Γενικότητα
Τα θετικά κατά gram είναι βακτήρια τα οποία - όπως μπορεί να συναχθεί από το όνομά τους - είναι θετικά στον λεκέ Gram που διατηρεί ένα πορφυρό χρώμα αφού υποβληθεί σε τέτοια εργαστηριακή ανάλυση.
Βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα
Το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να οριστεί ως ένα είδος άκαμπτου "δοχείου" που περικλείει το βακτηριακό κύτταρο, δίνοντάς του μια ορισμένη δύναμη και ρυθμίζοντας το σχήμα του.
Το θεμελιώδες συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος είναι το πεπτιδογλυκάνη (αλλιώς γνωστό ως βακτηριακό βλεννοπεπτίδιο ή murein).
Η πεπτιδογλυκάνη είναι ένα πολυμερές που αποτελείται από μεγάλες γραμμικές αλυσίδες πολυσακχαριτών, ενώνονται μεταξύ τους με σταυροειδείς συνδέσεις μεταξύ υπολειμμάτων αμινοξέων.
Οι αλυσίδες πολυσακχαριτών αποτελούνται από την επανάληψη ενός δισακχαρίτη, ο οποίος με τη σειρά του αποτελείται από δύο μονοσακχαρίτες, Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη (ή ΑΛΟΓΑΚΙ) και οξύ Ν-ακετυλομουραμικό (ή NAM), που συνδέονται μεταξύ τους με β-1,6 γλυκοσιδικούς δεσμούς.
Οι δισακχαρίτες στη συνέχεια συνδέονται μεταξύ τους με γλυκοσιδικούς δεσμούς τύπου β-1,4.
Συνδεδεμένοι με κάθε μόριο NAM βρίσκουμε α πενταπεπτίδιο (δηλαδή «ουρά» πέντε αμινοξέων) που τελειώνει με δύο ίσα αμινοξέα, συγκεκριμένα, με δύο μόρια D-Alanine.
Είναι ακριβώς αυτές οι τελικές D -Αλανίνες που - μετά τη δράση του ενζύμου τρανσπεπτιδάσης - επιτρέπουν τον σχηματισμό εγκάρσιων συνδέσμων μέσα στην πεπτιδογλυκάνη.
Πιο συγκεκριμένα, η τρανσπεπτιδάση δημιουργεί έναν πεπτιδικό δεσμό μεταξύ του τρίτου αμινοξέος μιας αλυσίδας πολυσακχαρίτη και του τέταρτου αμινοξέος της παράλληλης αλυσίδας πολυσακχαρίτη.
Λειτουργίες
Το κυτταρικό τοίχωμα δεν ασκεί μόνο προστατευτικό ρόλο προς το βακτηριακό κύτταρο αλλά ρυθμίζει και τη μεταφορά ουσιών μέσα σε αυτό.
Ως εκ τούτου, μπορεί να ειπωθεί ότι οι κύριες λειτουργίες του κυτταρικού τοιχώματος είναι:
- Αποτρέψτε τη διάσπαση των βακτηριακών κυττάρων λόγω της οσμωτικής πίεσης. Στην πραγματικότητα, πολύ συχνά, τα βακτήρια ζουν σε υποτονικά περιβάλλοντα, δηλαδή σε περιβάλλοντα όπου υπάρχουν μεγάλες ποσότητες νερού και τα οποία είναι «πιο αραιωμένα» από το εσωτερικό περιβάλλον του βακτηριακού κυττάρου. Αυτή η διαφορά συγκέντρωσης προκαλεί τη διέλευση του νερού από το εξωτερικό περιβάλλον (λιγότερο συγκεντρωμένο) στο εσωτερικό του βακτηριακού κυττάρου (πιο συγκεντρωμένο) σε μια προσπάθεια εξίσωσης της συγκέντρωσης μεταξύ των δύο περιβαλλόντων. Η ανεξέλεγκτη είσοδος νερού θα προκαλούσε τη διόγκωση του βακτηριακού κυττάρου μέχρι να σκάσει (οσμωτική λύση).
Η λειτουργία του κυτταρικού τοιχώματος είναι ακριβώς αυτή της αντίστασης στην εξωτερική πίεση του νερού, αποτρέποντας έτσι το πρήξιμο και τη βακτηριακή λύση. - Προστατέψτε τη μεμβράνη του πλάσματος και το κυτταρικό περιβάλλον από μόρια ή ουσίες επιβλαβείς για τα ίδια τα βακτήρια.
