všeobecnosť
Gram-pozitívne baktérie sú - ako sa dá odvodiť z ich vlastného mena - pozitívne na farbenie Gramom, pričom si ponechali purpurovú farbu po tom, čo boli podrobené takejto laboratórnej analýze.
Bakteriálna bunková stena
Stena bakteriálnej bunky môže byť definovaná ako druh tuhej "nádoby", ktorá uzatvára bakteriálnu bunku, čo jej dáva určitú robustnosť a kondicionovanie jej tvaru.
Základnou zložkou bunkovej steny je peptidoglykán (inak známy ako bakteriálny alebo mureínový mukopeptid ).
Peptidoglykán je polymér pozostávajúci z dlhých lineárnych polysacharidových reťazcov, ktoré sú navzájom spojené krížovými väzbami medzi aminokyselinovými zvyškami.
Polysacharidové reťazce sú zložené z opakovania disacharidu, pozostávajúceho z dvoch monosacharidov, N-acetylglukozamínu (alebo NAG ) a kyseliny N-acetylmurámovej (alebo NAM ), viazaných spolu glykozidovými väzbami typu p-1., 6.
Disacharidy sú potom navzájom spojené glykozidovými väzbami p-1, 4 typu.
Na každú molekulu NAM sa nachádza pentapeptid (tj "chvost" piatich aminokyselín), ktorý končí dvomi rovnakými aminokyselinami, najmä dvoma molekulami D-alanínu .
Práve tieto terminálne D-alaníny, ktoré po pôsobení enzýmu transpeptidázy umožňujú tvorbu krížových väzieb v rámci peptidoglykánu.
Presnejšie, transpeptidáza pochádza z peptidovej väzby medzi treťou aminokyselinou polysacharidového reťazca a štvrtou aminokyselinou paralelného polysacharidového reťazca.
funkcie
Bunková stena zohráva nielen ochrannú úlohu proti bakteriálnej bunke, ale tiež reguluje transport látok v nej.
Preto možno konštatovať, že hlavné funkcie bunkovej steny sú:
- Zabrániť rozpadu bakteriálnych buniek v dôsledku osmotického tlaku. V skutočnosti, veľmi často, baktérie žijú v hypotonickom prostredí, to je v prostrediach, v ktorých sú prítomné veľké množstvá vody a ktoré sú "viac zriedené" ako vnútorné prostredie bakteriálnej bunky. Tento rozdiel v koncentrácii spôsobuje, že voda prechádza z vonkajšieho prostredia (menej koncentrovaného) do bakteriálnej bunky (koncentrovanejšia) v snahe vyrovnať koncentráciu medzi týmito dvoma prostrediami. Nekontrolovaný vstup vody by spôsobil, že bakteriálna bunka napučia, až praskne (osmotická lýza).
Funkciou bunkovej steny je presne odolať vonkajšiemu tlaku vody, čím sa zabráni opuchu a lýze baktérií.
- Chráňte plazmatickú membránu a bunkové prostredie pred molekulami alebo látkami škodlivými v rovnakom rytme.
- Upravte vstup živín do bakteriálnej bunky.
Všetko, čo bolo doteraz opísané, možno nájsť v Gram-pozitívnom aj Gram-negatívnom múre.
Avšak, pretože účelom tohto článku je objasniť zvláštnosti grampozitívnych baktérií, nižšie budú opísané iba charakteristiky bunkovej steny týchto baktérií a Gram-negatívna stena nebude uvažovaná.
Gram-pozitívna bunková stena
V Gram-pozitívnej stene sa peptidová väzba medzi polysacharidovými reťazcami peptidoglykánu vytvára prostredníctvom pentaglycínového mostíka, čo je mostík pozostávajúci z piatich glycínových molekúl (aminokyseliny).
Gram-pozitívna bunková stena je rovnomerná a relatívne hrubá (20-80 nm). Skladá sa z niekoľkých vrstiev peptidoglykánu, ktoré sú pretínané kyselinami teikovej (polyméry alkoholov a fosfátov).
