Einführung
Gram-Negative sind Bakterien, die nach der Gram-Färbung eine Farbe von Pink bis Rot annehmen.
Bakterienzellwand
Die Bakterienzellwand kann als starre Struktur definiert werden, die die Bakterienzelle einschließt und ihr eine gewisse Robustheit verleiht und ihre Form konditioniert.
Das grundlegende Element, das die bakterielle Zellwand ausmacht, ist Peptidoglycan (auch bekannt als bakterielles oder Murein-Mucopeptid ).
Peptidoglycan ist ein Polymer, das aus langen linearen Polysaccharidketten besteht, die durch Vernetzungen zwischen Aminosäureresten miteinander verbunden sind.
Die Polysaccharidketten bestehen aus der Wiederholung eines Disaccharids, das aus zwei Monosacchariden besteht: dem N-Acetylglucosamin (oder NAG ) und der N-Acetylmuraminsäure (oder NAM ), die durch glycosidische β-1-Bindungen miteinander verbunden sind, 6.
Die Disaccharide werden dann mit glycosidischen Bindungen vom β-1, 4-Typ aneinander gebunden.
Verbunden mit jedem Molekül NAM finden wir einen "Schwanz" von fünf Aminosäuren (ein Pentapeptid ), der mit zwei Aminosäuren endet, genauer gesagt mit zwei Molekülen D-Alanin .
Es sind diese terminalen D-Alanin-Moleküle, die - der Wirkung des Enzyms Transpeptidase folgend - die Bildung von Vernetzungen zwischen den parallelen Ketten des Peptidoglykans ermöglichen.
Insbesondere erzeugt die Transpeptidase eine Peptidbindung zwischen der dritten Aminosäure einer Polysaccharidkette und der vierten Aminosäure der parallelen Polysaccharidkette.
Zellwandfunktionen
Die bakterielle Zellwand spielt eine sehr wichtige Schutzrolle gegen die Bakterienzelle, kann aber nicht nur den Stofftransport innerhalb der Zelle selbst regulieren.
Daher kann festgestellt werden, dass die Hauptfunktionen der Zellwand sind:
- Verhindern Sie den Abbau von Bakterienzellen durch osmotischen Druck. Tatsächlich leben Bakterien sehr oft in hypotonen Umgebungen, dh in Umgebungen, in denen große Mengen Wasser vorhanden sind und die "verdünnter" sind als die innere Umgebung der Bakterienzelle. Dieser Konzentrationsunterschied bewirkt, dass das Wasser aus der äußeren Umgebung (weniger konzentriert) in die Bakterienzelle (konzentrierter) gelangt, um die Konzentration zwischen den beiden Umgebungen auszugleichen. Bei unkontrolliertem Wassereintritt würde die Bakterienzelle bis zum Platzen anschwellen (osmotische Lyse).
Die Funktion der Zellwand besteht genau darin, dem äußeren Druck des Wassers zu widerstehen und so ein Quellen und eine bakterielle Lyse zu verhindern.
- Schützen Sie die Plasmamembran und die zelluläre Umgebung vor Molekülen oder Substanzen, die demselben Schlag schaden.
- Passen Sie den Eintrag von Nährstoffen in die Bakterienzelle an.
Alles, was bisher beschrieben wurde, gilt sowohl für die gramnegative Zellwand als auch für die grampositive Zellwand.
Da der Zweck dieses Artikels jedoch darin besteht, Hinweise auf die Eigenschaften von gramnegativen Bakterien zu geben, wird im Folgenden nur deren Zellwand beschrieben und die von grampositiven Bakterien nicht berücksichtigt.
Gramnegative Zellwand
In der gramnegativen Wand ist die zwischen den Polysaccharidketten des Peptidoglycans gebildete Peptidbindung direkt.
Die gramnegative Zellwand ist sehr dünn und hat eine Dicke von 10 nm, ist jedoch ziemlich komplex, da das Peptidoglycan von einer daran verankerten Außenmembran umgeben ist.
Die äußere Membran besteht aus einer inneren Phospholipid-Packungsbeilage und einer äußeren Packungsbeilage aus Lipopolysaccharid (oder LPS ).
Die äußere Membran und das Peptidoglycan sind durch Lipoproteine miteinander verbunden . Da nur Lipoproteine auf der Außenmembran den Durchgang hydrophiler Moleküle behindern würden, sind auf der Membran auch andere bestimmte Proteinkomplexe vorhanden, die als Porine bezeichnet werden. Porinen sind Kanäle, die den Durchtritt kleiner hydrophiler Moleküle ermöglichen.
