ГРАМНЕГАТИВНІ БАКТЕРІЇ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, БУДОВА, ЗАХВОРЮВАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Ці негативні бактерії грам бактерії , що не зберігають кристалічний фіолетовий барвник при використанні Грама. Через це вони фарбують червоний або слабкий рожевий колір, а не синій або фіолетовий, як це роблять грампозитивні бактерії. Колір, набутий грамнегативними, зумовлений іншим барвником, який може бути фуксином або сафранином.

Різниця в забарвленні пов'язана з характером клітинної стінки в обох групах організмів. Під час фарбування кристалічна фіалка зв’язується з клітинною стінкою бактерій, а також утворює нерозчинний у воді комплекс з йодом, що міститься в люголі (інша сполука, що використовується при фарбуванні Грамом).

Рожеві грам негативні бактерії. Знято та відредаговано від: Microrao.

Клітинна стінка грампозитивних бактерій має густий і складний характер, здатна утримувати комплекс, утворений кришталевим фіолетом та йодом, при обробці спиртом або ацетоном. Клітинна стінка грамнегативних бактерій простіша і не затримує кришталевий фіолетовий колір.

Ці бактерії є всюдисущими і присутні практично в будь-якому середовищі на землі, здатному підтримувати життя. Група містить хвороботворні види для людини, які пов’язані з сечовими, респіраторними та шлунково-кишковими інфекціями; деякі з них набуваються в одних і тих же оздоровчих центрах (нозокоміальних).

Загальна характеристика

Основна характеристика цієї групи бактерій полягає в тому, що вони фарбують червону або рожеву техніку плям за Грамом. Під час цієї диференціальної техніки фарбування всі бактерії фарбуються синьою або фіолетовою, але лише грампозитивні здатні зберегти таке фарбування після обробки спиртом або ацетоном.

Ці бактерії мають дві ліпідні мембрани, одна з них представлена ​​цитоплазматичною мембраною, а додаткова зовнішня до клітинної стінки. Він зустрічається виключно у грамнегативних і, як правило, складається з фосфоліпідів та ліпополісахаридів.

Ліпідний компонент ліпополісахаридів зовнішньої мембрани відомий як ліпід А і діє як ендотоксин, який, потрапляючи в кровоносну систему, викликає токсичну реакцію, яка може навіть викликати ендотоксичний шок.

Клітинна стінка складається з пептидогліканів, що утворюють тонкий шар, і не вистачає теїхоїдної та ліпотейхоєвої кислот, всупереч тому, що відбувається у грампозитивних, які складаються з декількох шарів пептидогліканів і містять обидва типи кислот. Вони служать для прив’язки ядерної оболонки до цитоплазматичної мембрани.

У джгутиків грамнегативних бактерій присутні чотири опорні кільця (по два на кожну мембрану), тоді як у грампозитивних бактерій у них лише два опорні кільця, оскільки вони мають лише одну мембрану.

Будова

Середня прокаріотична клітина.

У всіх бактерій не вистачає ядра, а хромосомний матеріал не відокремлюється від цитоплазми ядерною мембраною. Рибосоми також вбудовані в цитоплазму.

Грам-негативна бактерія складається з двох клітинних мембран і клітинної стінки між ними. Між клітинною стінкою і внутрішньою мембраною знаходиться периплазма. Крім цього, іноді можуть бути джгутики, фімбрії, капсули та дуже винятково спори.

Клітинна стінка

Клітинна стінка складається в основному з пептидоглікану, полімеру, що складається з повторюваних ланок N-ацетилглюкозаміну та N-ацетилмурамінової кислоти, які утворюють тонкий шар.

Зовнішня мембрана щільно пов'язана з пептидогліканом і входить до клітинної стінки грамнегативних бактерій.

