GRAMNEGATIIVISET BAKTEERIT: OMINAISUUDET, RAKENNE, SAIRAUDET - BIOLOGIA - 2026

Gram-negatiiviset bakteerit ovat bakteerit, jotka eivät säilytä kristalliviolettiväriliuosta kun Gram-värjäyksessä käytetään. Tämän vuoksi ne värjäävät punaisina tai vaaleanpunaisina eikä sinisinä tai purppuraisina, kuten gram-positiiviset bakteerit tekevät. Gramnegatiivien hankkima väri johtuu toisesta väriaineesta, joka voi olla fuksiini tai safraniini.

Erotus värjäytymisessä liittyy soluseinän luonteeseen molemmissa organismiryhmissä. Värjäyksen aikana kidevioletti sitoutuu bakteerisoluseinämään ja muodostaa myös veteen liukenemattoman kompleksin lugolin sisältämän jodin kanssa (toinen yhdiste, jota käytetään Gram-värjäyksessä).

Vaaleanpunaiset gram-negatiiviset bakteerit. Kuvannut ja muokannut: Microrao.

Gram-positiivisten bakteerien soluseinä on luonteeltaan paksu ja monimutkainen, koska se kykenee pitämään kidevioletin ja jodin muodostaman kompleksin, kun sitä käsitellään alkoholilla tai asetonilla. Gramnegatiivisten bakteerien soluseinä on yksinkertaisempi ja ei pidä kideviolettia.

Nämä bakteerit ovat kaikkialla läsnä olevia ja niitä on läsnä käytännössä kaikissa maapallon ympäristöissä, jotka pystyvät tukemaan elämää. Ryhmä sisältää ihmisille patogeenisiä lajeja, jotka liittyvät virtsa-, hengityselinten ja maha-suolikanavan infektioihin; joista osa hankitaan samoissa terveyskeskuksissa (sairaalahoidossa).

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Tämän bakteeriryhmän pääominaisuus on, että ne värjäävät punaisiksi tai vaaleanpunaisiksi Gram-värjäystekniikalla. Tämän differentiaalivärjäystekniikan aikana kaikki bakteerit värjäävät sinisinä tai violetilla, mutta vain gram-positiiviset pystyvät säilyttämään tällaisen värjäytymisen alkoholin tai asetonin käsittelyn jälkeen.

Näillä bakteereilla on kaksi lipidikalvoa, yhtä niistä edustaa sytoplasmakalvo ja toisen soluseinämän ulkopuolella. Sitä esiintyy yksinomaan gram-negatiivisissa ja se koostuu yleensä fosfolipideistä ja lipopolysakkarideista.

Ulomman kalvon lipopolysakkaridien lipidikomponentit tunnetaan lipidina A ja toimivat endotoksiinina, joka saapuessaan verenkiertoelimistöön aiheuttaa toksisen reaktion, joka voi jopa laukaista endotoksisen sokin.

Soluseinä koostuu peptidoglykaanista, joka muodostaa ohuen kerroksen, ja siitä puuttuu tehohoic ja lipoteichoic hapot, toisin kuin grampositiivisissa hapoissa, jotka koostuvat useista peptidoglykaanikerroksista ja joissa on molemmat hapot. Nämä ankkuroivat ydinkuoren sytoplasmisen kalvon kanssa.

Gramnegatiivisten bakteerien siipikarjalla, kun sitä on läsnä, on neljä tukirengasta (kaksi kutakin kalvoa kohti), kun taas gram-positiivisissa bakteereissa niillä on vain kaksi tukirengasta, koska niillä on vain yksi kalvo.

Rakenne

Keskimääräinen prokaryoottinen solu.

Kaikista bakteereista puuttuu ydin ja kromosomaalista materiaalia ei eroteta sytoplasmasta ydinmembraanilla. Ribosomit ovat myös upotettuja sytoplasmaan.

Gramnegatiivinen bakteeri koostuu kahdesta solumembraanista ja niiden välisestä soluseinästä. Soluseinämän ja sisäkalvon välissä on periplasma. Tämän lisäksi se voi joskus sisältää flagellaa, fimbrioita, kapselia ja erittäin poikkeuksellisesti itiöitä.

Soluseinä

Soluseinä koostuu pääasiassa peptidoglykaanista, polymeeristä, joka koostuu toistuvista N-asetyyli-glukosamiinin ja N-asetyylimuraamihapon yksiköistä, jotka muodostavat ohuen kerroksen.

Ulompi kalvo on sitoutunut tiiviisti peptidoglykaaniin ja on osa gramnegatiivisten bakteerien soluseinää.

