Мир бактерий удивительно разнообразен и очень богат. Они встречаются везде: в воздухе, почве, на коже человека, на его слизистых. При определенных обстоятельствах бактерии становятся опасными для человека, вызывая серьезные заболевания. Некоторые из них легко поддаются лечению антибиотиками или даже обычными антисептиками, от других избавиться намного сложнее. Поэтому при постановке диагноза, а также при назначении лечения выделяют грамположительные и грамотрицательные бактерии. Такой метод деления микроорганизмов был предложен еще в XIX веке, но используется до сих пор.
Мир бактерий
Царство микроорганизмов настолько разнообразно и сложно устроено, что даже современная наука еще не изучила его полностью. Есть такие бактерии, которые выживают при высоких температурах и не погибают даже при длительном кипячении, другие же гибнут при малейшем изменении температуры или состава внешней среды, например после добавления обычного сахара. Некоторые микроорганизмы прекрасно себя чувствуют в горячих источниках, в кислоте, питаются метаном или другими химическими веществами.
Бактерии — это самые древние организмы и очень широко распространены в мире. Они встречаются везде: на дне океана, в воздухе, в почве — даже на большой глубине, в организме живых существ. Причем, наукой доказано, что клеток бактерий внутри человека в 10 раз больше, чем собственных. Некоторые микроорганизмы просто живут рядом с другими живыми существами, другие же активно с ними взаимодействуют. Они могут приносить пользу или вызывать различные заболевания. Причем полезных бактерий в десятки раз больше, чем патогенных.
Многие микроорганизмы приносят пользу. Например, те, которые обитают в кишечнике человека, участвуют в пищеварении и защищают его от инфекций. Это лактобактерии и бифидобактерии. В полости рта человека обитает около 40 млн видов бактерий, но всего 5 % из них патогенные. Есть микроорганизмы, которые участвуют в разложении отходов. Но, несмотря на то что полезных бактерий все же больше, патогенные их виды приносят много вреда, так как вызывают опасные болезни. До сих пор много человек во всем мире умирает от туберкулеза, холеры, столбняка, брюшного тифа, ботулизма и других инфекций. Поэтому очень важно научиться правильно взаимодействовать с миром бактерий.
Особенности микрофлоры
В человеческом организме постоянно проживает значительное количество различных микроорганизмов. Их присутствие обеспечивает нормальное функционирование всех систем и органов.
Микроорганизмы, такие как палочки и кокки, находятся в слизистых оболочках рта, носа, кишечника, а у женщин еще и во влагалище.
При нормальном состоянии, когда иммунная система исполняет свои функции в полном объеме, сохраняется равновесие между полезными и патогенными палочками.
В клетках слизистой оболочки содержится гликоген, который служит питанием для бактерий. В зависимости от формы, микроорганизмы определяются как палочки и кокки, имеющие положительную или отрицательную грам реакцию.
В современной гинекологии мазок считается одним из методов, позволяющих выявить патологию женской репродуктивной системы. Микрофлора женского полового органа включает в основном лактобактерии или грам палочки.
Все обитающие во влагалище у женщин палочки подразделяются на следующие группы:
- облигатные;
- транзиторные;
- факультативные.
К числу облигатных палочек относятся те, которые постоянно, в необходимом количестве, присутствуют в слизистой оболочке женского полового органа. Палочки создают защитный барьер, препятствующий проникновению патогенных микроорганизмов.
К числу транзиторных кокков и палочек относятся те, которые попадают на слизистую оболочку влагалища случайно. Среди таких представителей могут оказаться и полезные, и нейтральные, и патогенные виды.
Грам палочки, которые исследуются после взятия мазка, несут информацию о свойствах микроорганизма.
Факультативные микробы встречаются не у всех женщин и это своего рода норма. Качественный состав микрофлоры зависит от нескольких факторов.
Изменения происходят в период менструации, с возрастом и при заболеваниях половой сферы. Наблюдается четкая зависимость от климата, интимной гигиены и состояния иммунитета.
Физиология женской половой системы устроена таким образом, что на стенках влагалища в основном живут и развиваются лактобактерии и бифидобактерии.
У женщин при здоровом состоянии эти палочки формируют кислую среду во влагалище. В закисленной среде размножение и развитие других бактерий становится невозможным.
Благодаря такому защитному механизму во влагалище сохраняется здоровая среда. Важной особенностью палочек является способность прочно закрепляться в слизистой оболочке, создавая надежный барьер для патогенных бактерий.
Мазок, когда его берут у женщин в профилактических целях, почти всегда показывает положительную грам реакцию.
READ Процедура урогенитального мазка — что это?
При нарушении нормального состояния микрофлоры, появляется и развивается дисбактериоз влагалища.
Болезнетворные палочки и кокки встречаются в значительном количестве. Соответственно, грам палочки в мазке будут иметь отрицательный знак.
К такому состоянию, как правило, приводит гормональный дисбаланс, длительное лечение антибиотиками, инфекционные заражения и несоблюдение гигиенических правил.
Дисбактериоз нередко развивается и при ослаблении иммунной системы. Лечение проводится индивидуально и только после того, как гинеколог возьмет мазок и правильно поставит диагноз.
Метод Грама
Человек давно ищет пути лечения инфекционных заболеваний. После того как было обнаружено существование патогенных бактерий, ученые стараются их классифицировать, чтобы выяснить, как с ними бороться. Лучший способ был предложен в 1884 году врачом Гансом Кристианом Грамом. Он довольно простой, но информативный и используется до сих пор. По этому методу различаются грамположительные и грамотрицательные бактерии.
Доктор Грам использовал при изучении микроорганизмов фиолетовый краситель и заметил, что некоторые из них поддаются окрашиванию, другие же — нет. Он выяснил, что связано это с особенностями клеточных стенок бактерий. Так как эти микроорганизмы состоят из одной, реже двух клеток, для них очень важно иметь прочную оболочку. Поэтому клеточные стенки у них имеют сложное строение. Они защищают внутреннюю среду от проникновения жидкостей. Сложнее всего строение у грамотрицательных бактерий. Они устойчивы к проникновению слюны, желудочного сока и других жидкостей.
