Invoering
Gram-negatief zijn bacteriën die - na het ondergaan van de Gram-kleuringstechniek - een kleur aannemen variërend van roze tot rood.
Bacteriële celwand
De bacteriële celwand kan worden gedefinieerd als een stijve structuur die de bacteriële cel omsluit, waardoor deze een bepaalde sterkte krijgt en zijn vorm conditioneert.
Het fundamentele element dat de bacteriële celwand vormt, is de peptidoglycaan (ook wel bekend als bacteriële mucopeptide of murein).
Peptidoglycaan is een polymeer dat bestaat uit lange lineaire polysacharideketens, die met elkaar zijn verbonden door verknopingen tussen aminozuurresiduen.
Polysacharideketens zijn samengesteld uit de herhaling van een disacharide, die op zijn beurt weer uit twee monosachariden bestaat: de N-acetylglucosamine (of ZEUREN) en zuur N-acetylmuramic (of NAAM), met elkaar verbonden door β-1,6-glycosidebindingen.
De disachariden worden vervolgens aan elkaar gekoppeld met glycosidebindingen van het β-1,4-type.
Gekoppeld aan elk molecuul NAM vinden we een "staart" van vijf aminozuren (a pentapeptide) eindigend met twee gelijke aminozuren, meer precies, met twee moleculen van D-Alanine.
Het zijn juist deze terminale D-Alanine-moleculen die - door de werking van het transpeptidase-enzym - de vorming van verknopingen tussen de parallelle ketens van het peptidoglycaan mogelijk maken.
Meer specifiek veroorzaakt het transpeptidase een peptidebinding tussen het derde aminozuur van een polysacharideketen en het vierde aminozuur van de parallelle polysacharideketen.
Celwandfuncties
De bacteriële celwand speelt een zeer belangrijke beschermende rol richting de bacteriële cel, maar niet alleen dat, hij is ook in staat om het transport van stoffen in de cel zelf te reguleren.
Daarom kan worden gezegd dat de belangrijkste functies van de celwand zijn:
- Voorkom afbraak van bacteriële cellen door osmotische druk. In feite leven bacteriën heel vaak in hypotone omgevingen, dat wil zeggen in omgevingen waar grote hoeveelheden water aanwezig zijn en die "meer verdund" zijn dan de interne omgeving van de bacteriecel. Dit concentratieverschil zorgt ervoor dat het water uit de externe omgeving (minder geconcentreerd) naar de binnenkant van de bacteriecel (meer geconcentreerd) in een poging om de concentratie tussen de twee omgevingen gelijk te maken. Het ongecontroleerd binnendringen van water zou ervoor zorgen dat de bacteriecel opzwelt totdat deze barst (osmotische lysis).
De functie van de celwand is juist om weerstand te bieden aan de externe druk van water, waardoor zwelling en bacteriële lysis worden voorkomen. - Bescherm het plasmamembraan en de celomgeving tegen moleculen of stoffen die schadelijk zijn voor de bacteriën zelf.
- Regel de binnenkomst van voedingsstoffen in de bacteriële cel.
Alles wat tot nu toe is beschreven, geldt zowel voor de celwand van Gram-negatief als voor de celwand van Gram-positief.
Aangezien het doel van dit artikel echter is om informatie te verschaffen over de kenmerken van Gram-negatieve bacteriën, zal hieronder alleen de celwand van deze laatste worden beschreven en die van Gram-positieve bacteriën niet.
Gram-negatieve celwand
In de Gram-negatieve wand is de peptidebinding die zich vormt tussen de polysacharideketens van het peptidoglycaan direct.
De celwand van Gram-negatief is erg dun en heeft een dikte van 10 nm, maar het is vrij complex, omdat het peptidoglycaan is omgeven door een buitenmembraan dat eraan is verankerd.
Het uitwendige membraan bestaat uit een inwendig fosfolipide-type vel en een uitwendig vel gevormd door lipopolysacharide (of LPS).
Het buitenmembraan en het peptidoglycaan zijn met elkaar verbonden via lipoproteïnen. Aangezien de aanwezigheid van alleen lipoproteïnen op het buitenmembraan de doorgang van hydrofiele moleculen zou belemmeren, zijn er ook andere specifieke eiwitcomplexen op het membraan aanwezig. porine. Porines zijn kanalen die de doorgang van kleine hydrofiele moleculen mogelijk maken.