- Ρυθμίστε την είσοδο θρεπτικών συστατικών στο βακτηριακό κύτταρο.
Όλα όσα περιγράφονται μέχρι τώρα μπορούν να βρεθούν τόσο στα θετικά κατά Gram όσο και στα αρνητικά κατά Gram τοιχώματα.
Ωστόσο, δεδομένου ότι ο σκοπός αυτού του άρθρου είναι να διευκρινίσει τις ιδιαιτερότητες των θετικών κατά Gram βακτηρίων, μόνο τα χαρακτηριστικά του κυτταρικού τοιχώματος του τελευταίου θα περιγραφούν παρακάτω και το αρνητικό κατά Gram τοίχωμα δεν θα ληφθεί υπόψη.
Gram-θετικό κυτταρικό τοίχωμα
Στο θετικό κατά Gram τοίχωμα, ο πεπτιδικός δεσμός μεταξύ των πολυσακχαριτικών αλυσίδων της πεπτιδογλυκάνης σχηματίζεται μέσω ενός γέφυρα πενταγλυκίνης, δηλαδή, μια γέφυρα που αποτελείται από πέντε μόρια γλυκίνης (ένα αμινοξύ).
Το κυτταρικό τοίχωμα του θετικού κατά Gram είναι ομοιόμορφο και σχετικά παχύ (20-80 nm). Αποτελείται από πολυάριθμα στρώματα πεπτιδογλυκάνης που τέμνονται μεταξύ τους θεϊκά οξέα (πολυμερή αλκοολών και φωσφορικών αλάτων).
Το θετικό κατά Gram τοίχωμα είναι πολύ πολικό και επιτρέπει τη διαπερατότητα υδρόφιλων μορίων (όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στον λεκέ Gram που θα περιγραφεί παρακάτω) αλλά όχι υδρόφοβων ενώσεων.
Λεκέ Gram
Η χρώση Gram είναι μια διαδικασία που επινοήθηκε και αναπτύχθηκε το 1884 από έναν Δανό βακτηριολόγο, τον Hans Christian Gram.
Το πρώτο βήμα αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνει την προετοιμασία ενός επιχρίσματος (δηλαδή ενός λεπτού υμενίου του προς ανάλυση υλικού) που στερεώνεται με θερμότητα. Με άλλα λόγια, ένα δείγμα των βακτηρίων που πρόκειται να αναλυθούν τοποθετείται σε μια αντικειμενοφόρο πλάκα και - μέσω της χρήσης θερμότητας - οι μικροοργανισμοί σκοτώνονται και μπλοκάρονται στην ίδια την αντικειμενοφόρο πλάκα (θερμή στερέωση). Αφού προετοιμάσετε το επίχρισμα, μπορείτε να προχωρήσετε στην πραγματική χρώση.
Η τεχνική χρώσης Gram έχει τέσσερα βασικά βήματα.
Φάση 1
Το επίχρισμα με σταθερή θερμότητα πρέπει να επικαλυφθεί με τη βαφή κρυστάλλινο βιολετί (επίσης γνωστή ως γεντιανή βιολέτα) για τρία λεπτά. Με αυτόν τον τρόπο, όλα τα βακτηριακά κύτταρα θα γίνουν μοβ.
Φάση 2
Σε αυτό το σημείο, λα Η λύση του Λουγκόλ (ένα υδατικό διάλυμα ιωδίου και ιωδιούχου καλίου, που ορίζεται ως μελαγχολικό, αφού μπορεί να καθορίσει το χρώμα) και αφήνεται να δράσει για περίπου ένα λεπτό.
Το διάλυμα του Lugol είναι πολικό και διεισδύει στο βακτηριακό κύτταρο όπου συναντά το κρυστάλλινο ιώδες με το οποίο σχηματίζει ένα υδρόφοβο σύμπλεγμα.
Δεδομένου ότι το θετικό κατά Gram κυτταρικό τοίχωμα είναι πολικό, το υδρόφοβο σύμπλεγμα κρυστάλλου ιώδους-ιωδίου δεν μπορεί να το διασχίσει, παραμένοντας έτσι κλειδωμένο μέσα στο ίδιο το βακτηριακό κύτταρο.
Φάση 3
Η πλάκα πλένεται με χλωρίνη (συνήθως αλκοόλ ή ακετόνη) για περίπου είκοσι δευτερόλεπτα. Μετά από αυτό, πλένεται με νερό για να σταματήσει η δράση του λευκαντικού.
