Як розрізнити бактерії: грамнегативні і грампозитивні

Зміст

  • Суть методу
  • Реакція мікроорганізмів на фарбування
  • Біологічний матеріал для дослідження
  • Грам (+) і грам (-) представники і їх вплив на організм
  • Значення для медицини

У 1884 році датчанин на ім’я Ганс Крістіан Йоахім Грам провів експеримент, що став революційним для мікробіології. Він розробив спосіб, що дозволяє розділити всі бактерії на грамнегативні і грампозитивні. Інакше кажучи, виявити за допомогою фарбування мікроорганізми, здатні тривало чинити опір впливу антибіотиків (Грам (-)) і навпаки, сприйнятливі до їх впливу (Грам (+)), незалежно від їх форми – кулясті або палички.
Будова клітинної стінки грампозитивних і грамнегативних бактерій
На отримані відмінності бактерій впливає будова їх оболонки. Чим клітинна стінка складніше, тим пигменту важче в неї проникнути і закріпитися. У підсумку метод був названий на честь лікаря і відкрив перед вченими нові перспективи, дозволив проводити більш оперативне і маневрене лікування пацієнтів, а також в значній мірі полегшив розробку нових медичних препаратів.
Суть методу
У мікробіології цей метод прирівнюється до складним. На бактерії діють основним і додатковим барвниками, а також знебарвлюючою речовиною. Наочно весь процес фарбування можна представити наступними кроками:
Предметне скло очищають від жиру і покривають тонким шаром зібраного мазка, після чого висушують його природним шляхом.
Фіксують фізичним або хімічним способом, викликаючи коагуляцію білків.
Через фільтр-папір наносять перший барвник і залишають у спокої на пару хвилин.
Після чого прибирають пігмент, додають на скло розчин Люголя і витримують одну хвилину.
Видаляють йодистий розчин, а бактерії промивають етиловим спиртом до знебарвлення.
Обполіскують скло дистильованою водою близько хвилини.
Наносять на скло другого барвник і залишають його не більше ніж на 5 хвилин.
Знову обполіскують і висушують фільтр-папером.
Забарвлення мікроорганізмів за Грамом
Реакція мікроорганізмів на фарбування
Основним барвником виступає металевий фіолетовий або інший пігмент з трифенілметанового групи. Однією з характеристик грампозитивних бактерій служить їх здатність створювати з цією речовиною зв’язок, який посилюється при впливі йоду і не руйнується ацетоном або спиртом. Це робить неможливим їх повторне фарбування при додатковому використанні сафраніну або фуксину.
Завдяки відмінностей в біохімії клітинних стінок, грампозитивні бактерії добре прокрашиваются у фіолетовий або насичений синій колір. Їх оболонки позбавлені додаткового ліпопротеїдною шару, що протистоїть несприятливих умов. А тому ці бактерії є вразливими до бактериостатиков і антисептиків.
Грамнегативнібактерії ж, навпаки, майже не утворюють сполук з першим барвником, навіть у присутності йоду. Усі виниклі зв’язку легко руйнуються спиртом, в результаті чого відбувається їх повне знебарвлення в мазку. Саме на їх виявлення направлено використання додаткового барвника.
Фарбування за Грамом
Фарбування за Грамом. Коки (кулясті) – грампозитивні і бацили (палички) – грамнегативні
Під його впливом у грамнегативних бактерій з’являються червоний, рожевий або малиновий колір. При цьому загиблі мікроорганізми забарвлюються яскраво і цілком, а живі лише частково і досить блідо. Їх оболонка служить міцним захистом не тільки від пігментних речовин або антибіотиків, але і від шлункового соку, слини та інших ферментосодержащіх організменних рідин.
Біологічний матеріал для дослідження
Для лабораторної діагностики інфекційного захворювання пацієнт повинен здати один або декілька з нижчеописаних аналізів:
Мазок мокротиння для мікроскопії. Забір проводиться ватяними паличками або тампонами з носоглотки і не вимагає спеціальної підготовки.
Аналіз калу. Його розшифровка дозволяє виявити слід токсинів, які виробляють грампозитивні бактерії.
Мазок з піхви. Призначають для підрахунку співвідношення позитивних і негативних мікробів при вагінітах. Гігієнічної підготовки не потрібно.
Пункції різних рідин: перинатальної, синовіальної, плевральної. Призначають у виняткових випадках і проводять тільки за вказівкою лікаря.
Аналіз на бактерії
Грам (+) і грам (-) представники і їх вплив на організм
Отже, клітинна стінка грампозитивних бактерій має лише один шар. Єдиний виняток, відоме в сучасній мікробіології, – Deinococcus-Thermus. Незважаючи на наявність захисної мембрани, при проведенні тесту вона добре забарвлюється в синій колір.
Основними представниками Грам (+) бактерій є:
Кокові або кулясті (крім протеобактерий Neisseria):
стафілокок, провокуючий сепсис крові і гнійні висипання на шкірі;
стрептокок, що веде до розвитку ревматизму і тонзилітів;
Паличкоподібні:
фірмікути, службовці джерелом сибірки і токсичних інфекцій;
клостридії, як збудники правця і ботулізму;
лістерія, зараження якої призводить до запалення мозку.
Булавоподібні:
коринебактерії, що викликають дифтерію.
Грамнегативнібактерії, більш стійкі до антитіл за рахунок додаткової мембрани, представлені такими різновидами:
Спіралеподібні:
спірохети, які є збудниками лептоспірозу, поворотного тифу і сифілісу;
спірили, що викликають содоку – ліхорадкоподобное стан.
Палички:
рикетсії, чий головною характеристикою служить внутрішньоклітинний паразитизм;
хламідії – без лікування можуть розвинутися ЗПСШ, кон’юнктивіт, пневмонія.
Основні форми бактеріальних клітин
Значення для медицини
Розроблений Грамов етіологічний тест виявився затребуваним не тільки в мікробіології. Інформація, отримана завдяки йому, також просунула на новий рівень медицину, особливо лікування пацієнтів, заражених грамнегативними бактеріями. Незважаючи на те, що gram-negative bacteria (грамнегативні палички) лікарі зараховують до умовно-патогенної мікрофлори, помилково вважати їх нешкідливими. Вони викликають бурхливу реакцію організму і володіють високою резистентністю, що часто призводить до летальних наслідків.
У хворих відзначається запалення бронхолегеневої системи в важкого ступеня. Викликає його ЛПС, або ліпополісахаридний шар бактерій, якого позбавлені грампозитивнімікроорганізми. Мікробіологія визначає цей компонент мембрани клітини як ендотоксин для людського організму, незалежно від форми бактерії: спірили або палички. Потрапляючи всередину, він активізує синтез цитокінів і імунну відповідь.
У підсумку починає розвиватися локалізоване запалення. З плином часу токсини надходять в кровоносне русло і далі розносяться транспортною системою по всьому тілу. Хворий починає відчувати все більш наростаючі ознаки інтоксикації. Зростає частота дихання і температура тіла, кров’яний тиск падає. Проявляється токсичний шок, який в некупірованная стані закінчується смертю.
Виявлення патогенних мікробів в лабораторних умовах
Завдяки відкриттю Грама лікарі змогли знайти альтернативу малоефективним в подібних випадках пеніциліну та лізоциму. Наприклад, об’єднання останнього з етилендіамінтетраоцтової кислотою, або EDTA. Допомогли й успішні клінічні випробування ампіциліну, стрептоміцину, хлорамфеніколу і налідиксової кислоти в боротьбі з грамнегативними бактеріями.

Посилання на основну публікацію