GRAM POZITIVNÍ BAKTERIE: VLASTNOSTI, STRUKTURA, NEMOCI - BIOLOGIE - 2025

Tyto Gram pozitivní bakterie jsou skupina prokaryotických organismů se barví tmavě modré nebo fialové, když se použije Gramovo barvení. Liší se od gramnegativních, protože ty skvrny mají slabou červenou nebo růžovou barvu. Tento rozdíl je způsoben složením buněčné obálky obou skupin organismů.

Některé bakterie nezbarvují Gramovým barvivem, ale jsou také považovány za grampozitivní díky své velké molekulární podobnosti s ostatními členy skupiny. Obecně se jedná o velmi rozmanité organismy a mohou to být například bacily nebo kokosy, mohou nebo nemusí tvořit endospory a mohou být mobilní nebo imobilní.

Laboratorní kultura Corynebacterium diphtheriae. Převzato a upraveno z: Copacopac.

Některé grampozitivní bakterie jsou z lékařského hlediska důležité, protože jsou patogenní u lidí. Mezi nimi jsou například zástupci rodů Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus a Clostridium, které způsobují onemocnění, která mohou být v některých případech fatální.

Obecné vlastnosti

Jejich hlavní charakteristikou, která dala skupině její jméno, je skutečnost, že při vystavení Gramově skvrně skvrnou tmavě modrou nebo fialovou. To je způsobeno skutečností, že mezi sebou jsou zesítěny několik vrstev peptidoglykanů, které vytvářejí silné lešení, které zadržuje barvivo během uvedeného procesu a které tvoří buněčnou stěnu.

Tyto bakterie mají jednu cytoplazmatickou membránu lipidové povahy. Na druhé straně, gramnegativní bakterie, namísto jedné, mají dvě lipidové membrány, z nichž jedna je vně buněčné stěny.

Dvě vrstvy, které tvoří buněčný obal (buněčná stěna a cytoplazmatická membrána), jsou spojeny molekulami kyseliny lipoteichoové. Tyto kyseliny slouží bakteriím jako chelatační činidla.

Navíc obsahuje kyseliny teichoové, které zase obsahují fosfátové skupiny, které dodávají buněčnému povrchu obecný negativní náboj.

Některé druhy mohou vykazovat bičíky a v takových případech obsahují pouze dva kruhy jako podporu na rozdíl od bičíků gramnegativních bakterií, které jsou podporovány čtyřmi kruhy.

Struktura

Průměrná prokaryotická buňka.

Typická grampozitivní bakterie se skládá z následujících struktur: jeden chromozom (který není obklopen jadernou membránou), ribozomy, cytoplazma, cytoplazmatická membrána a buněčná stěna. Kromě toho může nebo nemusí představovat bičíky, fimbrie nebo pilis, kapsle a výtrusy.

Buněčná zeď

Je tvořen několika vrstvami peptidoglykanů, které tvoří silnou vrstvu, ke které jsou připojeny kyseliny teichoové, což jsou cukry spojené s kyselinou N-acetyl muramovou přítomnou v peptidoglykanech, a jejich funkcí je stabilizace buněčné stěny.

Vnější plocha peptidoglykanové vrstvy je obecně pokryta různými typy proteinů v závislosti na druhu dotyčných bakterií. Další charakteristikou stěny těchto bakterií je absence endotoxinů.

Buněčná stěna je oddělena od cytoplazmatické membrány pomocí periplazmy, obě jsou však také spojeny pomocí molekul kyseliny lipoteichoové.

Buněčná membrána

Buněčná membrána je tenká struktura (8 nm) představovaná lipidovou dvojitou vrstvou, s mastnou kyselinou umístěnou směrem dovnitř dvojité vrstvy a glycerolem orientovanou směrem ven z buňky.

Toto složení je podobné složení většiny biologických membrán, liší se však od eukaryotické buněčné membrány, protože v bakteriích postrádá steroly.

Cytoplazma

Je to velmi jemný koloidní roztok, nazývaný cytosol, ve kterém se nacházejí ribozomy a další makromolekuly. Obsahuje také oblast nižší hustoty (nukleoid), uvnitř které je dědičný materiál.

