GRAM-NEGATIVE BAKTERIER: EGENSKABER, STRUKTUR, SYGDOMME - BIOLOGI - 2025

De Gram-negative bakterier er bakterier, som ikke bibeholder krystalviolet farvestof, når der anvendes gramfarvning. På grund af dette pletter de rød eller svag pink, snarere end blå eller lilla, som Gram-positive bakterier gør. Den farve, der er erhvervet af Gram-negative, skyldes et andet farvestof, der kan være fuchsin eller safranin.

Forskellen i farve er relateret til cellevæggenes karakter i begge grupper af organismer. Under farvning binder krystalviolet sig til bakteriecellevæggen og danner også et vanduopløseligt kompleks med jodet indeholdt i lugol (en anden forbindelse anvendt til Gramfarvning).

Pink Gram-negative bakterier. Taget og redigeret fra: Microrao.

Cellevæggen af ​​Gram-positive bakterier er tyk og kompleks i sin natur og er i stand til at bevare komplekset dannet af krystalviolet og jod, når det behandles med alkohol eller acetone. Cellevæggen hos Gram-negative bakterier er enklere og bevarer ikke krystalviolet.

Disse bakterier er allestedsnærværende og findes i praktisk talt ethvert miljø på jorden, der er i stand til at støtte liv. Gruppen indeholder patogene arter for mennesker, der er forbundet med urin-, luftvejs- og mave-tarminfektioner; hvoraf nogle erhverves i de samme sundhedscentre (nosocomial).

Generelle karakteristika

Det vigtigste kendetegn ved denne gruppe af bakterier er, at de pletter rødt eller lyserødt med Gram-pletteknikken. Under denne differentielle farvningsteknik farves alle bakterier blå eller violette, men kun Gram-positive er i stand til at bevare en sådan farvning efter at have været behandlet med alkohol eller acetone.

Disse bakterier har to lipidmembraner, hvoraf den ene er repræsenteret af den cytoplasmatiske membran og en yderligere en ydre til cellevæggen. Det forekommer udelukkende i gramnegative og er generelt sammensat af phospholipider og lipopolysaccharider.

Lipidkomponenten i de ydre membranlipopolysaccharider er kendt som lipid A og fungerer som en endotoksin, der, når den kommer ind i kredsløbet, forårsager en giftig reaktion, der endda kan udløse endotoksisk chok.

Cellevæggen er sammensat af peptidoglycaner, der danner et tyndt lag, og mangler teichoic- og lipoteichoinsyrer, i modsætning til hvad der sker i Gram-positive, der er sammensat af flere lag af peptidoglycaner og præsenterer begge typer syrer. Disse tjener til at forankre den nukleare konvolut til den cytoplasmatiske membran.

Flagellerne af Gram-negative bakterier har, når de er til stede, fire understøtningsringe (to for hver membran), mens de i Gram-positive bakterier kun har to støtteringe, da de kun har en membran.

Struktur

Gennemsnitlig prokaryotisk celle.

Alle bakterier mangler en kerne, og det kromosomale materiale adskilles ikke fra cytoplasmaet med en kernemembran. Ribosomer er også indlejret i cytoplasmaet.

En Gram-negativ bakterie består af to cellemembraner og en cellevæg derimellem. Mellem cellevæggen og den indre membran er periplasmen. Derudover kan det undertiden præsentere flagella, fimbriae, kapsel og meget usædvanligt sporer.

Cellular væg

Cellevæggen består hovedsageligt af peptidoglycan, en polymer, der består af gentagne enheder af N-acetyl Glucosamine og N-acetylmuraminsyre, der danner et tyndt lag.

Den ydre membran er tæt bundet til peptidoglycan og er en del af cellevæggen af ​​Gram-negative bakterier.

Ydre membran

Den ydre membran indeholder phospholipider, lipopolysaccharider og membranproteiner. Lipopolysaccharider består af lipid A (lipiddel), polysaccharid O og mellem dem en anden kæde af polysaccharider. Lipid A nedsænkes i membranen, og polysaccharid O er på ydersiden.

Lipipopolysaccharid (LPS) er en endotoksin, hvis toksiske potentiale skyldes lipid A. Da dette lipid nedsænkes i membranen, vises dets toksiske virkning kun, når bakteriecellen lyseres.

periplasma

Et gelatinøst stof, der består af vand og høje koncentrationer af proteiner og peptidoglycan. Af stor betydning i energimetabolismen af ​​Gram-negative bakterier er den placeret mellem cellevæggen og den cytoplasmatiske membran (periplasmisk rum).

Mikroskopbillede (forstørrelse af X1000) af Gram-positiv (Staphylococcus aureus, i lilla) og Gram-negativ (Escherichia coli, i lyserød) bakterier. Taget og redigeret fra: Y tambe.

Cellulær membran

Cellemembranen er den struktur, der afgrænser det intracellulære rum fra det ydre miljø. Det er en semipermeabel membran, ca. 8 nm, lipid i naturen, der ligner en sammensætning som for andre bakterier, og som adskiller sig fra den eukaryote membran, fordi sidstnævnte har steroler, mens den bakterielle ikke har det.

cytoplasma

Det er det cellulære indhold, der afgrænses af den cytoplasmatiske membran og indeholder ribosomer, nukleoider og forskellige makromolekyler i suspension.

ribosomer

I gramnegative bakterier kan ribosomer forekomme individuelt i cytoplasmaet, i grupper eller i kæder, der er forbundet med messenger-RNA, kaldet polyribosomer.

Bakteriel DNA

Som i alle bakterier er bakterie-DNA ikke indeholdt i en kerne. Dette genetiske materiale består af en dobbelt DNA-streng i en cirkulær form.

