Almindelighed
Gram -positive er bakterier, der - som det kan udledes af deres navn - tester positivt for Gram -pletter, der bevarer en lilla farve efter at have gennemgået en sådan laboratorieanalyse.
Bakteriel cellevæg
Bakteriecellevæggen kan defineres som en slags stiv "beholder", der omslutter bakteriecellen, hvilket giver den en vis styrke og konditionerer dens form.
Den grundlæggende komponent i cellevæggen er peptidoglycan (ellers kendt som bakterielt mucopeptid eller murein).
Peptidoglycan er en polymer, der består af lange lineære polysaccharidkæder, der er forbundet ved hjælp af tværbindinger mellem aminosyrerester.
Polysaccharidkæder består af gentagelsen af et disaccharid, som igen består af to monosaccharider, N-acetylglucosamin (eller NAG) og syre N-acetylmuramik (eller NAM), forbundet med β-1,6 glycosidbindinger.
Disacchariderne bindes derefter til hinanden med β-1,4-type glykosidbindinger.
Koblet til hvert molekyle af NAM finder vi en pentapeptid (dvs. en "hale" på fem aminosyrer), der slutter med to ens aminosyrer, især med to molekyler af D-Alanine.
Det er netop disse terminale D -Alaniner, der - efter virkningen af transpeptidaseenzymet - tillader dannelse af tværbindinger i peptidoglycan.
Mere præcist stammer transpeptidasen fra en peptidbinding mellem den tredje aminosyre i en polysaccharidkæde og den fjerde aminosyre i den parallelle polysaccharidkæde.
Funktioner
Cellevæggen spiller ikke kun en beskyttende rolle over for bakteriecellen, men regulerer også transporten af stoffer inde i den.
Derfor kan det siges, at cellevægens hovedfunktioner er:
- Forhindre nedbrydning af bakterieceller på grund af osmotisk tryk. Faktisk lever bakterier ofte i hypotoniske miljøer, det vil sige i miljøer, hvor store mængder vand er til stede, og som er "mere fortyndede" end bakteriecellens indre miljø. Denne forskel i koncentration får vandet til at passere fra ydre miljø (mindre koncentreret) til indersiden af bakteriecellen (mere koncentreret) i et forsøg på at udligne koncentrationen mellem de to miljøer. Ukontrolleret indtrængen af vand ville få bakteriecellen til at svulme op, indtil den sprængte (osmotisk lysis).
Cellevæggen har netop den funktion at modstå vandets ydre tryk og dermed forhindre hævelse og bakteriel lysering. - Beskyt plasmamembranen og mobilmiljøet mod molekyler eller stoffer, der er skadelige for bakterierne selv.
- Reguler indgangen af næringsstoffer til bakteriecellen.
Alt, der er beskrevet hidtil, findes både i de Gram-positive og i de Gram-negative vægge.
Da formålet med denne artikel imidlertid er at præcisere særegenhederne ved grampositive bakterier, vil kun egenskaberne ved cellevæggen til sidstnævnte blive beskrevet nedenfor, og den gramnegative væg vil ikke blive overvejet.
Gram-positiv cellevæg
I den gram-positive væg dannes peptidbindingen mellem peptidoglycanens polysaccharidkæder gennem en pentaglycinbro, det vil sige en bro bestående af fem molekyler glycin (en aminosyre).
Cellevæggen for Gram-positiv er ensartet og relativt tyk (20-80 nm). Det består af talrige peptidoglycan lag, der skæres af theinsyrer (polymerer af alkoholer og fosfater).
Den gram-positive væg er meget polær og tillader gennemtrængning af hydrofile molekyler (såsom dem, der anvendes i Gram-farvningen, som vil blive beskrevet nedenfor), men ikke for hydrofobe forbindelser.
Gramfarvning
Gramfarvning er en proces udtænkt og udviklet i 1884 af en dansk bakteriolog, Hans Christian Gram.
Det første trin i denne procedure involverer forberedelse af et udstrygning (dvs. en tynd film af det materiale, der skal analyseres), der er fikseret med varme. Med andre ord placeres en prøve af de bakterier, der skal analyseres på et dias, og - ved hjælp af varme - dræbes mikroorganismerne og blokeres på selve objektglasset (varm fiksering). Efter at have forberedt udstrygningen kan du fortsætte med selve farvningen.
Gramfarvningsteknikken har fire hovedtrin.
Fase 1
Det varmefikserede udstrygning skal være belagt med farvestoffet krystalviolet (også kendt som gentianviolet) i tre minutter. Ved at gøre dette bliver alle bakterieceller lilla.
Fase 2
På dette tidspunkt la Lugols løsning (en vandig opløsning af jod og kaliumiodid, defineret som en bejdsemiddel, da den er i stand til at fikse farven) og får lov til at virke i ca. et minut.
Lugols opløsning er polær og trænger ind i bakteriecellen, hvor den møder den krystalviolette, hvormed den danner et hydrofobt kompleks.
Da den gram-positive cellevæg er polær, kan det hydrofobe krystalviolet-jodkompleks ikke krydse det og forblive låst inde i bakteriecellen selv.
Fase 3
Objektglasset vaskes med et blegemiddel (normalt alkohol eller acetone) i cirka tyve sekunder. Derefter vaskes det med vand for at stoppe virkningen af blegemidlet.
I slutningen af denne fase vil de gram-positive bakterieceller have bevaret den lilla farve.