Зовнішня мембрана

Зовнішня мембрана містить фосфоліпіди, ліпополісахариди та мембранні білки. Ліпополісахариди складаються з ліпіду A (ліпідна частина), полісахариду O і, між ними, іншого ланцюга полісахаридів. Ліпід А занурений в мембрану, а полісахарид О на зовнішній стороні.

Ліпіпополісахарид (ЛПС) - ендотоксин, токсичний потенціал якого обумовлений ліпідом А. Оскільки цей ліпід занурений у мембрану, його токсичний ефект проявляється лише при лізируванні бактеріальної клітини.

Периплазма

Желеподібна речовина, що складається з води та високих концентрацій білків та пептидогліканів. Важливе значення в енергетичному обміні грамнегативних бактерій він розташовується між клітинною стінкою та цитоплазматичною мембраною (периплазматичний простір).

Зображення мікроскопа (збільшення X1000) грампозитивних (золотистий стафілокок, фіолетовий) та грамнегативних (кишкова паличка, рожевий) бактерій. Знято та відредаговано з: Y tambe.

Клітинна мембрана

Клітинна мембрана - це структура, яка відмежовує внутрішньоклітинний простір від зовнішнього середовища. Це напівпроникна мембрана, близько 8 нм, ліпідна за своєю природою, схожа за будовою інших бактерій і яка відрізняється від еукаріотичної мембрани тим, що в останньому є стерини, в той час як бактеріальна - ні.

Цитоплазма

Це вміст клітин, обмежений цитоплазматичною мембраною і містить суспензію рибосом, нуклеоїдів та різних макромолекул.

Рибосоми

У грамнегативних бактерій рибосоми можуть виникати окремо в цитоплазмі, у групах або в ланцюгах, пов'язаних з месенджерною РНК, що називається полірібосомами.

Бактеріальна ДНК

Як і у всіх бактерій, бактеріальна ДНК не міститься в ядрі. Цей генетичний матеріал складається з подвійної нитки ДНК круглої форми.

Фімбрії або піліс

Фімбрії або пілі - це ниткоподібні структури, які в основному поширюються на зовнішній поверхні грамнегативних бактерій. Незважаючи на схожість з джгутиками, вони використовуються не для переміщення, а для інших функцій, таких як прилягання до тканин господаря або для розмноження.

Капсула

Капсула - це структура, яка може бути присутнім у будь-якому типі бактерій. Це не життєво важлива структура, оскільки її втрата не впливає на життєздатність бактерій, але важлива, оскільки захищає організм від фагоцитозу. Якщо він присутній, він виявляється зовні клітинної стінки.

Зазвичай складається з полісахаридів зі слизовим виглядом. Він є фактором вірулентності для деяких бактерій.

Спори

Ці структури зустрічаються майже виключно у грампозитивних стрижнях, за винятком одного грамнегативного виду (Coxiella burnetti), який також має їх. Вони утворюються всередині організму, для чого їх називають ендоспорами і є високостійкими структурами до несприятливих факторів навколишнього середовища, а також до радіаційних та хімічних дезінфектантів.

Джгутик

Бактеріальний джгутик - це батогільна структура, яка використовується для руху. Їх кількість та розташування на поверхні бактерій змінюється залежно від виду.

Хвороби

Грамнегативні бактерії, особливо Enterobacteriaceae та неферментативні бактерії, мають велике медичне значення, оскільки вони є збудниками найрізноманітніших інфекційних захворювань, серед яких можна відзначити:

Інфекції сечовивідних шляхів

Грамнегативні бактеріальні інфекції сечовивідних шляхів можна розділити на два типи: ендогенні та екзогенні. Ендогенні інфекції виникають, коли бактерії колонізують висхідний шлунково-кишковий тракт через сечовивідні шляхи. Екзогенні, як правило, виникають через використання забруднених інструментів під час медичної допомоги.

Ці захворювання можуть мати місцеві симптоми, як у випадку циститу та простатиту, або, навпаки, вони можуть представляти системні симптоми, які включають лихоманку та сепсис, як це може виникати при пієлонефриті або абсцесі нирок.