Für den Transport größerer Moleküle gibt es jedoch andere Trägerproteine, die Carrier .
Der Raum zwischen der äußeren Membran und dem Peptidoglycan wird Periplasma genannt und enthält Proteine und Enzyme mit biologischen Funktionen.
Lipopolysaccharid wird durch drei verschiedene Teile ersetzt:
- Ein interner Lipidteil namens Lipid A, der Endotoxinfunktionen besitzt, spielt daher eine wichtige Rolle bei der Pathogenität von Gram-Negativen;
- Ein zentraler Polysaccharidteil, der als Kern bezeichnet wird ;
- Eine externe Polysaccharidkette namens Antigen O. Dieses Polysaccharid besteht aus einfachen Zuckern verschiedener Arten, die in Blöcken von drei oder fünf Einheiten kombiniert und mehrmals wiederholt werden, um Moleküle mit bestimmten antigenen Eigenschaften zu bilden, die für jede Bakterienart typisch sind.
Gramm Fleck
Die Gram-Färbung wurde 1884 vom dänischen Bakteriologen Hans Christian Gram entwickelt.
Die erste Stufe dieses Verfahrens beinhaltet die Herstellung eines heißen Abstrichs (dh eines dünnen Films des zu analysierenden Materials). Mit anderen Worten, eine Probe der zu analysierenden Bakterien wird auf einen Objektträger gelegt, und die Mikroorganismen werden durch Hitzeeinwirkung abgetötet und auf dem Objektträger selbst blockiert (Heißfixierung). Nach der Vorbereitung des Abstrichs können Sie mit der eigentlichen Färbung fortfahren.
Die Gram-Färbetechnik umfasst vier Hauptphasen.
Schritt 1
Der heißfixierte Abstrich muss drei Minuten lang mit dem Kristallviolett- Farbstoff (auch als Enzianviolett bekannt) bedeckt werden. Auf diese Weise werden alle Bakterienzellen lila.
Schritt 2
Zu diesem Zeitpunkt wird Lugols Lösung (eine wässrige Lösung von Jod und Kaliumjodid, die als Ätzmittel definiert ist, da sie die Farbe fixieren kann) auf den Objektträger gegossen und etwa eine Minute einwirken gelassen.
Lugols Lösung ist polar und dringt in die Bakterienzelle ein, wo sie auf das Kristallviolett trifft, mit dem sie einen hydrophoben Komplex bildet.
Schritt 3
Der Objektträger wird etwa 20 Sekunden lang mit einem Bleichmittel (normalerweise Alkohol oder Aceton) gewaschen. Dann waschen Sie es mit Wasser, um die Wirkung des Bleichmittels zu stoppen.
Am Ende dieser Phase haben die grampositiven Bakterienzellen die violette Farbe beibehalten.
Gramnegative Zellen hingegen verfärben sich. Dies geschieht, weil der Alkohol die Lipopolysaccharidstruktur der äußeren Membran dieser Bakterien angreift und so den Verlust des zuvor absorbierten Farbstoffs erleichtert.
Schritt 4
Ein zweiter Farbstoff (normalerweise saures Fuchsin oder Safranin ) wird zu dem Objektträger gegeben, und es werden einige Minuten zum Einwirken gelassen.
Am Ende dieser Phase nehmen die Zellen der zuvor verfärbten gramnegativen Bakterien eine Farbe von rosa bis rot an.
Arten von gramnegativen Bakterien
Wie die grampositive Gruppe umfasst auch die gramnegative Gruppe zahlreiche Bakterienarten.
Im Folgenden werden einige der Hauptbakterien dieser Gruppe kurz dargestellt.
Escherichia coli
E. coli ist ein Bakterium, das normalerweise in der menschlichen Darmbakterienflora vorkommt, aber bei immungeschwächten Personen kann es zu opportunistischen Infektionen kommen.
Tatsächlich ist E. coli für opportunistische Infektionen verantwortlich, die Krankheiten wie Urethrozystitis, Prostatitis, neonatale Meningitis, enterohämorrhagische Kolitis, wässrigen Durchfall oder Reisedurchfall oder Sepsis verursachen.
Abhängig von der Art der Infektion, die E. coli auslöst, können verschiedene Arten von Antibiotika verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten Medikamente sind Carbapeneme, einige Penicilline, Monobactame, Aminoglycoside, Cephalosporine oder Makrolide (wie Clarithromycin oder Azithromycin).
Bakterien der Gattung Salmonella
Diese Bakterien sind für Infektionen des Magen-Darm-Trakts verantwortlich, die Krankheiten wie Gastroenteritis, Typhus (enterisches Fieber) und Durchfall verursachen können.
