GRAMNEGATÍVNE BAKTÉRIE: VLASTNOSTI, ŠTRUKTÚRA, CHOROBY - BIOLÓGIE

Tieto negatívne baktérie Gram sú baktérie, ktoré sa zachovávajú kryštalickej fialovej farbivo pri použití Gramovo farbenie. Z tohto dôvodu sfarbujú červeno alebo slabo ružovú farbu skôr ako modrú alebo fialovú ako grampozitívne baktérie. Farba získaná gramnegatívnymi farbivami je spôsobená iným farbivom, ktorým môže byť fuchsín alebo safranín.

Rozdiel vo vyfarbení súvisí s povahou bunkovej steny v oboch skupinách organizmov. Počas farbenia sa kryštalická violeť viaže na bakteriálnu bunkovú stenu a vytvára tiež vo vode nerozpustný komplex s jódom obsiahnutým v lugole (ďalšia zlúčenina použitá pri farbení podľa Grama).

Pink Gram negatívne baktérie. Prevzaté a upravené: Microrao.

Bunková stena grampozitívnych baktérií je svojou povahou hustá a komplexná, pri ošetrení alkoholom alebo acetónom je schopná udržať komplex tvorený kryštálovou violeťou a jódom. Bunková stena gramnegatívnych baktérií je jednoduchšia a nezachováva si kryštálovú fialovú.

Tieto baktérie sú všadeprítomné a nachádzajú sa prakticky v každom prostredí na Zemi schopnom podporovať život. Táto skupina obsahuje patogénne druhy pre ľudí, ktoré sú spojené s infekciami močovými, dýchacími a gastrointestinálnymi; niektoré z nich sa získavajú v rovnakých zdravotníckych strediskách (nozokomiálne).

Všeobecné charakteristiky

Hlavnou charakteristikou tejto skupiny baktérií je, že sfarbujú červenú alebo ružovú technikou Gramovho farbenia. Pri tejto technike diferenciálneho farbenia sa všetky baktérie zafarbia modro alebo purpurovo, ale iba grampozitívne baktérie si také farbenie dokážu udržať po ošetrení alkoholom alebo acetónom.

Tieto baktérie majú dve lipidové membrány, z ktorých jedna predstavuje cytoplazmatickú membránu a druhá vonkajšiu bunkovú stenu. Vyskytuje sa výlučne u gramnegatívnych negatívnych látok a zvyčajne sa skladá z fosfolipidov a lipopolysacharidov.

Lipidová zložka lipopolysacharidov vonkajšej membrány je známa ako lipid A a pôsobí ako endotoxín, ktorý po vstupe do obehového systému spôsobuje toxickú reakciu, ktorá môže dokonca spustiť endotoxický šok.

Bunková stena je zložená z peptidoglykánov, ktoré tvoria tenkú vrstvu, a na rozdiel od toho, čo sa deje v grampozitívnych bunkách, neobsahujú teichoické a lipoteichové kyseliny, ktoré sú zložené z niekoľkých vrstiev peptidoglykánov a predstavujú obidva typy kyselín. Tieto slúžia na ukotvenie jadrového obalu k cytoplazmatickej membráne.

Bičíky gram-negatívnych baktérií, pokiaľ sú prítomné, majú štyri podporné krúžky (dva pre každú membránu), zatiaľ čo v gram-pozitívnych baktériách majú iba dva podporné krúžky, pretože majú iba jednu membránu.

štruktúra

Priemerná prokaryotická bunka.

Všetky baktérie nemajú jadro a chromozomálny materiál nie je oddelený od cytoplazmy jadrovou membránou. Ribozómy sú tiež zabudované v cytoplazme.

Gram negatívna baktéria sa skladá z dvoch bunkových membrán a bunkovej steny medzi nimi. Medzi bunkovou stenou a vnútornou membránou je periplazma. Okrem toho môže niekedy predstavovať bičíky, fimbrie, kapsuly a veľmi výnimočne výtrusy.

Bunková stena

Bunková stena je tvorená hlavne peptidoglykánom, polymérom tvoreným opakujúcimi sa jednotkami N-acetylglukozamínu a kyseliny N-acetylmurámovej, ktoré tvoria tenkú vrstvu.

Vonkajšia membrána je pevne naviazaná na peptidoglykán a je súčasťou bunkovej steny gramnegatívnych baktérií.