Gram-pozitívna stena je veľmi polárna a umožňuje prenikanie hydrofilných molekúl (ako sú tie, ktoré sa používajú v Gramovom farbení, ktoré bude opísané nižšie), ale nie hydrofóbnych zlúčenín.
Gramovo farbenie
Gramovo farbenie je postup, ktorý bol vyvinutý a vyvinutý v roku 1884 dánskym bakteriológom Hansom Christianom Gramom.
Prvá fáza tohto postupu zahŕňa prípravu horúceho náteru (tj tenký film analyzovaného materiálu). Inými slovami, vzorka analyzovaných baktérií sa umiestni na sklíčko a pomocou tepla sa mikroorganizmy usmrtia a zablokujú na samotnom sklíčku (fixácia za tepla). Po príprave šmu môžete pokračovať s vlastným sfarbením.
Technika farbenia podľa Grama zahŕňa štyri hlavné fázy.
Krok 1
Teplom fixovaný náter musí byť zakrytý kryštálovo fialovým farbivom (tiež známym ako gentian violet) po dobu troch minút. Týmto spôsobom sa všetky bakteriálne bunky zmenia na purpurové.
Krok 2
V tomto bode sa na sklíčko naleje Lugolov roztok (vodný roztok jódu a jodidu draselného, definovaný ako leptacie činidlo, ako je schopný fixovať farbu) a nechá sa pôsobiť asi minútu.
Lugolov roztok je polárny a preniká do bakteriálnej bunky, kde sa stretáva s kryštálovou violeťou, s ktorou tvorí hydrofóbny komplex.
Pretože Gram-pozitívna bunková stena je polárna, kryštalicko-jódový hydrofóbny komplex ju nemôže krížiť, takže zostáva blokovaný v samotnej bakteriálnej bunke.
Krok 3
Sklíčko sa premýva bieliacim činidlom (obvykle alkoholom alebo acetónom) počas asi dvadsiatich sekúnd. Potom ho opláchnite vodou, aby ste zabránili pôsobeniu bielidla.
Na konci tejto fázy si bunky Gram-pozitívne baktérie zachovajú purpurovú farbu.
Gram-negatívne bunky budú naopak sfarbené. To sa deje preto, že alkohol napadá lipopolysacharidovú štruktúru vonkajšej membrány typickej pre gram-negatívne a neprítomné v grampozitívnom, čo uľahčuje stratu predtým absorbovaného farbiva.
Krok 4
Druhé farbivo (zvyčajne kyselina fuchsín alebo safranín ) sa pridá na sklíčko a niekoľko minút sa nechá pôsobiť.
Na konci tejto fázy budú bunky Gram-negatívnych baktérií, ktoré prešli odfarbením v predchádzajúcej fáze, mať farbu v rozsahu od ružovej po červenú.
Druhy grampozitívnych baktérií
Veľká Gram-pozitívna skupina zahŕňa mnoho bakteriálnych druhov.
Nižšie sú stručne uvedené niektoré baktérie patriace do tejto veľkej kategórie.
Staphylococci (alebo Staphylococcus)
Stafylokoky sú kokové (tj sférické baktérie) patriace do čeľade Staphylococcaceae . Staphylococci rastú v zhlukoch.
Spomedzi rôznych typov patogénnych stafylokokov si spomíname:
- Staphylococcus aureus, zodpovedný za rôzne infekcie genitálno-močového traktu, snehového systému, kože, kostí, kĺbov, kardiovaskulárneho systému, dýchacieho traktu a oka. Okrem toho sú tieto baktérie zodpovedné aj za oportúnne infekcie spojené s poškodením imunitného systému hostiteľa, s nozokomiálnymi oportúnnymi infekciami (tj infekciami v rámci zdravotníckych zariadení) a chorobami prenášanými potravinami.
- Staphylococcus epidermidis, zodpovedný za infekcie kardiovaskulárneho systému, oportúnne infekcie spojené s ohrozením imunitného systému hostiteľa a nozokomiálnymi oportúnnymi infekciami.
- Staphylococcus saprophyticus, zodpovedný za infekcie močových ciest.
Všeobecne sa antibiotiká používajú proti tomuto typu baktérií, ako sú penicilíny, vankomycín, daptomycín, cefalosporíny alebo fluorochinolóny.
