ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРОЕНИЕ, БОЛЕЗНИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Эти отрицательные бактерии грамотрицательных бактерии , которые не сохраняют кристаллический фиолетовый краситель при использовании Грама. Из-за этого они окрашиваются в красный или бледно-розовый цвет, а не в синий или фиолетовый, как это делают грамположительные бактерии. Окраска грамотрицательных связана с другим красителем, которым может быть фуксин или сафранин.

Разница в окраске связана с природой клеточной стенки у обеих групп организмов. Во время окрашивания кристаллический фиолетовый связывается со стенкой бактериальной клетки, а также образует нерастворимый в воде комплекс с йодом, содержащимся в люголе (другое соединение, используемое при окрашивании по Граму).

Розовые грамотрицательные бактерии. Взято и отредактировано: Microrao.

Клеточная стенка грамположительных бактерий толстая и сложная по своей природе, способная удерживать комплекс, образованный кристаллическим фиолетовым и йодом, при обработке спиртом или ацетоном. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий проще и не сохраняет кристаллический фиолетовый.

Эти бактерии распространены повсеместно и присутствуют практически в любой среде на Земле, способной поддерживать жизнь. В эту группу входят патогенные виды для человека, ассоциированные с инфекциями мочевыводящих путей, дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта; некоторые из них приобретаются в тех же медицинских центрах (нозокомиальных).

Общие характеристики

Основная характеристика этой группы бактерий заключается в том, что они окрашиваются в красный или розовый цвет с помощью метода окрашивания по Граму. Во время этого метода дифференциального окрашивания все бактерии окрашиваются в синий или фиолетовый цвет, но только грамположительные могут сохранять такое окрашивание после обработки спиртом или ацетоном.

У этих бактерий есть две липидные мембраны, одна из которых представлена ​​цитоплазматической мембраной, а другая - вне клеточной стенки. Он встречается исключительно у грамотрицательных и обычно состоит из фосфолипидов и липополисахаридов.

Липидный компонент липополисахаридов внешней мембраны известен как липид А и действует как эндотоксин, который, попадая в систему кровообращения, вызывает токсическую реакцию, которая может даже вызвать эндотоксический шок.

Клеточная стенка состоит из пептидогликанов, образующих тонкий слой, и лишена тейхоевой и липотейхоевой кислот, в отличие от грамположительных, которые состоят из нескольких слоев пептидогликанов и содержат оба типа кислот. Они служат для прикрепления ядерной оболочки к цитоплазматической мембране.

Жгутики грамотрицательных бактерий, когда они присутствуют, имеют четыре опорных кольца (по два на каждую мембрану), тогда как у грамположительных бактерий они имеют только два опорных кольца, поскольку у них только одна мембрана.

Структура

Средняя прокариотическая клетка.

У всех бактерий отсутствует ядро, а хромосомный материал не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. Рибосомы также встроены в цитоплазму.

Грамотрицательная бактерия состоит из двух клеточных мембран и клеточной стенки между ними. Между клеточной стенкой и внутренней мембраной находится периплазма. Вдобавок к этому иногда могут присутствовать жгутики, фимбрии, капсулы и в очень редких случаях споры.

Клеточная стенка

Клеточная стенка состоит в основном из пептидогликана, полимера, состоящего из повторяющихся звеньев N-ацетил глюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, которые образуют тонкий слой.

Наружная мембрана прочно связана с пептидогликаном и является частью клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Внешняя мембрана

Наружная мембрана содержит фосфолипиды, липополисахариды и мембранные белки. Липополисахариды состоят из липида А (липидная часть), полисахарида О и, между ними, еще одной цепи полисахаридов. Липид А погружен в мембрану, а полисахарид О - во внешнюю поверхность.

Липипополисахарид (ЛПС) представляет собой эндотоксин, токсический потенциал которого обусловлен липидом А. Поскольку этот липид погружен в мембрану, его токсический эффект проявляется только при лизировании бактериальной клетки.

Периплазма

Гелеобразное вещество, состоящее из воды и высоких концентраций белков и пептидогликана. Имея большое значение в энергетическом обмене грамотрицательных бактерий, он расположен между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной (периплазматическим пространством).

Изображение под микроскопом (увеличение X1000) грамположительных (Staphylococcus aureus, фиолетовый) и грамотрицательных (Escherichia coli, розовый) бактерий. Взято и отредактировано по ссылке: Y tambe.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана - это структура, отделяющая внутриклеточное пространство от внешней среды. Это полупроницаемая мембрана размером около 8 нм, липидная по своей природе, сходная по строению с мембраной других бактерий и отличающаяся от эукариотической мембраны, поскольку последняя имеет стерины, а бактериальная - нет.

цитоплазма

Это содержимое клетки, ограниченное цитоплазматической мембраной и содержащее в суспензии рибосомы, нуклеоиды и различные макромолекулы.

Рибосомы

У грамотрицательных бактерий рибосомы могут находиться в цитоплазме по отдельности, группами или цепями, связанными с информационной РНК, называемыми полирибосомами.

Бактериальная ДНК

Как и у всех бактерий, бактериальная ДНК не содержится в ядре. Этот генетический материал состоит из двойной цепи ДНК круглой формы.

Фимбрии или пилисы

Фимбрии или пилисы представляют собой нитевидные структуры, которые в основном распространяются на внешней поверхности грамотрицательных бактерий. Несмотря на их сходство со жгутиками, они используются не для перемещения, а для других функций, таких как прикрепление к тканям хозяина или размножение.

