Грамотрицательные бактерии что это такое

Грамотрицательные бактерии — Википедия

Грамотрица́тельные бакте́рии (обозначаются Грам (-)) — бактерии, которые не окрашиваются кристаллическим фиолетовым при использовании окраски микроорганизмов по методу окрашивания по Граму^[1]. В отличие от грамположительных бактерий, которые сохраняют фиолетовую окраску даже после промывания обесцвечивающим растворителем (спирт), грамотрицательные полностью обесцвечиваются. После промывания растворителем при окрашивании по Граму добавляется контрастный краситель (обычно сафранин), который окрашивает все грамотрицательные бактерии в красный или розовый цвет. Это происходит из-за наличия внешней мембраны, препятствующей проникновению красителя внутрь клетки. Сам по себе тест полезен при классификации бактерий и разделении их на две группы относительно строения их клеточной стенки. Из-за своей более мощной и непроницаемой клеточной стенки грамотрицательные бактерии более устойчивы к антителам, чем грамположительные.

Обычно патогенность грамотрицательных бактерий связывают с определёнными компонентами их клеточных стенок, а именно, с липополисахаридным слоем (ЛПС или эндотоксический слой)^[1]. В человеческом организме ЛПС вызывает иммунный ответ, который характеризуется синтезом цитокинов и активацией иммунной системы. Обычной реакцией на синтез цитокинов является воспаление, что также может привести к увеличению количества токсичных веществ в организме хозяина.

Строение оболочки клетки грамотрицательных бактерий

Общие признаки, свойственные большинству грамотрицательных бактерий:

1. Наличие двух мембран, между которыми находится клеточная стенка и периплазматическое пространство.
2. Более тонкий, по сравнению с грамположительными бактериями, пептидогликановый слой.
3. Наружная мембрана содержит липополисахариды (состоит из липида А, полисахаридного ядра и антигена О снаружи и из фосфолипидов изнутри).
4. В наружной мембране присутствуют порины, функционирующие подобно порам для определённых молекул.
5. S-слой прикреплен к наружной мембране, а не к пептидогликановому слою.
6. Если есть жгутик, он имеет четыре поддерживающих кольца, а не два.
7. Отсутствуют тейхоевая и липотейхоевая кислоты.
8. Обычно не образуют спор (примечательным исключением является Coxiella burnetii, образующая спороподобные структуры).
9. Липопротеины прикреплены непосредственно к полисахаридной основе.
10. Большинство содержат липопротеин Брауна, который связывает наружную мембрану и цепочки пептидоглюканов ковалентной связью.

Химический состав и структура клеточных покровов[править | править код]

Далее рассмотрены слои клеточных покровов грамотрицательных прокариотов, начиная с самого внутреннего:

Клеточная стенка[править | править код]

У грамотрицательных эубактерий строение клеточной стенки намного сложнее, чем у грамположительных. В её состав входит гораздо большее число макромолекул разного химического типа. Пептидогликан образует только внутренний слой клеточной стенки, неплотно прилегая к ЦПМ. Для разных видов грамотрицательных эубактерий содержание этого гетерополимера колеблется в широких пределах. У большинства видов он образует одно- или двухслойную структуру, характеризующуюся весьма редкими поперечными связями между гетерополимерными цепями.

Некоторые скользящие бактерии (миксобактерии, флексибактерии) способны в процессе перемещения по твердому субстрату периодически менять форму клеток, например путём изгибания, что говорит об эластичности их клеточной стенки, и в первую очередь её пептидогликанового слоя. Электронно-микроскопическое изучение, однако, обнаружило у них клеточную стенку, типичную для грамотрицательных эубактерий. Наиболее вероятное объяснение гибкости клеточной стенки этих бактерий — чрезвычайно низкая сшитость её пептидогликанового компонента^[2].

Периплазматическое пространство[править | править код]

Появление у грамотрицательных эубактерий дополнительной мембраны в составе клеточной стенки фактически привело к созданию обособленной полости (периплазматического пространства), отграниченной от цитоплазмы и внешней среды специфическими мембранами и несущей важную функциональную нагрузку^[2].

Периплазматическое пространство, куда погружен пептидогликановый слой, заполнено раствором, в состав которого входят специфические белки, олигосахариды и неорганические молекулы. Периплазматические белки представлены двумя типами: транспортными белками и гидролитическими ферментами.

Было обнаружено также, что многие бактерии способны в больших количествах вырабатывать ферменты (гликозидазы, протеазы, липазы и проч.), гидролизующие все типы полимерных молекул. Последними могут быть как молекулы, синтезируемые самой клеткой, так и чужеродные, попавшие в клетку извне. Отрицательные последствия гидролиза собственных молекул (самопереваривание) очевидны. В то же время прокариоты нуждаются в гидролитических ферментах, так как это расширяет круг используемых ими веществ, включая в него полимеры разного типа. Становится понятна необходимость изолирования этих ферментов от цитоплазматического содержимого. Грамположительные эубактерии выделяют гидролитические ферменты во внешнюю среду, у грамотрицательных они локализованы в периплазматическом пространстве.

Внешняя мембрана[править | править код]

Снаружи от пептидогликана располагается дополнительный слой клеточной стенки — наружная мембрана. Она состоит из фосфолипидов, типичных для элементарных мембран, белков, липопротеина и липополисахарида. Специфическим компонентом наружной мембраны является липополисахарид сложного молекулярного строения, занимающий около 30—40 % её поверхности и локализованный во внешнем слое.

Белки наружной мембраны можно разделить на основные и минорные. Основные белки представлены небольшим числом различных видов, но составляют почти 80 % всех белков наружной мембраны. Одна из функций этих белков — формирование в мембране гидрофильных пор диаметром примерно 1—15 нм и длиной 50—70 нм, наклонённых к поверхности клеточной стенки по углом 30-40°. Через них осуществляется неспецифическая диффузия молекул с массой до 600—900 Да. Это означает, что через такие поры могут проходить сахара, аминокислоты, небольшие олигосахариды и пептиды. Белки, пронизывающие наружную мембрану насквозь и образующие гидрофильные поры, называют поринами. Минорные белки наружной мембраны представлены гораздо бо́льшим числом видов. Их основная функция — транспортная и рецепторная. Примером минорных белков могут служить белки, ответственные за специфический транспорт в клетку железосодержащих соединений.

Разнообразные функции выполняют макромолекулы, локализованные частично или полностью на внешней стороне клеточной стенки, контактирующей с окружающей средой; это специфические рецепторы для фагов и колицинов; антигены; макромолекулы, обеспечивающие межклеточные взаимодействия при конъюгации, а также между патогенными бактериями и тканями высших организмов.

S-слой и осцилиновые фибриллы[править | править код]

S-слой или зубчатый слой — слой из плотноупакованных белков, выстилающих наружную поверхность клетки и обеспечивающих защиту от резких изменений pH или концентраций каких-либо ионов. Поверх этого слоя расположен слой из волоскоподобных фибрилл, находится за пределами наружной мембраны цианобактерий, способных к скольжению. Похожие на волоски, фибриллы верхнего слоя состоят из стержнеподобного гликопротеина, называемого осциллин.

Скольжение происходит посредством секреции слизи через поры на внешнюю сторону клеточных покровов^[3]. Слизь проходит вдоль поверхности из осциллиновых фибрилл наружного слоя клетки и по расположенному рядом субстрату, продвигая фибриллы вперёд. Совокупность организованных волоскоподобных фибрилл, таким образом, действует как пассивный винт, в то время как слизь проходит по их поверхности в процессе скольжения^[4].

Наряду с анализом формы клетки, окрашивание по Граму является быстрым диагностическим методом, который ранее использовался для группирования видов бактерий в подотделы.

Медицинская иерархия видов

Основываясь на окраске по Граму, ныне ликвидированное царство Monera было разделено на четыре дивизиона: Firmacutes (+), Gracillicutes (-), Mollicutes (0) и Mendocutes (var.)^[5]. Но начиная уже с 1987 года монофилия грамотрицательных бактерий была поставлена под сомнение, а позже и полностью опровергнута бимолекулярными исследованиями^[6]. Однако некоторые авторы, такие как Т. Кавалир-Смит, всё ещё считают их монофилитической кладой и относят к подцарству Negibacteria^[7].

Строение внешней клеточной мембраны и классификация бактерий[править | править код]

Важно указать на то, что хотя бактерии традиционно делятся на две основные группы, грамположительные и грамотрицательные, такая классификация является двусмысленной и условной, поскольку может относиться к трём совершенно разным аспектам (результат окрашивания, организация клеточных покровов, таксономическая группа), которые необязательно совпадают для всех видов бактерий^{[8][9][10][11]}. Реакция на окрашивание грамположительных и грамотрицательных бактерий не является надёжной характеристикой также и потому, что эти два вида бактерий не формирует филогенетически единую группу^[8]. Как бы то ни было, хотя окрашивание по Граму и является эмпирическим критерием, в его основе лежат отчётливые различия в ультраструктуре и химическом составе двух главных видов прокариотических клеточных стенок, встречающихся в природе. Оба этих вида клеточных стенок отличаются друг от друга по наличию или отсутствию внешней липидной мембраны, которая является более надёжной и фундаментальной характеристикой бактериальных клеток^[8][12]. Все грамположительные бактерии окружены единственным слоем фосфолипидной мембраны и обычно имеют толстый слой (20—80 нм) из пептидогликанов (муреин и проч.), сохраняющий на себе краситель Грама. Ряд других бактерий, окружённых единственной мембраной, но окрашивающихся грамотрицательно из-за отсутствия пептидогликанового слоя (см. микоплазмы) или же своей неспособности удерживать краситель Грама вследствие специфического состава клеточной стенки, также находится в близком родстве с грамположительными бактериями. Для бактериальных клеток, окружённых одной клеточной мембраной, был предложен термин монодермные бактерии или монодермные прокариоты^[8][8][12]. В противоположность грамположительным бактериям, все архетипичные грамотрицательные бактерии, помимо цитоплазматической мембраны, окружены ещё и внешней клеточной мембраной и содержат между ними крайне тонкий слой пептидогликанов (2—3 нм). Наличие внутренней и наружной мембран порождает новый клеточный компартмент — периплазматическое пространство. Такие бактерии/прокариоты были обозначены как дидермные бактерии^[8][8][12].

Ещё одно важное различие межу монодермными и дидермными прокариотами — консервативный набор делеций в ряде важных белков (см. DnaK, GroEL)^{[8][9][12][13]}. Из двух структурно различных групп прокариотических организмов, монодермные бактерии считаются предковой группой по отношению к дидермным. Основываясь на ряде наблюдений, включая тот факт, что грамположительные бактерии в большинстве своём продуценты антибиотиков, а грамотрицательные бактерии обычно к таковым устойчивы, было высказано предположение, что у наружной клеточной мембраны грамотрицательных бактерий существует защитный механизм против селективного действия антибиотиков^{[8][9][12][13]}. Некоторые бактерии, как например Deinococcus, окрашиваются грамположительно из-за толстого пептидогликанового слоя, но обладают наружной клеточной мембраной и считаются промежуточным звеном между монодермами (грамположительные) и дидермами (грамотрицательные)^[8][13]. Дидермные бактерии в свою очередь могут быть подразделены на простых дидерм, у которых нет слоя липолисахаридов, архетипичных дидерм, чья наружная клеточная мембрана содержит липолисахариды, и собственно дидерм, наружная мембрана которых состоит из миколовой кислоты^{[10][11][13][14]}.