Vonkajšia membrána

Vonkajšia membrána obsahuje fosfolipidy, lipopolysacharidy a membránové proteíny. Lipopolysacharidy sú tvorené lipidom A (lipidová časť), polysacharidom O a medzi nimi ďalším reťazcom polysacharidov. Lipid A je ponorený do membrány a polysacharid O do vonkajšej strany.

Lipipopolysacharid (LPS) je endotoxín, ktorého toxický potenciál je spôsobený lipidom A. Pretože je tento lipid ponorený v membráne, jeho toxický účinok sa objaví až po lýze bakteriálnych buniek.

periplazmy

Želatínová látka zložená z vody a vysokých koncentrácií proteínov a peptidoglykánu. Má veľký význam v energetickom metabolizme gramnegatívnych baktérií a nachádza sa medzi bunkovou stenou a cytoplazmatickou membránou (periplazmatický priestor).

Mikroskopický obraz (zväčšenie X1000) gram-pozitívnych (Staphylococcus aureus, fialová) a gram-negatívnych (Escherichia coli, ružová) baktérie. Prevzaté a upravené: Y tambe.

Bunková membrána

Bunková membrána je štruktúra, ktorá vymedzuje vnútrobunkový priestor od vonkajšieho prostredia. Je to polopriepustná membrána, približne 8 nm, lipidovej povahy, podobná zloženiu membrány iných baktérií a ktorá sa líši od eukaryotickej membrány, pretože má eukaryotickú membránu, zatiaľ čo bakteriálna membrána nemá.

cytoplazma

Je to bunkový obsah vymedzený cytoplazmatickou membránou a obsahujúci ribozómy, nukleoidy a rôzne makromolekuly v suspenzii.

ribozómy

U gramnegatívnych baktérií sa ribozómy môžu vyskytovať jednotlivo v cytoplazme, v skupinách alebo v reťazcoch spojených s messengerovou RNA, ktoré sa nazývajú polyribozómy.

Bakteriálna DNA

Ako vo všetkých baktériách, bakteriálna DNA nie je obsiahnutá v jadre. Tento genetický materiál je tvorený dvojreťazcovou DNA v kruhovom tvare.

Fimbriae alebo pilis

Fimbrie alebo pilis sú vláknité štruktúry, ktoré sú distribuované hlavne na vonkajšom povrchu gramnegatívnych baktérií. Napriek svojej podobnosti s bičíkom sa nepoužívajú na vysídlenie, ale na iné funkcie, ako je napríklad pridržiavanie sa hostiteľských tkanív alebo reprodukcia.

kapsule

Kapsula je štruktúra, ktorá môže byť prítomná v akomkoľvek type baktérie. Nie je to životne dôležitá štruktúra, pretože jej strata neovplyvňuje životaschopnosť baktérií, ale je dôležitá, pretože chráni organizmus pred fagocytózou. Ak je prítomný, nachádza sa mimo bunkovej steny.

Spravidla sa skladá z polysacharidov so sliznicovým vzhľadom. Pre niektoré baktérie predstavuje virulenčný faktor.

spóry

Tieto štruktúry sa nachádzajú takmer výlučne v grampozitívnych tyčinkách, s výnimkou jediného gramnegatívneho druhu (Coxiella burnetti), ktorý ich tiež má. Sú tvorené vo vnútri tela, preto sa nazývajú endospory a sú vysoko odolnými štruktúrami voči nepriaznivým environmentálnym faktorom, ako aj radiačným a chemickým dezinfekčným prostriedkom.

bičík

Bakteriálna bičík je štruktúra tvaru biča, ktorá sa používa na pohyb. Ich počet a usporiadanie na bakteriálnom povrchu sa líši podľa druhu.

choroby

Gramnegatívne baktérie, najmä Enterobacteriaceae a nefermentatívne baktérie, majú veľký lekársky význam, pretože sú pôvodcami širokého spektra infekčných chorôb, medzi ktoré patria:

Infekcie močových ciest

Gramnegatívne bakteriálne infekcie močových ciest možno rozdeliť na dva typy: endogénne a exogénne. Endogénne infekcie sa vyskytujú, keď baktérie kolonizujú vzostupný gastrointestinálny trakt cez močový trakt. Tieto exogénne sa zvyčajne vyskytujú v dôsledku používania kontaminovaných nástrojov počas lekárskej starostlivosti.

Tieto choroby môžu vykazovať lokálne príznaky, ako je to v prípade cystitídy a prostatitídy, alebo naopak, môžu vykazovať systémové príznaky, ktoré zahŕňajú horúčku a sepsu, ako sa môžu vyskytnúť pri pyelonefritíde alebo abscese obličiek.