Суть метода Грама в том, что исследуемую среду обрабатывают анилиновым красителем, фиксируют йодом, а затем смывают спиртом. При этом грамотрицательные бактерии обесцвечиваются, а грамположительные приобретают синюю окраску. После повторной обработки красным красителем отрицательные виды могут окраситься в розовый цвет, причем погибшие микроорганизмы окрашиваются ярче.
Дисбаланс
Грамположительные и грамотрицательные бактерии обитают практически во всех частях человеческого тела, на коже, в кишечнике, во рту и носу. Иногда они вызывают болезни, но в большинстве случаев микроорганизмы живут в гармонии со своими хозяевами, обеспечивая жизненно важные функции, необходимые для выживания человека.
Причины, по которым нарушается баланс:
- Плохая диета и неправильный выбор продуктов.
- Чрезмерное использование антибиотиков.
- Недостаток сна.
- Эмоциональный стресс.
Перенаселение одного вида бактерий приводит к инфекциям и другим проблемам со здоровьем. При уменьшении хороших микроорганизмов в кишечнике защитный барьер понижается, что позволяет проникать в организм вредным бактериям, токсинам и большим молекулам белка.
Что происходит, когда плохие бактерии чрезмерно колонизируются:
- Увеличивается проницаемость кишечника.
- Плохие бактерии распространяются в мочевыводящую систему, вызывая инфекцию мочевыводящих путей.
- Повышается утомляемость из-за перегрузки токсинами.
- Снижается активность иммунной системы, что способствует развитию аллергии и заболеваний, связанных с аутоиммунной реакцией, таких как болезнь Крона, язвенный колит, ревматоидный артрит, кожная инфекция и инфекция влагалищного тракта.
- Развивается диарея из-за кишечной реакции на вредные бактерии.
Бактерии присутствуют и в здоровых легких. Когда хрупкий баланс популяций бактерий в легких нарушается, это может привести к развитию таких заболеваний, как астма и хроническая обструктивная болезнь легких.
Основное внимание следует обратить на последствия нарушения микробного баланса в пищеварительной системе. Оно может иметь негативные последствия не только для органов ЖКТ, но и нервной, метаболической и иммунологической системы.
Поэтому сохранение баланса в вечной битве между «хорошими» и «плохими» бактериями как среди грамположительных, так и грамотрицательных микробов — это путь к здоровью и хорошему самочувствию.
Применение метода в медицине
Метод Грама по разделению микроорганизмов на грамположительные и грамотрицательные бактерии способствовал совершенствованию микробиологических исследований. Он помогает выявлять устойчивость патогенных видов к лекарственным препаратам, разрабатывать новые антибиотики для борьбы с ними. Ведь прочная клеточная стенка грамотрицательных бактерий делает их нечувствительными к обычным антибактериальным препаратам. А оболочка грамположительных микроорганизмов, хоть и очень толстая, но проницаема для жидкостей и антибиотиков.
Метод Грама позволил разделить все микроорганизмы на две большие группы. Их особенности и характеристики помогают выбрать более подходящее лечение инфекционных заболеваний. Грамположительные бактерии, которые быстро окрашиваются в синий цвет анилиновым красителем, образуют споры, экзотоксины, поэтому довольно опасны для здоровья. Но их оболочка проницаема для антибактериальных препаратов.
Как и грамположительные, грамотрицательные бактерии — возбудители серьезных заболеваний. Они не образуют спор, и во многих случаях являются условно патогенными. Но при определенных условиях начинают выделять эндотоксины и являются причиной тяжелого воспаления и интоксикации. Из-за сложного строения клеточной стенки они почти нечувствительны к антибиотикам.
В организме человека содержатся оба вида эти микроорганизмов. Правильное соотношение грамположительных и грамотрицательных бактерий поддерживает нормальную микрофлору влагалища, кишечника, полости рта. Это помогает защищать организм от инфекций.
Зачем нужны
Есть много видов бактерий, которые приносят пользу человеку:
- Микробы в кишечнике расщепляют многие из белков, липидов и углеводов на питательные вещества, которые затем человек усваивает. Более того, микробы производят полезные соединения, такие как витамины и противовоспалительные средства, которые геном человека не может производить. Миллионы бактерий населяют пищеварительную систему человека, которые помогают переваривать пищу и производить жизненно важные витамины, такие как биотин и витамин К.
- Бактерии в кишечнике работают с иммунной системой, защищая организм от заболеваний.
- Микроорганизмы, находящиеся внутри желудка, помогают поддерживать уровень pH и кислотности в желудке.
- Защищают кожу. Множество бактерий на коже (почти 200 различных видов у здорового человека) контролируют окружающую среду кожи и ее ресурсы, не давая другим вредным микробам закрепляться.
- Полезные бактерии, способные производить кислород, используют для создания антибиотиков.
- Бактерии используются в производстве продуктов питания для приготовления йогуртов и ферментированных продуктов.
Грамположительная флора
Большинство бактерий, которые поддаются окрашиванию фиолетовым красителем, то есть имеют проницаемую клеточную стенку, опасны для человека. К ним относятся стрептококки, стафилококки, листерии, бациллы, клостридии, микобактерии, актиномицеты. Особенно опасен золотистый стафилококк, который поражает ослабленный организм и без лечения быстро приводит к смерти больного. Но к ним относятся также полезные молочнокислые лактобактерии.
Грамположительные микроорганизмы поражают дыхательные пути, сердечную мышцу, головной мозг, кожу. Они провоцируют гнойную инфекцию в ранах, заражение крови.
Заболевания, которые они вызывают
Именно грамположительные бактерии являются причиной таких распространенных инфекционных болезней, как:
- тонзиллит, фарингит;
- синусит, отит;
- ревматизм;
- заражение крови;
- пневмония;
- воспаление мозга;
- сибирская язва;
- пищевые токсикоинфекции;
- ботулизм;
- дифтерия;
- столбняк;
- газовая гангрена.
Грамотрицательные бактерии
Список их довольно большой, но среди них много таких, которые не приносят никакого вреда человеку. К ним относятся в основном условно патогенные микроорганизмы. В обычных условиях они обитают в организме человека, не причиняя ему вреда. Самыми распространенными являются следующие грамотрицательные бактерии. Виды их разнообразны:
- протеобактерии;
- псевдомонады;
- хламидии;
- менингококки;
- бруцеллы;
- спирохеты;
- гонококки;
- хеликобактерии.