Voor het transport van grotere moleculen zijn daarentegen andere transporteiwitten aanwezig, i dragers.
De ruimte die aanwezig is tussen het buitenmembraan en het peptidoglycaan heet periplasma en bevat eiwitten en enzymen met biologische functies.
Het lipopolysacharide wordt vervangen door drie verschillende delen:
- Een intern lipidedeel genaamd lipide A die endotoxinefuncties heeft, daarom speelt het een belangrijke rol in de pathogeniteit van Gram-negatieve;
- Een centraal polysacharidegedeelte genaamd kern;
- Een externe polysacharideketen genaamd antigeen O. Dit polysacharide bestaat uit eenvoudige suikers van verschillende soorten, verzameld in blokken van drie of vijf eenheden en verschillende keren herhaald om moleculen te vormen met bepaalde antigene kenmerken die typisch zijn voor elke bacteriesoort.
Gramkleuring
Gramkleuring is een proces dat in 1884 is bedacht en ontwikkeld door de Deense bacterioloog Hans Christian Gram.
De eerste stap van deze procedure omvat de voorbereiding van een uitstrijkje (dwz een dunne film van het te analyseren materiaal) dat door warmte wordt gefixeerd. Met andere woorden, een monster van de te analyseren bacteriën wordt op een glaasje geplaatst en - door het gebruik van warmte - worden de micro-organismen op het glaasje zelf gedood en geblokkeerd (hotfixatie). Na het voorbereiden van het uitstrijkje, kunt u doorgaan met de eigenlijke kleuring.
De Gram-kleuring techniek heeft vier hoofdstappen.
Fase 1
Het door warmte gefixeerde uitstrijkje moet worden bedekt met de kleurstof kristalviolet (ook bekend als gentiaanviolet) gedurende drie minuten. Door dit te doen, worden alle bacteriecellen paars.
Fase 2
Op dit punt, la Lugols oplossing (een waterige oplossing van jodium en kaliumjodide, gedefinieerd als een beitsmiddel, omdat het de kleur kan fixeren) en laat men ongeveer een minuut inwerken.
De oplossing van Lugol is polair en dringt de bacteriecel binnen waar het het kristalviolet ontmoet waarmee het een hydrofoob complex vormt.
Fase 3
Het objectglaasje wordt ongeveer twintig seconden gewassen met bleekmiddel (meestal alcohol of aceton). Daarna wordt het gewassen met water om de werking van het bleekmiddel te stoppen.
Aan het einde van deze fase hebben de Gram-positieve bacteriecellen de paarse kleur behouden.
De Gram-negatieve cellen daarentegen zullen verkleurd zijn. Dit gebeurt omdat de alcohol de lipopolysaccharidestructuur van het buitenmembraan van deze bacteriën aanvalt, waardoor het verlies van de eerder geabsorbeerde kleurstof wordt vergemakkelijkt.
Fase 4
Een tweede kleurstof wordt aan het objectglaasje toegevoegd (meestal zuur fuchsine of safranine) en laat het een paar minuten inwerken.
Aan het einde van deze fase krijgen de voorheen verkleurde Gram-negatieve bacteriecellen een kleur die varieert van roze tot rood.
Soorten Gram-negatieve bacteriën
Net als de Gram-positieve groep, omvat de Gram-negatieve groep ook talrijke bacteriesoorten.
Hieronder worden enkele van de belangrijkste bacteriën die tot deze groep behoren kort toegelicht.
Escherichia coli
L"E coli het is een bacterie die normaal aanwezig is in de bacteriële darmflora van de mens, maar bij personen met een onderdrukt immuunsysteem kan het aanleiding geven tot opportunistische infecties.
Inderdaad, E coli het is verantwoordelijk voor opportunistische infecties die pathologieën veroorzaken zoals urethrocystitis, prostatitis, neonatale meningitis, enterohemorrhagische colitis, waterige diarree of reizigersdiarree of sepsis.
Afhankelijk van het type infectie dat E coli triggers, kunnen verschillende soorten antibiotica worden gebruikt. De meest gebruikte geneesmiddelen zijn carbapenems, sommige penicillines, monobactams, aminoglycosiden, cefalosporines of macroliden (zoals claritromycine of azithromycine).