Вдобавок многие бактериальные таксоны (см. Negativicutes, Fusobacteria, Synergistetes и Elusimicrobia), которые являются частью типа Firmicutes или его близкородственной ветвью, также обладают дидермной структурой клетки^[11][13][14]. Однако консервативная делеция (CSI) в белке HSP60 (GroEL) служит отличительным знаком всех традиционных типов грамотрицательных бактерий (то есть Proteobacteria, Aquificae, Chlamydiae, Bacteroidetes, Chlorobi, Cyanobacteria, Fibrobacteres, Verrucomicrobia, Planctomycetes, Spirochetes, Acidobacteria и т. д.) от атипичных дидерм и других типов монодермных бактерий (таких как Actinobacteria, Firmicutes, Thermotogae, Chloroflexi и т. д.)^[13]. Наличие CSI во всех секвенированых видах из обычных ЛПС-содержащих типов грамотрицательных бактерий доказывает, что этот тип бактерий формирует монофилитическую кладу, и говорит в пользу того, что в этой группе ни у одного вида не происходила потеря внешней мембраны. Эти данные говорят против гипотезы о происхождении монодермных прокариот от дидермных путём потери внешней мембраны^[13].

Примеры видов[править | править код]

Протеобактерии — большая группа грамотрицательных бактерий, включающая Escherichia coli (E. coli), Salmonella, Shigella и прочих Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Moraxella, Helicobacter, Stenotrophomonas, Bdellovibrio, уксуснокислых бактерий, Legionella и множество других. Другие примечательные группы грамотрицательных бактерий включают в себя цианобактерий, спирохет, зелёных серо- и не-серобактерий.

Связанные с медициной грамотрицательные кокки включают в себя три организма, вызывающих заболевания, передающиеся половым путём (Neisseria gonorrhoeae), менингит (Neisseria meningitidis) и респираторные симптомы (Moraxella catarrhalis).

Среди бацилл есть большое количество важных для медицины видов. Некоторые из них в первую очередь вызывают болезни органов дыхания, как например (Hemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa), выделения (Escherichia coli , Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens) и пищеварения (Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi).

Ряд грамотрицательных бактерий связан с внутрибольничными инфекциями. В их числе Acinetobacter baumannii, вызывающий бактериемии, вторичный менингит и вентиляторную пневмонию у больных в отделениях реанимации.

Одна из нескольких уникальных характеристик грамотрицательных бактерий — это структура внешней клеточной мембраны. Внешний лист мембраны включает в себя комплекс липополисахаридов, липидные части которых выполняют роль эндотоксинов. Если эндотоксины попадают в транспортную систему, происходит интоксикация, с последующим увеличением температуры, повышением частоты дыхания и понижением кровяного давления. Всё это может привести к токсическому шоку и последующему летальному исходу.

Эта внешняя мембрана защищает бактерию от некоторых антибиотиков, красителей и детергентов, которые в норме повреждают внутреннюю мембрану или клеточную стенку. Такая защита делает бактерию устойчивой к лизоциму и пенициллину. Однако были разработаны альтернативные методы лечения, такие как лизоцим с ЭДТА и антибиотик ампициллин, способные справиться с защитной внешней мембраной некоторых патогенных грамотрицательных организмов. Для этой же цели могут быть использованы и другие лекарства, наиболее эффективные из которых хлорамфеникол, стрептомицин и налидиксовая кислота.

1. ↑ ^{1 2 3} ''Salton M. R. J., Kim K. S.. Structure. in: Baron's Medical Microbiology (Baron S. et al., eds.). — 4th. — Univ of Texas Medical Branch, 1996. — ISBN 0-9631172-1-1.
2. ↑ ^{1 2} Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология: Учебник. — 2003. − 464 с.
3. ↑ (Hoiczyk и Baumeister, 1998; Hoiczyk, 2000)
4. ↑ Lee R. E. Phycology. — 4th Ed. — Colorado State University, USA.
5. ↑ Gibbons, N. E.; Murray, R. G. E. Proposals Concerning the Higher Taxa of Bacteria (англ.) // International Journal of Systematic Bacteriology (англ.)русск. : journal. — 1978. — Vol. 28, no. 1. — P. 1—6. — doi:10.1099/00207713-28-1-1.
6. ↑ Woese C. R. Bacterial evolution. (англ.) // Microbiological reviews. — 1987. — Vol. 51, no. 2. — P. 221—271. — PMID 2439888. [исправить]
7. ↑ Cavalier-Smith T. Rooting the tree of life by transition analyses (англ.) // Biol. Direct (англ.)русск. : journal. — 2006. — Vol. 1. — P. 19. — doi:10.1186/1745-6150-1-19. — PMID 16834776.
8. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10} Gupta R. S. (1998) Protein phylogenies and signature sequences: A reappraisal of evolutionary relationships among archaebacteria, eubacteria and eukaryotes. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62: 1435—1491.
9. ↑ ^{1 2 3} Gupta R. S. (2000) The natural evolutionary relationships among prokaryotes. Crit. Rev. Microbiol. 26: 111—131.
10. ↑ ^{1 2} Desvaux Mickaël, Hébraud Michel, Talon Régine, Henderson Ian R. Secretion and subcellular localizations of bacterial proteins: a semantic awareness issue // Trends in Microbiology. — 2009. — Апрель (т. 17, № 4). — С. 139—145. — ISSN 0966-842X. — doi:10.1016/j.tim.2009.01.004. [исправить]
11. ↑ ^{1 2 3} Sutcliffe Iain C. A phylum level perspective on bacterial cell envelope architecture // Trends in Microbiology. — 2010. — Октябрь (т. 18, № 10). — С. 464—470. — ISSN 0966-842X. — doi:10.1016/j.tim.2010.06.005. [исправить]
12. ↑ ^{1 2 3 4 5} Gupta R. S. (1998). What are archaebacteria: life’s third domain or monoderm prokaryotes related to Gram-positive bacteria? A new proposal for the classification of prokaryotic organisms. Molecular Microbiology. 29(3):695-707.
13. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Gupta R. S. (2011). Origin of diderm (Gram-negative) bacteria: antibiotic selection pressure rather than endosymbiosis likely led to the evolution of bacterial cells with two membranes. Antonie van Leeuwenhoek. 100:171—182.
14. ↑ ^{1 2} Marchandin H., Teyssier C., Campos J., Jean-Pierre H., Roger F., Gay B., Carlier J. P., Jumas-Bilak E. Negativicoccus succinicivorans gen. nov., sp. nov., isolated from human clinical samples, emended description of the family Veillonellaceae and description of Negativicutes classis nov., Selenomonadales ord. nov. and Acidaminococcaceae fam. nov. in the bacterial phylum Firmicutes. (англ.) // International journal of systematic and evolutionary microbiology. — 2010. — Vol. 60, no. Pt 6. — P. 1271—1279. — doi:10.1099/ijs.0.013102-0. — PMID 19667386. [исправить]

Грамположительные и грамотрицательные бактерии

Мир бактерий удивительно разнообразен и очень богат. Они встречаются везде: в воздухе, почве, на коже человека, на его слизистых. При определенных обстоятельствах бактерии становятся опасными для человека, вызывая серьезные заболевания. Некоторые из них легко поддаются лечению антибиотиками или даже обычными антисептиками, от других избавиться намного сложнее. Поэтому при постановке диагноза, а также при назначении лечения выделяют грамположительные и грамотрицательные бактерии. Такой метод деления микроорганизмов был предложен еще в XIX веке, но используется до сих пор.

Мир бактерий

Царство микроорганизмов настолько разнообразно и сложно устроено, что даже современная наука еще не изучила его полностью. Есть такие бактерии, которые выживают при высоких температурах и не погибают даже при длительном кипячении, другие же гибнут при малейшем изменении температуры или состава внешней среды, например после добавления обычного сахара. Некоторые микроорганизмы прекрасно себя чувствуют в горячих источниках, в кислоте, питаются метаном или другими химическими веществами.

Бактерии - это самые древние организмы и очень широко распространены в мире. Они встречаются везде: на дне океана, в воздухе, в почве - даже на большой глубине, в организме живых существ. Причем, наукой доказано, что клеток бактерий внутри человека в 10 раз больше, чем собственных. Некоторые микроорганизмы просто живут рядом с другими живыми существами, другие же активно с ними взаимодействуют. Они могут приносить пользу или вызывать различные заболевания. Причем полезных бактерий в десятки раз больше, чем патогенных.

Многие микроорганизмы приносят пользу. Например, те, которые обитают в кишечнике человека, участвуют в пищеварении и защищают его от инфекций. Это лактобактерии и бифидобактерии. В полости рта человека обитает около 40 млн видов бактерий, но всего 5 % из них патогенные. Есть микроорганизмы, которые участвуют в разложении отходов. Но, несмотря на то что полезных бактерий все же больше, патогенные их виды приносят много вреда, так как вызывают опасные болезни. До сих пор много человек во всем мире умирает от туберкулеза, холеры, столбняка, брюшного тифа, ботулизма и других инфекций. Поэтому очень важно научиться правильно взаимодействовать с миром бактерий.

Метод Грама

Человек давно ищет пути лечения инфекционных заболеваний. После того как было обнаружено существование патогенных бактерий, ученые стараются их классифицировать, чтобы выяснить, как с ними бороться. Лучший способ был предложен в 1884 году врачом Гансом Кристианом Грамом. Он довольно простой, но информативный и используется до сих пор. По этому методу различаются грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Доктор Грам использовал при изучении микроорганизмов фиолетовый краситель и заметил, что некоторые из них поддаются окрашиванию, другие же - нет. Он выяснил, что связано это с особенностями клеточных стенок бактерий. Так как эти микроорганизмы состоят из одной, реже двух клеток, для них очень важно иметь прочную оболочку. Поэтому клеточные стенки у них имеют сложное строение. Они защищают внутреннюю среду от проникновения жидкостей. Сложнее всего строение у грамотрицательных бактерий. Они устойчивы к проникновению слюны, желудочного сока и других жидкостей.

Суть метода Грама в том, что исследуемую среду обрабатывают анилиновым красителем, фиксируют йодом, а затем смывают спиртом. При этом грамотрицательные бактерии обесцвечиваются, а грамположительные приобретают синюю окраску. После повторной обработки красным красителем отрицательные виды могут окраситься в розовый цвет, причем погибшие микроорганизмы окрашиваются ярче.

Применение метода в медицине

Метод Грама по разделению микроорганизмов на грамположительные и грамотрицательные бактерии способствовал совершенствованию микробиологических исследований. Он помогает выявлять устойчивость патогенных видов к лекарственным препаратам, разрабатывать новые антибиотики для борьбы с ними. Ведь прочная клеточная стенка грамотрицательных бактерий делает их нечувствительными к обычным антибактериальным препаратам. А оболочка грамположительных микроорганизмов, хоть и очень толстая, но проницаема для жидкостей и антибиотиков.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии

Метод Грама позволил разделить все микроорганизмы на две большие группы. Их особенности и характеристики помогают выбрать более подходящее лечение инфекционных заболеваний. Грамположительные бактерии, которые быстро окрашиваются в синий цвет анилиновым красителем, образуют споры, экзотоксины, поэтому довольно опасны для здоровья. Но их оболочка проницаема для антибактериальных препаратов.