Микроорганизмы, не окрашивающиеся в фиолетовый цвет, являются устойчивыми также к любым антителам и антибактериальным препаратам. Поэтому заболевания, вызываемые ими, очень сложно лечить.
Патогенность
Большая часть патогенных для человека микроорганизмов относится к Грам +. Шесть родов Грам + организмов являются типичными патогенами человека. Два из них стрептококки и стафилококки являются кокками (шарообразными бактериямиБактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр…). Остальные — палочковидные и делятся далее по возможности образовывать споры.
Неспорообразующие: Corynebacterium и Листерия; спорообразующие: Бациллы и Клостридии. Спорообразующие можно разделить на факультативных анаэробовАнаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс… Бациллы и облигатных анаэробовАнаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс… Клостридий.
Какие заболевания вызывают
При определенных условиях грамотрицательные бактерии становятся причиной серьезных болезней. Связано это с тем, что сложная оболочка этих микроорганизмов при разрушении выделяет много токсинов, которые, разносясь по кровотоку человека, вызывают сильнейшую интоксикацию. Получается, что патогенны не сами бактерии, а особенности их клеточной оболочки — липополисахаридный слой, который вызывает иммунную реакцию организма. Они приводит к развитию воспаления. Но если у человека иммунитет в порядке, он легко справляется с такими микроорганизмами, и инфекция ему не страшна.
К грамотрицательным бактериям относятся микроорганизмы, вызывающие гонорею, сифилис, менингит и респираторные заболевания. Особенно распространены такие бактерии, котрые вызывают поражение дыхательных и мочевыделительных путей, желудочно-кишечного тракта. К грамотрицательным относятся такие известные возбудители инфекций, как протей, эшерихия, энтеробактерии, сальмонеллы. Они вызывают сальмонеллез, менингит, брюшной тиф, дизентерию. Кроме того, именно такие устойчивые микроорганизмы являются причиной тяжелых внутрибольничных инфекций. Ведь они могут выжить даже после серьезной дезинфекции.
Рекомендации
- Основы биологии (18 марта 2021 г.). «Бактерии».
- ^ аб
Мэдиган, Майкл Т .; Мартинко, Джон М. (2006).
Биология микроорганизмов Брока
(11-е изд.). Пирсон Прентис Холл. ISBN 978-0131443297 . - Гиббонс, Н.Е .; Мюррей, Р. Г. Э. (1978). «Предложения по высшим таксонам бактерий». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии
.
28
(1): 1–6. Дои:10.1099/00207713-28-1-1. - ^ аб
Woese, C. R. (1987). «Бактериальная эволюция».
Микробиологические обзоры
.
51
(2): 221–271. Дои:10.1128 / MMBR.51.2.221-271.1987. ЧВК 373105. PMID 2439888. - ^ абcdежграммчас
Гупта, Р. С. (1998). «Филогения белков и сигнатурные последовательности: переоценка эволюционных взаимоотношений между архебактериями, эубактериями и эукариотами».
Обзоры микробиологии и молекулярной биологии
.
62
(4): 1435–1491. Дои:10.1128 / MMBR.62.4.1435-1491.1998. ЧВК 98952. PMID 9841678. - ^ абc
Гупта, Р. С. (2000). «Естественные эволюционные отношения между прокариотами» (PDF).
Критические обзоры в микробиологии
.
26
(2): 111–131. CiteSeerX 10.1.1.496.1356. Дои:10.1080/10408410091154219. PMID 10890353. S2CID 30541897. - ^ аб
Desvaux, M .; Hébraud, M .; Talon, R .; Хендерсон, И. Р. (2009). «Секреция и субклеточная локализация бактериальных белков: проблема семантической осведомленности».
Тенденции в микробиологии
.
17
(4): 139–145. Дои:10.1016 / j.tim.2009.01.004. PMID 19299134. - ^ аб
Сатклифф, И. К. (2010). «Перспектива уровня филума на архитектуре оболочки бактериальной клетки».
Тенденции в микробиологии
.
18
(10): 464–470. Дои:10.1016 / j.tim.2010.06.005. PMID 20637628. - ^ абcdе
Гупта, Р. С. (1998). «Что такое архебактерии: третий домен жизни или прокариоты монодермы, связанные с грамположительными бактериями? Новое предложение по классификации прокариотических организмов».
Молекулярная микробиология
.
29
(3): 695–707. Дои:10.1046 / j.1365-2958.1998.00978.x. PMID 9723910. S2CID 41206658. - ^ абcdежграмм
Гупта, Р. С. (2011). «Происхождение дидерм (грамотрицательных) бактерий: давление отбора антибиотиков, а не эндосимбиоз, вероятно, привело к эволюции бактериальных клеток с двумя мембранами».
Антони ван Левенгук
.
100
(2): 171–182. Дои:10.1007 / s10482-011-9616-8. ЧВК 3133647. PMID 21717204. - ^ абc
Marchandin, H .; Teyssier, C .; Campos, J .; Jean-Pierre, H .; Роджер, Ф .; Гей, Б .; Carlier, J.-P .; Юмас-Билак, Э. (2009). «Negativicoccus succinicivorans gen. Nov., sp. Nov., выделенный из клинических образцов человека, исправлено описание семейства Veillonellaceae и описание Negativicutes classis nov., Selenomonadales ord. Nov. и Acidaminococcaceae fam. Nov. In the bacterial phylum Firmicutes».
Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии
.
60
(6): 1271–1279. Дои:10.1099 / ijs.0.013102-0. PMID 19667386. - Yabe, S .; Aiba, Y .; Sakai, Y .; Hazaka, M .; Йокота, А. (2010). «Термогемматиспора оникобенсис
ген. nov., sp. ноя И
Thermogemmatispora foliorum
sp. nov., выделенный из опавших листьев на геотермальных почвах, и описание Thermogemmatisporaceae fam. Ноябрь и Thermogemmatisporales ord. Ноябрь В классе Ktedonobacteria ».
Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии
.
61
(4): 903–910. Дои:10.1099 / ijs.0.024877-0. PMID 20495028. - Сатклифф, И. К. (2011). «Архитектура клеточной оболочки в Chloroflexi: сдвигающаяся линия фронта в филогенетической войне за территорию». Экологическая микробиология
.