Streptokoky (alebo Streptococcus)
Streptokoky sú koky, ktoré rastú vo dvojiciach alebo vo forme reťazcov. Streptokoky sú schopné produkovať toxíny schopné zničiť červené krvinky, tj majú hemolytickú aktivitu.
Streptokoky môžu byť ďalej rozdelené podľa stupňa hemolýzy, ktorú indukujú. Preto môžeme rozlišovať:
- Alfa-hemolytické (alebo a-hemolytické) streptokoky, ktoré spôsobujú čiastočnú hemolýzu;
- Beta-hemolytické (alebo β-hemolytické) streptokoky, ktoré spôsobujú úplnú hemolýzu;
- Gama-hemolytické (alebo y-hemolytické) streptokoky, ktoré nespôsobujú hemolýzu.
Spomedzi patogénnych streptokokov si spomíname:
- Streptococcus pyogenes, zodpovedný za infekcie dýchacích ciest, kože, kostí, kĺbov, kardiovaskulárneho systému, tráviacich žliaz a peritoneálnej dutiny. Okrem toho je tiež zodpovedný za oportúnne infekcie u hostí s oslabeným imunitným systémom.
- Streptococcus agalactiae, zodpovedný za infekcie plodu a novorodenca, infekcie nervového systému a dýchacích ciest.
- Streptococcus pneumoniae, zodpovedný za infekcie dýchacích ciest, nervového systému, kardiovaskulárneho systému, zažívacích žliaz, peritoneálnej dutiny a oportúnnych infekcií spojených s poškodením imunitného systému hostiteľa.
Zvyčajne sa proti streptokokom používajú beta-laktámové a makrolidové antibiotiká.
Clostridium (alebo Clostridium)
Clostridia sú bacily (tj valcové baktérie), ktoré - v nepriaznivých podmienkach prostredia - sú schopné vytvárať spóry, aby prežili.
Spomedzi rôznych existujúcich patogénnych klostrídií si pripomíname:
- Clostridium difficile, táto baktéria môže byť súčasťou normálnej ľudskej bakteriálnej flóry a je zodpovedná za oportúnne infekcie gastrointestinálneho traktu. Je hlavnou príčinou pseudomembranóznej kolitídy, ktorá sa môže vyskytnúť u pacientov dlhodobo liečených a pri vysokých dávkach s rôznymi druhmi antibiotík. Antibiotiká ako metronidazol, chloramfenikol, vankomycín alebo erytromycín sa zvyčajne používajú proti infekciám Clostridium difficile .
- Clostridium tetani, zodpovedný za tetanus (alebo spastická paralýza). Vo všeobecnosti sa proti tejto baktérii používa metronidazol alebo benzylpenicilín. Vakcína je tiež k dispozícii na prevenciu infekcie.
- Clostridium botulinum, zodpovedný za botulizmus (alebo ochabnutá paralýza).
Corinebacteria (alebo Corynebacterium)
Chorínové baktérie sú bacily patriace do čeľade Corynenacteriaceae .
Spomedzi mnohých exponentov tohto rodu si spomíname na Corynebacterium diphteriae, ktorá je zodpovedná za kožnú záškrt a respiračnú záškrt.
Antibiotiká obvykle používané na liečbu záškrtu sú penicilíny, cefalosporíny, klindamycín a erytromycín.
Vakcína je tiež k dispozícii na prevenciu infekcie.
Iné grampozitívne
Iné grampozitívne baktérie sú:
- Bacillus anthracis (známy ako antrax), zodpovedný za nástup kožných, pľúcnych a gastrointestinálnych antraxov;
- Listeria monocytogenes, bacilus zodpovedný za nástup meningitídy, encefalitídy, meningoencefalitídy a abscesov mozgu;
- Enterococcus faecium a Enterococcus faecalis, dva koky, ktoré normálne obývajú ľudskú črevnú bakteriálnu flóru, ale ktoré môžu byť zodpovedné za nozokomiálne oportúnne infekcie močových ciest, septikémiu alebo endokarditídu.
