всеобщность
Грамположительные бактерии, как можно заключить из их собственного названия, являются положительными для окраски по Граму, сохраняя фиолетовый цвет после проведения такого лабораторного анализа.
Бактериальная клеточная стенка
Бактериальная клеточная стенка может быть определена как своего рода жесткий «контейнер», который охватывает бактериальную клетку, придавая ей определенную прочность и обуславливая ее форму.
Основным компонентом клеточной стенки является пептидогликан (иначе известный как бактериальный или мукопептид муреина ).
Пептидогликан представляет собой полимер, состоящий из длинных линейных полисахаридных цепей, соединенных поперечными связями между аминокислотными остатками.
Полисахаридные цепи состоят из повторения дисахарида, состоящего по очереди из двух моносахаридов, N-ацетилглюкозамина (или NAG ) и N-ацетилмураминовой кислоты (или NAM ), связанных вместе гликозидными связями типа β-1., 6.
Затем дисахариды связывают друг с другом гликозидными связями типа β-1, 4.
Связанный с каждой молекулой NAM, мы находим пентапептид (то есть «хвост» из пяти аминокислот), который заканчивается двумя равными аминокислотами, в частности, двумя молекулами D-аланина .
Именно эти концевые D-аланины, которые под действием фермента транспептидазы, позволяют образовывать поперечные связи внутри пептидогликана.
Точнее, транспептидаза возникает из пептидной связи между третьей аминокислотой полисахаридной цепи и четвертой аминокислотой параллельной полисахаридной цепи.
функции
Клеточная стенка не только играет защитную роль против бактериальной клетки, но также регулирует транспорт веществ в ней.
Следовательно, можно утверждать, что основными функциями клеточной стенки являются:
- Предотвратить распад бактериальных клеток из-за осмотического давления. На самом деле, очень часто бактерии живут в гипотонических средах, то есть в средах, в которых присутствует большое количество воды и которые «более разбавлены», чем внутренняя среда бактериальной клетки. Эта разница в концентрации заставляет воду переходить из внешней среды (менее концентрированной) в бактериальную клетку (более концентрированную) в попытке выровнять концентрацию между двумя средами. Неконтролируемое попадание воды может привести к набуханию бактериальной клетки до ее взрыва (осмотический лизис).
Функция клеточной стенки состоит в том, чтобы точно противостоять внешнему давлению воды, таким образом предотвращая отек и бактериальный лизис.
- Защищайте плазматическую мембрану и клеточную среду от молекул или веществ, вредных для одного и того же удара.
- Отрегулируйте поступление питательных веществ в бактериальную клетку.
Все описанное до сих пор можно найти как в грамположительных, так и в грамотрицательных стенах.
Однако, поскольку целью данной статьи является выяснение особенностей грамположительных бактерий, только характеристики клеточной стенки последних будут описаны ниже, а грамотрицательная стенка рассматриваться не будет.
Грамположительная клеточная стенка
В грамположительной стенке пептидная связь между полисахаридными цепями пептидогликана образуется через пентаглициновый мостик, то есть мостик, состоящий из пяти молекул глицина (аминокислота).
Грамположительная клеточная стенка является однородной и относительно толстой (20-80 нм). Он состоит из нескольких слоев пептидогликана, которые пересекаются тейкойовыми кислотами (полимерами спиртов и фосфатов).
Грамположительная стенка является очень полярной и позволяет проникать гидрофильным молекулам (таким как те, которые используются в окрашивании по Граму, которые будут описаны ниже), но не гидрофобным соединениям.
Грамное пятно
Окрашивание по Граму - это процедура, задуманная и разработанная в 1884 году датским бактериологом Гансом Кристианом Грамом.
Первая стадия этой процедуры включает приготовление горячего мазка (то есть тонкой пленки анализируемого материала). Другими словами, образец анализируемых бактерий помещается на предметное стекло и - благодаря нагреванию - микроорганизмы уничтожаются и блокируются на самом предметном стекле (горячая фиксация). После подготовки мазка вы можете приступить к реальной окраске.
Техника окрашивания по Граму включает четыре основных этапа.
Шаг 1
Мазок с горячей фиксацией должен быть покрыт кристаллическим фиолетовым красителем (также известным как горечавка) на три минуты. Таким образом, все бактериальные клетки станут фиолетовыми.
Шаг 2
В этот момент раствор Люголя (водный раствор йода и йодида калия, определяемый как травильный агент, поскольку он способен фиксировать цвет) выливается на предметное стекло, и его оставляют действовать в течение приблизительно минуты.
Раствор Люголя является полярным и проникает в бактериальную клетку, где он встречает кристаллический фиолетовый, с которым он образует гидрофобный комплекс.
Поскольку грамположительная клеточная стенка является полярной, гидрофобный комплекс кристалл-йод не может пересечь ее, оставаясь блокированным внутри самой бактериальной клетки.
Шаг 3
Предметное стекло промывают отбеливателем (обычно спиртом или ацетоном) в течение примерно двадцати секунд. Затем промойте его водой, чтобы остановить действие отбеливателя.
В конце этой фазы клетки грамположительных бактерий сохранят фиолетовый цвет.
