Bacteriile gram negativ - l

Fotografie luată de microscop electronic cu transmisie. Cellular acoperă cianobacteriilor Phormidium Uncinatum. acoperiri celulare (CW) este format din membrana citoplasmatică (CM), stratul de peptidoglican (P), spațiul periplasmic (PS) și membrana externă (OM). În plus, în cianobacterii au două straturi exterioare suplimentare tipice de celule motile, strat dințată exterioară (EL) strat și oscilante fibrile Volosko-like (F). (CJ) secreție de mucus Locul de amplasare; (JP) pori în membrana externă. [1]

bacterii Gram-negative sunt bacterii. nu sunt colorate cu colorare cu violet cristal potrivit Gram. [2] Spre deosebire de bacteriile Gram-negative, care este complet decolorat, bacteriile Gram-pozitive vor păstra culoarea purpurie chiar și după spălare cu decolorant solvent (alcool). După spălare colorant contrast solvent (tipic Șofranină) se adaugă la colorarea Gram. care colorează toate bacteriile Gram-negative într-o culoare roșie sau roz. Acest lucru se produce din cauza prezenței membranei exterioare care împiedică pătrunderea colorantului în celulă. Prin ea însăși, testul este util pentru clasificarea bacteriilor și divizarea acestora în două grupuri în ceea ce privește structura pereților celulelor lor. Datorită peretelui celular bacteriile sale mai puternice si impermeabile Gram-negative sunt mai rezistente decât anticorpii Gram-pozitivi.

De obicei, patogenitate bacteriană gram-negativ asociat cu anumite componente ale pereților celulelor lor, și anume un strat de lipopolizaharide (LPS sau strat endotoxinei). [2] La om, provoacă un răspuns imun la LPS. care se caracterizează prin sinteza citokinelor și activarea sistemului imunitar. Răspunsul de obicei pentru a sintezei de citokine este inflamația. ceea ce poate conduce la o creștere a cantității de substanțe toxice în organismul gazdă.

Diferența dintre peretele celular al bacteriilor Gram-pozitive și Gram-negative

Simptomele comune, comune pentru majoritatea bacteriilor Gram-negative:

1. Prezența a două membrane separate printr-un perete celular și spațiul periplasmatic
2. Un diluant, comparativ cu bacterii gram-pozitive. strat de peptidoglican
3. Membrana exterioara contine lipopolizaharide (format din lipid A, polizaharida miez și O antigen din exterior și interiorul fosfolipide)
4. Membrana exterioara porins prezent, funcționând ca și pori pentru anumite molecule
5. S-strat atașat la membrana exterioară și nu stratul peptidoglican
6. Dacă există un flagel. El are patru inele de susținere în loc de două
7. Nici unul teicoic și acid lipoteicoic
8. De obicei, nu formează spori (excepție notabilă este Coxiella burnetii. Sporopodobnye structura de formare)
9. Lipoprteiny atașat direct la polizaharida pe bază.
10. Majoritatea contin Braun lipoprotein care leagă membrana exterioară și peptidoglyukanov legăturii covalente cu lanț

Compoziția chimică și structura coperțile celulare

În continuare, ia în considerare straturile de capacele de celule procariote Gram-negative, începând cu cel mai intim:

perete celular

Unele bacterii culisare (myxobacteriei. Flexibacteria) capabile în timpul deplasării substratului solid se schimbă periodic forma de celule, de exemplu, prin îndoire, ceea ce indică elasticitatea pereților celulelor lor, și în primul rând stratul său de peptidoglican. Electron studiu microscopic, cu toate acestea, găsit peretele lor celular tipic de eubacteriile Gram-negativ. Cea mai probabilă explicație pentru flexibilitatea peretelui celular al acestor bacterii - reticulare componenta peptidoglican extrem de scăzut. [3]

spațiul periplasmic

Apariția eubacteriile Gram-negative mai multe membrane compuse din peretii celulelor, de fapt, a dus la o cavitate separată (spațiu periplasmică), delimitat de membranele exterioare și citoplasmatice și purtător specific importantă sarcină funcțională medie. [3] spațiul periplasmic. în cazul în care stratul de peptidoglican expediat. umplut cu o soluție compusă din proteine ​​specifice. oligozaharide și molecule anorganice. Proteinele periplasmice au fost de două tipuri: proteine ​​de transport și enzime hidrolitice.

De asemenea, sa constatat că multe bacterii capabile să producă mari cantități de enzime (glicozidazele. Proteaza. Lipazele și așa mai departe.) Hidrolizarea toate tipurile de molecule de polimer. Acesta din urmă poate fi moleculele sintetizate de către celula în sine, și străin prins în celula din exterior. Efectele adverse ale moleculelor de hidroliză proprii (auto-digestie) sunt evidente. În același timp, procariotele necesita enzime hidrolitice, deoarece se extinde gama substanțelor folosite de acestea, inclusiv în ea diferite tipuri de polimeri. Devine clar necesitatea izolării acestor enzime din conținutul citoplasmatice. Gram-pozitivi eubacteriile este izolat enzime hidrolitice în mediul extern, în Gram - acestea sunt localizate în spațiul periplasmic.