Bacteriën die behoren tot het geslacht Salmonella
Deze bacteriën zijn verantwoordelijk voor maagdarmkanaalinfecties die ziekten kunnen veroorzaken zoals gastro-enteritis, tyfus (darmkoorts) en diarree.
Ciprofloxacine, amoxicilline of ceftriaxon wordt meestal gebruikt om infecties te bestrijden die door deze bacteriën worden veroorzaakt.
Klebsiella pneumoniae
Daar K. pneumoniae het is verantwoordelijk voor urogenitale luchtweginfecties die cystitis, prostatitis of urethrocystitis veroorzaken en luchtweginfecties die longabcessen of longontsteking veroorzaken.
Voor de behandeling van infecties met K. pneumoniae cefalosporines, carbapenems, fluoroquinolonen of sommige soorten penicillines worden gebruikt.
Bacteriën die behoren tot het geslacht Shigella
Deze micro-organismen zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van ziekten zoals bacillaire dysenterie en acute gastro-enteritis.
Fluoroquinolonen worden meestal gebruikt om dit type infectie te behandelen.
Trillingen (of Vibrio)
Trillingen zijn gebogen bacillen, dwz bacteriën die worden gekenmerkt door een "komma"-vorm.
Onder de pathogene trillingen voor de mens herinneren we ons:
- Vibrio cholerae, verantwoordelijk voor het ontstaan van cholera V. cholerae ze worden behandeld met tetracyclines of fluoroquinolonen.
- Vibrio parahaemolyticus, verantwoordelijk voor gastro-enteritis, enterocolitis, diarree en dysenterisch-achtig syndroom.
In geval van infectie met V. parahaemolyticus antibiotica zoals fluoroquinolonen of tetracyclines kunnen worden gebruikt. In sommige gevallen kan antibiotische therapie worden vermeden en kan worden overgegaan tot symptomatische behandeling.
Bacteriën die behoren tot het geslacht Yersinia
Bacteriën van het geslacht Yersinia zijn bacillen, dat wil zeggen, het zijn bacteriën die worden gekenmerkt door een cilindrische vorm.
Onder de pathogene Yersinia voor de mens herinneren we ons:
- Yersinia enterocolitica, verantwoordelijk voor het "begin van" gastro-intestinale infecties die ziekten veroorzaken zoals acute gastro-enteritis of mesenteriale adenitis. Y. enterocolitica ze worden gewoonlijk behandeld met antibiotica zoals fluorochinolonen, sulfonamiden of aminoglycosiden.
- Yersinia pestis, verantwoordelijk voor het ontstaan van de builenpest J.pestis ze kunnen worden behandeld met aminoglycosiden, chlooramfenicol of fluorochinolonen.
Campylobacter jejuni
De C. jejuni het is een spiraalvormige bacil die verantwoordelijk is voor het ontstaan van acute enteritis en diarree.
De door hem veroorzaakte infecties kunnen worden behandeld met macroliden (zoals bijvoorbeeld erytromycine) of met fluorochinolonen.
Helicobacter pylori
H. pylori het is een gebogen bacil die verantwoordelijk is voor het ontstaan van gastro-intestinale ziekten zoals chronische actieve gastritis en maagzweren.
Behandeling voor de "uitroeiing van"Helicobacter pylori voorziet in het gebruik van drie verschillende soorten drugs:
- Colloïdaal bismut, een cytoprotectief middel dat wordt gebruikt om de hechting van Helicobacter pylori aan het maagslijmvlies te voorkomen;
- Omeprazol of een andere protonpompremmer om de maagzuursecretie te verminderen;
- Amoxicilline en/of claritromycine, tetracyclines of metronidazol (antibiotica om bacteriële cellen te doden).
Haemophilus influenzae
H. influenzae is een Gram-negatieve bacterie die verantwoordelijk is voor infecties van de luchtwegen en het zenuwstelsel die acute otitis, epiglottitis, sinusitis, bronchitis, longontsteking of acute bacteriële meningitis kunnen veroorzaken.
Antibiotica die vaak worden gebruikt om infecties te behandelen van: H. influenzae het zijn cefalosporines, penicillines of sulfonamiden.
Legionella pneumophila
Daar L. pneumophila is een Gram-negatieve bacterie die verantwoordelijk is voor legionellose, een "infectie die de" luchtwegen aantast.
Legionellose kan worden behandeld met geneesmiddelen zoals azithromycine, erytromycine, claritromycine, telithromycine of fluoroquinolonen.