Bakteriální DNA

Dědičný materiál je tvořen dvojitým vláknem DNA v kruhovém tvaru a navinutým na sebe. Tato DNA není spojena s histony, ale je spojena s jinými základními proteiny.

Fimbriae

Fimbrie jsou vláknité struktury proteinové povahy, mají menší průměr než bičíky a které se nepoužívají k vytlačení. I když jsou mnohem častějšími strukturami gramnegativních bakterií, prezentuje je také několik grampozitivních druhů.

Kapsle

Je to obecně polysacharidová sliznice, která tvoří gel, který ulpívá na buňce a je umístěn zvnějšku ke buněčné stěně. Chrání bakteriální buňku před fagocytózou a její přítomnost je spojena s virulencí bakterií.

Rozdíly mezi grampozitivními (vlevo) a gramnegativními (pravými) bakteriemi. Převzato a upraveno z:

Výtrusy

Některé rodiny grampozitivních tyčinek produkují endospory, které jsou vysoce odolné vůči nepříznivým podmínkám, jako jsou vysoké teploty, vysoušení, záření, kyseliny a chemické dezinfekční prostředky.

Nemoci

Nejméně sedm rodů grampozitivních bakterií obsahuje zástupce, kteří jsou u lidí patogenní: Mycobacterium, Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus a Clostridium. Mezi nemoci způsobené tímto typem bakterií patří:

Hansenova nemoc nebo malomocenství

Je to onemocnění, které postihuje sliznice, kůži, kosti, varlata, oči a periferní nervy. Je způsoben druhem Mycobacterium leprae. Je to mrzačící stav, který může v obou skupinách končetin způsobit kožní léze, sníženou citlivost na dotek, bolest a teplo.

Může také způsobit papuly nebo uzly, destrukci tkáně, jako je chrupavka nosní nebo pinna, a také smyslové ztráty v periferních nervech. Hansenova choroba se přenáší kontaktem osoby v nakažlivé fázi na zdravého jedince s genetickou predispozicí k nemoci.

Léčba nemoci je dlouhá, může trvat až dva roky a skládá se hlavně z podávání sulfonů, dapsonu (DDS), rifampicinu a klofaziminu.

Botulismus

Jedná se o infekční otravu způsobenou neurotoxinem, který je vylučován bakterií Clostridium botulinum. Způsobuje ochablou ochrnutí kosterních svalů a selhání parasympatického nervového systému, protože blokuje uvolňování acetylcholinu, což brání přenosu nervového impulsu.

Mezi další příznaky otravy patří nereaktivní dilatace žáků, bolest břicha, sucho v ústech, dušnost, potíže s polykáním a mluvením, dvojité vidění, ptóza víček, zácpa a ochrnutí.

Otrava obecně nastává požitím špatně připravené nebo špatně konzervované potraviny, kontaminací otevřených ran a dokonce i záměrným použitím toxinu pro kosmetické účely nebo pro léčení neuromuskulárních chorob. Léčba sestává z ABE trivalentního koňského botulinum antitoxinu a respirační pomoci.

Tetanus

Akutní onemocnění způsobené bakterií Clostridium tetani. Neurotoxiny produkované touto bakterií způsobují křeče, svalovou ztuhlost a nestabilitu autonomního nervového systému. Způsobuje také potíže s polykáním, horečkou, dippnoe a kontrakcí celého těla.

Bakterie produkují dva typy neurotoxinů, tetanolysin a tetanospasmin. Ten je zodpovědný za trvalé tonické kontrakce a klonické kontrakce, které vedou ke svalovým křečím.

Bakterie je kosmopolitní a nachází se v půdě, na mořském dně, v rezavých kovech a ve stolici některých zvířat. Lze jej získat proniknutím do otevřených ran při kontaktu s půdou, hnojem nebo jiným kontaminovaným materiálem, odřezáním nebo trháním zrezivělými materiály a dokonce i kousnutím nebo poškrábáním zvířat.