13
(2): 279–282. Дои:10.1111 / j.1462-2920.2010.02339.x. PMID 20860732. - Hugenholtz, P .; Тайсон, Г. У .; Webb, R.I .; Вагнер, А. М .; Блэколл, Л. Л. (2001). «Исследование кандидатного подразделения TM7, недавно признанной основной линии доменных бактерий без известных представителей чистой культуры». Прикладная и экологическая микробиология
.
67
(1): 411–419. Дои:10.1128 / AEM.67.1.411-419.2001. ЧВК 92593. PMID 11133473. - Cavaletti, L .; Monciardini, P .; Bamonte, R .; Schumann, P .; Rohde, M .; Сосио, М .; Донадио, С. (2006). «Новая линия нитчатых, спорообразующих, грамположительных бактерий из почвы». Прикладная и экологическая микробиология
.
72
(6): 4360–4369. Дои:10.1128 / AEM.00132-06. ЧВК 1489649. PMID 16751552. - Гладвин, Марк; Trattler, Билл (2007). Клиническая микробиология стала до смешного просто
. Майами, Флорида: MedMaster. С. 4–5. ISBN 978-0-940780-81-1 . - Sahebnasagh, R .; Saderi, H .; Оуля, П. (4–7 сентября 2011 г.). Обнаружение метициллин-резистентных
Золотистый стафилококк
штаммов из клинических образцов в Тегеране путем обнаружения
МЕКА
и
ядерный
гены
. Первый Иранский международный конгресс по медицинской бактериологии. Тебриз, Иран. - Макдональд, Мхайри (2015). Неонатология Эйвери: патофизиология и лечение новорожденных
. Филадельфия: Вольтерс Клувер. ISBN 9781451192681 . Доступ предоставлен Питтсбургским университетом. - Lau, S. K. P .; McNabb, A .; Ву, Г. К. С .; Hoang, L .; Fung, A. M. Y .; Chung, L.MW .; Woo, P. C. Y .; Юэнь, К.-Й. (22 ноября 2006 г.). «Catabacter hongkongensis gen. Nov., Sp. Nov., Выделенный из культур крови пациентов из Гонконга и Канады». Журнал клинической микробиологии
.
45
(2): 395–401. Дои:10.1128 / jcm.01831-06. ISSN 0095-1137. - ^ абc
Johnston, C .; Martin, B .; Fichant, G .; Polard, P; Клаверис, Дж. П. (2014). «Бактериальная трансформация: распространение, общие механизмы и дивергентный контроль».
Обзоры природы. Микробиология
.
12
(3): 181–96. Дои:10.1038 / nrmicro3199. PMID 24509783. S2CID 23559881. - Michod, R.E .; Bernstein, H .; Неделку, А. М. (2008). «Адаптивное значение секса у микробных патогенов». Инфекция, генетика и эволюция
.
8
(3): 267–85. Дои:10.1016 / j.meegid.2008.01.002. PMID 18295550. - «Возникающие инфекционные заболевания
Руководство по стилю журнала «.
CDC.gov
. Центры по контролю и профилактике заболеваний.
Использование этих знаний при лечении болезней
При диагностике заболевания для определения более эффективного лечения обязательно применяется метод Грама для определения того, какие микроорганизмы вызвали болезнь: грамположительные или грамотрицательные бактерии. Антибиотики назначаются в зависимости от этого. Ведь неправильно выбранное лечение может только усугубить ситуацию.
Для определения возбудителя исследуется мокрота, выделения из носа или влагалища, анализ кала, синовиальной или плевральной жидкости. Эти образцы подвергаются обследованию по методу Грама.
Сложнее всего вылечить заболевания, вызываемые грамотрицательными бактериями. В основном на них воздействуют сочетанием двух антибиотиков или же препараты нового поколения. Эфективными против них могут быть «Ампициллин» или «Амоксициллин», «Хлорамфеникол», «Стрептомицин», а также группа цефалоспоринов. Они могут справиться с внешней мембраной таких бактерий.
Знания о строении стенки бактерий позволило улучшить эффективность лечения инфекционных заболеваний.
Разница между грамположительными и грамотрицательными бактериями
В ключевое отличие между грамположительными и грамотрицательными бактериями заключается в том, что грамположительные бактерии имеют толстый пептидогликановый слой, следовательно, имеют пурпурный цвет,
В ключевое отличие между грамположительными и грамотрицательными бактериями заключается в том, что грамположительные бактерии имеют толстый пептидогликановый слой, следовательно, имеют пурпурный цвет, в то время как грамотрицательные бактерии имеют тонкий пептидогликановый слой, следовательно, появляются в розовом цвете в конце метода окрашивания по Граму.
Бактерии — это повсеместно распространенные прокариоты, одноклеточные и микроскопические. Они принадлежат Королевству Монера вместе с Археями. Более того, у них очень простая клеточная организация. Конструктивно в них отсутствуют внутренние отсеки; ядро и мембраносвязанные другие органеллы. Более того, бактерии можно классифицировать на основе нескольких характеристик, таких как форма, генетический состав, состав клеточной стенки, количество жгутиков, питание, биохимические реакции и т. Д. Окрашивание по Граму является одним из методов, которые обычно используются при идентификации и характеристике бактерий. Согласно окрашиванию по Граму, есть две категории бактерий, такие как грамположительные и грамотрицательные бактерии. Эти две группы бактерий отличаются друг от друга составом клеточной стенки. Следовательно, при окрашивании по грамму они окрашиваются в разные цвета.
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое грамположительные бактерии
3. Что такое грамотрицательные бактерии?
4. Сходство между грамположительными и грамотрицательными бактериями
5. Параллельное сравнение — грамположительные и грамотрицательные бактерии в табличной форме
6. Резюме
Метод определения «грамположительности» и «грамотрицательности»
При наличии признаков заражения организма врач назначает окрашивание по Граму. Это необходимо для определения типа инфекции: бактериальной, вирусной, грибковой или паразитарной, поскольку все виды лечатся по-разному.