De gramnegative celler vil derimod have misfarvet. Dette sker, fordi alkoholen angriber lipopolysaccharidstrukturen i den ydre membran, der er typisk for gramnegativ og fraværende i Gram-positiv, og dermed letter tabet af det tidligere absorberede farvestof.
Fase 4
Et andet farvestof tilføjes til diaset (normalt, surt fuchsin eller safranin) og lad det virke i et par minutter.
I slutningen af denne fase vil cellerne i gram-negative bakterier, der har undergået misfarvning i den foregående fase, få en farve, der spænder fra pink til rød.
Typer af Gram-positive bakterier
Den store Gram -positive gruppe omfatter mange bakteriearter.
Nedenfor vil nogle af de bakterier, der tilhører denne store kategori, kort blive opført.
Staphylococci (eller Staphylococcus)
Staphylococci er kokker (dvs. sfæriske bakterier), der tilhører familien Staphylococcaceae. Staphylococci vokser i klynger.
Blandt de forskellige typer patogene stafylokokker husker vi:
- Staphylococcus aureus, der er ansvarlig for forskellige infektioner i kønsorganerne, nervesystemet, huden, knoglerne, leddene, det kardiovaskulære system, luftvejene og øjet. Desuden er dette slag også ansvarligt for associerede opportunistiske infektioner, der kompromitterer værtens immunsystem , nosokomielle opportunistiske infektioner (dvs. infektioner pådraget inden for sundhedsfaciliteter) og madforgiftning.
- Staphylococcus epidermidis, ansvarlig for "infektioner i det kardiovaskulære system", opportunistiske infektioner forbundet med kompromitteret immunsystem hos værten og "nosokomielle opportunistiske infektioner.
- Staphylococcus saprophyticusansvarlig for urinvejsinfektioner.
Generelt anvendes antibiotika såsom penicilliner, vancomycin, daptomycin, cephalosporiner eller fluorquinoloner mod denne type bakterier.
Streptococcus (eller Streptococcus)
Streptokokker er kokker, der vokser i par eller i kæder. Streptokokker er i stand til at producere toksiner, der er i stand til at ødelægge røde blodlegemer, det vil sige, at de er udstyret med hæmolytisk aktivitet.
Streptokokker kan igen opdeles i henhold til graden af hæmolyse, de fremkalder. Derfor kan vi skelne mellem:
- Streptokokker alfa-hæmolytik (eller α-hæmolytika), der forårsager "delvis hæmolyse;
- Streptokokker beta-hæmolytika (eller β-hæmolytika), der forårsager "total hæmolyse;
- Streptokokker gamma-hæmolytik (eller γ-hæmolytika), der ikke forårsager hæmolyse.
Blandt de patogene streptokokker husker vi:
- Streptococcus pyogenes, ansvarlig for infektioner i luftvejene, hud, knogler, led, kardiovaskulære system, fordøjelseskirtler og peritonealhule.Derudover er det også ansvarligt for opportunistiske infektioner hos værter med kompromitteret immunsystem.
- Streptococcus agalactiaeansvarlig for infektioner hos fosteret og nyfødte, infektioner i nervesystemet og luftvejene.
- Streptococcus pneumoniae, ansvarlig for infektioner i luftvejene, nervesystemet, det kardiovaskulære system, fordøjelseskirtlerne, bughulen og opportunistiske infektioner forbundet med at kompromittere værtens immunsystem.
Normalt bruges beta-lactam og makrolidantibiotika mod streptokokker.
Clostridia (eller Clostridium)
Clostridia er baciller (dvs. cylindrisk formede bakterier), der - under ugunstige miljøforhold - er i stand til at generere sporer for at overleve.
Blandt de forskellige eksisterende patogene clostridia husker vi:
- Clostridium difficile, denne bakterie kan være en del af den normale menneskelige bakterieflora og er ansvarlig for opportunistiske infektioner i mave -tarmkanalen. Det er hovedårsagen til pseudomembranøs colitis, som kan opstå hos patienter behandlet i lang tid og ved høje doser med antibiotika af forskellige typer. Mod infektioner fra Clostridium difficilesædvanligvis anvendes antibiotika som metronidazol, chloramphenicol, vancomycin eller erythromycin.
- Clostridium tetani, ansvarlig for stivkrampe (eller spastisk lammelse). Generelt anvendes metronidazol eller benzylpenicillin mod dette slag. En vaccine er også tilgængelig for at forhindre infektion.
- Clostridium botulinum, ansvarlig for botulisme (eller slap lammelse).
Corinebacteria (eller Corynebacterium)
Corinebakterier er baciller, der tilhører familien Corynenacteriaceae.
Blandt de mange eksponenter for denne genre husker vi Corynebacterium diphteriae ansvarlig for kutan difteri og respiratorisk difteri.
De antibiotika, der normalt bruges til behandling af difteri, er penicilliner, cephalosporiner, clindamycin og erythromycin.
En vaccine er også tilgængelig for at forhindre infektion.
Andre Gram-positive
Andre grampositive bakterier er:
- Bacillus anthracis (kendt som miltbrand), der er ansvarlig for begyndelsen af kutan, lunge- og gastrointestinal miltbrand;
- Listeria monocytogenes, en bacillus, der er ansvarlig for begyndelsen af meningitis, encephalitis, meningoencephalitis og hjerneabcesser;
- Enterococcus faecium og Enterococcus faecalis, to kokker, der normalt befolker den humane tarmbakterieflora, men som kan være ansvarlige for nosokomielle opportunistiske infektioner i urinvejene, septikæmi eller endokarditis.
