GRAM-NEGATIVE BAKTERIER: EGENSKAPER, STRUKTUR, SYKDOMMER - BIOLOGI - 2026

De Gram-negative bakterier er bakterier som ikke beholder krystallfiolett fargestoff når Gram farging anvendes. På grunn av dette flekker de røde eller svake rosa, i stedet for blå eller lilla som Gram-positive bakterier gjør. Fargen ervervet av Gram-negative skyldes et annet fargestoff som kan være fuchsin eller safranin.

Forskjellen i farge er relatert til celleveggenes natur i begge grupper av organismer. Under farging bindes krystallfiolett til bakteriecelleveggen og danner også et vannuoppløselig kompleks med jodet inneholdt i lugol (en annen forbindelse brukt i Gram-farging).

Pink Gram negative bakterier. Tatt og redigert fra: Microrao.

Celleveggen til Gram-positive bakterier er tykk og sammensatt i sin natur, og kan beholde komplekset dannet av krystallfiolett og jod når det behandles med alkohol eller aceton. Celleveggen til Gram-negative bakterier er enklere og beholder ikke krystallfiolett.

Disse bakteriene er allestedsnærværende og er til stede i praktisk talt alle miljøer på jorden som er i stand til å støtte liv. Gruppen inneholder sykdomsfremkallende arter for mennesker som er assosiert med urin-, luftveis- og mage-tarminfeksjoner; noen av disse er anskaffet i de samme helsestasjonene (nosocomial).

Generelle egenskaper

Hovedkarakteristikken for denne gruppen av bakterier er at de farger rødt eller rosa med Gram-flekketeknikken. Under denne differensielle fargingsteknikken farger alle bakterier blå eller lilla, men bare Gram-positive er i stand til å beholde slik farging etter å ha blitt behandlet med alkohol eller aceton.

Disse bakteriene har to lipidmembraner, en av dem representert med den cytoplasmatiske membranen og en ytterligere en utenfor celleveggen. Det forekommer utelukkende hos Gram-negative og består vanligvis av fosfolipider og lipopolysakkarider.

Lipidkomponenten i de ytre membran-lipopolysakkarider er kjent som lipid A og fungerer som et endotoksin som, når det kommer inn i sirkulasjonssystemet, forårsaker en giftig reaksjon som til og med kan utløse endotoksisk sjokk.

Celleveggen er sammensatt av peptidoglykaner som danner et tynt lag, og mangler teikosyre og lipoteikosyre, i motsetning til hva som skjer i Gram-positive, som er sammensatt av flere lag med peptidoglykaner og presenterer begge typer syrer. Disse tjener til å forankre den nukleære konvolutten til den cytoplasmatiske membranen.

Flagellene til Gram-negative bakterier, når de er til stede, har fire bæreringer (to for hver membran), mens de i Gram-positive bakterier bare har to bæreringer, siden de bare har en membran.

Struktur

Gjennomsnittlig prokaryotisk celle.

Alle bakterier mangler en kjerne, og det kromosomale materialet skilles ikke fra cytoplasmaet med en kjernemembran. Ribosomer er også innebygd i cytoplasma.

En Gram-negativ bakterie består av to cellemembraner og en cellevegg i mellom. Mellom celleveggen og den indre membranen er periplasmene. I tillegg til dette kan den noen ganger presentere flagella, fimbriae, kapsel og veldig eksepsjonell sporer.

Cellevegg

Celleveggen er hovedsakelig sammensatt av peptidoglycan, en polymer som består av repeterende enheter av N-acetyl Glucosamine og N-acetylmuraminsyre som danner et tynt lag.

Den ytre membranen er tett bundet til peptidoglycan og er en del av celleveggen til Gram-negative bakterier.

Ytre membran

Den ytre membranen inneholder fosfolipider, lipopolysakkarider og membranproteiner. Lipopolysakkarider består av lipid A (lipiddelen), polysakkarid O og mellom dem en annen kjede med polysakkarider. Lipid A er nedsenket i membranen og polysakkaridet O i det ytre ansiktet.