Образец для исследования может быть в виде:
- мокроты, откашливаемой из лёгких;
- мочи, собранной в специальный контейнер;
- крови, сданной в лаборатории;
- слюны;
- мазков из влагалища;
- кала.
С помощью определенных методик определяется тип микроорганизмов в плевральной, перитонеальной жидкости.
Лаборант использует специальную технику окрашивания, чтобы легче увидеть клеточные организмы под микроскопом. Если результаты окрашивания по Граму отрицательные, это означает, что в образце не было обнаружено бактерий. Если положительные, значит, присутствовали микроорганизмы. Результаты также будут включать информацию о форме бактерий, по которой можно судить о типе инфекции.
Хотя результаты могут не идентифицировать точный тип бактерий, но они помогают врачу приблизиться к выяснению того, что вызывает заболевание и как лучше его лечить.
Результаты окрашивания по Граму также могут показать наличие грибковой инфекции (дрожжи или плесень).
При лечении болезней, вызванных грамположительными организмами, врачу необходимы следующие сведения:
- тип бактерий;
- устойчивость к противомикробным препаратам;
- образуют ли бактерии токсины.
Что такое грамположительные бактерии?
Грамположительные бактерии — это группа бактерий, которые окрашиваются в фиолетовый цвет в технике окрашивания по грамму. Причина окрашивания в пурпурный цвет заключается в том, что грамположительные бактерии имеют толстый пептидогликановый слой в своих клеточных стенках. Обычно толщина пептидогликанового слоя грамположительных бактерий составляет 20-80 нм, и на нем присутствуют тейхоевые кислоты.
Толстый слой пептидогликана сохраняет первичное пятно, которое является кристаллическим фиолетовым; следовательно, под микроскопом они приобретают пурпурный или кристально-фиолетовый цвет. Хотя обесцвечивающее средство удаляет первичное пятно, пятно не исчезает полностью с толстого пептидогликанового слоя. Стафилококк, стрептококк, бациллы, коринебактерии, листерии и Clostridia виды являются некоторыми примерами грамположительных бактерий.
Что такое грамотрицательные бактерии?
Грамотрицательные бактерии — это группа бактерий, которые имеют тонкий пептидогликановый слой в клеточной стенке. Следовательно, они неспособны удерживать первичное пятно. Характерно, что грамотрицательные бактерии имеют дополнительную мембрану, называемую внешней мембраной, которая отсутствует у грамположительных бактерий. Кроме того, эта внешняя мембрана содержит липополисахариды. Кроме того, хотя внешняя мембрана присутствует, она разрушается после нанесения обесцвечивающего средства. Затем слой пептидогликана становится пористым, и окраска кристаллического фиолетового полностью покидает клеточную стенку.
Следовательно, грамотрицательные бактерии появляются во вторичной окраске розового цвета. По сравнению с грамположительными бактериями грамотрицательные бактерии более устойчивы к антибиотикам, направленным на клеточную стенку. Это связано с наличием внешней мембраны. Кроме того, их клеточные стенки имеют два слоя, и в клеточной стенке есть периплазматическое пространство. Кроме того, клеточная стенка неровная и менее жесткая по сравнению с грамположительными бактериями.кишечная палочка, Псевдомонады, Neisseria, Хламидиоз, являются одними из грамотрицательных бактерий.
Классификация
Вместе с форма ячейки, Окрашивание по Граму — это быстрый метод, используемый для дифференциации видов бактерий. Такое окрашивание, вместе с тестами на рост и чувствительность к антибиотикам, а также с другими макроскопическими и физиологическими тестами составляет полную основу для классификации и подразделения бактерий (например, см. Рисунок и версии до 1990 г. Руководство Берджи
).
Иерархия идентификации видов в клинических условиях
Исторически, Королевство Monera был разделен на четыре подразделения основаны прежде всего на окрашивании по Граму: Фирмикуты (положительный при окрашивании), Gracilicutes (отрицательный при окрашивании), Молликуты (нейтральная окраска) и Mendocutes (окраска варьируется).[3] На основе 16S рибосомная РНК филогенетические исследования покойного микробиолога Карл Вёзе и сотрудники и коллеги в Университет Иллинойса, то монофилия грамположительных бактерий было заражено,[4] с большим значением для терапевтического и общего изучения этих организмов. На основе молекулярные исследования из последовательностей 16S Вуз распознал двенадцать бактериальный тип. Два из них были грамположительными и были разделены на долю гуанин и цитозин содержание в их ДНК. Высокий тип G + C состоял из Актинобактерии и низкий тип G + C содержал Фирмикуты.[4] Актинобактерии включают Коринебактерии
,
Микобактерии
,
Нокардия
и
Streptomyces
роды. Firmicutes (с низким содержанием G + C) имеют содержание GC 45–60%, но это ниже, чем у актинобактерий.[2]
Каковы сходства между грамположительными и грамотрицательными бактериями?
- Грамположительные и грамотрицательные бактерии имеют схожую клеточную организацию.
- Кроме того, оба являются прокариотическими одноклеточными микроорганизмами, имеющими капсулы.
- И они оба обладают одной хромосомой и распространены повсеместно.
- Кроме того, оба могут содержать плазмиды в качестве внехромосомной ДНК.
- Кроме того, оба воспроизводятся бесполым путем путем двойного деления.
- Точно так же оба претерпевают трансформацию, трансдукцию и конъюгацию.
- Более того, антибиотики подавляют грамположительные и грамотрицательные бактерии.
- Их клеточные стенки содержат пептидогликан.
- А также оба типа бактерий имеют поверхностный слой (S-слой).
- Они реагируют на процедуру окрашивания по грамму.
- Кроме того, они вызывают заболевания людей, растений и животных.
Чем опасны
Хотя хороших микроорганизмов гораздо больше, чем плохих, некоторые бактерии вредны. При контакте человека с вредоносными организмами они могут попасть в тело, где начинают быстро размножаться, выделять токсины, которые повреждают ткани тела, вызывая недомогание.
Плохие бактерии называются патогенными, потому что они вызывают заболевания, такие как ангина, стафилококковые инфекции, холера, туберкулез и пищевые отравления.
Некоторые виды грамположительных бактерий способны вызывать серьезные инфекционные заболевания:
- Инфекции мочевыводящих путей.
- Туберкулез.