Στο τέλος αυτής της φάσης, τα θετικά κατά Gram κύτταρα θα έχουν διατηρήσει το μοβ χρώμα.
Τα αρνητικά κατά Gram κύτταρα, από την άλλη πλευρά, θα έχουν αποχρωματιστεί. Αυτό συμβαίνει επειδή η αλκοόλη προσβάλλει τη λιποπολυσακχαριτική δομή της εξωτερικής μεμβράνης τυπικής Gram-αρνητικής και απουσιάζει σε Gram-θετική, διευκολύνοντας έτσι την απώλεια της χρωστικής που είχε απορροφηθεί προηγουμένως.
Φάση 4
Μια δεύτερη βαφή προστίθεται στη διαφάνεια (συνήθως, όξινη φούξιν ή σαφρανίνη) και αφήστε το να δράσει για μερικά λεπτά.
Στο τέλος αυτής της φάσης, τα κύτταρα των Gram-αρνητικών βακτηρίων που έχουν υποστεί αποχρωματισμό στην προηγούμενη φάση, θα πάρουν ένα χρώμα που κυμαίνεται από ροζ έως κόκκινο.
Τύποι Gram-θετικών βακτηρίων
Η μεγάλη θετική κατά Gram ομάδα περιλαμβάνει πολλά βακτηριακά είδη.
Παρακάτω, μερικά από τα βακτήρια που ανήκουν σε αυτή τη μεγάλη κατηγορία θα απαριθμηθούν εν συντομία.
Σταφυλόκοκκοι (ή Σταφυλόκοκκοι)
Οι σταφυλόκοκκοι είναι κόκκοι (δηλαδή σφαιρικά βακτήρια) που ανήκουν στην οικογένεια των StaphylococcaceaeΤο Οι σταφυλόκοκκοι αναπτύσσονται σε συστάδες.
Μεταξύ των διαφόρων τύπων παθογόνων σταφυλόκοκκων, θυμόμαστε:
- Η ασθένεια του σταφυλοκοκου, υπεύθυνος για διάφορες λοιμώξεις του ουρογεννητικού συστήματος, του νευρικού συστήματος, του δέρματος, των οστών, των αρθρώσεων, του καρδιαγγειακού συστήματος, της αναπνευστικής οδού και του ματιού. Επιπλέον, αυτό το χτύπημα είναι επίσης υπεύθυνο για σχετικές ευκαιριακές λοιμώξεις που θέτουν σε κίνδυνο το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή , νοσοκομειακές ευκαιριακές λοιμώξεις (δηλ. λοιμώξεις που έχουν προσβληθεί εντός των εγκαταστάσεων υγείας) και τροφική δηλητηρίαση.
- Staphylococcus epidermidis, υπεύθυνοι για «λοιμώξεις του καρδιαγγειακού συστήματος», ευκαιριακές λοιμώξεις που σχετίζονται με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή και «νοσοκομειακές ευκαιριακές λοιμώξεις.
- Staphylococcus saprophyticusυπεύθυνος για λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος.
Γενικά, αντιβιοτικά όπως πενικιλίνες, βανκομυκίνη, δαπτομυκίνη, κεφαλοσπορίνες ή φθοροκινολόνες χρησιμοποιούνται εναντίον αυτού του τύπου βακτηρίων.
Streptococcus (ή Streptococcus)
Οι στρεπτόκοκκοι είναι κόκκοι που αναπτύσσονται σε ζεύγη ή σε αλυσίδες. Οι στρεπτόκοκκοι είναι ικανοί να παράγουν τοξίνες ικανές να καταστρέψουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια, δηλαδή είναι προικισμένα με αιμολυτική δράση.
Οι στρεπτόκοκκοι μπορούν με τη σειρά τους να υποδιαιρεθούν ανάλογα με τον βαθμό αιμόλυσης που προκαλούν. Ως εκ τούτου, μπορούμε να διακρίνουμε:
- Στρεπτόκοκκοι άλφα-αιμολυτικά (ή α-αιμολυτικά) που προκαλούν «μερική αιμόλυση ·
- Στρεπτόκοκκοι βήτα-αιμολυτικά (ή β-αιμολυτικά) που προκαλούν «ολική αιμόλυση ·
- Στρεπτόκοκκοι γάμμα-αιμολυτικά (ή γ-αιμολυτικά) που δεν προκαλούν αιμόλυση.