Ulompi kalvo

Ulompi kalvo sisältää fosfolipidejä, lipopolysakkarideja ja membraaniproteiineja. Lipopolysakkaridit koostuvat lipidistä A (lipidiosa), polysakkaridista O ja niiden välissä toisesta polysakkaridien ketjusta. Lipidi A upotetaan kalvoon ja polysakkaridi O ulkopintaan.

Lipipopolysakkaridi (LPS) on endotoksiini, jonka toksinen potentiaali johtuu lipidistä A. Koska tämä lipidi on upotettu kalvoon, sen toksinen vaikutus ilmenee vasta, kun bakteerisolu on hajotettu.

periplasmaan

Geeliytyvä aine, joka koostuu vedestä ja korkeista pitoisuuksista proteiineja ja peptidoglykaania. Se on erittäin tärkeä gramnegatiivisten bakteerien energianvaihdunnassa, ja se sijaitsee soluseinämän ja sytoplasmisen membraanin (periplasmisen tilan) välissä.

Gram-positiivisten (Staphylococcus aureus, violetti) ja gramnegatiivisten (Escherichia coli, vaaleanpunainen) bakteerien mikroskooppikuva (suurennus X1000). Otettu ja muokattu: Y tambe.

Solukalvo

Solumembraani on rakenne, joka rajaa solunsisäisen tilan ulkoisesta ympäristöstä. Se on puoliläpäisevä kalvo, noin 8 nm, lipidi luonteeltaan samanlainen rakenteeltaan kuin muut bakteerit ja joka eroaa eukaryoottisesta kalvosta, koska siinä on steroleja, kun taas bakteeri ei.

sytoplasma

Se on solusisältö, jonka rajaa sytoplasminen kalvo ja joka sisältää suspensiossa ribosomeja, nukleoideja ja erilaisia ​​makromolekyylejä.

ribosomit

Gramnegatiivisissa bakteereissa ribosomit voivat esiintyä erikseen sytoplasmassa, ryhmissä tai ketjuissa, jotka liittyvät Messenger-RNA: han, nimeltään polyribosomit.

Bakteerien DNA

Kuten kaikissa bakteereissa, bakteeri-DNA ei sisällä ytimessä. Tämä geneettinen materiaali koostuu kaksoisketjuisesta DNA: sta, joka on pyöreä.

Fimbriae tai pilis

Fimbriat tai pilit ovat filiformirakenteita, jotka jakautuvat pääasiassa gramnegatiivisten bakteerien ulkopinnalle. Huolimatta samanlaisuudesta flagellan kanssa, niitä ei käytetä siirtymään, vaan muihin toimintoihin, kuten isäntäkudosten kiinnittymiseen tai lisääntymiseen.

Kapseli

Kapseli on rakenne, jota voi esiintyä minkä tahansa tyyppisissä bakteereissa. Se ei ole elintärkeä rakenne, koska sen menetys ei vaikuta bakteerien elinkelpoisuuteen, mutta se on tärkeä, koska se suojaa organismia fagosytoosilta. Kun se on läsnä, se löytyy soluseinämän ulkopuolelta.

Se koostuu yleensä polysakkarideista, joiden ulkonäkö on limakalvo. Se muodostaa virulenssitekijän joillekin bakteereille.

itiöitä

Näitä rakenteita esiintyy melkein yksinomaan gram-positiivisissa sauvoissa, lukuun ottamatta yhtä gramnegatiivista lajia (Coxiella burnetti), jolla myös niitä on. Ne muodostuvat kehon sisällä, minkä vuoksi niitä kutsutaan endospooriksi ja ne ovat erittäin kestäviä rakenteita haitallisille ympäristötekijöille, samoin kuin säteilylle ja kemiallisille desinfiointiaineille.

flagellum

Bakteerin flagellum on piiskamainen rakenne, jota käytetään liikkumiseen. Niiden lukumäärä ja järjestely bakteerien pinnalla vaihtelevat lajeittain.

sairaudet

Gramnegatiivisilla bakteereilla, erityisesti enterobakteereilla ja käymättömillä bakteereilla, on suuri lääketieteellinen merkitys, koska ne ovat aiheuttajia monille erilaisille tartuntataudeille, joista voidaan mainita:

Virtsatieinfektiot

Gramnegatiiviset bakteerit virtsateiden infektiot voidaan jakaa kahteen tyyppiin: endogeeniset ja eksogeeniset. Endogeenisiä infektioita esiintyy, kun bakteerit kolonisoivat nousevan maha-suolikanavan virtsateiden läpi. Ulkoiset muodostuvat yleensä saastuneiden välineiden käytöstä sairaanhoidon aikana.