- Дифтерию.
Инфекций, вызываемые грамотрицательными бактериями:
- Пневмония.
- Менингит.
- Перитонит.
- Инфекции крови.
В чем разница между грамположительными и грамотрицательными бактериями?
Основное различие между грамположительными и грамотрицательными бактериями заключается в том, что грамположительные бактерии имеют толстый пептидогликановый слой в клеточной стенке, в то время как грамотрицательные бактерии имеют тонкий пептидогликановый слой в своей клеточной стенке. Помимо слоя пептидогликана, грамотрицательные бактерии обладают внешней мембраной, а у грамположительных бактерий она отсутствует. Следовательно, это также разница между грамположительными и грамотрицательными бактериями. Кроме того, у грамотрицательных бактерий есть периплазматическое пространство и два слоя в клеточной стенке, тогда как у грамположительных бактерий нет периплазматического пространства, и они имеют однослойную жесткую и ровную клеточную стенку.
Следующая инфографика описывает больше фактов о разнице между грамположительными и грамотрицательными бактериями.
Резюме — грамположительные и грамотрицательные бактерии
В зависимости от бактерий поглощают и сохраняют первичное пятно; кристаллический фиолетовый во время окрашивания по Граму, существует два типа бактерий, а именно грамположительные и грамотрицательные. Грамположительные бактерии имеют толстый слой пептидогликана в клеточной стенке, а грамотрицательные бактерии имеют тонкий слой пептидогликана. В этом основное различие между грамположительными и грамотрицательными бактериями. Из-за этой разницы в клеточной стенке грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, а грамотрицательные бактерии окрашиваются в розовый цвет при окраске по граммам. Кроме того, у грамотрицательных бактерий есть внешняя мембрана, тогда как у грамположительных бактерий она отсутствует. Из-за наличия внешней мембраны грамотрицательные бактерии устойчивы к антибиотикам, направленным на клеточную стенку, в то время как грамположительные бактерии к ним восприимчивы. Таким образом, это обобщает разницу между грамположительными и грамотрицательными бактериями.
Мир микробов довольно многообразен и богат. Патогенные микроорганизмы обитают в грунтах, воздухе, на кожных покровах и слизистых оболочках человека. Под воздействием определенных факторов бактерии становятся агрессивными и провоцируют опасные заболевания у человека. От некоторых видов микроорганизмов легко излечиться при помощи антибиотикотерапии. А некоторые бактерии устойчивы к медикаментам и избавиться от них очень тяжело. По этой причине, при постановке диагноза и при выборе схемы лечения бактерии разделяют на грамположительные и грамотрицательные. Данная методика была разработана еще в 19 веке и применяется в современной медицине.
Какие бывают
Одноклеточные микроорганизмы не имеют оформленного клеточного ядра, а их генетический материал свободно плавает в цитоплазме. Они различаются по природе клеточных стенок, по форме и по генетическому механизму изменчивости.
Формы
Бактерии существую в формах:
- запятых – например, холерный вибрион;
- сферической (кокки) – стафилококк и стрептококк;
- палочковидной (бациллы) – кишечная палочка и сальмонелла;
- спиралевидной (Spirilla) – Treponema и Borellia;
- жгутиковой – бактерии столбняка.
Грамположительные и грамотрицательные бактерии
Некоторые организмы имеют более сложную форму, например, стебельчатую, квадратную или звездчатую.
По отношению к кислороду
- Аэробные, которым необходим газообразный кислород для завершения собственного энергетического цикла. Эти микроорганизмы не могут расти без доступа кислорода.
- Анаэробные, которым для осуществления функций обмена веществ кислород не нужен, более того, он токсичен для большинства из них.
- Факультативно анаэробные – это микроорганизмы, которым для роста или выработки энергии необязательно присутствие кислорода, они могут использовать его, но могут расти за счет анаэробных организмов, такие бактерии характеризуются высокой степенью адаптации.
- Микроаэрофильные, которые лучше растут в атмосфере с пониженным содержанием кислорода.
Бактериальная клетка окружена 2 защитными оболочками: внешней клеточной стенкой и внутренней клеточной мембраной. Некоторые бактерии, например, микоплазмы, не имеют клеточной стенки.
У других микроорганизмов может быть третий, внешний защитный слой, называемый капсулой. Отростки, похожие на хвосты часто покрывают поверхность бактерий — длинные, называемые жгутиками, или короткие, пили, — они помогают им перемещаться и прикрепляться.
Типы
Грамположительные и грамотрицательные бактерии определяются путем метода окрашивания по Граму. Это распространенный метод, используемый для дифференциации микроорганизмов на основе их различных компонентов клеточной стенки.
Типы грамположительных бактерий | Свойства |
Актиномицеты | Несут ответственность за возникновение кариеса и нитчатых респираторных заболеваний. |
Бациллы | Связаны с пищевым отравлением |
Clostridium | Имеют различные штаммы, вызывающие пищевое отравление, ботулизм, гангрену и столбняк. |
Коринебактерии | Основная группа не патогенна для человека, но одна из них является возбудителем дифтерии. |
Энтерококки | Вызывают дивертикулит, эндокардит, но довольно устойчивы ко многим антибиотикам. |
Гарднерелла | Они связаны с вагинитами. |
Лактобациллы | Этот род бактерий способствует формированию микрофлоры влагалища. |
Листерия | Одна из этого рода бактерий опасна для человека, является патогеном плода, ответственны за менингит новорожденных. |
Микоплазма | Этот род бактерий не имеет клеточной стенки и вызывает ходячую пневмонию. |
Микобактерии | Они могут вызывать туберкулез. |
Стрептококки | Являются возбудителями фарингита, некоторые из н6их влияют на осложнения при беременности. |
Грамположительные бактерии не имеют внешней мембраны в отличие от грамотрицательных. Именно по этой причине последние микроорганизмы более устойчивы к антибиотикам. Если инфекция вызвана грамотрицательными организмами, потребуется сильная доза антибиотиков и строгое соблюдение курса лечения, чтобы полностью избавиться от вредных бактерий.