Как и грамположительные, грамотрицательные бактерии - возбудители серьезных заболеваний. Они не образуют спор, и во многих случаях являются условно патогенными. Но при определенных условиях начинают выделять эндотоксины и являются причиной тяжелого воспаления и интоксикации. Из-за сложного строения клеточной стенки они почти нечувствительны к антибиотикам.

В организме человека содержатся оба вида эти микроорганизмов. Правильное соотношение грамположительных и грамотрицательных бактерий поддерживает нормальную микрофлору влагалища, кишечника, полости рта. Это помогает защищать организм от инфекций.

Грамположительная флора

Большинство бактерий, которые поддаются окрашиванию фиолетовым красителем, то есть имеют проницаемую клеточную стенку, опасны для человека. К ним относятся стрептококки, стафилококки, листерии, бациллы, клостридии, микобактерии, актиномицеты. Особенно опасен золотистый стафилококк, который поражает ослабленный организм и без лечения быстро приводит к смерти больного. Но к ним относятся также полезные молочнокислые лактобактерии.

Грамположительные микроорганизмы поражают дыхательные пути, сердечную мышцу, головной мозг, кожу. Они провоцируют гнойную инфекцию в ранах, заражение крови.

Заболевания, которые они вызывают

Именно грамположительные бактерии являются причиной таких распространенных инфекционных болезней, как:

• тонзиллит, фарингит;
• синусит, отит;
• ревматизм;
• заражение крови;
• пневмония;
• воспаление мозга;
• сибирская язва;
• пищевые токсикоинфекции;
• ботулизм;
• дифтерия;
• столбняк;
• газовая гангрена.

Грамотрицательные бактерии

Список их довольно большой, но среди них много таких, которые не приносят никакого вреда человеку. К ним относятся в основном условно патогенные микроорганизмы. В обычных условиях они обитают в организме человека, не причиняя ему вреда. Самыми распространенными являются следующие грамотрицательные бактерии. Виды их разнообразны:

• протеобактерии;
• псевдомонады;
• хламидии;
• менингококки;
• бруцеллы;
• спирохеты;
• гонококки;
• хеликобактерии.

Микроорганизмы, не окрашивающиеся в фиолетовый цвет, являются устойчивыми также к любым антителам и антибактериальным препаратам. Поэтому заболевания, вызываемые ими, очень сложно лечить.

Какие заболевания вызывают

При определенных условиях грамотрицательные бактерии становятся причиной серьезных болезней. Связано это с тем, что сложная оболочка этих микроорганизмов при разрушении выделяет много токсинов, которые, разносясь по кровотоку человека, вызывают сильнейшую интоксикацию. Получается, что патогенны не сами бактерии, а особенности их клеточной оболочки - липополисахаридный слой, который вызывает иммунную реакцию организма. Они приводит к развитию воспаления. Но если у человека иммунитет в порядке, он легко справляется с такими микроорганизмами, и инфекция ему не страшна.

К грамотрицательным бактериям относятся микроорганизмы, вызывающие гонорею, сифилис, менингит и респираторные заболевания. Особенно распространены такие бактерии, котрые вызывают поражение дыхательных и мочевыделительных путей, желудочно-кишечного тракта. К грамотрицательным относятся такие известные возбудители инфекций, как протей, эшерихия, энтеробактерии, сальмонеллы. Они вызывают сальмонеллез, менингит, брюшной тиф, дизентерию. Кроме того, именно такие устойчивые микроорганизмы являются причиной тяжелых внутрибольничных инфекций. Ведь они могут выжить даже после серьезной дезинфекции.

Использование этих знаний при лечении болезней

При диагностике заболевания для определения более эффективного лечения обязательно применяется метод Грама для определения того, какие микроорганизмы вызвали болезнь: грамположительные или грамотрицательные бактерии. Антибиотики назначаются в зависимости от этого. Ведь неправильно выбранное лечение может только усугубить ситуацию.

Для определения возбудителя исследуется мокрота, выделения из носа или влагалища, анализ кала, синовиальной или плевральной жидкости. Эти образцы подвергаются обследованию по методу Грама.

Сложнее всего вылечить заболевания, вызываемые грамотрицательными бактериями. В основном на них воздействуют сочетанием двух антибиотиков или же препараты нового поколения. Эфективными против них могут быть "Ампициллин" или "Амоксициллин", "Хлорамфеникол", "Стрептомицин", а также группа цефалоспоринов. Они могут справиться с внешней мембраной таких бактерий.

Знания о строении стенки бактерий позволило улучшить эффективность лечения инфекционных заболеваний.

Грамотрицательные бактерии - это... Что такое Грамотрицательные бактерии?

Фотография сделанная трансмиссионым электронным микроскопом. Клеточные покровы цианобактерии Phormidium uncinatum. Клеточные покровы (CW) состоит из, цитоплазматической мембраны (CM), пептидогликанового слоя (P), периплазматического пространства (PS) и внешней мембраны (OM). В добавок, у цианобактерий есть два дополнительных внешних слоя, типичных для подвижных клеток, внешний зубчатый слой (EL) и слой осцилирующих волоско-подобных фибрилл (F). (CJ) Место секреции слизи; (JP) поры во внешней мембране. ^[1]

Грамотрицательные бактерии это бактерии, которые не окрашиваются кристаллическим фиолетовым при окрашивании по Граму .^[2] В отличие от грамотрицательных, которые полностью обесцвечиваются, грамположительные бактерии сохранят фиолетовую окраску даже после промывания обесцвечивающим растворителем (спирт). После промывания растворителем при окрашивании по Граму добавляется контрастный краситель (обычно сафранин) , который окрашивает всех грамотрицательных бактерий в красный или розовый цвет. Это происходит из-за наличия внешней мембраны, препятствующей проникновению красителя внутрь клетки. Сам по себе тест полезен при классификации бактерий и разделении их на две группы относительно строения их клеточной стенки. Из-за своей более мощной и непроницаемой клеточной стенки грамотрицательные бактерии более устойчивы к антителам чем грамположительные.

Обычно патогенность грамотрицательных бактерий связывают с определёнными компонентами их клеточных стенок, а именно, с липополисахаридным слоем (ЛПС или эндотоксический слой).^[2] В человеческом организме ЛПС вызывает иммунный ответ, который характеризуется синтезем цитокинов и активацией иммунной системы. Обычной реакцией на синтез цитокинов является воспаление, что также может привести к увеличению количества токсичных веществ в организме хозяина.

Характеристика

Строение оболочки клетки грамотрицательных бактерий Отличие между клеточной стенкой грамположительных и грамотрицательных бактерий

Общие признаки, свойственные большинству грамотрицательных бактерий:

1. Наличие двух мембран, между которыми находится клеточная стенка и периплазматическое пространство
2. Более тонкий, по сравнению с грамположительными бактериями, пептидогликановый слой
3. Наружная мембрана содержит липополисахариды (состоит из липида А, полисахаридного ядра и антигена О снаружи и из фосфолипидов изнутри)
4. В наружной мембране присутствуют порины,функционирующие подобно порам для определённых молекул
5. S-слой прикреплен к наружной мембране, а не к пептидогликановому слою
6. Если есть жгутик, он имеет четыре поддерживающих кольца, а не два
7. Отсутствуют тейхоевая и липотейхоевая кислоты
8. Обычно не образуют спор (примечательным исключением является Coxiella burnetii, образующая спороподобные структуры)
9. Липопртеины прикреплены непосредственно к полисахаридной основе.
10. Большинство содержат липопротеин Брауна, который связывает наружную мембрану и цепочки пептидоглюканов ковалентной связью

Химический состав и структура клеточных покровов

Далее рассмотрены слои клеточных покровов грамотрицательных прокариотов, начиная с самого внутреннего:

Клеточная стенка

У грамотрицательных эубактерий строение клеточной стенки намного сложнее, чем у грамположительных. В ее состав входит гораздо большее число макромолекул разного химического типа. Пептидогликан образует только внутренний слой клеточной стенки, неплотно прилегая к ЦПМ. Для разных видов грамотрицательных эубактерий содержание этого гетерополимера колеблется в широких пределах. У большинства видов он образует одно- или двухслойную структуру, характеризующуюся весьма редкими поперечными связями между гетерополимерными цепями.

Некоторые скользящие бактерии (миксобактерии, флексибактерии) способны в процессе перемещения по твердому субстрату периодически менять форму клеток, например путем изгибания, что говорит об эластичности их клеточной стенки, и в первую очередь ее пептидогликанового слоя. Электронно-микроскопическое изучение, однако, обнаружило у них клеточную стенку, типичную для грамотрицательных эубактерий. Наиболее вероятное объяснение гибкости клеточной стенки этих бактерий — чрезвычайно низкая сшитость ее пептидогликанового компонента.^[3]

Периплазматическое пространство

Появление у грамотрицательных эубактерий дополнительной мембраны в составе клеточной стенки фактически привело к созданию обособленной полости (периплазматического пространства), отграниченной от цитоплазмы и внешней среды специфическими мембранами и несущей важную функциональную нагрузку.^[3]Периплазматическое пространство, куда погружен пептидогликановый слой. заполнено раствором, в состав которого входят специфические белки, олигосахариды и неорганические молекулы. Периплазматические белки представлены двумя типами: транспортными белками и гидролитическими ферментами.

Было обнаружено также, что многие бактерии способны в больших количествах вырабатывать ферменты (гликозидазы, протеазы, липазы и проч.), гидролизующие все типы полимерных молекул. Последними могут быть как молекулы, синтезируемые самой клеткой, так и чужеродные, попавшие в клетку извне. Отрицательные последствия гидролиза собственных молекул (самопереваривание) очевидны. В то же время прокариоты нуждаются в гидролитических ферментах, так как это расширяет круг используемых ими веществ, включая в него полимеры разного типа. Становится понятна необходимость изолирования этих ферментов от цитоплазматического содержимого. Грамположительные эубактерий выделяют гидролитические ферменты во внешнюю среду, у грамотрицательных — они локализованы в периплазматическом пространстве.

Внешняя мембрана

Снаружи от пептидогликана располагается дополнительный слой клеточной стенки — наружная мембрана. Она состоит из фосфолипидов, типичных для элементарных мембран, белков, липопротеина и липополисахарида. Специфическим компонентом наружной мембраны является липополисахарид сложного молекулярного строения, занимающий около 30—40% ее поверхности и локализованный во внешнем слое.

Белки наружной мембраны можно разделить на основные и минорные. Основные белки представлены небольшим числом различных видов, но составляют почти 80% всех белков наружной мембраны. Одна из функций этих белков — формирование в мембране гидрофильных пор диаметром примерно 1-15 нм и длинной 50-70 нм, наклонённых к поверхности клеточной стенки по углом 30–40°. Через них осуществляется неспецифическая диффузия молекул с массой до 600—900 Да. Это означает, что через такие поры могут проходить сахара, аминокислоты, небольшие олигосахариды и пептиды. Белки, пронизывающие наружную мембрану насквозь и образующие гидрофильные поры, называют поринами. Минорные белки наружной мембраны представлены гораздо большим числом видов. Их основная функция — транспортная и рецепторная. Примером минорных белков могут служить белки, ответственные за специфический транспорт в клетку железосодержащих соединений.

