всеобщност
Грам-положителните са бактерии, които - както може да се заключи от собственото им име - са положителни за оцветяване по Грам, като запазват пурпурно оцветяване след като са били подложени на този лабораторен анализ.
Бактериална клетъчна стена
Бактериалната клетъчна стена може да се дефинира като вид твърд "контейнер", който обхваща бактериалната клетка, като му придава определена сила и кондиционира нейната форма.
Основният компонент на клетъчната стена е пептидогликан (иначе известен като бактериален мукопептид или муреин ).
Пептидогликанът е полимер, състоящ се от дълги линейни полизахаридни вериги, свързани заедно чрез омрежване между аминокиселинни остатъци.
Полизахаридните вериги са съставени от повторение на дизахарид, състоящ се от два монозахарида, N-ацетилглюкозамин (или NAG ) и N-ацетилмураминова киселина (или NAM ), свързани заедно с р-1-тип гликозидни връзки 6.
Дизахаридите след това са свързани един с друг с р-1, 4-тип гликозидни връзки.
Свързана с всяка NAM молекула намираме пентапептид (който е "опашка" от пет аминокиселини), който завършва с две равни аминокиселини, по-специално с две D-аланинови молекули.
Именно тези D-аланинови терминали, които след действие на ензимната транспептидаза позволяват образуването на напречни връзки в пептидогликана.
По-точно, транспептидазата създава пептидна връзка между третата аминокиселина на полизахаридната верига и четвъртата аминокиселина на паралелната полизахаридна верига.
Функции
Клетъчната стена има не само защитна роля срещу бактериалната клетка, но също така регулира транспорта на веществата в него.
Следователно, може да се каже, че основните функции на клетъчната стена са:
- Предотвратете разрушаването на бактериалните клетки от ефекта на осмотичното налягане. Всъщност, много често бактериите живеят в хипотонични среди, т.е. в среда, където има големи количества вода и които са "по-разредени" от вътрешната среда на бактериалната клетка. Тази разлика в концентрацията кара водата да изтича от външната (по-малко концентрирана) среда в (по-концентрирана) бактериална клетка в опит да съчетае концентрацията между двете среди. Неконтролираното проникване на вода би накарало бактериалната клетка да набъбне до избухване (осмотичен лизис).
Функцията на клетъчната стена е точно тази на съпротивлението на външното налягане на водата, като по този начин се предотвратява подуване на бактериите и лизис.
- Защитете плазмената мембрана и клетъчната среда от молекули или вещества, вредни за един и същи ритъм.
- Регулирайте постъпването на хранителни вещества в бактериалната клетка.
Всичко, което беше описано досега, се намира както в грам-положителните, така и в грам-отрицателните стени.
Въпреки това, тъй като целта на тази статия е да изясни особеностите на грам-положителните бактерии, само характеристиките на клетъчната стена на последната ще бъдат описани по-долу и грам-отрицателната стена няма да бъде взета под внимание.
Грам-положителна клетъчна стена
В грам-положителната стена пептидната връзка между полизахаридните вериги на пептидогликана се образува през пентаглицинов мост, т.е. мост, състоящ се от пет молекули глицин (аминокиселина).
Клетъчната стена на Грам-положителна е еднаква и относително дебела (20-80 nm). Състои се от няколко слоя пептидогликан, които се пресичат с теоевите киселини (полимери на алкохоли и фосфати).
Грам-положителната стена е много полярна и позволява проникването на хидрофилни молекули (такива като онези, използвани в оцветяването по Грам, които ще бъдат описани по-долу), но не и на хидрофобни съединения.
Оцветяване с грам
Оцветяването по грам е процедура, разработена и разработена през 1884 г. от датски бактериолог, Hans Christian Gram.
Първият етап от този процес включва приготвянето на намазка (т.е. тънък филм от материала, който ще се анализира), фиксиран горещо. С други думи, проба от бактериите, които трябва да бъдат анализирани, се поставя на пързалка и чрез използването на топлина микроорганизмите се убиват и се забиват в самия слайд (гореща фиксация). След приготвянето на размазването може да продължите с действителното оцветяване.
Техниката на оцветяване по Грам се състои от четири основни фази.
Фаза 1
Горещо размазаната лента трябва да се покрие с кристално-виолетовата боя (известна още като тинтява виолетова) в продължение на три минути. При това всички бактериални клетки ще станат пурпурни.
Фаза 2
В този момент, разтворът на Лугол (воден разтвор на йод и калиев йодид, дефиниран като разслояване, тъй като той може да фиксира цвета) се излива върху слайда и се оставя да действа за около минута.
Разтворът Лугол е полярен и влиза в бактериалната клетка, където се среща с кристалната виолетка, с която образува хидрофобен комплекс.
Тъй като клетъчната стена на Грам-положителното е полярна, хидрофобният кристално-виолетово-йоден комплекс не може да го пресече и по този начин остава заключен в самата бактериална клетка.
Фаза 3
Плъзгачът се измива с белина (обикновено алкохол или ацетон) за около двадесет секунди. След това измийте с вода, за да спрете избелването.
В края на тази фаза клетките на Грам-положителните бактерии ще запазят лилавия цвят.