капсула

Капсула - это структура, которая может присутствовать в любом типе бактерий. Это не жизненно важная структура, поскольку ее потеря не влияет на жизнеспособность бактерий, но она важна, поскольку защищает организм от фагоцитоза. Когда он присутствует, он находится вне клеточной стенки.

Обычно он состоит из полисахаридов со слизистой оболочкой. Он представляет собой фактор вирулентности для некоторых бактерий.

Spores

Эти структуры встречаются почти исключительно в грамположительных палочках, за исключением одного грамотрицательного вида (Coxiella burnetti), у которого они также есть. Они образуются внутри организма, поэтому называются эндоспорами и представляют собой структуры с высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды, а также к радиационным и химическим дезинфицирующим средствам.

жгутик

Жгутик бактерий представляет собой хлыстообразную структуру, которая используется для передвижения. Их количество и расположение на бактериальной поверхности варьируется в зависимости от вида.

болезни

Грамотрицательные бактерии, особенно Enterobacteriaceae и неферментативные бактерии, имеют большое медицинское значение, поскольку они являются возбудителями широкого спектра инфекционных заболеваний, среди которых можно упомянуть:

Инфекция мочеиспускательного канала

Грамотрицательные бактериальные инфекции мочевыводящих путей можно разделить на два типа: эндогенные и экзогенные. Эндогенные инфекции возникают, когда бактерии колонизируют восходящий желудочно-кишечный тракт через мочевыводящие пути. Экзогенные обычно возникают из-за использования загрязненных инструментов во время оказания медицинской помощи.

Эти заболевания могут проявлять местные симптомы, как в случае цистита и простатита, или, наоборот, они могут проявлять системные симптомы, включая лихорадку и сепсис, как это может происходить при пиелонефрите или абсцессе почки.

Интраабдоминальные инфекции

Многие грамотрицательные бактерии являются нормальными членами бактериальной флоры желудочно-кишечного тракта, не вызывая каких-либо заболеваний, однако они являются условно-патогенными микроорганизмами, которые могут вызывать инфекции при поражениях пищеварительного тракта.

Эти инфекции могут быть местными и ограничиваться стенками желудочно-кишечного тракта, как при дивертикулите или холецистите, или могут распространяться в брюшную полость, вызывая перитонит.

Брюшина - это оболочка, которая покрывает все целомические внутренние органы, поэтому инфекция этой оболочки может быстро распространиться на все органы. Обычно при внутрибрюшной инфекции, особенно при абсцессах, лечения антибиотиками недостаточно, и необходимо использовать хирургические методы.

Инфекции дыхательных путей

Этот тип инфекции связан с высокой заболеваемостью и смертностью. Обычно это происходит у пациентов в больницах или у тех, кто прошел лечение антибиотиками. Респираторные заболевания, вызываемые грамотрицательными бактериями, включают трахеобронхит и пневмонию.

Прочие болезни

Грамотрицательные бактерии также связаны с множеством других заболеваний, включая гонорею, бактериальный менингит, а также с большинством нозокомиальных инфекций.

Примеры

Клебсиелла пневмонии

Klebsiella pneumoniae - это палочковидная бактерия, которую можно найти индивидуально, парами, цепями или группами. У него нет жгутика или спорулы, но есть хорошо развитая капсула.

Эта бактерия - условно-патогенный микроорганизм, связанный с различными госпитальными инфекциями, которые могут даже вызвать смерть. В последние годы появились гипервирулентные штаммы, которые трудно поддаются лечению и которые связаны со значительной заболеваемостью и смертностью.

Neisseria gonorrhoeae

Эта бактерия представляет собой диплококк, у которого соседние стороны кокков уплощены, а большая ось каждой клетки перпендикулярна главной оси пары, и обычно имеет капсулу и пили на своей поверхности. Обычно он находится в полиморфноядерных лимфоцитах. Он отрицательный на оксидазу и положительный по каталазе.

Neisseria gonorrhea вызывает заболевание, известное как гонорея или бленорея, которое передается половым путем.

Морганелла моргания

Morganella morganii - это оксидазонегативная факультативная анаэробная бактерия, имеющая форму прямого стержня, жгутиковую при температурах ниже 30 ° C, но жгутиковую при температурах выше этой. Это обычный член кишечного тракта людей и других видов.

Несмотря на то, что он обычно обнаруживается как комменсал пищеварительного тракта, не вызывая заболевания, это условно-патогенный микроорганизм, который может вызывать инфекции мочевыводящих путей, сепсис, бактериемию, диарею, пневмонию, спонтанный бактериальный перитонит или стенокардию Людвига, а также другие заболевания.

Ссылки

1. Спектр инфекционных заболеваний, вызываемых грамотрицательными бактериями. Получено с futurelearn.com
2. Э. У. Нестер, CE Робертс, Н. Н. Пиршолл и Б. Дж. Маккарти (1978). Микробиология. 2-е издание. Холт, Райнхарт и Уинстон.
3. Грамотрицательные бактерии. В Википедии. Получено с en.wikipedia.org
4. К. Лира. Morganella morganii: характеристика, болезни, которые она может вызывать, методы лечения. Получено с lifeder.com
5. К. Лира. Klebsiella pneumoniae: характеристика, морфология, инфекция и болезни. Получено с lifeder.com
6. С. Хогг (2005). Основы микробиологии. Джон Вили и сыновья, ООО
7. Н. Родригес. Грамотрицательные бактерии: клеточная стенка. Получено с parais-sphynx.com