Allgemeinheit
Grampositive Bakterien sind - wie aus ihrem eigenen Namen hervorgeht - positiv für die Gram-Färbung, indem sie nach einer solchen Laboranalyse eine violette Farbe beibehalten.
Bakterienzellwand
Die Bakterienzellwand kann als eine Art starrer "Behälter" definiert werden, der die Bakterienzelle einschließt und ihr eine gewisse Robustheit verleiht und ihre Form konditioniert.
Der Grundbestandteil der Zellwand 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 Bindungen des β-1-Typs 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 ein Pentapeptid (dh einen "Schwanz" von fünf Aminosäuren), der mit zwei gleichen Aminosäuren endet, insbesondere mit zwei Molekülen D-Alanin .
Es sind genau diese terminalen D-Alanine, die - der Wirkung des Enzyms Transpeptidase folgend - die Bildung von Vernetzungen innerhalb des Peptidoglykans ermöglichen.
Genauer erzeugt die Transpeptidase eine Peptidbindung zwischen der dritten Aminosäure einer Polysaccharidkette und der vierten Aminosäure der parallelen Polysaccharidkette.
Funktionen
Die Zellwand spielt nicht nur eine schützende Rolle gegen die Bakterienzelle, sondern reguliert auch den Transport von Substanzen innerhalb der Zelle.
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, ist sowohl in den grampositiven als auch in den gramnegativen Wänden zu finden.
Da der Zweck dieses Artikels jedoch darin besteht, die Besonderheiten von grampositiven Bakterien zu klären, werden im Folgenden nur die Eigenschaften der Zellwand der letzteren beschrieben, und die gramnegative Wand wird nicht berücksichtigt.
Grampositive Zellwand
In der grampositiven Wand wird die Peptidbindung zwischen den Polysaccharidketten des Peptidoglycans über eine Pentaglycinbrücke gebildet, dh eine Brücke, die aus fünf Glycinmolekülen (einer Aminosäure) besteht.
Die grampositive Zellwand ist gleichmäßig und relativ dick (20-80 nm). Es besteht aus mehreren Schichten Peptidoglycan, die von Teicosäuren (Polymeren aus Alkoholen und Phosphaten) durchschnitten werden.
Die grampositive Wand ist sehr polar und ermöglicht die Permeation von hydrophilen Molekülen (wie sie in der nachstehend beschriebenen Gram-Färbung verwendet werden), jedoch nicht von hydrophoben Verbindungen.
Gramm Fleck
Die Gram-Färbung ist ein Verfahren, das 1884 von dem dänischen Bakteriologen Hans Christian Gram konzipiert und entwickelt wurde.
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.
Da die grampositive Zellwand polar ist, kann der hydrophobe Kristall-Jod-Komplex diese nicht durchqueren und bleibt somit in der Bakterienzelle selbst blockiert.
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 angreift, die typisch für gramnegativ ist und in der grampositiven abwesend ist, wodurch der Verlust des zuvor absorbierten Farbstoffs erleichtert wird.
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 gramnegativen Bakterien, die sich in der vorherigen Phase verfärbt haben, eine Farbe von rosa bis rot an.
Arten von grampositiven Bakterien
Die große Gram-positive Gruppe umfasst viele Bakterienarten.
Nachfolgend werden einige der Bakterien dieser großen Kategorie kurz aufgelistet.
Staphylokokken (oder Staphylokokken)
Staphylokokken sind Kokken (dh kugelförmige Bakterien), die zur Familie der Staphylokokkengewächse gehören. Staphylokokken wachsen in Gruppen.
Unter den verschiedenen Arten von pathogenen Staphylokokken erinnern wir uns an:
- Staphylococcus aureus, der für verschiedene Infektionen des Urogenitaltrakts, des Schneesystems, der Haut, der Knochen, der Gelenke, des Herz-Kreislauf-Systems, der Atemwege und des Auges verantwortlich ist. Darüber hinaus ist dieses Bakterium auch für opportunistische Infektionen verantwortlich, die mit einer Beeinträchtigung des Immunsystems des Wirts, nosokomialen opportunistischen Infektionen (dh Infektionen, die in Gesundheitseinrichtungen auftreten) und durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten verbunden sind.
- Staphylococcus epidermidis, verantwortlich für Infektionen des Herz-Kreislauf-Systems, opportunistische Infektionen, die mit einer Beeinträchtigung des Immunsystems des Wirts einhergehen, und nosokomiale opportunistische Infektionen.
- Staphylococcus saprophyticus, verantwortlich für Infektionen der Harnwege.
