicillin eller ceftriaxon normalt.

Klebsiella pneumoniae

K. pneumoniae er ansvarlig for genito-urinvejsinfektioner, der forårsager cystitis, prostatitis eller urethrocystis og respiratoriske infektioner, der forårsager lungeabcesser eller lungebetændelse.

Cephalosporiner, carbapenemer, fluorquinoloner eller nogle typer penicilliner anvendes til at behandle infektioner med K. pneumoniae .

Bakterier tilhørende slægten Shigella

Disse mikroorganismer er ansvarlige for udbrud af sygdomme som bacillær dysenteri og akut gastroenteritis.

Normalt anvendes fluoroquinoloner til behandling af denne type infektion.

Vibrioni (eller Vibrio)

Vibrios er buede baciller, det vil sige bakterier, der er karakteriseret ved en "komma" form.

Blandt de patogene vibes for mennesket husker vi:

Vibrio cholerae, ansvarlig for indtræden af kolera. I almindelighed behandles V. cholerae- infektioner med tetracyclin eller fluorquinoloner.
Vibrio parahaemolyticus, ansvarlig for gastroenteritis, enterocolitis, diarré og dysenterisk-lignende syndrom.

I tilfælde af infektion med V. parahaemolyticus- antibiotika, såsom fluorquinoloner eller tetracycliner, kan anvendes. I nogle tilfælde kan antibiotikabehandling undgås, og der kan udføres en symptomatisk behandling.

Bakterier tilhørende slægten Yersinia

Bakterierne i slægten Yersinia er baciller, det vil sige, at de er bakterier præget af en cylindrisk form.

Blandt yersiniapatogenerne for mennesker minder vi om:

Yersinia enterocolitica, der er ansvarlig for indtræden af gastrointestinale infektioner, der forårsager sygdomme som akut gastroenteritis eller mesenterisk adenitis. Y. enterocolitica infektioner behandles sædvanligvis med antibiotika, såsom fluoroquinoloner, sulfonamider eller aminoglycosider.
Yersinia pestis, ansvarlig for begyndelsen af bubonic pest. Infektioner forårsaget af Y. pestis kan behandles med aminoglycosider, chloramphenicol eller fluoroquinoloner.

Campylobacter jejuni

C. jejuni er en spiralformet bacillus ansvarlig for indtræden af akut enteritis og diarré.

De infektioner, han forårsager, kan behandles med makrolider (som for eksempel erythromycin) eller med fluorquinoloner.

Helicobacter pylori

H. pylori er en buet bacillus ansvarlig for indtræden af gastrointestinale sygdomme som kronisk aktiv gastrit og mavesår.

Behandlingen af udryddelsen af Helicobacter pylori indebærer anvendelse af tre forskellige typer stoffer:

Kolloidal vismut, et cytobeskyttende middel, der anvendes til at forhindre adhæsion af Helicobacter pylori til maveslimhinden
Omeprazol eller en anden protonpumpehæmmer for at reducere syresekretionen af maven;
Amoxicillin og / eller clarithromycin, tetracyclin eller metronidazol (antibiotika til at dræbe bakterieceller).

Haemophilus influenzae

H. influenzae er en gramnegativ bakterie, der er ansvarlig for luftvejene og nervesystemet infektioner, der kan forårsage akut otitis, epiglottitis, bihulebetændelse, bronkitis, lungebetændelse eller akut bakteriel meningitis.

De antibiotika, der almindeligvis anvendes til behandling af H. influenzae- infektioner, er cephalosporiner, penicilliner eller sulfa-lægemidler.