Näillä sairauksilla voi olla paikallisia oireita, kuten kystiitin ja eturauhastulehduksen tapauksessa, tai päinvastoin, niillä voi olla systeemisiä oireita, joihin sisältyy kuume ja sepsis, kuten voi tapahtua pyelonefriitissä tai munuaispaiseessa.

Vatsansisäiset infektiot

Monet gram-negatiiviset bakteerit ovat normaalisti maha-suolikanavan bakteeriflooran jäseniä aiheuttamatta minkään tyyppisiä sairauksia. Ne ovat kuitenkin opportunistisia patogeenejä, jotka voivat aiheuttaa infektioita, jos ruuansulatuksessa on vaurioita.

Nämä infektiot voivat olla paikallisia ja rajoittuneet maha-suolikanavan seinämiin, kuten divertikuliitissa tai kolekystiitissä, tai ne voivat levitä vatsaonteloon aiheuttaen peritoniittia.

Vatsakalvo on kalvo, joka peittää kaikki coelomiset sisäelimet, joten tämän kalvon infektio voi levitä nopeasti kaikkiin elimiin. Normaalisti vatsaontelonsisäisen infektion esiintyessä, etenkin jos on paiseita, antibioottihoito ei riitä ja on käytettävä kirurgisia vaihtoehtoja.

Hengitysteiden infektiot

Tämän tyyppinen infektio liittyy korkeaan sairastuvuuteen ja kuolleisuuteen. Sitä esiintyy yleensä sairaalapotilailla tai niillä, joille on annettu antibioottihoitoa. Gramnegatiivisten bakteerien aiheuttamiin hengitystiesairauksiin kuuluvat trakeobronkiitti ja keuhkokuume.

Muut sairaudet

Gramnegatiiviset bakteerit liittyvät myös moniin erilaisiin sairauksiin, mukaan lukien gonorrhea, bakteerinen meningiitti, samoin kuin useimpiin sairaalainfektioihin.

esimerkit

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae on sauvan muotoinen bakteeri, joka löytyy yksittäin, pareittain, ketjuina tai ryhminä. Siinä ei ole flagellumia tai sporulaa, mutta siinä on hyvin kehittynyt kapseli.

Tämä bakteeri on opportunistinen patogeeni, joka liittyy erilaisiin sairaalainfektioihin, jotka voivat jopa aiheuttaa kuoleman. Viime vuosina on ilmestynyt hypervirulentteja kantoja, joita on vaikea hoitaa ja joihin liittyy merkittäviä sairauksia ja kuolleisuutta.

Neisseria gonorrhoeae

Tämä bakteeri on diplokokki, jonka kokkerin vierekkäiset sivut ovat litistetty ja kunkin solun pääakseli on kohtisuorassa parin pääakseliin nähden, ja sen pinnalla on yleensä kapseli ja pili. Se löytyy normaalisti polymorfonukleaarisista lymfosyyteistä. Se on oksidaasinegatiivinen ja katalaasipositiivinen.

Neisseria gonorrhea on vastuussa taudista, jota kutsutaan gonorrheaksi tai blenorreaksi, joka on sukupuoliteitse tarttuva tauti.

Morganella morganii

Morganella morganii on oksidaasinegatiivinen, käytännöllinen anaerobinen bakteeri, joka on muodoltaan suora sauva, flagelloitunut lämpötiloissa alle 30 ° C, mutta flagellated tämän lämpötilan yläpuolella. Se on ihmisten ja muiden lajien suolikanavan yleinen jäsen.

Huolimatta siitä, että sitä tavallisesti pidetään ruuansulatuskanavan osana aiheuttamatta tautia, se on opportunistinen taudinaiheuttaja, joka voi aiheuttaa virtsatieinfektioita, septikemiaa, baktereemiaa, ripulia, keuhkokuumetta, spontaania bakteeriperitoniittia tai Ludwigin anginaa muiden sairauksien joukossa.

Viitteet

1. Gramnegatiivisten bakteerien aiheuttamien tartuntatautien spektri. Palautettu osoitteesta futurelearn.com
2. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall ja BJ McCarthy (1978). Mikrobiologia. 2. painos. Holt, Rinehart & Winston.
3. Gramnegatiiviset bakteerit. Wikipediassa. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
4. C. Lyre. Morganella morganii: Ominaisuudet, sen aiheuttamat sairaudet, hoidot. Palautettu sivustosta lifeder.com
5. C. Lyre. Klebsiella pneumoniae: ominaisuudet, morfologia, tartunta ja sairaudet. Palautettu sivustosta lifeder.com
6. S. Hogg (2005). Olennainen mikrobiologia. John Wiley & Sons, LTD
7. N. Rodríguez. Gramnegatiiviset bakteerit: soluseinä. Palautettu osoitteestaparais-sphynx.com