Intraabdominálne infekcie

Mnoho gramnegatívnych baktérií je normálnym členom gastrointestinálnej bakteriálnej flóry bez toho, aby spôsobovali akékoľvek ochorenie, avšak sú to oportunné patogény, ktoré môžu spôsobiť infekcie, ak sa vyskytnú lézie v zažívacom trakte.

Tieto infekcie môžu byť lokálne a obmedzené na steny gastrointestinálneho traktu, napríklad pri divertikulitíde alebo cholecystitíde, alebo sa môžu šíriť do brušnej dutiny, čo spôsobuje peritonitídu.

Peritoneum je membrána, ktorá pokrýva všetky coelomické vnútornosti, takže infekcia tejto membrány sa môže rýchlo rozšíriť do všetkých orgánov. Normálne, keď dôjde k vnútrobrušnej infekcii, najmä ak existujú abscesy, je antibiotická liečba nedostatočná a musia sa použiť chirurgické možnosti.

Infekcie dýchacích ciest

Tento typ infekcie je spojený s vysokou chorobnosťou a úmrtnosťou. Zvyčajne sa vyskytuje u pacientov v nemocnici alebo u tých, ktorí boli liečení antibiotikami. Medzi choroby dýchacích ciest spôsobené gramnegatívnymi baktériami patrí tracheobronchitída a zápal pľúc.

Iné choroby

Gramnegatívne baktérie sú tiež spojené s celým radom chorôb vrátane kvapavky, bakteriálnej meningitídy, ako aj s väčšinou nemocničných infekcií.

Príklady

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae je baktéria v tvare tyčinky, ktorá sa vyskytuje jednotlivo, v pároch, v reťazcoch alebo v skupinách. Nemá bičíkov alebo spór, ale predstavuje dobre vyvinutú kapsulu.

Táto baktéria je oportúnnym patogénom spojeným s rôznymi nemocničnými infekciami, ktoré môžu dokonca spôsobiť smrť. V posledných rokoch sa objavili hypervirulentné kmene, ktoré sa ťažko liečia a sú spojené s významnými chorobami a úmrtnosťami.

Neisseria gonorrhoeae

Táto baktéria je diplococcus so susednými stranami koky sploštenými a hlavnou osou každej bunky kolmou na hlavnú os páru a obvykle má na svojom povrchu kapsulu a pili. Normálne sa vyskytuje v polymorfonukleárnych lymfocytoch. Je oxidáza negatívna a kataláza pozitívna.

Neisseria kvapavka je zodpovedná za ochorenie známe ako kvapavka alebo blenorea, čo je pohlavne prenosné ochorenie.

Morganella morganii

Morganella morganii je fakultatívna anaeróbna baktéria negatívna na oxidázu, ktorá je tvarovaná ako rovná tyčinka, bičovaná pri teplotách pod 30 ° C, ale bičíkovitá pri teplotách nad touto. Je bežným členom črevného traktu ľudí a iných druhov.

Napriek tomu, že sa bežne vyskytuje ako ústupok zažívacieho traktu bez toho, aby spôsoboval ochorenie, je oportunistický patogén, ktorý môže okrem iných chorôb spôsobiť infekcie močových ciest, septikémiu, bakterémiu, hnačku, zápal pľúc, spontánnu bakteriálnu peritonitídu alebo Ludwigovu angínu.

Referencie

Spektrum infekčných chorôb spôsobených gramnegatívnymi baktériami. Získané z futurelearn.com
EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall a BJ McCarthy (1978). Mikrobiológie. 2. vydanie. Holt, Rinehart a Winston.
Gramnegatívne baktérie. Na Wikipédii. Obnovené z en.wikipedia.org
C. Lyre. Morganella morganii: Charakteristika, Ochorenia, ktoré môže spôsobiť, liečba. Obnovené zo stránky lifeder.com
C. Lyre. Klebsiella pneumoniae: charakteristika, morfológia, nákaza a choroby. Obnovené zo stránky lifeder.com
S. Hogg (2005). Esenciálna mikrobiológia. John Wiley & Sons, LTD
N. Rodríguez. Gramnegatívne baktérie: bunková stena. Obnovené zo stránkyparais-sphynx.com

GRAMNEGATÍVNE BAKTÉRIE: VLASTNOSTI, ŠTRUKTÚRA, CHOROBY - BIOLÓGIE - 2025