Грамположительные и грамотрицательные бактерии. Что это такое

09 Октября 2020

Существуют две больших группы бактерий — грамположительные и грамотрицательные. Название происходит от их способности к окрашиванию по методу Грама. Этот метод назван в честь самого разработчика Х. К. Грама, который открыл метод в 1884 году. А уже в 1886 году Эмиль Ру доказал, что не все бактерии окрашиваются одинаково и тогда произошло это разделение по классам. Отличие состоит в строении клеточной стенки. Этот лабораторный анализ до сих пор является стандартом для дифференцировки бактерий в микробиологии.

Определение

Бактерии представляют собой микроскопические организмы, неразличимые невооруженным глазом. Микробные клетки населяют планету, живут в теле человека, пространстве за его пределами, в различной среде, от горячей воды до льда. Некоторые из них полезны, а другие вызывают инфекционные заболевания.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии – это одноклеточные или простые организмы, без которых жизнь на земле и существование человека невозможно. Несмотря на свои микроскопичные размеры, это мощные и сложные организмы, способные выжить в экстремальных условиях.

Они имеют прочное защитное покрытие, которое повышает их устойчивость к лейкоцитам в организме. Человек содержит в 10 раз больше микроорганизмов, чем клеток.

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

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.

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.

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.

Чем отличаются

Окрашивание по Граму — очень важный лабораторный тест. Он открывает путь к дифференциации 2 различных видов бактерий – грамположительных и грамотрицательных. Это более быстрый способ по сравнению с методом бактериального посева, и он очень важен для определения первоначального «рабочего» диагноза определенных болезненных состояний.

Большинство бактерий используют макромолекулы (пептидогликан) в своей оболочке. Эта молекула известна также как муреин. Клеточная стенка, состоящая из пептидогликана чрезвычайно стабильна.

По толщине слоя муреина определяется 2 основные бактериальные формы:

• Грамположительные, которые имеют толстую сетчатую клеточную стенку, состоящую из пептидогликана (50-90% клеточной стенки).
• Грамотрицательные, имеющие более тонкий слой (10% клеточной стенки). Структуры этого вида имеют дополнительную внешнюю мембрану, содержащую липиды, и отделены от клеточной стенки периплазматическим пространством.

Метод окрашивания построен на разнице в структуре клеточной стенки бактерии. Мазок с бактериальными культурами окрашивают кристаллами фиолетового красителя в течение 2-3 мин.

Кристаллический фиолетовый — это положительно заряженный анилиновый краситель, который распадается на ионы под воздействием воды. После добавления обесцвечивающего средства, ацетона или спирта, липиды клеточных структур начинают взаимодействовать с краситетелм.

Грамотрицательные микробы теряют свою внешнюю мембрану, потому что комплексы ионов вымываются вместе с ней.

Грамположительные бактерии не могут быть легко обесцвечены, поскольку комплекс красителя очень устойчиво прилипает к слоям муреина, а спирт не может проникать через толстую клеточную стенку грамположительных бактерий.

Следующий шаг — собственно дифференциация, которая проводится контрастным окрашиванием с помощью сафранина.

При этом грамотрицательные бактерии, становятся красными или красно-оранжевым, а грамположительные микроорганизмы обозначены темно-фиолетовым цветом. Сферические формы микробов обычно относятся к грамположительным типам, а скрученные формы имеют отрицательную окраску. Палочковидные бактерии могут быть грамотрицательными и грамположительными.

Правильно проведённое окрашивание по Граму является очень информативным и быстрым методом дифференциации различных бактерий.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии из-за различий в строении клеточной стенки по-разному реагируют на определенные антибиотики. Поэтому врачам в первую очередь необходимо знать, с какими клеточными организмами они имеют дело, чтобы в дальнейшем определить правильные лекарства.

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 Повышение лейкоцитов в мазке у женщин

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.

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.

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

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.

Грамположительные фитопатогенные бактерии

В девятом издании определителя бактерий Берджи грамположительныеГрамположительные бактерии — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечив… бактери, имеющие клеточные стенки, относятся к типу Firmicutes. К их числу принадлежат некоторые фитопатогенные бактерииБактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр…:

• Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis – возбудитель заболевания бактериальный рак томата;
• Streptomyces scabies – возбудитель обыкновенной парши картофеляКартофель, или Паслён клубненосный (от латинского Solánum tuberósum), — вид многолетних к….

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.

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.

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.