Разнообразные функции выполняют макромолекулы, локализованные частично или полностью на внешней стороне клеточной стенки, контактирующей с окружающей средой; это специфические рецепторы для фагов и колицинов; антигены; макромолекулы, обеспечивающие межклеточные взаимодействия при конъюгации, а также между патогенными бактериями и тканями высших организмов.

S-слой и осцилиновые фибриллы

S-слой или зубчатый слой — слой из волоскоподобных фибрил, находится за пределами наружной мембраны в клеточной стенке цианобактерий способных к скольжению. Похожие на волски фибриллы верхнего слоя состоят из стержнеподобного гликопротеина, называемого осцилин.

Скольжение происходит посредством секреции слизи через поры на внешнюю сторону клеточных покровов.^[4] Слизь проходит вдоль поверхности из осцилиновых фибрил наружного слоя клетки и по расположенному рядом субстрату, продвигая фибриллы вперёд. Совокупность организованных волоскоподобных фибрилл таким образом, действует как пассивный винт, в то время как слизь проходит по их поверхности в процессе скольжения.^[5]

Классификация

Наряду с формой клетки, окрашивание по Граму это быстрый диагностический метод, который ранее использовался для группирования видов бактерий в подотделы.

Медицинская иерархия видов.

Основываясь на окраске по Граму, ныне ликвидированное царство Monera было разделено на четыре дивизиона: Firmacutes (+), Gracillicutes (-), Mollicutes (0) и Mendocutes (var.).^[6] Но начиная уже с 1987 года, монофилия грамотрицательных бактерий была поставлена под сомнение, а позже и полностью опровергнута бимолекулярными исследованиями.^[7] Однако, некоторые авторы, такие как Кавалир-Смит, всё ещё считают их монофелитической кладой и относят к подцарству "Negibacteria".^[8]

Строение внешней клеточной мембраны и классификация бактерий

Важно указать на то, что хотя бактерии традиционно делятся на две основные группы, Грамположительные и Грамотрицательные, такая классификация является двусмысленной и условной, поскольку может относится к трём совершенно разным аспектам (результат окрашивания, организация клеточных покровов, таксономическая группа), которые необязательно совпадают для всех видов бактерий.^{[9][10][11][12]} Реакция на окрашивание грамположительных и грамотрицательных бактерий не является надёжной характеристикой также и потому, что эти два вида бактерий не формирует филогенетически единую группу.^[9] Как бы то ни было, хотя окрашивание по Граму и является эмпирическим критерием, в его основе лежат отчётливые различия в ультраструктуре и химическом составе двух главных видов прокариотических клеточных стенок, встречающихся в природе. Оба этих вида клеточных стенок отличаются друг от друга по наличию или отсутствию внешней липидной мембраны, которая является более надёжной и фундаментальной характеристикой бактериальных клеток.^[9][13] Все грамположительные бактерии окружены единственным слоем фосфолипидной мембраны и обычно имеют толстый слой (20-80 нм) из пептидогликанов (муреин и проч.), сохраняющий на себе краситель Грама. Ряд других бактерий, окружённых единственной мембраной, но окрашивающихся грамотрицательно из-за отсутствия пептидогликанового слоя (см. микоплазмы) или же своей неспособности удерживать краситель Грама вследствие специфического состава клеточной стенки, также находится в близком родстве с грамположительными бактериями. Для бактериальных клеток, окружённых одной клеточной мембраной был предложен термин Монодермные Бактерии или Монодермные Прокариоты.^[9][9][13] В противоположность грамположительным бактериям, все архитипичные грамотрицательные бактерии, помимо цитоплазматической мембраны окружены ещё и внешней клеточной мембраной и содержат между ними крайне тонкий слой пептидогликанов (2-3 нм). Наличие внутренней и наружной мембран порождает новый клеточный компартмент — периплазматическое пространство. Таких бактерии/прокариоты были обозначены как Дидермные Бактерии.^[9][9][13] Ещё одно важное различие межу монодермными и дидермными прокариотами — консервативный набор делеций в ряде важных белков (см. DnaK, GroEL).^{[9][10][13][14]} Из двух структурно различных групп прокариотических организмов, монодермные бактерии считаются предковой группой по отношению к дидермным. Основываясь на ряде наблюдений, включая тот факт, что грамположительные бактерии в большинстве своём продуценты антибиотиков, а грамотрицательные бактерии обычно к таковым устойчивы, было высказано предположение, что у наружной клеточной мембраны грамотрицательный бактерий существует защитный механизм против селективного действия антибиотиков.^{[9][10][13][14]} Некоторые бактерии, как например Deinococcus, окрашиваются грамположительно из-за толстого пептидогликанового слоя, но обладают наружной клеточной мембраной и считаются промежуточным звеном между монодермами (грамположительные) и дидермами (грамотрицательные).^[9][14] Дидермные бактерии в свою очередь могут быть подразделены на простых дидерм, у которых нет слоя липолисахаридов, архитипичных дидерм, чья наружная клточная мембрана содержит липолисахариды и собственно дидерм, наружная мембрана которых состоит из миколовой кислоты.^{[11][12][14][15]} В добавок, многие бактериальные таксоны (см. Negativicutes, Fusobacteria, Synergistetes и Elusimicrobia), которые являются частью типа Firmicutes или его близкородственной ветвью, также обладают дидермной структурой клетки.^[12][14][15] Однако, консервативная делеция (CSI) в белке HSP60(GroEL) служит отличительным знаком всех традиционных типов грамотрицательных бактерий (т.е. Proteobacteria, Aquificae, Chlamydiae, Bacteroidetes, Chlorobi, Cyanobacteria, Fibrobacteres, Verrucomicrobia, Planctomycetes, Spirochetes, Acidobacteria, итд.) от атипичных дидерм и других типов монодермных бактерий (e.g. Actinobacteria, Firmicutes, Thermotogae, Chloroflexi, etc.).^[14] Наличия CSI во всех секвенированых видах из обычных ЛПС-содержащих типов грамотрицательных бактерий, доказывает, что этот тип бактерий формирует монофилитическую кладу, и говорит в пользу того, что в этой группе ни у одного вида не происходила потеря внешней мембраны. Эти данные говорят против гипотезы о происхождении монодермных прокариот от дидермных путём потери внешней мембраны. ^[14]

Примеры видов

Протеобактерии большая группа грамотрицательных бактерий, включающая Escherichia coli (E. coli), Salmonella, Shigella, и прочих Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Moraxella, Helicobacter, Stenotrophomonas, Bdellovibrio, уксуснокислых бактерий, Legionella и множество других. Другие примечательные группы грамотрицательных бактерий включают в себя цианобактерий, спирохет, зелёных серо и не-серо бактерий.

Связанные с медициной грамотрицательные Кокки включают в себя три организма, вызывающих заболевания, передающиеся половым путём (Neisseria gonorrhoeae), вызывающий менингит (Neisseria meningitidis), и респираторные симптомы (Moraxella catarrhalis).

Среди бацилл есть большое количество значимых для медицины видов. Некоторые из них в первую очередь взывают проблемы с дыханием, как например (Hemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa), в первую очередь проблемы с мочеиспусканием(Escherichia coli , Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens), и желудочно-кишечного тракта(Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi).

Грам-отрицательных бактерий, связанных с внутрибольничные инфекции, включая Acinetobacter baumannii, вызывающий бактериемии, вторичный менингит, и вентилятор-ассоциированной пневмонии при лечении в отделении интенсивной терапии.

Значение для Медицины

Одна из нескольких уникальных характеристик грамотрицательных бактерий это структура внешней клеточной мембраны. Внешний лист мембраны включает в себя комплекс липополисахаридов, липидные части которых выполняют роль эндотоксинов. Если эндотоксины попадают в транспортную систему, происходит интоксикация, с последующим увеличением температуры, повышением частоты дыхания, и понижением кровяного давления. Всё это может привести к токсическому шоку и последующему летальному исходу.

Эта внешняя мембрана защищает бактерию от некоторых антибиотиков, красителей, и детергентов, которые в норме повреждают внутреннею мембрану или клеточную стенку. Такая защита делает бактерию устойчивой к лизоциму и пеницилину. Однако, были разработаны альтернативные методы лечения, такие как лизоцим с EDTA и антибиотик ампициллин, способные справиться с защитной внешней мембраной некоторых патогенных грамположительных организмов. Для этой же цели могут быть использованы и другие лекарства, наиболее эффективные из которых хлорамфеникол, стрептомицин, и налидиксовая кислота.

См. также

Источники

1. ↑ (From Hoiczyk and Baumeister, 1995.)
2. ↑ ^{1 2} Salton MRJ , Kim KS Structure. in: Baron's Medical Microbiology (Baron S et al., eds.). — 4th. — Univ of Texas Medical Branch, 1996. — ISBN 0-9631172-1-1
3. ↑ ^{1 2} Микробиология, Гусев М.В, Минеева Л.А. Учебник 2003 -464с
4. ↑ (Hoiczyk и Baumeister, 1998;Hoiczyk, 2000)
5. ↑ Phycology Fourth edition by Robert Edward Lee; Colorado State University, USA
6. ↑ Gibbons, N. E. (1978). «Proposals Concerning the Higher Taxa of Bacteria». International Journal of Systematic Bacteriology 28 (1): 1–6. DOI:10.1099/00207713-28-1-1.
7. ↑ PMID 2439888 (PubMed)
   Цитата появится автоматически через несколько минутJump the queue or expand by hand
8. ↑ Cavalier-Smith T (2006). «Rooting the tree of life by transition analyses». Biol. Direct 1: 19. DOI:10.1186/1745-6150-1-19. PMID 16834776.
9. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10} Gupta, R.S. (1998) Protein phylogenies and signature sequences: A reappraisal of evolutionary relationships among archaebacteria, eubacteria and eukaryotes. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62: 1435—1491.
10. ↑ ^{1 2 3} Gupta, R.S.(2000) The natural evolutionary relationships among prokaryotes. Crit. Rev. Microbiol. 26: 111—131.
11. ↑ ^{1 2} , Desvaux M, Hébraud M, Talon R, Henderson IR. 2009. Secretion and subcellular localizations of bacterial proteins: a semantic awareness issue. Trends Microbiol. 17:139-145. DOI:10.1016/j.tim.2009.01.004
12. ↑ ^{1 2 3} , Sutcliffe IC. 2010. A phylum level perspective on bacterial cell envelope architecture. Trends Microbiol. 18:464-470. DOI:10.1016/j.tim.2010.06.005
13. ↑ ^{1 2 3 4 5} Gupta, R. S. (1998). What are archaebacteria: life’s third domain or monoderm prokaryotes related to Gram-positive bacteria? A new proposal for the classification of prokaryotic organisms. Molecular Microbiology. 29(3):695-707.
14. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Gupta, R. S. (2011). Origin of diderm (Gram-negative) bacteria: antibiotic selection pressure rather than endosymbiosis likely led to the evolution of bacterial cells with two membranes. Antonie van Leeuwenhoek. 100:171-182.
15. ↑ ^{1 2} PMID 19667386 (PubMed)
    Цитата появится автоматически через несколько минутJump the queue or expand by hand

Грамотрицательные бактерии, их строение и заболевания

Домой (home) => Бактерии => Грамотрицательные бактерии, их строение и заболевания

Царство микроорганизмов необыкновенно интересно и сложно устроено. Например, существуют микробы, которые выживают и размножаются, если перед этим их несколько суток подряд кипятить.