Fimbriae eller pilis

Fimbriae eller pilis er filiforme strukturer, der hovedsageligt er fordelt på den ydre overflade af Gram-negative bakterier. På trods af deres lighed med flagella bruges de ikke til forskydning, men til andre funktioner, såsom vedhæftning til værtsvæv eller til reproduktion.

kapsel

Kapslen er en struktur, der kan være til stede i alle typer bakterier. Det er ikke en vital struktur, da dens tab ikke påvirker bakteriens levedygtighed, men det er vigtigt, fordi det beskytter organismen mod fagocytose. Når den findes, findes den uden for cellevæggen.

Det består generelt af polysaccharider med et slimagtigt udseende. Det udgør en virulensfaktor for nogle bakterier.

sporer

Disse strukturer findes næsten udelukkende i Gram-positive stænger, bortset fra en enkelt Gram-negativ art (Coxiella burnetti), der også har dem. De dannes inde i kroppen, hvorfor de kaldes endosporer og er meget modstandsdygtige strukturer mod uheldige miljøfaktorer såvel som stråling og kemiske desinfektionsmidler.

flagellum

Bakteriel flagellum er en piskeformet struktur, der bruges til bevægelse. Deres antal og arrangement på bakterieoverfladen varierer afhængigt af arten.

sygdomme

Gram-negative bakterier, især Enterobacteriaceae og ikke-fermenterende bakterier, er af stor medicinsk betydning, da de er årsagsmidlerne til en lang række infektionssygdomme, som vi kan nævne:

Urinvejsinfektioner

Gram-negative bakterielle urinvejsinfektioner kan opdeles i to typer: endogen og eksogen. Endogene infektioner forekommer, når bakterier koloniserer den stigende mave-tarmkanal gennem urinvejene. Eksogene findes normalt på grund af brugen af ​​forurenede instrumenter under medicinsk behandling.

Disse sygdomme kan give lokale symptomer, ligesom i tilfælde af blærebetændelse og prostatitis, eller tværtimod kan de præsentere systemiske symptomer, der inkluderer feber og sepsis, som det kan forekomme ved pyelonephritis eller nyreabscess.

Intra-abdominale infektioner

Mange gramnegative bakterier er normale medlemmer af den gastrointestinale bakterieflora uden at forårsage nogen form for sygdom, men det er opportunistiske patogener, der kan forårsage infektioner, hvis der er læsioner i fordøjelseskanalen.

Disse infektioner kan være lokale og begrænset til væggene i mave-tarmkanalen, som ved diverticulitis eller cholecystitis, eller de kan sprede sig i bughulen og forårsage peritonitis.

Bughinden er en membran, der dækker alle de coelomiske indvolde, så en infektion af denne membran kan hurtigt sprede sig til alle organer. Normalt når intra-abdominal infektion forekommer, især hvis der er abscesser, er antibiotikabehandling utilstrækkelig, og kirurgiske indstillinger skal bruges.

Luftvejsinfektioner

Denne type infektion er forbundet med høj sygelighed og dødelighed. Det forekommer generelt hos hospitalspatienter eller dem, der er blevet udsat for antibiotikabehandlinger. Luftvejssygdomme forårsaget af gramnegative bakterier inkluderer tracheobronchitis og lungebetændelse.

Andre sygdomme

Gram-negative bakterier er også forbundet med en lang række andre sygdomme, herunder gonoré, bakteriel meningitis såvel som de fleste nosokomiale infektioner.

eksempler

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae er en stavformet bakterie, som findes individuelt, i par, i kæder eller i grupper. Det har ikke en flagellum eller sporula, men den præsenterer en veludviklet kapsel.

Denne bakterie er et opportunistisk patogen forbundet med forskellige hospitalinfektioner, som endda kan forårsage død. I de senere år har der vist sig hypervirulente stammer, der er vanskelige at behandle og er forbundet med betydelige sygeligheder og dødeligheder.

Neisseria gonorrhoeae

Denne bakterie er en diplokokk med de tilstødende sider af coccierne udfladet og hovedaksen på hver celle vinkelret på parets hovedakse og har generelt kapsel og pili på dens overflade. Det findes normalt inden for polymorphonuclear lymfocytter. Det er oxidase-negativt og katalasepositivt.

Neisseria gonorrhea er ansvarlig for sygdommen kendt som gonorrhea eller blenorrhea, som er en seksuelt overført sygdom.

Morganella morganii

Morganella morganii er en oxidase-negativ, fakultativ anaerob bakterie, der er formet som en lige stang, flagelleret ved temperaturer under 30 ° C, men flagelleret ved temperaturer over dette. Det er et almindeligt medlem af tarmkanalen hos mennesker og andre arter.

På trods af at det normalt findes som en kommensal i fordøjelseskanalen uden at forårsage sygdom, er det et opportunistisk patogen, der kan forårsage urinvejsinfektioner, septikæmi, bakteræmi, diarré, lungebetændelse, spontan bakteriel peritonitis eller Ludwigs angina, blandt andre sygdomme.

Referencer

1. Spektrum af infektionssygdomme forårsaget af Gram-negative bakterier. Gendannes fra futurelearn.com
2. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall & BJ McCarthy (1978). Mikrobiologi. 2. udgave. Holt, Rinehart & Winston.
3. Gram-negative bakterier. På Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org
4. C. Lyre. Morganella morganii: Egenskaber, sygdomme, det kan forårsage, behandlinger. Gendannes fra lifeder.com
5. C. Lyre. Klebsiella pneumoniae: karakteristika, morfologi, smitsomhed og sygdomme. Gendannes fra lifeder.com
6. S. Hogg (2005). Væsentlig mikrobiologi. John Wiley & Sons, LTD
7. N. Rodríguez. Gram-negative bakterier: cellevæg. Gendannes fraparais-sphynx.com