Općenitost
Gram -pozitivne su bakterije koje su - kako se može zaključiti iz njihovog imena - pozitivne na Gramovu mrlju koja je nakon takve laboratorijske analize zadržala ljubičastu boju.
Bakterijska stanična stijenka
Bakterijska stanična stijenka može se definirati kao neka vrsta krutog "spremnika" koji zatvara stanicu bakterije, dajući joj određenu snagu i uvjetujući njezin oblik.
Temeljna komponenta stanične stjenke je peptidoglikan (poznat i kao bakterijski mucopeptid ili murein).
Peptidoglikan je polimer koji se sastoji od dugih linearnih polisaharidnih lanaca, međusobno spojenih umreženim vezama između aminokiselinskih ostataka.
Polisaharidni lanci sastavljeni su od ponavljanja disaharida, koji se pak sastoji od dva monosaharida, N-acetilglukozamin (ili NAG) i kiselina N-acetilmuramika (ili NAM), povezane β-1,6 glikozidnim vezama.
Tada su disaharidi međusobno povezani glikozidnim vezama tipa β-1,4.
Povezani sa svakom molekulom NAM -a nalazimo a pentapeptid ("rep" od pet aminokiselina) koji završava s dvije jednake aminokiseline, posebno s dvije molekule D-alanin.
Upravo ti terminalni D -alanini - nakon djelovanja enzima transpeptidaze - dopuštaju stvaranje unakrsnih veza unutar peptidoglikana.
Točnije, transpeptidaza potječe od peptidne veze između treće aminokiseline polisaharidnog lanca i četvrte aminokiseline paralelnog polisaharidnog lanca.
Funkcije
Stanična stijenka ne samo da ima zaštitnu ulogu prema bakterijskoj stanici, već također regulira transport tvari unutar nje.
Stoga se može reći da su glavne funkcije stanične stjenke:
- Spriječiti razgradnju bakterijskih stanica zbog osmotskog tlaka. Zapravo, vrlo često bakterije žive u hipotoničnim sredinama, odnosno u okruženjima gdje su prisutne velike količine vode i koje su "više razrijeđene" od unutarnjeg okruženja bakterijske stanice. Ova razlika u koncentraciji uzrokuje prolazak vode iz vanjsko okruženje (manje koncentrirano) u unutrašnjost bakterijske stanice (više koncentrirano) u pokušaju izjednačavanja koncentracije između dva okoliša. Nekontrolirani ulazak vode uzrokovao bi bubrenje bakterijske stanice sve dok ne pukne (osmotska liza).
Funkcija stanične stjenke upravo je ta da se odupire vanjskom pritisku vode, čime se sprječava oticanje i liza bakterija. - Zaštitite plazma membranu i stanično okruženje od molekula ili tvari štetnih za samu bakteriju.
- Regulirajte unos hranjivih tvari u bakterijsku stanicu.
Sve dosad opisano može se pronaći i u gram-pozitivnim i u gram-negativnim stijenkama.
Međutim, budući da je svrha ovog članka pojasniti posebnosti gram-pozitivnih bakterija, u nastavku će biti opisane samo karakteristike stanične stjenke potonje, a gram-negativna stijenka neće se uzeti u obzir.
Gram-pozitivna stanična stijenka
U Gram-pozitivnom zidu peptidna veza između polisaharidnih lanaca peptidoglikana nastaje kroz pentaglicinski most, odnosno most koji se sastoji od pet molekula glicina (aminokiseline).
Stanična stijenka Gram pozitiva je jednolična i relativno debela (20-80 nm). Sastoji se od brojnih slojeva peptidoglikana koji su presječeni teinske kiseline (polimeri alkohola i fosfata).
Gram-pozitivna stijenka je vrlo polarna i dopušta prodiranje hidrofilnih molekula (poput onih korištenih u Gramovoj boji koje će biti opisane u nastavku), ali ne i hidrofobnih spojeva.
Mrlja po Gramu
Bojanje po Gramu proces je koji je 1884. godine osmislio i razvio danski bakteriolog Hans Christian Gram.
Prvi korak ovog postupka uključuje pripremu razmaza (tj. Tankog filma materijala koji se analizira) učvršćenog toplinom. Drugim riječima, uzorak bakterije koja se analizira stavlja se na stakalce i - pomoću topline - mikroorganizmi se ubijaju i blokiraju na samom stakalcu (vruća fiksacija). Nakon pripreme razmaza, možete nastaviti s stvarnim bojenjem.
Tehnika bojenja po Gramu ima četiri glavna koraka.
Faza 1
Mrlju učvršćenu na toplinu treba premazati bojom kristalno ljubičasta (poznata i kao encijan ljubičica) tri minute. Time će sve bakterijske stanice postati ljubičaste.
Faza 2
U ovom trenutku, la Lugolovo rješenje (vodena otopina joda i kalijevog jodida, definirana kao lužina, budući da može popraviti boju) i ostavljena je djelovati oko minute.
Lugolova otopina je polarna i prodire u bakterijsku stanicu gdje se susreće s kristalno ljubičastom s kojom tvori hidrofobni kompleks.
Budući da je Gram-pozitivna stanična stijenka polarna, hidrofobni kompleks kristal-ljubičasta-jod ne može prijeći preko nje, pa ostaje zaključan unutar same bakterijske stanice.
Faza 3
Pločica se pere izbjeljivačem (obično alkoholom ili acetonom) dvadesetak sekundi. Nakon toga se ispere vodom kako bi se zaustavilo djelovanje sredstva za izbjeljivanje.
Na kraju ove faze, stanice gram-pozitivne bakterije će zadržati ljubičastu boju.