Грамотрицательные клетки, с другой стороны, будут обесцвечены. Это происходит потому, что алкоголь воздействует на липополисахаридную структуру внешней мембраны, типичную для грамотрицательных и отсутствует на грамположительных, тем самым способствуя потере ранее поглощенного красителя.
Шаг 4
Второй краситель (обычно кислотный фуксин или сафранин ) добавляют к предметному стеклу и оставляют на действие пару минут.
В конце этой фазы клетки грамотрицательных бактерий, которые подверглись обесцвечиванию в предыдущей фазе, приобретут цвет от розового до красного.
Типы грамположительных бактерий
Большая грамположительная группа включает много видов бактерий.
Ниже будут кратко перечислены некоторые бактерии, относящиеся к этой великой категории.
Стафилококки (или стафилококки)
Стафилококки - это кокки (то есть сферические бактерии), принадлежащие к семейству Staphylococcaceae . Стафилококки растут в кластерах.
Среди различных типов патогенных стафилококков мы напоминаем:
- Staphylococcus aureus, ответственный за различные инфекции мочеполовых путей, снеговой системы, кожи, костей, суставов, сердечно-сосудистой системы, дыхательных путей и глаз. Кроме того, эти бактерии также ответственны за оппортунистические инфекции, связанные с нарушением иммунной системы хозяина, внутрибольничными оппортунистическими инфекциями (то есть инфекциями, заключенными в медицинских учреждениях) и болезнями пищевого происхождения.
- Staphylococcus epidermidis, ответственный за инфекции сердечно-сосудистой системы, оппортунистические инфекции, связанные с нарушением иммунной системы хозяина и внутрибольничные оппортунистические инфекции.
- Staphylococcus saprophyticus, ответственный за инфекции мочевыводящих путей.
Как правило, антибиотики используются против бактерий этого типа, таких как пенициллины, ванкомицин, даптомицин, цефалоспорины или фторхинолоны.
Стрептококки (или стрептококки)
Стрептококки - это кокки, которые растут парами или образуют цепочки. Стрептококки способны продуцировать токсины, способные разрушать эритроциты, т.е. они обладают гемолитической активностью.
Стрептококки, в свою очередь, можно подразделить в зависимости от степени гемолиза, который они вызывают. Поэтому мы можем различить:
- Альфа-гемолитические (или α-гемолитические) стрептококки, которые вызывают частичный гемолиз;
- Бета-гемолитические (или β-гемолитические) стрептококки, которые вызывают тотальный гемолиз;
- Гамма-гемолитические (или γ-гемолитические) стрептококки, которые не вызывают гемолиз.
Среди патогенных стрептококков мы напоминаем:
- Streptococcus pyogenes, ответственный за инфекции дыхательных путей, кожи, костей, суставов, сердечно-сосудистой системы, пищеварительных желез и брюшной полости. Кроме того, он также ответственен за оппортунистические инфекции у гостей с ослабленной иммунной системой.
- Streptococcus agalactiae, ответственный за инфекции у плода и новорожденного, инфекции нервной системы и дыхательных путей.
- Streptococcus pneumoniae, ответственный за инфекции дыхательных путей, нервной системы, сердечно-сосудистой системы, пищеварительных желез, брюшной полости и оппортунистических инфекций, связанных с нарушением иммунной системы хозяина.
Обычно бета-лактамные и макролидные антибиотики используются против стрептококков.
Клостридий (или Clostridium)
Клостридии - это бациллы (то есть цилиндрические бактерии), которые в неблагоприятных условиях окружающей среды способны генерировать споры для выживания.
Среди различных существующих патогенных клостридий мы напоминаем:
- Clostridium difficile, эти бактерии могут быть частью нормальной бактериальной флоры человека и ответственны за оппортунистические инфекции желудочно-кишечного тракта. Это является основной причиной псевдомембранозного колита, который может возникать у пациентов, длительно лечившихся и в высоких дозах с различными типами антибиотиков. Антибиотики, такие как метронидазол, хлорамфеникол, ванкомицин или эритромицин, обычно используются против инфекций Clostridium difficile .
- Clostridium tetani, ответственный за столбняк (или спастический паралич). Как правило, против этой бактерии используются метронидазол или бензилпенициллин. Вакцина также доступна для предотвращения инфекции.
- Clostridium botulinum, ответственный за ботулизм (или вялый паралич).
Коринебактерии (или коринебактерии)
Хоринебактерии - это бациллы, принадлежащие к семейству Corynenacteriaceae .
Среди многочисленных представителей этого рода мы напоминаем Corynebacterium diphteriae, ответственный за кожную дифтерию и респираторную дифтерию.
Антибиотиками, обычно используемыми для лечения дифтерии, являются пенициллины, цефалоспорины, клиндамицин и эритромицин.
Вакцина также доступна для предотвращения инфекции.
Другие грамположительные
Другие грамположительные бактерии:
- Bacillus anthracis (известный как сибирская язва), ответственный за возникновение кожной, легочной и желудочно-кишечной сибирской язвы;
- Listeria monocytogenes, бацилла, ответственная за возникновение менингита, энцефалита, менингоэнцефалита и абсцессов мозга;
- Enterococcus faecium и Enterococcus faecalis, два кокка, которые обычно населяют кишечную бактериальную флору человека, но могут быть причиной внутрибольничных оппортунистических инфекций мочевыводящих путей, сепсиса или эндокардита.