Léčení zahrnuje čištění ran peroxidem vodíku, ponechání rány otevřené, odstranění nekrotické tkáně, podávání metronidazolu a tetanového séra nebo lidského tetanového imunoglobulinu. Tetanus lze předcházet vakcínami, které musí být podávány spolu s posilovači látkou, aby byla zajištěna jejich účinnost.

Záškrt

Záškrt je infekční onemocnění způsobené bakterií Corynebacterium diphtheriae. Toxin vylučovaný touto bakterií způsobuje výskyt pseudo-membrán na sliznicích horních cest dýchacích a zažívacího traktu a způsobuje mimo jiné patologie bolest v krku, horečku, lokální bolest a zánět.

Mezi nejčastější klinické formy onemocnění patří faryngální, tonzilární, hrtanové, nazální a kožní formy. Toto onemocnění může vést k úmrtí na asfyxii v důsledku mechanické obstrukce způsobené pseudomembrány.

Toto onemocnění se přenáší z nemocného na zdravého člověka prostřednictvím částic nesených během dýchání, i když může být také získáno kontaktem se sekrecí, ke které dochází v kožních lézích.

Tomuto onemocnění lze předcházet očkováním difterickým toxoidem nebo léčením podáváním erytromycinu (orálně nebo parenterálně), penicilinem G nebo prokainem penicilinem G po dobu dvou týdnů.

Příklady

Corynebacterium diphtheriae

Tato grampozitivní bakterie je tyčinka ve tvaru rovné nebo mírně zakřivené paličky. Je to bakterie, která je velmi odolná vůči extrémním podmínkám prostředí. Pouze kmeny lysogenizované bakteriofágy jsou patogenní a schopné produkovat záškrtu.

Tento druh není mobilní, protože nepředstavuje bičík. Jeho buněčná stěna obsahuje mimo jiné sloučeniny arabinózy, galaktózy a manózy. Je také charakterizován tím, že je fakultativní anaerobní, neprodukuje spory, a má ve své cytoplazmě granule, které zafarbí purpurově modrou methylenovou modří.

Mycobacterium tuberculosis

Skenovací elektronová mikrofotografie bakterie Mycobacterium tuberculosis. Převzato a upraveno z: NIAID.

Přísné aerobní bakterie odolné vůči mrazu a vysychání. Vyznačuje se odolností vůči kyselinám a alkoholu. Je to největší příčina tuberkulózy na světě. Mezi jeho příznaky patří horečka, úbytek na váze, pocení, kašel s hnisavým sputem a tkáňové léze.

Léčba nemoci zahrnuje rifampicin, isoniazid, fluoroquinony, amikacin, kanamycin a kapreomycin, ale kmeny rezistentní na tyto léky jsou stále častější.

Bacillus cereus

Je to bacil s četnými bičíky na svém buněčném povrchu a velkým plazmidem, který je schopen sporulovat v přítomnosti kyslíku. Je to velmi rezistentní bakterie a může přežít v širokém rozmezí teplot. Kromě toho jeho spory odolávají dehydrataci a záření, jakož i vysokým a nízkým teplotám.

Je to jeden z druhů bakterií odpovědných za většinu ohnisek nemoci způsobené potravinami, včetně nemoci známé jako syndrom smažené rýže, která je obecně způsobena konzumací vařené rýže, která byla udržována při pokojové teplotě. před smažením pro spotřebu.

Reference

1. Gram-pozitivní bakterie. Na Wikipedii. Obnoveno z: en.wikipedia.org.
2. Gram-pozitivní bakterie. Obnoveno z: courses.lumenlearning.com.
3. Pneumokokové infekce. V medicíně přístupu. Obnoveno z: accessmedicine.mhmedical.com.
4. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall a BJ McCarthy (1978). Mikrobiologie. 2. vydání. Holt, Rinehart a Winston.
5. S. Hogg (2005). Základní mikrobiologie. John Wiley & Sons, LTD.
6. C. Lyre. Corynebacterium diphtheria: obecné charakteristiky, taxonomie, morfologie, kultura, patogeneze. Obnoveno z: lifeder.com.
7. C. Lyre. Bacillus cereus: charakteristika, morfologie, lokalita, symptomy nákazy, léčba. Obnoveno z: lifeder.com.