Типы грамотрицательных бактерий | Свойства |
Бортаделла | Представляют собой короткие палочковидные организмы, палочку коклюша. |
Хламидии | Эта небольшая паразитарная бактерия похожа на вирус и является причиной таких заболеваний, как орнитоз, трахома и неспецифический уретрит. |
Энтеробактерии | Принадлежит к роду анаэробных не спорообразующих бактерий и может вызывать инфекции мочевыводящих путей, инфекции мягких тканей, септический артрит, инфекцию ЦНС, остеомиелит и многое другое. |
Helicobacter | Этот тип бактерий имеет палочковидную форму и вызывает язвенную болезнь. |
Клебсиелла | Палочковидная бактерия вызывает геморрагическую пневмонию. |
Neisseria | Микробы этого вида колонизируют слизистые оболочки, а их патогенные формы являются возбудителем бактериального менингита. |
Протей | Эта палочковидная бактерия вызывает инфекции мочевыводящих путей, почек. |
Псевдомонады | Это род аэробных бактерий, обладающих высокой метаболической активностью. |
При попадании плохих микробов в организм человека, они начинают активно размножаться, выделять токсины, повреждая ткани тела и вызывая недомогание. Вредные бактерии называются патогенными, вызывают заболевания, такие как ангина, стафилококковые инфекции, холера, туберкулез и пищевые отравления.
Что же такое бактерии?
Бактериальный мир до такой степени обилен и многообразен, что до сегодняшнего дня медицина до конца не способна его выучить. Бактериями являются микроскопическими организмами. Микробы очень распространены и обитают повсюду: в воздухе и почве, на дне водоемов и в живых организмах. Некоторые микроорганизмы способны выживать в условиях высоких температур, а другие погибают при незначительном изменении температурного режима.
Бактерии, обитающие в человеческом организме, условно разделяют на патогенные и условно-патогенные. Некоторые условно-патогенные бактерии необходимы для правильного функционирования организма, например, бифидобактерии и лактобактерии. При ослабленном иммунитете данные микроорганизмы способны спровоцировать развитие воспалительных процессов.
А патогенные микроорганизмы способны вызывать различные опасные для жизни инфекционные заболевания, такие как:
Чтобы подобрать схему для лечения инфекционных патологий ученые классифицируют бактерии по разным признакам. Датский врач Грам, учитывая размеры и строение оболочки, разработал метод, разделяющий все микробы на две группы: грамположительные и грамотрицательные. Последние имеют тонкий защитный слой, а микроорганизмы грамположительные характеризуются крупной клеточной стенкой.
Химическая дезинфекция
Метод химической обработки является универсальным и наиболее эффективным для разных сфер деятельности. Для уничтожения бактерий подойдут все средства линейки “Септолит” от компании Сателлит. Вся продукция сертифицирована и имеет высокую антимикробную активность. Она подходит для обработки поверхностей и инструментов. Также в интернет-магазине представлены средства для экспресс-обработки и для дезинфекции рук.
Различные концентрации и время выдержки в растворе может обеспечить как бактериостатическое, так и бактерицидное действие на патогенные штаммы бактерий. На сайте можно ознакомиться с продукцией и подробной инструкцией, написанной доступным языком. Мы заботимся о здоровье наших клиентов. С продукцией Сателлит вы можете быть на 100% уверены в безопасности.
Вернуться к списку публикаций
В чем суть метода?
Согласно разработанной методике на микроб воздействуют красителями и обесцвечивающим веществом. Полный процесс окрашивания происходит по следующей схеме:
- Очищенное предметное стекло покрывается тоненьким слоем биологического материала, собранного для исследования. Далее природным путем высушивается.
- Проводится фиксация, вызывающая коагуляцию белков.
- Основной краситель наносится и оставляется на несколько минут.
- Далее, пигмент убирается, на стекло капают йодистый раствор Люголя.
- Через минуту раствор Люголя удаляется, а микробы промываются до обесцвечивания этанолом.
- Стекло ополаскивают дистиллированной водой приблизительно минуту.
- Далее, на стекло наносится дополнительный краситель и оставляется на 4-5 минут.
По истечении срока вновь проводится ополаскивание и сушка.
Реакция бактерий на пигменты
Главным красителем является метиловый фиолетовый либо иной пигмент. Грамположительные микроорганизмы способны формировать связь с данным веществом. Воздействие йодистого раствора усиливает эту связь. В итоге этанол либо ацетон не способен ее разрушить. При дополнительном применении фуксина либо сафранина бактерии повторно не окрашиваются.
Благодаря особенностям клеточной оболочки положительные по Граму бактерии отлично красятся в фиолетовый либо темно-синий тон. Стенка таких микроорганизмов не имеет дополнительную внешнюю мембрану, благодаря которой они противостояли б неблагоприятным условиям. По этой причине грамположительные микроорганизмы подвергаются воздействию медикаментов.
Грамотрицательные бактерии не формируют соединения с основным красителем. Спирт с легкостью разрушает все появившиеся связи и в мазке происходит обесцвечивание микроорганизмов. По этой причине для их выявления применяется дополнительный краситель. Под его воздействием грамотрицательные микроорганизмы приобретают малиновый либо розовый окрас. Погибшие бактерии окрашиваются целиком в яркие цвета, а живые только частично и очень бледно. Оболочка таких микроорганизмов имеет дополнительную внешнюю мембрану, которая прочно защищает их от влияния антибиотиков.
Биоматериал для исследования
Для получения материала при диагностике инфекционных патологий используют последующие исследования:
- Анализ кала. Данная процедура помогает обнаружить токсины, вырабатываемых положительными по Граму микробами.
- Микроскопическое исследование мокроты.
- Исследование влагалищного мазка. Позволяет подсчитать пропорцию положительных и отрицательных по Граму бактерий при вагинитах.
Кроме того, врач в редких случаях может назначить проведение пункции плевральной, перинатальной либо синовиальной жидкости.
Значение методики Грама для медицины
В человеческом организме находятся представители обеих видов бактерий. Их правильное соотношение поддерживает здоровую микрофлору. При нарушении баланса могут развиваться опасные патологии.
Благодаря методу Грама можно определить устойчивость микроорганизмов к медикаментозным средствам, а также разработать новейшие виды антибактериальных медикаментов для борьбы с болезнями. Ведь грамотрицательные микроорганизмы обладают крепкой клеточной стенкой, которая защищает их от негативного воздействия антибиотиков. А грамположительные бактерии характеризуются более проницаемым покровом для медикаментов. Результаты анализов позволяют врачу назначить эффективное лечение инфекционной болезни.