Другие погибают, если на питательную среду добавляется обычный сахар. Как разобраться в этом паноптикуме миниатюрных живых существ, несущих не только жизнь, но и смерть?

Очень просто: покрасить!

Ганс Христиан Грам достоин памятника

Дания дала миру удивительного человека, почти полную тёзку великого сказочника Андерсена. Но Грам не сочинял сказок. Мировую известность ему принес его знаменитый метод окраски микроорганизмов, по которому все царство бактерий можно разделить на две большие группы: грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Особенности строения грамположительных и грамотрицательных бактерий «в двух словах» объясняется так:

• грамположительные бактерии образуют споры, экзотоксины, имеют оболочку, легко проницаемую для антибиотиков и окрашиваются в синий цвет анилиновым красителем;
• грамотрицательная флора не образует спор, «вооружение» и толщина клеточной стенки у них толще, они образуют эндотоксины, и «достать» эту флору лекарствами гораздо труднее. Окрашиваются в красный цвет фуксином, после удаления анилинового красителя.

Те, кто окрашивается положительно, способны удерживать анилиновый краситель, и его «нельзя отмыть». Это спорообразующие кокки, клостридии, бациллы, коринебактерии они прокрашиваются в красно – фиолетовый цвет. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий неспособна удержать комплекс анилинового красителя, он легко вымывается, и эти микробы хорошо воспринимают последующее окрашивание в синий цвет.

О строении клеток грамотрицательной флоры

Строение грамотрицательных бактерий более «солидное» и «пуленепробиваемое», чем у кокков. Это объясняется тем, что клеточная стенка у грамотрицательной флоры более мощная, и толстая. Она успешно противостоит влиянию антител и лекарств, поэтому многие виды грамотрицательных бактерий стали настоящей проблемой для клинических фармакологов и разработчиков антибиотиков.

У этих микроорганизмов есть внешняя капсула, или липополисахаридная мембрана, которая оказывает на организм человека вредное действие. Этот слой является источником эндотоксинов, то есть веществ, которые выходят наружу при разрушении микробной клетки. Эндотоксины являются сильными индукторами воспаления, провоцируя иммунный ответ.

Где встречается грамотрицательная флора, и какой она бывает

Мир полон микробов. Это утверждение на 100% соответствует распространению этой флоры. Существует множество семейств грамотрицательных кокков (шаровидных микробов) и палочек.

К ним относят, в том числе:

• псевдомонады. Они применяются в химической и микробиологической промышленности, как продуценты многих органических кислот и соединений;
• Моракселлы;
• ацинетобактерии;
• флавобактерии.

Непосредственно заболевания у человека вызывают сальмонеллы (сальмонеллез, брюшной тиф), шигеллы (дизентерию), легионеллы. Наиболее яркими представителями патогенной флоры являются нейссерии, вызывающие гонорею и менингит. Они относятся к диплококкам. Грамотрицательными являются гемофильные палочки, геликобактер пилори, энтеробактер и протей.

Эти микроорганизмы обладают общей способностью сохранять углеводную лабораторную среду, вследствие слабой ферментативной активности. Эти неферментирующие сахар грамотрицательные бактерии находятся повсюду. Они встречаются в почве, в воде, попадают на пищевые продукты. Испражнения человека и животных также сдержит большое количество этих микроорганизмов. Они находятся на коже, в верхних дыхательных путях.

Существуют полезные грамотрицательные микробы: так, азотфиксирующие клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, которые обогащают почву азотом, также относятся к данному виду микробной флоры. К грамотрицательной флоре относятся и метановые бактерии, которые в качестве единственно возможного источника пищи рассматривает СН4, или метан. Некоторые кокки и палочки относятся к факультативным анаэробам, то есть для их роста и размножения вовсе не обязательно присутствие кислорода воздуха.

Роль в развитии заболеваний

Грамотрицательными бактериями являются многие условно – патогенные виды. Это означает, что если у человека сильный иммунитет, то ему не страшна такая инфекция. Конечно, чума или холера может «свалить» любого здоровяка с непредсказуемыми последствиями, а вот внутрибольничная инфекция, к которой и относят грамотрицательные палочки, способствует развитию внутрибольничных пневмоний, раневых госпитальных инфекций у ослабленных людей. Отчего это происходит?

Просто в силу своей «толстокожести» эти микробы иногда выживают, несмотря на дезинфекцию. Они находятся на масках наркозной аппаратуры, на ларингоскопах и бронхоскопах, на нестерильных повязках. Это вовсе не значит, что они такие зловредные, просто все другие микробы были уничтожены асептикой и антисептикой, а часть стойких грамотрицательных кокков и палочек осталась.

Кроме их устойчивости к дезинфицирующим средствам, постоянное нахождение госпитальной флоры среди лекарств также привело к их «знакомству» с антибиотиками с не очень нужной людям стороны: развитию лекарственной устойчивости. В настоящее время вылечить госпитальную инфекцию достаточно сложно, для этого нужно комбинировать антибиотики различных групп, и держать наготове антибиотики резерва.

В заключение нужно отметить, что заражение человека различными возбудителями из рода условно – патогенных микроорганизмов, чаще всего происходит при выраженном снижении иммунитета, при хронических заболеваниях, а также при ВИЧ – инфекции. Поэтому длительно и часто болеющие простудными, гнойничковыми и воспалительными заболеваниями пациенты должны обратить внимание на состояние иммунной системы, чтобы избежать неприятного знакомства с условно – патогенной флорой.

Other articles in your language:

ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ И ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ • Большая российская энциклопедия

ГРАМОТРИЦА́ТЕЛЬНЫЕ И ГРАМПО­ЛО­ЖИ́ТЕЛЬНЫЕ БАКТЕ́РИИ, от­де­лы бак­те­рий, клет­ки ко­то­рых со­от­вет­ст­вен­но не ок­ра­ши­ва­ют­ся или ок­ра­ши­ва­ют­ся по ме­то­ду, раз­ра­бо­тан­но­му дат. вра­чом-мик­ро­био­ло­гом Х. К. Гра­мом (1884). Со­глас­но это­му ме­то­ду, на фик­си­ро­ван­ные клет­ки бак­те­рий по­сле­до­ва­тель­но воз­дей­ству­ют осно́вными кра­си­те­ля­ми (напр., ген­циа­но­вым фио­ле­то­вым) и со­дер­жа­щим иод рас­тво­ром Лю­го­ля. По­сле об­ра­бот­ки по­лу­чен­но­го маз­ка эта­но­лом грам­от­ри­ца­тель­ные бак­те­рии обес­цве­чи­ва­ют­ся, а грам­по­ло­жи­тель­ные – со­хра­ня­ют фио­ле­то­вую ок­ра­ску. Это яв­ле­ние свя­за­но с тем, что у грам­по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий по­сле об­ра­бот­ки рас­тво­ром Лю­го­ля об­ра­зу­ет­ся ком­плекс ио­да с ген­циа­но­вым фио­ле­то­вым, ко­то­рый не мо­жет экс­т­ра­ги­ро­вать­ся из клет­ки, в то вре­мя как у гра­мот­ри­ца­тель­ных он лег­ко уда­ля­ет­ся при про­мы­ва­нии бак­те­рий эта­нолом, а за­тем во­дой. Спо­соб­ность или не­спо­соб­ность бак­те­рий к ок­ра­ши­ва­нию по Гра­му обу­слов­ле­на строе­ни­ем их кле­точ­ной стен­ки. Осн. её ком­по­нен­том яв­ля­ет­ся слож­ный био­по­ли­мер пеп­ти­до­гли­кан (му­ре­ин). У грам­по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий кле­точ­ная стен­ка бо­лее тол­с­тая (20–60 нм) и од­но­род­ная, с бóль­шим, чем у гра­мот­ри­ца­тель­ных (до 40 раз), со­дер­жа­ни­ем му­реи­на, ко­то­рый пре­пят­ст­ву­ет вы­хо­ду ком­плек­са ио­да с кра­сите­лем из клет­ки; кро­ме то­го, в ней при­сут­ст­ву­ют спе­ци­фич. тей­хо­вые, ли­по­тей­хо­вые и тей­ху­ро­но­вые ки­сло­ты. У гра­мот­ри­ца­тель­ных бак­те­рий стен­ка (тол­щи­на 14–18 нм) со­сто­ит из двух и бо­лее лег­ко раз­ли­чи­мых сло­ёв и по­кры­та внеш­ней мем­бра­ной, об­ра­зо­ван­ной бел­ка­ми, фос­фо­ли­пи­да­ми и ли­по­по­ли­са­ха­ри­да­ми и вы­сту­паю­щей в ка­че­ст­ве барь­е­ра, за­щи­щаю­ще­го клет­ку от про­ник­но­ве­ния мн. со­еди­не­ний (один из ме­ха­низ­мов не­спе­ци­фич. ус­той­чи­во­сти гра­м­от­ри­ца­тель­ных бак­те­рий к ан­ти­био­ти­кам). Спо­соб­ность (или не­спо­соб­ность) ок­ра­ши­вать­ся по Гра­му слу­жит важ­ным так­со­но­мич. при­зна­ком бак­те­рий.

Поч­ти все грам­по­ло­жи­тель­ные бак­терии – хе­мо­ге­те­ро­тро­фы, по­лу­чаю­щие энер­гию за счёт ды­ха­ния или бро­же­ния. К их чис­лу при­над­ле­жат бо­лее 80 ро­дов бак­те­рий, в т. ч. кло­ст­ри­дии, лак­то­бак­те­рии, ми­ко­бак­те­рии. Эн­дос­по­ры мно­гих грам­по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий об­ла­да­ют спе­ци­фич. ульт­ра­струк­ту­рой и вы­со­кой ус­той­чи­во­стью к дей­ст­вию не­бла­го­при­ят­ных фак­то­ров внеш­ней сре­ды. К гра­м­от­ри­ца­тель­ным бак­те­ри­ям от­но­сят­ся все фо­то­син­те­зи­рую­щие, боль­шин­ст­во хе­мо­ав­то­троф­ных бак­те­рий и мн. хе­мо­ге­те­ро­тро­фы. В от­де­ле бо­лее 180 ро­дов, сре­ди ко­то­рых – псев­до­мо­на­ды, бак­те­рои­ды, нейс­се­рии, ри­зо­бии (клу­бень­ко­вые азот­фик­си­рую­щие), суль­фат­ре­ду­ци­рую­щие, поч­кую­щие­ся, сте­бель­ко­вые. Клет­ки не­ко­то­рых из них мо­гут быть ок­ру­же­ны так­же сли­зи­стым чех­лом или кап­су­лой. Име­ют­ся и т. н. грам­ва­риа­бель­ные бак­те­рии, чис­тые куль­ту­ры ко­то­рых од­но­вре­мен­но со­дер­жат гра­мот­ри­ца­тель­ные и грам­по­ло­жи­тель­ные клет­ки.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии. Грамположительные бактерии: строение :: SYL.ru

В большом мире, перефразируя классиков, делаются серьезные дела: запускаются космические корабли, покоряются земные полюса, изобретаются лекарства от неизлечимых болезней. В то же время в микромире тоже кипят нешуточные страсти: вирусы и бактерии пытаются выжить в условиях жестких реалий и тотальной медицинской охоты.