Lipipopolysaccharide (LPS) er et endotoksin, hvis toksiske potensiale skyldes lipid A. Ettersom denne lipiden er nedsenket i membranen, vises dens toksiske virkning bare når bakteriecellen lyses.

periplasmaet

Et gelatinøst stoff som består av vann og høye konsentrasjoner av proteiner og peptidoglycan. Av stor betydning i energimetabolismen til Gram-negative bakterier, er den lokalisert mellom celleveggen og den cytoplasmatiske membranen (periplasmisk rom).

Mikroskopbilde (forstørrelse X1000) av Gram-positive (Staphylococcus aureus, i lilla) og Gram-negative (Escherichia coli, i rosa) bakterier. Tatt og redigert fra: Y tambe.

Cellulær membran

Cellemembranen er strukturen som avgrenser det intracellulære rommet fra det ytre miljø. Det er en halvgjennomtrengelig membran, ca. 8 nm, lipid i naturen, lik konstitusjon som den for andre bakterier, og som skiller seg fra den eukaryote membranen fordi sistnevnte har steroler, mens den bakterielle ikke har det.

cytoplasma

Det er celleinnholdet avgrenset av den cytoplasmatiske membranen og inneholder ribosomer, nukleoider og forskjellige makromolekyler i suspensjon.

ribosomer

Hos gramnegative bakterier kan ribosomer forekomme individuelt i cytoplasma, i grupper eller i kjeder tilknyttet messenger RNA, kalt polyribosomer.

Bakteriell DNA

Som i alle bakterier, er bakterie-DNA ikke inneholdt i en kjerne. Dette arvestoffet består av en dobbel streng med DNA i en sirkulær form.

Fimbriae eller pilis

Fimbriae eller pilis er filiforme strukturer som hovedsakelig er fordelt på den ytre overflaten av Gram-negative bakterier. Til tross for deres likhet med flagella, brukes de ikke til forskyvning, men til andre funksjoner som feste til vertsvev eller for reproduksjon.

kapsel

Kapselen er en struktur som kan være til stede i alle typer bakterier. Det er ikke en vital struktur, siden tapet ikke påvirker levedyktigheten til bakteriene, men det er viktig fordi den beskytter organismen mot fagocytose. Når den er til stede, blir den funnet utenfor celleveggen.

Det består vanligvis av polysakkarider med et slimete utseende. Det utgjør en virulensfaktor for noen bakterier.

spores

Disse strukturene finnes nesten utelukkende i Gram-positive stenger, bortsett fra en enkelt Gram-negativ art (Coxiella burnetti) som også har dem. De dannes inne i kroppen, og det er derfor de kalles endosporer og er svært motstandsdyktige strukturer mot uheldige miljøfaktorer, så vel som stråling og kjemiske desinfeksjonsmidler.

flagellen

Bakterien flagellum er en piskeformet struktur som brukes til bevegelse. Antallet og arrangementet på bakterieoverflaten varierer avhengig av art.

Sykdommer

Gramnegative bakterier, spesielt Enterobacteriaceae og ikke-fermenterende bakterier, er av stor medisinsk betydning, ettersom de er årsaksmidlene til en lang rekke smittsomme sykdommer, som vi blant annet kan nevne:

Urinveisinfeksjon

Gram-negative bakterielle urinveisinfeksjoner kan deles inn i to typer: endogene og eksogene. Endogene infeksjoner oppstår når bakterier koloniserer den stigende mage-tarmkanalen gjennom urinveiene. De eksogene forekommer vanligvis på grunn av bruk av forurensede instrumenter under medisinsk behandling.

Disse sykdommene kan gi lokale symptomer, som i tilfelle av blærekatarr og prostatitt, eller tvert imot, de kan presentere systemiske symptomer som inkluderer feber og sepsis, som kan forekomme ved pyelonefritt eller nyreabscess.