Μεταξύ των παθογόνων στρεπτόκοκκων, θυμόμαστε:
- Streptococcus pyogenes, υπεύθυνη για λοιμώξεις της αναπνευστικής οδού, του δέρματος, των οστών, των αρθρώσεων, του καρδιαγγειακού συστήματος, των πεπτικών αδένων και της περιτοναϊκής κοιλότητας.Περαιτέρω, είναι επίσης υπεύθυνη για ευκαιριακές λοιμώξεις σε ξενιστές με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα.
- Streptococcus agalactiaeυπεύθυνη για λοιμώξεις στο έμβρυο και το νεογέννητο, λοιμώξεις του νευρικού συστήματος και της αναπνευστικής οδού.
- Streptococcus pneumoniae, υπεύθυνος για λοιμώξεις της αναπνευστικής οδού, του νευρικού συστήματος, του καρδιαγγειακού συστήματος, των πεπτικών αδένων, της περιτοναϊκής κοιλότητας και ευκαιριακών λοιμώξεων που σχετίζονται με τον κίνδυνο του ανοσοποιητικού συστήματος του ξενιστή.
Συνήθως, τα αντιβιοτικά βήτα-λακτάμης και μακρολίδης χρησιμοποιούνται κατά των στρεπτόκοκκων.
Clostridia (ή Clostridium)
Τα κλωστρίδια είναι βακίλλοι (δηλαδή βακτήρια κυλινδρικού σχήματος) τα οποία - σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες - είναι σε θέση να παράγουν σπόρια για να επιβιώσουν.
Ανάμεσα στα διάφορα υπάρχοντα παθογόνα κλωστρίδια, θυμόμαστε:
- Clostridium difficile, αυτό το βακτήριο μπορεί να είναι μέρος της φυσιολογικής ανθρώπινης βακτηριακής χλωρίδας και είναι υπεύθυνο για ευκαιριακές λοιμώξεις του γαστρεντερικού σωλήνα. Είναι η κύρια αιτία ψευδομεμβρανώδους κολίτιδας που μπορεί να προκύψει σε ασθενείς που λαμβάνουν θεραπεία για μεγάλο χρονικό διάστημα και σε υψηλές δόσεις με αντιβιοτικά φάρμακα διαφόρων τύπων. Κατά των λοιμώξεων από Clostridium difficileσυνήθως χρησιμοποιούνται αντιβιοτικά όπως μετρονιδαζόλη, χλωραμφενικόλη, βανκομυκίνη ή ερυθρομυκίνη.
- Clostridium tetani, υπεύθυνος για τέτανος (ή σπαστική παράλυση). Γενικά, μετρονιδαζόλη ή βενζυλοπενικιλλίνη χρησιμοποιούνται ενάντια σε αυτό το χτύπημα. Διατίθεται επίσης εμβόλιο για την πρόληψη της μόλυνσης.
- Clostridium botulinum, υπεύθυνος για δηλητηρίαση από ακάθαρτη τροφή (ή χαλαρή παράλυση).
Corinebacteria (ή Corynebacterium)
Τα Corinebacteria είναι βακίλλοι που ανήκουν στην οικογένεια των Corynenacteriaceae.
Μεταξύ των πολυάριθμων εκφραστών αυτού του είδους, θυμόμαστε το Corynebacterium diphteriae υπεύθυνη για τη δερματική διφθερίτιδα και την αναπνευστική διφθερίτιδα.
Τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη θεραπεία της διφθερίτιδας είναι οι πενικιλλίνες, οι κεφαλοσπορίνες, η κλινδαμυκίνη και η ερυθρομυκίνη.
Διατίθεται επίσης εμβόλιο για την πρόληψη της μόλυνσης.
Άλλα θετικά κατά Gram
Άλλα Gram-θετικά βακτήρια είναι:
- Bacillus anthracis (γνωστό ως άνθρακας), υπεύθυνος για την εμφάνιση δερματικού, πνευμονικού και γαστρεντερικού άνθρακα.
- Listeria monocytogenes, ένας βάκιλος υπεύθυνος για την εμφάνιση μηνιγγίτιδας, εγκεφαλίτιδας, μηνιγγοεγκεφαλίτιδας και εγκεφαλικών αποστημάτων.
- Enterococcus faecium και Enterococcus faecalis, δύο κόκκοι που κανονικά κατοικούν στην ανθρώπινη εντερική βακτηριακή χλωρίδα, αλλά οι οποίοι μπορεί να είναι υπεύθυνοι για νοσοκομειακές ευκαιριακές λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος, σηψαιμία ή ενδοκαρδίτιδα.