Im Allgemeinen werden Antibiotika gegen diese Art von Bakterien verwendet, wie Penicilline, Vancomycin, Daptomycin, Cephalosporine oder Fluorchinolone.
Streptokokken (oder Streptokokken)
Streptokokken sind paarweise oder kettenförmig wachsende Kokken. Streptokokken sind in der Lage, Toxine zu produzieren, die rote Blutkörperchen zerstören können, dh sie haben eine hämolytische Aktivität.
Streptokokken können wiederum nach dem Grad der Hämolyse unterteilt werden, den sie induzieren. Wir können daher unterscheiden:
- Alpha-hämolytische (oder α-hämolytische) Streptokokken, die eine teilweise Hämolyse verursachen;
- Beta-hämolytische (oder β-hämolytische) Streptokokken, die eine totale Hämolyse verursachen;
- Gamma-hämolytische (oder γ-hämolytische) Streptokokken, die keine Hämolyse verursachen.
Unter den pathogenen Streptokokken erinnern wir uns an:
- Streptococcus pyogenes, der für Infektionen der Atemwege, der Haut, der Knochen, der Gelenke, des Herz-Kreislauf-Systems, der Verdauungsdrüsen und der Bauchhöhle verantwortlich ist. Darüber hinaus ist es auch für opportunistische Infektionen bei Gästen mit geschwächtem Immunsystem verantwortlich.
- Streptococcus agalactiae, verantwortlich für Infektionen des Fötus und des Neugeborenen, Infektionen des Nervensystems und der Atemwege.
- Streptococcus pneumoniae, verantwortlich für Infektionen der Atemwege, des Nervensystems, des Herz-Kreislauf-Systems, der Verdauungsdrüsen, der Bauchhöhle und opportunistische Infektionen, die mit einer Beeinträchtigung des Immunsystems des Wirts verbunden sind.
Üblicherweise werden Beta-Lactam- und Makrolid-Antibiotika gegen Streptokokken eingesetzt.
Clostridium (oder Clostridium)
Clostridien sind Bazillen (dh zylindrische Bakterien), die unter widrigen Umweltbedingungen Sporen bilden können, um zu überleben.
Unter den verschiedenen vorhandenen pathogenen Clostridien erinnern wir uns an:
- Clostridium difficile, dieses Bakterium kann Teil der normalen menschlichen Bakterienflora sein und ist für opportunistische Infektionen des Magen-Darm-Trakts verantwortlich. Es ist die Hauptursache für pseudomembranöse Kolitis, die bei Patienten auftreten kann, die über einen längeren Zeitraum und in hohen Dosen mit verschiedenen Arten von Antibiotika behandelt wurden. Antibiotika wie Metronidazol, Chloramphenicol, Vancomycin oder Erythromycin werden üblicherweise gegen Clostridium difficile- Infektionen eingesetzt.
- Clostridium tetani, verantwortlich für Tetanus (oder spastische Lähmung). Im Allgemeinen werden Metronidazol oder Benzylpenicillin gegen dieses Bakterium verwendet. Zur Vorbeugung von Infektionen ist auch ein Impfstoff erhältlich.
- Clostridium botulinum, verantwortlich für Botulismus (oder schlaffe Lähmung).
Corinebacteria (oder Corynebacterium)
Die Chorbakterien sind Bazillen, die zur Familie der Corynenacteriaceae gehören.
Unter den zahlreichen Vertretern dieser Gattung erinnern wir uns an das Corynebacterium diphteriae, das für die Diphtherie der Haut und der Atemwege verantwortlich ist.
Die zur Behandlung von Diphtherie üblicherweise verwendeten Antibiotika sind Penicilline, Cephalosporine, Clindamycin und Erythromycin.
Zur Vorbeugung von Infektionen ist auch ein Impfstoff erhältlich.
Andere grampositive
Andere grampositive Bakterien sind:
- Bacillus anthracis (bekannt als Anthrax), der für den Ausbruch von kutanem, pulmonalem und gastrointestinalem Anthrax verantwortlich ist;
- Listeria monocytogenes, ein Bazillus, der für das Auftreten von Meningitis, Enzephalitis, Meningoenzephalitis und Gehirnabszessen verantwortlich ist;
- Enterococcus faecium und Enterococcus faecalis, zwei Kokken, die normalerweise die Bakterienflora des menschlichen Darms bevölkern, aber möglicherweise für nosokomiale opportunistische Infektionen des Harntrakts, der Septikämie oder der Endokarditis verantwortlich sind.