Intra-abdominale infeksjoner

Mange gramnegative bakterier er normale medlemmer av den gastrointestinale bakteriefloraen, uten å forårsake noen form for sykdom, men de er opportunistiske patogener som kan forårsake infeksjoner hvis det er lesjoner i fordøyelseskanalen.

Disse infeksjonene kan være lokale og begrenset til veggene i mage-tarmkanalen, som ved divertikulitt eller kolecystitt, eller de kan spre seg i bukhulen og forårsake peritonitt.

Bukhinnen er en membran som dekker alle de coelomiske innvollene, så en infeksjon av denne membranen kan raskt spre seg til alle organer. Normalt når intra-abdominal infeksjon oppstår, spesielt hvis det er abscesser, er antibiotikabehandling utilstrekkelig og kirurgiske alternativer må ty.

Luftveisinfeksjoner

Denne typen infeksjoner er assosiert med høy sykelighet og dødelighet. Det forekommer vanligvis hos sykehuspasienter eller de som har blitt utsatt for antibiotikabehandlinger. Luftveissykdommer forårsaket av gramnegative bakterier inkluderer trakeobronchitt og lungebetennelse.

Andre sykdommer

Gram-negative bakterier er også assosiert med en lang rekke andre sykdommer, inkludert gonoré, bakteriell hjernehinnebetennelse, så vel som de fleste sykehusinfeksjoner.

eksempler

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae er en stavformet bakterie, som kan finnes enkeltvis, i par, i kjeder eller i grupper. Den har ikke en flagellum eller sporula, men den har en velutviklet kapsel.

Denne bakterien er et opportunistisk patogen assosiert med forskjellige sykehusinfeksjoner, som til og med kan forårsake død. De siste årene har hypervirulente stammer som er vanskelige å behandle og assosiert med betydelige sykeligheter og dødeligheter dukket opp.

Neisseria gonorrhoeae

Denne bakterien er en diplokokk med de tilstøtende sidene av kokiene flatet og hovedaksen til hver celle vinkelrett på parets hovedakse og har generelt kapsel og pili på overflaten. Det finnes normalt innenfor polymorfonukleære lymfocytter. Det er oksidase-negativt og katalasepositivt.

Neisseria gonorrhea er ansvarlig for sykdommen kjent som gonoré eller blenorrhea, som er en seksuelt overført sykdom.

Morganella morganii

Morganella morganii er en oksidase-negativ, fakultativ anaerob bakterie, som er formet som en rett stang, flagellert ved temperaturer under 30 ° C, men flagellert ved temperaturer over dette. Det er et vanlig medlem av tarmsystemet til mennesker og andre arter.

Til tross for at det normalt blir funnet som en kommensal av fordøyelseskanalen uten å forårsake sykdom, er det et opportunistisk patogen som kan forårsake urinveisinfeksjoner, septikemi, bakteremi, diaré, lungebetennelse, spontan bakteriell peritonitt eller Ludwigs angina, blant andre sykdommer.

referanser

1. Spektrum av smittsomme sykdommer forårsaket av Gram-negative bakterier. Gjenopprettet fra futurelearn.com
2. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall & BJ McCarthy (1978). Mikrobiologi. 2. utgave. Holt, Rinehart & Winston.
3. Gram-negative bakterier. På Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org
4. C. Lyre. Morganella morganii: Kjennetegn, sykdommer det kan forårsake, behandlinger. Gjenopprettet fra lifeder.com
5. C. Lyre. Klebsiella pneumoniae: kjennetegn, morfologi, smittsomhet og sykdommer. Gjenopprettet fra lifeder.com
6. S. Hogg (2005). Essensiell mikrobiologi. John Wiley & Sons, LTD
7. N. Rodríguez. Gram-negative bakterier: cellevegg. Gjenopprettet fraparais-sphynx.com