Membrana exterioara

un strat suplimentar este localizat în afara peptidoglicanului peretelui celular al - membrana exterioara. Acesta este compus din fosfolipide, tipice membranelor elementare, proteine, lipoproteină și lipopolizaharide. O componentă specifică este lipopolizaharide membrană structura moleculară complexă exterioară, care ocupă aproximativ 30-40% din suprafața sa și localizate în stratul exterior.

proteinele membranei exterioare pot fi împărțite în majore și minore. Proteinele de bază prezentate cu un număr mic de specii diferite, însă cont de aproape 80% din proteinele de membrană externă. Una dintre funcțiile acestor proteine ​​- formarea unui diametru al porilor membranei hidrofile de aproximativ 1-15 nm lungime și 50-70 nm este înclinat la suprafața peretelui celular la un unghi de 30-40 °. Prin efectuarea acestora difuzia nespecific de molecule cu masa înainte de 600-900 Da. Acest lucru înseamnă că, prin astfel de pori pot trece zahărul. aminoacizi. peptide mici și oligozaharide. Proteinele traversând membrana exterioară și formează pori hidrofili se numește porins. proteinele membranei exterioare minore sunt prezentate cu un număr mult mai mare de specii. Funcția lor principală - transportul și receptorul. Exemple de proteine ​​minore pot fi proteine ​​responsabile pentru transportul compușilor de fier specifice celulei.

Diverse funcții sunt efectuate macromolecule localizate parțial sau complet pe exteriorul peretelui celular, în contact cu mediul; Acest receptori specifici pentru bacteriofagilor și colicinelor; antigeni; macromolecule care furnizează interacțiunile celulă-celulă în timpul conjugare. și între bacteriile patogene și țesuturile organismelor superioare.

S-strat și fibrile ostsilinovye

S-strat sau strat dintata - stratul de fibrile voloskopodobnyh este în afara membranei exterioare a peretelui celular cianobacterii capabil de a aluneca. La fel ca fibrile strat superior volski constă dintr-o glicoproteină de tijă, numită ostsilin.

Alunecarea se produce prin secreția de mucus prin pori spre exteriorul celulei foi. [4] Mucusul se extinde de-a lungul suprafeței fibrilelor ostsilinovyh stratul exterior de celule și poziționat în apropierea substratului, se deplasează mai departe fibrile. Agregatul de fibrile organizate voloskopodobnyh astfel, acționează ca un șurub pasiv în timp ce mucus trece prin suprafața în timpul alunecării. [5]

clasificare

Odata cu forma celulelor, colorarea Gram este o metodă de diagnostic rapid, care a fost utilizat anterior pentru gruparea bacteriilor din subdiviziunile.

Ierarhia medicală a speciilor.