Бактерии: кто они?

Микроорганизмы широко распространены как в окружающем мире, так и внутри человеческого тела.

Некоторые из них используются в медицине, фармакологии, пищевой промышленности. Сравнительно небольшую их часть принято делить на группы: патогенные и условно-патогенные. Первый тип вызывает инфекционные недуги, а второй представляет собой человеческую микрофлору. Причем условные патогены могут вызывать воспалительные процессы при условии ослабления иммунитета. Кроме прочего, они отличаются размерами и строением оболочки. Грамположительные бактерии, клеточная стенка которых довольно крупная, и грамотрицательные микроорганизмы, с тонким защитным слоем, имеют существенные отличия.

Отличия по Граму

Впервые термин "грамположительные и грамотрицательные бактерии" в науку ввел датский ученый Грам.

Использовав при окрашивании микроорганизмов специальный краситель генцианвиолет, бактериолог заметил, что одна группа бактерий поддается окраске, в отличие от второй. Позже ученый выяснил, что причиной этому стала клеточная стенка. Таким образом, окрашиваемые субстанции получили название грамположительные бактерии, а те, которые на краситель не реагировали – грамотрицательные.

Грамположительный мир

Эти микроорганизмы окрашиваются способом Грама в фиолетовый цвет. Смысл процедуры состоит в том, что толщина защитного слоя бактериальной клетки довольно высока, за счет чего краситель удерживается. Грамположительные бактерии представлены стафилококками, стрептококками. Кроме того, грамположительные бактерии – возбудители таких опасных недугов, как газовая гангрена, столбнячная инфекция, сибирская язва. От грамотрицательных бактерий они отличаются по строению и толщине клеточной стенки. Именно она определяет внешний вид микроорганизмов: спиралевидный холерный вибрион, шаровидная кокковая форма. Бактериальная клетка отличается от клеток млекопитающих наличием жесткого защитного каркаса, состоящего из плотного биополимерного слоя, и химическим составом. Этим обусловлена реакция бактерий на действие антибиотиков.

Грамположительные бактерии имеют толстый ригидный слой (клеточную стенку). Защитная оболочка состоит из полипептидов и полисахаридов. До 70% стенки составляет муреиновый мешок. В его состав входят: лизин, ацетилглюкозаминин, ацетилмурамовая кислота, диаминопимелиновая и тейхоевые кислоты.

Основные виды грамположительных бактерий

Большинство опасных для человека микроорганизмов – грамположительные бактерии. Они вызывают такие заболевания, как ботулизм или столбняк, эти болезни плохо поддаются лечению. Кроме того, микоплазму, которую не относят к этому типу, также произвели на свет грамположительные бактерии.

Виды грампозитивных микроорганизмов:

• кокки: клетки, соединенные между собой с помощью целлюлозы; в основном это анаэробные молочнокислые стрептококки;
• палочки: спорообразующие представлены анаэробными клостридиями; не способные образовывать споры – молочнокислые лактобациллы;
• коринеморфы: отличаются склонностью к изменению формы – это стрептомицетовые и пропионовокислые бактерии.

Подобные микроорганизмы вызывают массу недугов. Стафилококки провоцируют грибковые инфекции. Особенно опасен золотистый стафилококк.

Стрептококковые микроорганизмы вызывают фарингиты, рожу, реже пневмонию, сепсис.

Энтерококки часто поражают мочевыводящие пути, сердечную мышцу и провоцируют нагноения в ранах.

Заражение пневмококком зачастую проходит в сопровождении острых симптомов. Синуситы, отиты, внезапные генерализированные пневмонии – вот список заболеваний, вызванных этим возбудителем.

Что касается палочек, то самая известная из них – дифтерийная палочка, выделяющая смертельно опасные токсины и относящаяся к коринебактериям. Помимо нее, палочками вызываются сибирская язва и ботулизм.

Газовую гангрену вызывают бактерии под названием клостридии. Заболевание столбняком также обязано своим существованием этому виду бактерий. Причем столбнячные споры очень живучи: выдерживают длительное кипячение и замачивание в дезинфицирующих растворах.

Грамотрицательные микроорганизмы

В отличие от грампозитивных собратьев, они не окрашиваются в характерный цвет.

Напомним, что грамположительные бактерии, строение которых отличается более плотной клеточной оболочкой, не теряют фиолетовый цвет даже во время промывания. Тогда как грамотрицательные прокариоты поддаются полному обесцвечиванию. Но при этом контрастный сафранин окрашивает эти бактерии в розовато-красные цвета. Несмотря на более тонкую стенку, которая прочнее, нежели у иного вида бактерий, грамотрицательные микроорганизмы сложнее поддаются действию антител.

Заболевания, вызываемые грамотрицательными бактериями

Грамположительные и грамотрицательные бактерии отличаются реакцией на антибиотики. Более устойчивой к ним является вторая группа микроорганизмов.

Многие виды представляют собой объект пристального внимания медицины. Это бактерии, вызывающие венерические болезни: гонорею, сифилис, хламидийные инфекции. Грамотрицательные патогены, провоцирующие респираторные заболевания - моракселла катаралис, проблемы с дыханием - легионелла, клебсиелла. Также эти устойчивые бактерии вызывают менингит, нарушения пищеварения или язвенную болезнь желудка (сальмонелла, хеликобактер пилори, эшерихия коли). По форме бактерии довольно разнообразны: спириллы, палочки, спирохеты, вибрионы, трубчатые чехлы.

Знания о микроорганизмах – на пользу медицине

Информация о возбудителях различных болезней, как грамположительных, так и грамотрицательных, значительно упростила лечение многих недугов. Понимание того факта, что мембрана грамотрицательных бактерий прочнее остальных, позволила ученым выяснить их важное свойство: устойчивость ко многим видам антибиотиков. Кроме прочего, знания о мутациях и приспосабливании микроорганизмов к лекарственным препаратам также улучшили качество лечения бактериальных инфекций. Немаловажным аспектом является информация о том, что прежде всего влияют на организм токсины, выделяемые грамположительными и грамотрицательными видами бактерий.

Но наука не стоит на месте, и уже разработаны медикаменты, которые способны справиться с мембранной защитой грамотрицательных микроорганизмов. При этом имеет значение состояние макроорганизма в целом: его иммунный ответ и объемы воспалительных процессов.

Помимо заболеваний, бактерии приносят пользу: с их помощью можно готовить полезные кисломолочные продукты, очищать сточные воды, использовать в животноводстве.

Что такое и как отличить грамотрицательные и грамположительные бактерии?

Мир микробов довольно многообразен и богат. Патогенные микроорганизмы обитают в грунтах, воздухе, на кожных покровах и слизистых оболочках человека. Под воздействием определенных факторов бактерии становятся агрессивными и провоцируют опасные заболевания у человека. От некоторых видов микроорганизмов легко излечиться при помощи антибиотикотерапии. А некоторые бактерии устойчивы к медикаментам и избавиться от них очень тяжело. По этой причине, при постановке диагноза и при выборе схемы лечения бактерии разделяют на грамположительные и грамотрицательные. Данная методика была разработана еще в 19 веке и применяется в современной медицине.

Что же такое бактерии?

Бактериальный мир до такой степени обилен и многообразен, что до сегодняшнего дня медицина до конца не способна его выучить. Бактериями являются микроскопическими организмами. Микробы очень распространены и обитают повсюду: в воздухе и почве, на дне водоемов и в живых организмах. Некоторые микроорганизмы способны выживать в условиях высоких температур, а другие погибают при незначительном изменении температурного режима.

Бактерии, обитающие в человеческом организме, условно разделяют на патогенные и условно-патогенные. Некоторые условно-патогенные бактерии необходимы для правильного функционирования организма, например, бифидобактерии и лактобактерии.  При ослабленном иммунитете данные микроорганизмы способны спровоцировать развитие воспалительных процессов.

А патогенные микроорганизмы способны вызывать различные опасные для жизни инфекционные заболевания, такие как:

Чтобы подобрать схему для лечения инфекционных патологий ученые классифицируют бактерии по разным признакам. Датский врач Грам, учитывая размеры и строение оболочки, разработал метод, разделяющий все микробы на две группы: грамположительные и грамотрицательные. Последние имеют тонкий защитный слой, а микроорганизмы грамположительные характеризуются крупной клеточной стенкой.

В чем суть метода?

Согласно разработанной методике на микроб воздействуют красителями и обесцвечивающим веществом. Полный процесс окрашивания происходит по следующей схеме:

1. Очищенное предметное стекло покрывается тоненьким слоем биологического материала, собранного для исследования. Далее природным путем высушивается.
2. Проводится фиксация, вызывающая коагуляцию белков.
3. Основной краситель наносится и оставляется на несколько минут.
4. Далее, пигмент убирается, на стекло капают йодистый раствор Люголя.
5. Через минуту раствор Люголя удаляется, а микробы промываются до обесцвечивания этанолом.
6. Стекло ополаскивают дистиллированной водой приблизительно минуту.
7. Далее, на стекло наносится дополнительный краситель и оставляется на 4-5 минут.

По истечении срока вновь проводится ополаскивание и сушка.

Реакция бактерий на пигменты

Главным красителем является метиловый фиолетовый либо иной пигмент. Грамположительные микроорганизмы способны формировать связь с данным веществом. Воздействие йодистого раствора усиливает эту связь. В итоге этанол либо ацетон не способен ее разрушить. При дополнительном применении фуксина либо сафранина бактерии повторно не окрашиваются.

Благодаря особенностям клеточной оболочки положительные по Граму бактерии отлично красятся в фиолетовый либо темно-синий тон. Стенка таких микроорганизмов не имеет дополнительную внешнюю мембрану, благодаря которой они противостояли б неблагоприятным условиям. По этой причине грамположительные микроорганизмы подвергаются воздействию медикаментов.

Грамотрицательные бактерии не формируют соединения с основным красителем. Спирт с легкостью разрушает все появившиеся связи и в мазке происходит обесцвечивание микроорганизмов. По этой причине для их выявления применяется дополнительный краситель. Под его воздействием грамотрицательные микроорганизмы приобретают малиновый либо розовый окрас. Погибшие бактерии окрашиваются целиком в яркие цвета, а живые только частично и очень бледно. Оболочка таких микроорганизмов имеет дополнительную внешнюю мембрану, которая прочно защищает их от влияния антибиотиков.