S druge strane, gram-negativne stanice će izgubiti boju. To se događa jer alkohol napada lipopolisaharidnu strukturu vanjske membrane tipičnu za gram-negativnu i odsutnu za gram-pozitivnu, čime se olakšava gubitak prethodno apsorbirane boje.
Faza 4
Na slajd se dodaje druga boja (obično, kiseli fuksin ili safranin) i ostavite da djeluje par minuta.
Na kraju ove faze, stanice gram-negativnih bakterija koje su u prethodnoj fazi promijenile boju poprimit će boju u rasponu od ružičaste do crvene.
Vrste gram-pozitivnih bakterija
Velika gram -pozitivna skupina uključuje mnoge vrste bakterija.
U nastavku će se ukratko navesti neke od bakterija koje pripadaju ovoj velikoj kategoriji.
Stafilokoki (ili stafilokoki)
Stafilokoki su koki (tj. Sferne bakterije) koji pripadaju obitelji Staphylococcaceae. Stafilokoki rastu u skupinama.
Među raznim vrstama patogenih stafilokoka sjećamo se:
- Staphylococcus aureus, odgovoran za razne infekcije genitourinarnog trakta, živčanog sustava, kože, kostiju, zglobova, kardiovaskularnog sustava, dišnih putova i oka. Nadalje, ovo kucanje odgovorno je i za pridružene oportunističke infekcije koje ugrožavaju imunološki sustav domaćina , bolničke oportunističke infekcije (tj. infekcije zaražene unutar zdravstvenih ustanova) i trovanja hranom.
- Staphylococcus epidermidis, odgovoran za "infekcije kardiovaskularnog sustava", oportunističke infekcije povezane s oslabljenim imunološkim sustavom domaćina i "bolničke oportunističke infekcije.
- Staphylococcus saprophyticusodgovoran za infekcije mokraćnog sustava.
Općenito, protiv ove vrste bakterija koriste se antibiotici poput penicilina, vankomicina, daptomicina, cefalosporina ili fluorokinolona.
Streptokok (ili streptokok)
Streptokoki su koki koji rastu u parovima ili u lancima. Streptokoki su sposobni stvarati toksine sposobne uništiti crvena krvna zrnca, odnosno obdareni su hemolitičkim djelovanjem.
Streptokoki se pak mogu podijeliti prema stupnju hemolize koju izazivaju. Stoga možemo razlikovati:
- Streptokoki alfa-hemolitici (ili α-hemolitici) koji uzrokuju „djelomičnu hemolizu;
- Streptokoki beta-hemolitici (ili β-hemolitici) koji uzrokuju "totalnu hemolizu;
- Streptokoki gama-hemolitika (ili γ-hemolitici) koji ne uzrokuju hemolizu.
Od patogenih streptokoka sjećamo se:
- Streptococcus pyogenes, odgovoran je za infekcije dišnog trakta, kože, kostiju, zglobova, kardiovaskularnog sustava, probavnih žlijezda i peritonealne šupljine. Nadalje, odgovoran je i za oportunističke infekcije kod domaćina s oslabljenim imunološkim sustavom.
- Streptococcus agalactiaeodgovoran za infekcije u fetusa i novorođenčeta, infekcije živčanog sustava i dišnih putova.
- Streptococcus pneumoniae, odgovoran za infekcije dišnog trakta, živčanog sustava, kardiovaskularnog sustava, probavnih žlijezda, peritonealne šupljine i oportunističke infekcije povezane s ugrožavanjem imunološkog sustava domaćina.
Obično se beta-laktamski i makrolidni antibiotici koriste protiv streptokoka.
Klostridije (ili Clostridium)
Klostridije su bacili (tj. Bakterije cilindričnog oblika) koji su - u nepovoljnim uvjetima okoliša - sposobni stvarati spore kako bi preživjeli.
Među raznim postojećim patogenim klostridijama sjećamo se:
- Clostridium difficile, ova bakterija može biti dio normalne ljudske bakterijske flore i odgovorna je za oportunističke infekcije gastrointestinalnog trakta. To je glavni uzrok pseudomembranoznog kolitisa koji se može pojaviti kod pacijenata koji se dugo liječe i u visokim dozama različitim vrstama antibiotika. Protiv infekcija iz Clostridium difficileobično se koriste antibiotici poput metronidazola, kloramfenikola, vankomicina ili eritromicina.
- Clostridium tetani, odgovoran za tetanus (ili spastična paraliza). Općenito, metronidazol ili benzilpenicilin se koriste protiv ovog udara. Dostupno je i cjepivo za sprječavanje infekcije.
- Clostridium botulinum, odgovoran za botulizam (ili mlitava paraliza).
Corinebacteria (ili Corynebacterium)
Corinebacteria su bacili koji pripadaju obitelji Corynenacteriaceae.
Među brojnim predstavnicima ovog žanra prisjećamo se Corynebacterium diphteriae odgovoran za kožnu difteriju i respiratornu difteriju.
Antibiotici koji se obično koriste za liječenje difterije su penicilini, cefalosporini, klindamicin i eritromicin.
Dostupno je i cjepivo za sprječavanje infekcije.
Ostali gram-pozitivni
Druge gram-pozitivne bakterije su:
- Bacillus anthracis (poznat kao antraks), odgovoran za nastanak kožnog, plućnog i gastrointestinalnog antraksa;
- Listeria monocytogenes, bacil odgovoran za nastanak meningitisa, encefalitisa, meningoencefalitisa i apscesa mozga;
- Enterococcus faecium i Enterococcus faecalis, dva koka koji normalno naseljavaju ljudsku crijevnu bakterijsku floru, ali koji mogu biti odgovorni za bolničke oportunističke infekcije mokraćnog sustava, septikemiju ili endokarditis.