Суть метода
В микробиологии этот метод приравнивается к сложным. На бактерии действуют основным и дополнительным красителями, а также обесцвечивающим веществом. Наглядно весь процесс окрашивания можно представить следующими шагами:
- Предметное стекло очищают от жира и покрывают тонким слоем собранного мазка, после чего высушивают его естественным путем.
- Фиксируют физическим или химическим способом, вызывая коагуляцию белков.
- Через фильтр-бумагу наносят первый краситель и оставляют в покое на пару минут.
- После чего убирают пигмент, добавляют на стекло раствор Люголя и выдерживают одну минуту.
- Удаляют йодистый раствор, а бактерии промывают этиловым спиртом до обесцвечивания.
- Ополаскивают стекло дистиллированной водой около минуты.
- Наносят на стекло второй краситель и оставляют его не более чем на 5 минут.
- Снова ополаскивают и высушивают фильтр-бумагой.
Грамположительные микроорганизмы
Представители данного бактериального мира окрашиваются согласно методике Грама в фиолетовый или синий цвет. Большинство из этих бактерий несут опасность для человеческого организма. Они способны поражать миокард, кожные покровы, дыхательные пути, головной мозг, а также провоцировать развитие гнойной инфекции и сепсис.
Основные представители грамположительных микроскопических организмов и болезни, которые они вызывают указаны в таблице.
Название бактерии | Название заболевания |
Кокковые | |
Стафилококк | Сепсис крови Гнойные высыпания на кожных покровах Грибковые инфекции |
Стрептококк | Ревматизм Тонзиллит и Фарингит Рожа Пневмония Сепсис |
Энтерококки | Гастрит и Дивертикулит Менингит Эндокардит и Плеврит Дисбактериоз Раневые инфекции Простатит Цистит и Уретрит Кольпит и Вульвит Пиелонефрит Энтерит Перитонит и Сепсис |
Пневмококки | Отит Генерализированная пневмония Синусит |
Палочковидные | |
Фирмикуты | Токсические инфекции Сибирская язва |
Клостридии | Ботулизм Газовая гангрена Столбняк |
Листерии | Энцифалит Бациллы Токсические инфекции Сибирская язва |
Булавовидные | |
Коринебактерии | Дифтерия |
Актинобактерии | |
Микобактерии | Лепра Туберкулез |
Актиномицеты | Актиномикоз |
Самым опасным и агрессивным считается золотистый стафилококк. Он проникает в организм и при отсутствии терапии способен привести к летальному исходу.
Грамотрицательные микроорганизмы
Представители данной группы не окрашиваются в темно-синий или фиолетовый цвет, и сложнее поддаются лечению. Список этих организмов очень большой. В основном в него входят условно-патогенные организмы, не приносящие вреда организму.
Самые распространенные представители и болезни, которые они вызывают занесены в таблицу.
Название бактерии | Название заболевания |
Хламидии | Хламидиоз Конъюктивит |
Спирохеты | Лептоспироз Сифилис Возрастной тиф |
Спириллы | Содоку Гонококк Гонорея |
Сальмонелла | Сальмонеллез Брюшной тиф |
Хеликобактерии | Язвенная болезнь желудка |
Кишечная палочка | Нарушения пищеварения |
Протей | Острые кишечные инфекции |
Клебсиелла и легионелла | Проблемы с дыханием |
Катаралисния | Моракселла катаралис |
Менингококки | Менингит |
Организм здорового человека с легкостью справляется с вышеперечисленными бактериями.
Использование в медицине знаний про микроорганизмы
Чтобы рассчитать результативную схему лечения врач назначает диагностику, применяя метод Грама, позволяющий определить возбудителей недуга. Антибиотикотерапия назначается с учетом какой из двух видов патогенных микробов по Граму спровоцировал патологию: положительный либо отрицательный. Неправильно подобранная терапия способна обострить состояние.
Тяжело поддаются лечению грамотрицательные микроорганизмы. Кроме того, они способны привести к летальному исходу. Обычно для излечения от данного вида бактерий назначаются два антибактериальных препарата либо современные медикаменты нового поколения. Эффективными в терапии таких бактерий считаются Хлорамфеникол и Стрептомицин, Ампициллин или Амоксициллин. Кроме того, для лечения применяют средства из группы цефалоспоринов.
Знания про структуру клеточной стенки позволило значительно улучшить результативность терапии инфекционных недугов.
Загрузка…
Значение для медицины
Разработанный Грамом этиологический тест оказался востребованным не только в микробиологии. Информация, полученная благодаря ему, также продвинула на новый уровень медицину, в особенности лечение пациентов, зараженных грамотрицательными бактериями. Несмотря на то, что gram-negative bacteria (грамнегативные палочки) врачи причисляют к условно-патогенной микрофлоре, ошибочно считать их безобидными. Они вызывают бурную ответную реакцию организма и обладают высокой резистентностью, что часто приводит к летальным исходам.
У больных отмечается воспаление бронхолегочной системы в тяжелой степени. Вызывает его ЛПС, или липополисахаридный слой бактерий, которого лишены грамположительные микроорганизмы. Микробиология определяет этот компонент мембраны клетки как эндотоксин для человеческого организма, независимо от формы бактерии: спириллы или палочки. Попадая внутрь, он активизирует синтез цитокинов и иммунный ответ.
В итоге начинает развиваться локализованное воспаление. С течением времени токсины поступают в кровеносное русло и далее разносятся транспортной системой по всему телу. Больной начинает испытывать все более нарастающие признаки интоксикации. Растет частота дыхания и температура тела, кровяное давление падает. Проявляется токсический шок, который в некупированном состоянии заканчивается смертью.
Благодаря открытию Грама врачи смогли найти альтернативу малоэффективным в подобных случаях пенициллину и лизоциму. Например, объединение последнего с этилендиаминтетрауксусной кислотой, или EDTA. Помогли и успешные клинические испытания ампициллина, стрептомицина, хлорамфеникола и налидиксовой кислоты в борьбе с грамотрицательными бактериями.
Юлия Пятирублева