Биоматериал для исследования

Для получения материала при диагностике инфекционных патологий используют последующие исследования:

1. Анализ кала. Данная процедура помогает обнаружить токсины, вырабатываемых положительными по Граму микробами.
2. Микроскопическое исследование мокроты.
3. Исследование влагалищного мазка. Позволяет подсчитать пропорцию положительных и отрицательных по Граму бактерий при вагинитах.

Кроме того, врач в редких случаях может назначить проведение пункции плевральной, перинатальной либо синовиальной жидкости.

Значение методики Грама для медицины

В человеческом организме находятся представители обеих видов бактерий. Их правильное соотношение поддерживает здоровую микрофлору. При нарушении баланса могут развиваться опасные патологии.

Благодаря методу Грама можно определить устойчивость микроорганизмов к медикаментозным средствам, а также разработать новейшие виды антибактериальных медикаментов для борьбы с болезнями. Ведь грамотрицательные микроорганизмы обладают крепкой клеточной стенкой, которая защищает их от негативного воздействия антибиотиков. А грамположительные бактерии характеризуются более проницаемым покровом для медикаментов. Результаты анализов позволяют врачу назначить эффективное лечение инфекционной болезни.

Грамположительные микроорганизмы

Представители данного бактериального мира окрашиваются согласно методике Грама в фиолетовый или синий цвет. Большинство из этих бактерий несут опасность для человеческого организма. Они способны поражать миокард, кожные покровы, дыхательные пути, головной мозг, а также провоцировать развитие гнойной инфекции и сепсис.

Основные представители грамположительных микроскопических организмов и болезни, которые они вызывают указаны в таблице.

Название бактерии	Название заболевания
Кокковые
Стафилококк	Сепсис крови Гнойные высыпания на кожных покровах Грибковые инфекции
Стрептококк	Ревматизм Тонзиллит и Фарингит Рожа Пневмония Сепсис
Энтерококки	Гастрит и Дивертикулит Менингит Эндокардит и Плеврит Дисбактериоз Раневые инфекции Простатит Цистит и Уретрит Кольпит и Вульвит Пиелонефрит Энтерит Перитонит и Сепсис
Пневмококки	Отит Генерализированная пневмония Синусит
Палочковидные
Фирмикуты	Токсические инфекции Сибирская язва
Клостридии	Ботулизм Газовая гангрена Столбняк
Листерии	Энцифалит Бациллы Токсические инфекции Сибирская язва
Булавовидные
Коринебактерии	Дифтерия
Актинобактерии
Микобактерии	Лепра Туберкулез
Актиномицеты	Актиномикоз

Самым опасным и агрессивным считается золотистый стафилококк. Он проникает в организм и при отсутствии терапии способен привести к летальному исходу.

Грамотрицательные микроорганизмы

Представители данной группы не окрашиваются в темно-синий или фиолетовый цвет, и сложнее поддаются лечению. Список этих организмов очень большой. В основном в него входят условно-патогенные организмы, не приносящие вреда организму.

Самые распространенные представители и болезни, которые они вызывают занесены в таблицу.

Название бактерии	Название заболевания
Хламидии	Хламидиоз Конъюктивит
Спирохеты	Лептоспироз Сифилис Возрастной тиф
Спириллы	Содоку Гонококк Гонорея
Сальмонелла	Сальмонеллез Брюшной тиф
Хеликобактерии	Язвенная болезнь желудка
Кишечная палочка	Нарушения пищеварения
Протей	Острые кишечные инфекции
Клебсиелла и легионелла	Проблемы с дыханием
Катаралисния	Моракселла  катаралис
Менингококки	Менингит

Организм здорового человека с легкостью справляется с вышеперечисленными бактериями.

Использование в медицине знаний про микроорганизмы

Чтобы рассчитать результативную схему лечения врач назначает диагностику, применяя метод Грама, позволяющий определить возбудителей недуга. Антибиотикотерапия назначается с учетом какой из двух видов патогенных микробов по Граму спровоцировал патологию: положительный либо отрицательный. Неправильно подобранная терапия способна обострить состояние. 

Тяжело поддаются лечению грамотрицательные микроорганизмы. Кроме того, они способны привести к летальному исходу. Обычно для излечения от данного вида бактерий назначаются два антибактериальных препарата либо современные медикаменты нового поколения. Эффективными в терапии таких бактерий считаются Хлорамфеникол и Стрептомицин, Ампициллин или Амоксициллин. Кроме того, для лечения применяют средства из группы цефалоспоринов.

Знания про структуру клеточной стенки позволило значительно улучшить результативность терапии инфекционных недугов.

Загрузка...

Грамположительные бактерии — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Грамположительные бактерии сибирской язвы (фиолетовые палочки) в образце цереброспинальной жидкости. Другие клетки — белые кровяные тельца.

Грамположительные бактерии (обозначаются Грам (+)) — бактерии, которые, при промывке, при использовании окраски микроорганизмов по методу Грама, оказываются прочно окрашенными в синий цвет, сохраняют окраску, не обесцвечиваются, в отличие от грамотрицательных бактерий.

Большинство Грам (+) бактерий имеют однослойную клеточную мембрану, без внешней мембраны, присущей грамотрицательным бактериям. Исключением является тип Deinococcus-Thermus.

Большая часть патогенных для человека микроорганизмов относится к грамположительным. Шесть родов грамположительных организмов являются типичными патогенами человека. Два из них, стрептококки и стафилококки, являются кокками (шарообразными бактериями). Остальные — палочковидные и делятся далее по возможности образовывать споры. Неспорообразующие: Corynebacterium и Листерия; спорообразующие: Бациллы и Клостридии. Спорообразующие можно разделить на факультативных анаэробов Бациллы и облигатных анаэробов Клостридий.

В ранних классификациях грамположительные бактерии составляли тип Firmicutes, но сейчас этот термин используется только для одной, хотя и крупнейшей, их группы. Тип Firmicutes включает много известных родов, таких как Bacillus, Listeria, Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus и Clostridium. Сейчас этот тип также включает Mollicutes, бактерии, подобные микоплазмам, которые совсем не имеют бактериальной клеточной стенки и поэтому не окрашиваются по Граму, но имеют общее происхождение с грамположительными формами.

Другая главная группа грамположительных бактерий — тип Actinobacteria, или группа грамположительных бактерий с высоким содержанием G+C (с содержанием гуанозина и цитозина в ДНК), в отличие от Firmicutes, имеющих низкое содержание G+C. Исторически считалось, что если вторая мембрана — приобретённый признак, обе группы могут быть основными на филогенетическом дереве бактерий, иначе они, вероятно, относительно недавняя монофилетическая группа. В некоторый момент их даже рассматривали как возможных предков архей и эукариот, из-за отсутствия второй мембраны и из-за некоторых биохимических признаков, например, присутствия стеролов. С появлением молекулярной филогенетики, основанной на анализе 16S рРНК, грам-положительные бактерии были окончательно разделены на Firmicutes и Actinobacteria.

1. Более толстый, по сравнению с грамотрицательными бактериями, пептидогликановый слой.
2. Имеется только одна мембрана, цитоплазматическая.
3. Основной компонент — многослойный муреин (40—90 %). Дополнительный компонент: белки, липиды, тейхоевые кислоты и тейхуроновые кислоты.
4. Образуют эндоспоры.

Грамотрицательные бактерии - это... Что такое Грамотрицательные бактерии?



Грамотрицательные бактерии

Грамотрицательные бактерии

бактерии, окрашивающиеся по Грама методу (см.) дополнительным красителем в красный цвет. К Г. о. 6. относятся нейссерии, энтеробактерии, вибрионы, псевдомонады, вейлонеллы, бактероиды, спириллы, гемоглобинофильные бактерии, риккетсии, спирохеты, микоплазмы. По сравнению с грам+ бактериями для них характерны чувствительность к щелочам, протеолитическим ферментам, резистентность к бензилпенициллину, грамицидину, основным красителям. Изоэлектрическая точка около рН5.

(Источник: «Словарь терминов микробиологии»)

.

• Грама метод
• Грамотрицательные неферментирующие бактерии

Смотреть что такое "Грамотрицательные бактерии" в других словарях:

• ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ — прокариоты, клетки к рых не окрашиваются по методу Грама. В совр. литературе к Г. б. относят бактерии отдела (Gracilicutes) с т. н. грамотрицательным типом строения клеточных стенок, для к рых характерны: наличие наруж. мембраны, зоны периплазмы …   Биологический энциклопедический словарь

• Грамотрицательные бактерии — Фотография сделанная трансмиссионым электронным микроскопом. Клеточные покровы цианобактерии Phormidium uncinatum. Клеточные покровы (CW) состоит из, цитоплазматической мембраны (CM), пептидогл …   Википедия

• Бактерии — Кишечная палочка (Escherichia coli) …   Википедия

• БАКТЕРИИ — (от греч. bakterion палочка) группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов. Относятся к доядерным формам прокариотам. В основу современной классификации бактерий, по которой все бактерии делят на эубактерий (грамотрицательные… …   Большой Энциклопедический словарь

• БАКТЕРИИ — обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место… …   Энциклопедия Кольера

• бактерии — [тэ], ий; мн. (ед. бактерия, и; ж.). [от греч. baktērion палочка]. Одноклеточные микроорганизмы. Почвенные б. Гнилостные б. Болезнетворные б. ◁ Бактериальный, ая, ое. Б ая клетка. Б ая инфекция (вызванная болезнетворными бактериями). Б ые… …   Энциклопедический словарь

• БАКТЕРИИ — (от греч. bakterion палочка), микроорганизмы с прокариотным типом строения клетки. Традиционно под собственно Б. подразумевают одноклеточные или объединённые в организованные группы палочки и кокки, неподвижные или со жгутиками, противопоставляя… …   Биологический энциклопедический словарь

• Грамотрицательные неферментирующие бактерии — (НГОБ) разнородная группа палочковидных, овоидных или кокковидных аспорогенных подвижных или неподвижных хемоорганотрофных аэробных бактерий. В мазках располагаются одиночно, парами или короткими цепочками. Метаболизм дыхательного типа Образуют… …   Словарь микробиологии

• Бактерии группы кишечных палочек — Кишечные палочки (лат. Escherichia coli) микроорганизм открытый в 1885 г. Эшерихом из остатков жизнедеятельности человека. Этот микроорганизм является постоянным обитателем толстого отдела кишечника человека и животных. Кроме Е. coli, в группу… …   Википедия

• бактерии пурпурные — группа фототрофных бактерий. По морфологии – кокки, палочки и извитые формы, неподвижные и подвижные за счет жгутиков, грамотрицательные. Размножаются делением и почкованием. Содержат бактериохлорофилл a, реже – бактериохлорофилл b, каротиноиды… …   Словарь микробиологии

Книги

• Руководство по медицинской микробиологии. Частная медицинская микробиология и этнологическая диагностика инфекций. Книга 2, Аковбян Ваган Армаисович, Алексеев Владимир Валериевич, Ананьина Юлия Васильевна. `Частная медицинская микробиология и этиологическая диагностика инфекций` (Книга 2`Руководства по медицинской микробиологии`) составлена и написана ведущими специалистами (микробиологами,… Подробнее  Купить за 2038 грн (только Украина)
• Руководство по медицинской микробиологии. Книга 3. Том первый. Оппортунистические инфекции, Арсланова Вера Алексеевна, Бабин Валерий Николаевич, Батуро Алла Петровна. Руководство содержит современные данные о бактериальных и микотических возбудителях наиболее распространенных оппортунистических инфекций, включая внутрибольничные, а также методы… Подробнее  Купить за 1709 грн (только Украина)
• Руководство по медицинской микробиологии. Книга 3. Том первый. Оппортунистические инфекции, Арсланова Вера Алексеевна, Бабин Валерий Николаевич, Батуро Алла Петровна. Руководство содержит современные данные о бактериальных и микотических возбудителях наиболее распространенных оппортунистических инфекций, включая внутрибольничные, а также методы… Подробнее  Купить за 1647 руб

Другие книги по запросу «Грамотрицательные бактерии» >>

Чем отличаются грамотрицательные и грамположительные бактерии?