Внутрішньочеревні інфекції

Багато грамнегативних бактерій є нормальними членами бактеріальної флори шлунково-кишкового тракту, не викликаючи будь-якого типу захворювання, однак вони є умовно-патогенними збудниками, які можуть викликати інфекції, якщо є ураження травного тракту.

Ці інфекції можуть бути локальними і обмежуватися стінками шлунково-кишкового тракту, як при дивертикуліті або холециститі, або можуть поширюватися в черевну порожнину, викликаючи перитоніт.

Брюшина - це мембрана, яка охоплює всі целомічні вісцери, тому інфекція цієї мембрани може швидко поширитися на всі органи. Зазвичай при внутрішньочеревній інфекції, особливо якщо є абсцеси, лікування антибіотиками недостатньо і необхідно використовувати хірургічні варіанти.

Інфекції дихальних шляхів

Цей тип інфекції пов'язаний з високою захворюваністю та смертністю. Зазвичай він зустрічається у пацієнтів лікарні або тих, хто піддався лікуванню антибіотиками. Респіраторні захворювання, спричинені грамнегативними бактеріями, включають трахеобронхіт та пневмонію.

Інші захворювання

Грамнегативні бактерії також пов'язані з найрізноманітнішими захворюваннями, включаючи гонорею, бактеріальний менінгіт, а також більшість лікарняних інфекцій.

Приклади

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae - це паличкоподібна бактерія, яку можна зустріти окремо, парами, ланцюжками або групами. У нього немає джгутика або спорули, але він має добре розвинену капсулу.

Ця бактерія є умовно-патогенним збудником, пов’язаним з різними госпітальними інфекціями, які навіть можуть спричинити смерть. В останні роки з'явилися гіпервірулентні штами, які важко піддаються лікуванню і пов'язані зі значною захворюваністю та смертністю.

Neisseria gonorrhoeae

Ця бактерія - це диплокок з прилеглими до них сторонами коків, а головна вісь кожної клітини перпендикулярна до головної осі пари і, як правило, на своїй поверхні має капсулу та пілі. Зазвичай він знаходиться в межах поліморфноядерних лімфоцитів. Це оксидазонегативний і каталаза позитивний.

Нейссеріальна гонорея відповідає за захворювання, відоме як гонорея або бленорея, що є венеричним захворюванням.

Morganella morganii

Morganella morganii - це негативна оксидазна факультативна анаеробна бактерія, яка має форму прямого стрижня, джгутикових при температурі нижче 30 ° C, але жгутикових при температурі вище цієї. Це загальний член кишкового тракту людини та інших видів.

Незважаючи на те, що зазвичай його зустрічають як коменсальний травний тракт, не викликаючи захворювання, він є умовно-патогенним збудником, який може викликати інфекції сечовивідних шляхів, септицемію, бактеріємію, діарею, пневмонію, спонтанний бактеріальний перитоніт або ангіну Людвіга, серед інших захворювань.

Список літератури

1. Спектр інфекційних захворювань, спричинених грамнегативними бактеріями. Відновлено з веб-сайту futurelearn.com
2. EW Nester, CE Робертс, NN Pearshall & BJ McCarthy (1978). Мікробіологія. 2-е видання. Холт, Рінехарт і Вінстон.
3. Грамнегативні бактерії. У Вікіпедії. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
4. C. Ліра. Morganella morganii: Характеристики, хвороби, які вона може викликати, лікування. Відновлено з lifeder.com
5. C. Ліра. Klebsiella pneumoniae: характеристики, морфологія, зараження та захворювання. Відновлено з lifeder.com
6. С. Хогг (2005). Основна мікробіологія. John Wiley & Sons, LTD
7. Н. Родрігес. Грамнегативні бактерії: клітинна стінка. Відновлено на веб-сайтіparapara-sphynx.com