Zur Bekämpfung von Infektionen durch diese Bakterien werden üblicherweise Ciprofloxacin, Amoxicillin oder Ceftriaxon eingesetzt.
Klebsiella pneumoniae
K. pneumoniae ist für Infektionen des Urogenitaltrakts verantwortlich, die zu Blasenentzündung, Prostatitis oder Urethrozystis führen, sowie für Infektionen der Atemwege, die zu Lungenabszessen oder Lungenentzündung führen.
Cephalosporine, Carbapeneme, Fluorchinolone oder einige Arten von Penicillinen werden zur Behandlung von Infektionen mit K. pneumoniae eingesetzt .
Bakterien der Gattung Shigella
Diese Mikroorganismen sind für den Ausbruch von Krankheiten wie bazilläre Ruhr und akute Gastroenteritis verantwortlich.
Normalerweise werden Fluorchinolone zur Behandlung dieser Art von Infektion verwendet.
Vibrioni (oder Vibrio)
Die Vibrios sind gebogene Bazillen, dh Bakterien, die durch eine "Komma" -Form gekennzeichnet sind.
Unter den pathogenen Schwingungen für den Menschen erinnern wir uns an:
- Vibrio Cholerae, verantwortlich für den Ausbruch der Cholera. Im Allgemeinen werden Infektionen mit V. cholerae mit Tetracyclin oder Fluorchinolonen behandelt.
- Vibrio parahaemolyticus, verantwortlich für Gastroenteritis, Enterokolitis, Durchfall und dysenterisches Syndrom.
Im Falle einer Infektion mit V. parahaemolyticus können Antibiotika wie Fluorchinolone oder Tetracycline eingesetzt werden. In einigen Fällen kann eine Antibiotikatherapie vermieden und eine symptomatische Behandlung durchgeführt werden.
Bakterien der Gattung Yersinia
Die Bakterien der Gattung Yersinia sind Bazillen, das heißt, sie sind Bakterien, die sich durch eine zylindrische Form auszeichnen.
Unter den Erregern von Yersinia für den Menschen erinnern wir uns an:
- Yersinia enterocolitica, die für den Ausbruch von Magen-Darm-Infektionen verantwortlich ist, die Krankheiten wie akute Gastroenteritis oder Mesenterialadenitis verursachen. Y. enterocolitica- Infektionen werden üblicherweise mit Antibiotika wie Fluorchinolonen, Sulfonamiden oder Aminoglycosiden behandelt.
- Yersinia pestis, verantwortlich für den Ausbruch der Beulenpest. Infektionen durch Y. pestis können mit Aminoglykosiden, Chloramphenicol oder Fluorchinolonen behandelt werden.
Campylobacter jejuni
C. jejuni ist ein spiralförmiger Bazillus, der für das Auftreten von akuter Enteritis und Durchfall verantwortlich ist.
Die von ihm verursachten Infektionen können mit Makroliden (wie beispielsweise Erythromycin) oder mit Fluorchinolonen behandelt werden.
Helicobacter pylori
H. pylori ist ein gebogener Bazillus, der für das Auftreten von Magen-Darm-Erkrankungen wie chronisch aktiver Gastritis und Magengeschwüren verantwortlich ist.
Die Behandlung zur Tilgung von Helicobacter pylori beinhaltet die Verwendung von drei verschiedenen Arten von Medikamenten:
- Kolloidales Wismut, ein Zytoprotektivum, das verwendet wird, um die Adhäsion von Helicobacter pylori an der Magenschleimhaut zu verhindern;
- Omeprazol oder ein anderer Protonenpumpenhemmer, um die Säuresekretion des Magens zu verringern;
- Amoxicillin und / oder Clarithromycin, Tetracyclin oder Metronidazol (Antibiotika zur Abtötung von Bakterienzellen).
Haemophilus influenzae
H. influenzae ist ein gramnegatives Bakterium, das für Infektionen der Atemwege und des Nervensystems verantwortlich ist und akute Otitis, Epiglottitis, Sinusitis, Bronchitis, Pneumonie oder akute bakterielle Meningitis verursachen kann.
Die Antibiotika, die üblicherweise zur Behandlung von H. influenzae- Infektionen verwendet werden, sind Cephalosporine, Penicilline oder Sulfadrogen.
Legionella pneumophila
L. pneumophila ist ein gramnegatives Bakterium, das für die Legionellose verantwortlich ist, eine Infektion, die die Atemwege beeinträchtigt.
Legionellose kann mit Arzneimitteln wie Azithromycin, Erythromycin, Clarithromycin, Telithromycin oder Fluorchinolonen behandelt werden.