Грам-отрицателните клетки, от друга страна, ще бъдат избелени. Това е така, защото алкохолът атакува липополизахаридната структура на външната мембрана, типична за Грам-отрицателна и липсва в Грам-положителна, като по този начин улеснява загубата на преди абсорбираното багрило.
Фаза 4
Към слайда се добавя втора боя (обикновено фуксинова киселина или сафранин ) и се оставя да действа за няколко минути.
В края на тази фаза клетките на Грам-отрицателни бактерии, които са претърпели промяна в предишната фаза, ще приемат цвят, който варира от розово до червено.
Видове Грам-положителни бактерии
Голямата група от грам-положителни включва много бактериални видове.
По-долу ще бъдат изброени някои от бактериите, принадлежащи към тази голяма категория.
Стафилококи (или стафилококи)
Стафилококите са коки (т.е. сферични бактерии), принадлежащи към семейството Staphylococcaceae . Стафилококите растат, като се поставят в клъстери.
Сред различните видове патогенни стафилококи си спомняме:
- Staphylococcus aureus, отговорен за различни инфекции на пикочно-половата система, на снежната система, на кожата, костите, ставите, сърдечно-съдовата система, дихателните пътища и окото. Освен това, това бие също е отговорно за опортюнистични инфекции, свързани с нарушена имунна система на гостоприемника, нозокомиални опортюнистични инфекции (т.е. инфекции, заразени в здравните заведения) и хранителни токсини.
- Staphylococcus epidermidis, отговорен за сърдечносъдови инфекции, опортюнистични инфекции, свързани с нарушена имунна система на гостоприемника и нозокомиални опортюнистични инфекции.
- Staphylococcus saprophyticus, отговорен за инфекции на пикочните пътища.
Обикновено срещу този тип бактерии се използват антибиотици като пеницилини, ванкомицин, даптомицин, цефалоспорини или флуорохинолони.
Стрептококи (или стрептококи)
Стрептококите са кокосови орехи, които растат по двойки или образуват вериги. Стрептококите са способни да произвеждат токсини, способни да унищожават червените кръвни клетки, т.е. те са снабдени с хемолитична активност.
Стрептококите могат да се разделят последователно в зависимост от степента на хемолиза, която те предизвикват. Следователно е възможно да се разграничат:
- Алфа-хемолитични (или α-хемолитични) стрептококи, които причиняват частична хемолиза;
- Бета-хемолитични (или β-хемолитични) стрептококи, които причиняват тотална хемолиза;
- Гама-хемолитични (или у-хемолитични) стрептококи, които не причиняват хемолиза.
Сред патогенните стрептококи помним:
- Streptococcus pyogenes, отговорен за инфекции на дихателните пътища, кожата, костите, ставите, сърдечно-съдовата система, храносмилателните жлези и перитонеалната кухина. Освен това, той е отговорен и за опортюнистични инфекции при гостоприемници с нарушена имунна система.
- Streptococcus agalactiae, отговорен за инфекции на плода и новороденото, на инфекции на нервната система и на дихателните пътища.
- Streptococcus pneumoniae, отговорен за инфекции на дихателните пътища, нервната система, сърдечно-съдовата система, храносмилателните жлези, перитонеалната кухина и опортюнистичните инфекции, свързани с увреждане на имунната система на гостоприемника.
Обикновено срещу стрептококите се използват бета-лактамни и макролидни антибиотици.
Clostridia (или Clostridium)
Клостридиите са бацили (т.е. цилиндрични бактерии), които при неблагоприятни условия на околната среда могат да генерират спори, за да оцелеят.
Сред различните съществуващи патогенни клостридии, ние си спомняме:
- Clostridium difficile, това бие може да бъде част от нормалната човешка бактериална флора и е отговорно за опортюнистични инфекции на стомашно-чревния тракт. Той е основната причина за псевдомембранозен колит, който може да възникне при пациенти, лекувани дълго време и при високи дози с различни видове антибиотични лекарства. Инфекциите на Clostridium difficile обикновено използват антибиотици като метронидазол, хлорамфеникол, ванкомицин или еритромицин.
- Clostridium tetani, отговорен за тетанус (или спастична парализа). По принцип срещу този бийт се използват метронидазол или бензилпеницилин. Налична е и ваксина за предотвратяване на инфекция.
- Clostridium botulinum, отговорен за ботулизъм (или отпусната парализа).
Corinebacteria (или Corynebacterium)
Коринебактериите са бацили, принадлежащи към семейство Corynenacteriaceae .
Сред многобройните експонати на този род си спомняме Corynebacterium diphteriae, отговорен за кожната дифтерия и дихателната дифтерия.
Антибиотиците, които обикновено се използват за лечение на дифтерия, са пеницилини, цефалоспорини, клиндамицин и еритромицин.
Налична е и ваксина за предотвратяване на инфекция.
Други грам-положителни
Други Грам-положителни бактерии са:
- Bacillus anthracis (известен като антракс), отговорен за появата на кожни, белодробни и стомашно-чревни карбункули;
- Listeria monocytogenes, бацил, отговорен за появата на менингит, енцефалит, менингоенцефалит и мозъчен абсцес;
- Enterococcus faecium и Enterococcus faecalis, два кока, които обичайно обитават човешката чревна бактериална флора, но могат да бъдат отговорни за вътреболничните опортюнистични инфекции на пикочните пътища, септицемията или ендокардита.