Structura membranei celulare exterioare de bacterii și clasificare

Este important să subliniem faptul că, deși bacteriile sunt împărțite în mod tradițional în două grupe principale, Gram-pozitive și Gram-negative, o astfel de clasificare este ambiguă și condiționată, deoarece se poate aplica la trei aspecte foarte diferite (rezultatul colorării, organizarea capacelor de celule, grup taxonomic), care nu sunt în mod necesar aceleași pentru toate tipurile de bacterii. [9] [10] [11] [12] Reacția de a colora bacteriile gram-pozitive și gram-negative nu este o caracteristică fiabilă și deoarece aceste două specii bacteriene sunt forme filogenetic un singur grup. [9] Fie că aceasta poate, deși colorația Gram și este un criteriu empiric, se bazează pe clar diferențele în ultrastructura și compoziția chimică a celor două tipuri principale de peretii celulelor procariote se găsesc în natură. Ambele peretii celulelor sunt diferite una de cealaltă, în prezența sau absența membranei lipidice externe, care este mai fiabilă și o caracteristică fundamentală a celulelor bacteriene. [9] [13] Toate bacteriile gram pozitive sunt înconjurate de un singur strat de membrane fosfolipidice și au în mod tipic un strat gros (20-80 nm) a peptidoglicanilor (murein și așa mai departe.), Păstrând pentru Gram colorant în sine. O serie de alte bacterii, înconjurate de o singură membrană, dar colorația Gram din cauza stratului lipsei de peptidoglican (a se vedea. Micoplasme), sau incapacitatea lor de a reține Gram colorare datorită compoziției specifice a peretelui celular, este strâns legată de bacteriile gram-pozitive. Pentru celulele bacteriene înconjurate de o membrană celulară a fost propusă bacterii Monodermnye termen sau Monodermnye Procariotele. [9] [9] [13] Dimpotrivă, bacteriile Gram-pozitive, bacteriile Gram-negative arhetipale toate, pe langa membrana citoplasmatică inconjurata Mai si membrana externă a celulei și conține un strat extrem de subțire de peptidoglican între acestea (2-3 nm). Prezența membranelor interioare și exterioare generează un nou compartiment celulă - spațiul periplasmic. Astfel de bacterii / procariote au fost desemnate ca bacteriile Didermnye. [9] [9] [13] O altă diferență importantă Mezhuyev monodermnymi didermnymi procariote și - un set conservator de deleții într-un număr de proteine ​​importante (vezi DnaK, GroEL.). [9] [10] [13] [14] Dintre cele două grupe de vedere structural diferite organisme procariote, bacterii monodermnye considerate grup ancestral relativ la didermnym. Pe baza mai multor observații, inclusiv faptul că bacteriile gram pozitive, mai ales producătorii de antibiotice și bacterii gram-negative, în mod normal rezistente la aceste, sa sugerat că membrana externă a celulei de bacterii gram-negative, există un mecanism de protecție împotriva acțiunii selective a antibioticelor. [9] [10] [13] [14] Unele bacterii, cum ar fi Deinococcus, colorate Gram pozitive, deoarece un strat peptidoglicanilor gros, dar au membrana celulelor exterioare și sunt considerate a fi intermediar între monodermami (Gram-pozitive) și didermami (gram). [9] [14] bacterii Didermnye la rândul lor, pot fi împărțite în diderm simplu. care nu au un lipolisaharidov strat, diderm arhetipală. a cărei membrană kltochnaya exterior cuprinde lipolisaharidy și de fapt diderm. membrana exterioara compus din acidul micotic. [11] [12] [14] [15] În plus, multe dintre categoriile taxonomice bacteriene (vezi. Negativicutes, Fusobacteria, Synergistetes și Elusimicrobia), care fac parte din tipul Firmicutes sau o ramură strâns legată de asemenea, poseda didermnoy structura celulei. [12] [14] [15] Cu toate acestea, eliminarea conservatoare (CSI) proteina HSP60 (GroEL) este semnul distinctiv al tuturor tipurilor convenționale de bacterii gram-negative (adică Proteobacteria. Aquificae. Chlamidii, Bacteroidetes, Chlorobi, cianobacterii. Fibrobacteres, Verrucomicrobia . Planctomycetes. Spirochetes, Acidobacteria etc.) ale monodermnyh diderm atipice și a altor tipuri de bacterii (de exemplu Actinobacteria. Firmicutes. Thermotogae, Chloroflexi. etc). [14] prezența CSI în toate tipurile de secvențiere convenționale LPS conținând tipuri de bacterii gram-negative, arată că acest tip de bacterie produce monofiliticheskuyu pus, și vorbește în favoarea faptului că acest grup de orice specie este nici o pierdere a membranei exterioare. Aceste date susțin împotriva ipotezei originii procariote monodermnyh didermnyh prin pierderea membranei exterioare. [14]

exemple de

Printre Bacilii au un număr mare de specii semnificative pentru medicina. Unele dintre acestea sunt invocate în primul rând probleme respiratorii, cum ar fi (H. Influenzae. Klebsiella pneumoniae. Legionella pneumophila. Pseudomonas aeruginosa), în primul rând probleme cu urinarea (Escherichia coli. Proteus mirabilis. Enterobacter cloacae. Serratia marcescens) și gastro-intestinale tractului intestinal (Helicobacter pylori. Salmonella enteritidis. Salmonella typhi).

bacterii Gram-negative asociate cu infecțiile nosocomiale. inclusiv Acinetobacter baumannii. cauzând bacteriemie, meningita, secundar și ventilator asociate pneumonie in tratamentul in ICU.

Valoarea de Medicina

Una dintre cele mai multe caracteristici unice ale bacteriilor Gram-negative este structura membranei celulare exterioare. foaie membrana exterioara include un lipopolizaharide complex. porțiuni de lipide din care acționează ca endotoxine. Dacă endotoxine, intra în sistemul de transport, intoxicație se produce, cu o creștere în consecință a temperaturii, o creștere a frecvenței respiratorii și scăderea tensiunii arteriale. Toate acestea pot duce la soc toxic si deces ulterioare.

Aceasta membrana exterioara protejeaza bacteriile de la mai multe antibiotice. coloranți și detergenți, care deteriorează în mod normal membrana interioară sau peretele celular. Această protecție face ca bacteriile rezistente la lizozim si penicilina. Cu toate acestea, au fost dezvoltate metode alternative de tratament, cum ar fi lizozimul și EDTA cu ampicilina antibiotic. capabil să facă față cu membrana exterioara protectoare a unor organisme Gram-pozitive patogene. În același scop pot fi utilizate și alte medicamente, cel mai eficient din care cloramfenicol. streptomicină. și acid nalidixic.