В результатах анализов и в инструкциях к лекарственным препаратам часто встречаются такие понятия, как грамположительные и грамотрицательные бактерии. Чтобы выяснить разницу между двумя этими терминами, нужно познакомиться ближе как с самими бактериями, так и с лабораторными методами их исследования.

Зачем нужны понятия грамположительности и грамотрицательности

Известно, что бактерии относятся к микроорганизмам – представителям живого мира, имеющим настолько маленькие размеры, что это делает их невидимыми для невооруженного глаза. Использование микроскопа в какой-то мере решило эту проблему – под определенным увеличением даже самые маленькие бактерии становятся доступными для идентификации и подсчета их количества. Но многие из таких микроорганизмов по виду схожи друг с другом, и различить их посредством визуального сравнения часто становится сложной задачей. Поэтому стало необходимым найти способ, который позволил бы классифицировать бактерии по иным признакам, не только внешним. Таким решением стал метод окрашивания бактерий по Граму. Именно от названия этого лабораторного исследования и произошли термины «грамотрицательный» и «грамположительный».

Метод определения «грамположительности» и «грамотрицательности»

По строению клеточной стенки все бактерии делятся на два типа: имеющие дополнительную внешнюю мембрану и те, в которых такая мембрана отсутствует.

При анализе образца, взятого для исследования микрофлоры (мазка из влагалища, уретры, зева и пр.), в него добавляется специальный краситель. Это вещество окрашивает бактерии, не имеющие внешней мембраны, в фиолетовый цвет. Но внутрь микроорганизмов с внешней мембраной краситель не проникает, и они остаются бесцветными.

После этого цвет бактерий фиксируется йодистым раствором, затем следует промывание обесцвечивающим составом – и у микроорганизмов без внешней мембраны фиолетовый цвет меняется на синий. А при добавлении в образец контрастного вещества окрашиваются и клетки, имеющие дополнительную мембрану, – они становятся розовыми или красными.

Такой метод классификации по строению клеточной стенки бактерий называется окрашиванием по Граму. Соответственно, бактерии, изменившие цвет при первом окрашивании, относятся к грамположительным, а отреагировавшие лишь на контрастное вещество – к грамотрицательным.

Значение грамположительных и грамотрицательных бактерий для здоровья человека

Строение клеточной стенки у бактерий имеет не только лабораторное значение. Установлено, что существенная часть микроорганизмов, которые являются для человека патогенными, вызывающими различные заболевания, относятся к грамположительным. Кроме того, наличие или отсутствие внешней мембраны определяет чувствительность бактерии к антибиотикам, что имеет критическое значение при лечении инфекций. По результатам анализов на грамотрицательную и грамположительную микрофлору становится возможным сделать правильный выбор антибактериального препарата, который будет максимально эффективен в конкретном случае.

Грамположительные и грамотрицательные представители влагалищной микрофлоры

Влагалищная среда включает в себя представителей и грамположительных, и грамотрицательных бактерий. Находясь в правильном соотношении, они поддерживают здоровую микроэкологию влагалища, защищают его от инфекций и имеют способность к саморегуляции – у здоровой женщины количественный и качественный состав влагалищной микрофлоры поддерживается иммунной и нервной системой.

В вагинальных выделениях здоровой женщины могут присутствовать следующие виды микроорганизмов:

• грамположительные палочки Lactobacillus species, Bifidobacterium species, Eubacterium species, Clostridium species идр.;
• грамположительные кокки Staphylococcus aureus, Peptococcus species и др.;
• грамотрицательные палочки Escherichia coli, Gardnerella vaginalis и пр.;
• грамотрицательные кокки Acidominococcus fermentas, Veillonella species.

Условно-патогенные микроорганизмы в составе влагалищной микрофлоры являются безопасными для здоровья женщины, но ровно до тех пор, пока их рост и активность сдерживаются другими – полезными бактериями. К наиболее важным из них относятся лактобактерии, которые представляют собой доминирующий вид микроорганизмов во влагалищной среде. В здоровой микрофлоре они составляют 95–98 % от общего количества бактерий и играют важную роль в регуляции роста патогенов.

Лактобактерии вырабатывают органические кислоты, обеспечивая именно тот уровень кислотности влагалищной среды, при которой болезнетворные микроорганизмы не способны активно размножаться. Более того, в процессе своей жизнедеятельности они продуцируют подобные антибиотикам вещества, губительные для многих бактерий, попадающих на слизистую влагалища из окружающей среды. Таким образом, поддержание количества лактобактерий на нужном уровне является одной из первостепенных задач для сохранения здоровья женщины.

Если баланс грамположительных и грамотрицательных бактерий нарушен

При дисбалансе интимной микрофлоры врач может назначить медикаментозную поддержку в виде пробиотических препаратов, одним из которых является Лактонорм®. При курсовом использовании он способствует заселению слизистой оболочки влагалища лактобактериями. За счет вагинального применения препарат обеспечивает их направленное поступление без количественных потерь.

Вагинальные капсулы Лактонорм^® имеют размер не более 2 см, поэтому удобны в применении. В отличие от свечей они практически не тают в руках, не вытекают и не оставляют следов на нижнем белье.

Разница между грамположительными и грамотрицательными бактериями

Основная разница - грамположительные и грамотрицательные бактерии

Грамположительные и грамотрицательные бактерии - это два типа бактерий, различающихся по методике окрашивания по Граму. Окрашивание по Граму было разработано Кристианом Грамом в 1884 году. Пятно, используемое во время этой техники, было кристаллическим фиолетовым. Грамположительные бактерии более чувствительны к антибиотикам из-за отсутствия внешней мембраны. Поскольку грамотрицательные бактерии содержат наружную мембрану, они менее восприимчивы к антибиотикам. Следовательно, грамотрицательные бактерии являются более патогенными по сравнению с грамположительными бактериями. главное отличие между грамположительными и грамотрицательными бактериями является то, что грамположительные бактерии содержат толстую пептидогликановую клеточную стенку вместе с тейхоевой кислотой, что позволяет бактериям окрашиваться в пурпурный цвет во время окрашивания грамм, тогда как грамотрицательные бактерии содержат тонкую пептидогликановую клеточную стенку без тейхоевой кислоты, что позволяет клеточной стенке окрашиваться в розовый цвет при встречном окрашивании.

Эта статья исследует,

1. Что такое грамположительные бактерии
      - Определение, характеристики, структура клеточной стенки, примеры
2. Что такое грамотрицательные бактерии?
      - Определение, характеристики, структура клеточной стенки и оболочки клетки
3. В чем разница между грамположительными и грамотрицательными бактериями

Какие грамположительные бактерии

Бактерии, которые сохраняют кристаллическое фиолетовое пятно во время окрашивания по Граму, давая положительный цвет для тестов, называются грамположительными бактериями. Они окрашиваются в фиолетовый цвет под микроскопом при окрашивании. Толстый слой пептидогликана, присутствующий в грамположительных бактериях, отвечает за сохранение окраски даже после обесцвечивания. Одной из наиболее характерных особенностей грамположительных бактерий является то, что они более восприимчивы к антибиотикам из-за отсутствия внешней мембраны. Окрашивание грамм палочковидных видов Bacillus показано на Рисунок 1.

Рисунок 1: Окрашенные по Граму палочковидные виды Bacillus

Структура клеточной стенки грамположительных бактерий

Грамположительные бактерии содержат сплошную клеточную стенку, называемую саккулюс, толщиной 20-80 нм. Клеточная стенка состоит из пептидогликана, известного как мурейн. Пептидогликаны содержат гликановую основу, которая состоит из N-ацетилированной мурамовой кислоты и глюкозамина. У грамположительных бактерий этот гликановый остов сильно сшит с олигопептидами. Β-лактамные антибиотики нацелены на фермент транспептидазу, которая участвует в поперечной сшивке. В некоторых грамположительных бактериях обнаружена тейхоевая кислота, ковалентно связанная с главной цепью пептидогликана. Тейхоевая кислота несет сильный отрицательный заряд, и они сильно антигенные. Структура грамположительной клеточной стенки показана на фигура 2.

Рисунок 2: грамположительная клеточная стенка

Что такое грамотрицательные бактерии

Бактерии, которые не сохраняют кристаллическое фиолетовое пятно во время окрашивания по Граму, называются грамотрицательными бактериями. Слой пептидогликана, который отвечает за сохранение окраски кристаллического фиолетового, является тонким у грамотрицательных бактерий, и он зажат между внутренней цитоплазматической мембраной и внешней мембраной бактерий. Следовательно, грамотрицательные бактерии могут быть окрашены встречным окрашиванием сафранином во время техники окрашивания по Граму, давая цвет от красного до розового. кишечная палочка является грамотрицательным и используется в качестве модельного организма в большинстве исследований бактерий. Грамотрицательные бактерии являются более патогенными из-за их меньшей восприимчивости к антибиотикам. Устойчивость к антибиотикам грамотрицательных бактерий определяется внешней мембраной этих бактерий. Neisseria gonorrhoeae, Pseudomonas aeruginosa а также Иерсиния пестис как грамотрицательные бактерии являются патогенными.

Рисунок 3: Грамотрицательные кокки и грамположительные палочковидные бактерии при окрашивании по Граму

Структура клеточной стенки и клеточной оболочки грамотрицательных бактерий

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий имеет толщину 5-10 нм и содержит монослой пептидогликана. Основа пептидогликана частично сшита у грамотрицательных бактерий. Тейхоевая кислота не обнаружена в клеточной стенке грамотрицательных бактерий. Грамотрицательные бактерии состоят из клеточной оболочки снаружи клеточной стенки, называемой наружной мембраной, толщиной 7,5-10 нм. В наружной мембране грамотрицательных бактерий обнаружены липополисахариды, которые служат эндотоксинами. Наружная мембрана нековалентно заякорена в липопротеины, называемые липопротеинами Брауна, которые ковалентно связаны со слоем пептидогликана. Внутренняя и внешняя мембрана прилипают друг к другу сотнями бейеровских пятен.

---

Смотрите также

• 
  Шаговый двигатель что это такое
• 
  Смм менеджер что это такое
• 
  Меламин что это такое
• 
  Вощина что это такое
• 
  Дуолит что это такое
• 
  Фалафель что это такое фото
• 
  Бронхоскопия бронхов что это такое
• 
  Вальмовая кровля что это такое
• 
  Теплый бетон что это такое и его состав
• 
  Миотонический синдром что это такое
• 
  Уключина что это такое