Czym są bakterie Gram-ujemne?
Wielu biologów prawdopodobnie spotkało się z terminami „bakterie Gram-dodatnie” i „bakterie Gram-ujemne”, ale co te terminy oznaczają i jakie są ich implikacje dla ludzkiego zdrowia i chorób?
Test barwienia metodą Grama
Test barwienia metodą Grama został wynaleziony w 1884 roku przez Hansa Christiana Grama. Test ten charakteryzuje bakterie na podstawie grubości warstwy peptydoglikanu w ich ścianie komórkowej. Bakterie Gram-dodatnie mają bardzo grubą warstwę peptydoglikanu, od 20 do 80 nm. W przeciwieństwie do nich, warstwa peptydoglikanu bakterii Gram-ujemnych jest znacznie cieńsza, około 8 nm.
Test Grama obejmuje kilka kroków w celu zaklasyfikowania bakterii do tych dwóch kategorii. Po pierwsze, komórki bakteryjne są barwione przy użyciu barwnika fioletu krystalicznego. Następnie dodawany jest roztwór jodyny Grama, który tworzy kompleks z barwnikiem. Następnie podaje się środek odbarwiający, zwykle aceton lub alkohol etylowy, który obkurcza warstwę peptydoglikanu.
W bakteriach Gram-dodatnich, kompleks barwnik-jod nie może przeniknąć przez grubą warstwę peptydoglikanu, więc pozostaje uwięziony wewnątrz komórki, ale w bakteriach z cienką warstwą peptydoglikanu, kompleks barwnik-jod może przedostać się przez ścianę komórkową, co pozwala na jego wypłukanie. Tak więc, bakterie Gram-dodatnie zachowają fioletowy barwnik, podczas gdy bakterie Gram-ujemne nie.
W ostatnim etapie testu, do komórek dodaje się czerwony barwnik. Ponieważ kolor czerwony jest jaśniejszy od fioletowego, czerwony barwnik nie pojawi się w komórkach już oznaczonych kolorem fioletowym. Tylko komórki, które nie zachowały fioletowego barwnika, zostaną zabarwione na czerwono.
Na końcu trzeba po prostu obejrzeć bakterie pod mikroskopem, aby określić ich klasyfikację. Bakterie Gram-dodatnie pojawią się na fioletowo, podczas gdy bakterie Gram-ujemne pojawią się na czerwono.
Bakterie Gram-dodatnie
Istnieje wiele różnych rodzajów bakterii Gram-dodatnich, i są one ogólnie rozróżniane przez ich kształt: kuliste (cocci) lub prętokształtne (bacilli). Do bakterii kulistych należą Staphylococcus, które powodują zakażenia skóry gronkowcem, oraz Streptococcus, które mogą powodować różne choroby, w tym anginę, szkarlatynę i zapalenie płuc.
Bakterie w kształcie pręcików to Bacillus i Listeria. Mogą one prowadzić do wielu rodzajów infekcji, w tym wąglika, błonicy i listeriozy.
Bakterie Gram-ujemne i endotoksyny
Jak ich Gram-dodatnie odpowiedniki, bakterie Gram-ujemne stanowią szeroką gamę różnych gatunków. Oprócz kształtu kulistego lub pręcikowego, bakterie Gram-ujemne mogą mieć również kształt spiralny (spirochety).
Bakterie Gram-ujemne odpowiadają za wiele schorzeń, w tym wiele chorób przenoszonych drogą pokarmową, cholerę, rzeżączkę i zakażenia dróg moczowych.
Jedną z wyróżniających cech bakterii Gram-ujemnych jest ich zdolność do wytwarzania endotoksyn. Endotoksyny to cząsteczki lipopolisacharydów znajdujące się w ścianie komórkowej bakterii. Endotoksyny są pirogenne, co oznacza, że mogą wywoływać reakcję gorączkową (a czasami bardziej niebezpieczne reakcje, takie jak sepsa) u ludzi.
Endotoksyny stały się głównym przedmiotem zainteresowania w przemyśle farmaceutycznym, biotechnologicznym i opieki zdrowotnej. Cząsteczki te są niezwykle stabilne termicznie, co oznacza, że nie można ich w pełni usunąć poprzez autoklawowanie. W rezultacie nawet próbki, które są wolne od żywych bakterii, mogą nadal wywoływać niebezpieczne reakcje immunologiczne.
Aby uniknąć zanieczyszczenia endotoksynami, leki i wyroby medyczne muszą być dokładnie badane przy użyciu testu lizatu amebocytów Limulusa (LAL), który zapewnia solidne ilościowe oszacowanie poziomu endotoksyn.
Linia produktów LAL:
 |
 |
| Akcesoria LAL do badania na obecność endotoksyn bakteryjnych | Zestaw odczynników LAL |
.