introductie
Gramnegatieven zijn bacteriën die - na te zijn onderworpen aan de Gram-kleuringstechniek - een kleur aannemen die varieert van roze tot rood.
Bacteriële celwand
De bacteriële celwand kan worden gedefinieerd als een stijve structuur die de bacteriecel omsluit, waardoor deze een zekere robuustheid krijgt en zijn vorm conditioneert.
Het fundamentele element dat de bacteriële celwand vormt, is peptidoglycan (ook bekend als bacterieel of mureïne mucopeptide ).
Peptidoglycan is een polymeer dat bestaat uit lange lineaire polysaccharideketens, die met elkaar verbonden zijn door verknopingen tussen aminozuurresiduen.
De polysaccharideketens zijn samengesteld door de herhaling van een disaccharide, bestaande uit twee monosacchariden: het N-acetylglucosamine (of NAG ) en het N-acetylmuraminezuur (of NAM ), onderling verbonden door β-1-type glycosidebindingen 6.
De disachariden worden vervolgens aan elkaar gehecht met ß-1, 4-type glycosidebindingen.
Gekoppeld aan elk molecuul NAM vinden we een "staart" van vijf aminozuren (een pentapeptide ) die eindigt met twee aminozuren gelijk, meer precies, met twee moleculen van D-Alanine .
Het zijn deze terminale D-Alanine moleculen die - na de actie van het enzym transpeptidase - de vorming van dwarsverbindingen tussen de parallelle ketens van het peptidoglycaan mogelijk maken.
Meer in het bijzonder heeft het transpeptidase een peptidebinding tussen het derde aminozuur van een polysaccharideketen en het vierde aminozuur van de parallelle polysaccharideketen.
Celwandfuncties
De bacteriële celwand speelt een zeer belangrijke beschermende rol tegen de bacteriële cel, maar niet alleen, het is ook in staat om het transport van stoffen in de cel zelf te regelen.
Daarom kan worden gesteld dat de belangrijkste functies van de celwand zijn:
- Voorkom de afbraak van bacteriële cellen als gevolg van osmotische druk. In feite leven bacteriën vaak in hypotone omgevingen, dat wil zeggen in omgevingen waarin grote hoeveelheden water aanwezig zijn en die "meer verdund" zijn dan de interne omgeving van de bacteriecel. Dit concentratieverschil zorgt ervoor dat het water vanuit de externe omgeving (minder geconcentreerd) de bacteriële cel binnenkomt (meer geconcentreerd) in een poging de concentratie tussen de twee omgevingen gelijk te maken. De ongecontroleerde intrede van water zou ervoor zorgen dat de bacteriële cel opzwelt totdat deze barst (osmotische lysis).
De functie van de celwand is juist om de externe druk van het water te weerstaan, waardoor zwelling en bacteriële lysis worden voorkomen.
- Bescherm het plasmamembraan en de cellulaire omgeving tegen moleculen of stoffen die schadelijk zijn voor dezelfde hartslag.
- Pas de invoer van voedingsstoffen in de bacteriecel aan.
Alles wat tot nu toe is beschreven, geldt zowel voor de Gram-negatieve celwand als voor de Gram-positieve celwand.
Aangezien het doel van dit artikel echter is om indicaties te geven over de kenmerken van Gram-negatieve bacteriën, zal hieronder alleen de celwand van de laatste worden beschreven en die van Gram-positieven zal niet worden overwogen.
Gramnegatieve celwand
In de Gram-negatieve wand is de peptidebinding gevormd tussen de polysaccharideketens van het peptidoglycan direct.
De Gram-negatieve celwand is erg dun en heeft een dikte van 10 nm, maar het is vrij complex, omdat het peptidoglycaan wordt omgeven door een extern membraan dat daaraan is verankerd.
Het buitenmembraan bestaat uit een inwendig fosfolipide-blaadje en een buitenblad gevormd door lipopolysaccharide (of LPS ).
Het buitenmembraan en het peptidoglycaan zijn met elkaar verbonden door lipoproteïnen . Omdat de aanwezigheid van alleen lipoproteïnen op het buitenmembraan de doorgang van hydrofiele moleculen zou belemmeren, zijn er ook andere specifieke eiwitcomplexen, porines genaamd, aanwezig op het membraan. Porines zijn kanalen die de doorgang van kleine hydrofiele moleculen mogelijk maken.
Voor het transport van grotere moleculen zijn er echter andere dragereiwitten, de dragers .
De ruimte die aanwezig is tussen het buitenmembraan en het peptidoglycan wordt periplasma genoemd en bevat eiwitten en enzymen met biologische functies.
Lipopolysaccharide wordt vervangen door drie verschillende delen:
- Een intern lipide deel genaamd lipide A dat endotoxine functies heeft, speelt daarom een belangrijke rol in de pathogeniciteit van Gram-negatieven;
- Een centraal polysaccharidegedeelte dat kern wordt genoemd ;
- Een externe polysaccharideketen genaamd het antigen O. Dit polysaccharide bestaat uit eenvoudige suikers van verschillende soorten, gecombineerd in blokken van drie of vijf eenheden en meerdere keren herhaald om moleculen te vormen met bepaalde antigene kenmerken die kenmerkend zijn voor elke bacteriesoort.
Gram-kleuring
Gram-kleuring is een procedure bedacht en ontwikkeld in 1884 door de Deense bacterioloog Hans Christian Gram.
De eerste fase van deze procedure omvat de bereiding van een heet uitstrijkje (dwz een dunne film van het te analyseren materiaal). Met andere woorden, een monster van de te analyseren bacteriën wordt op een glaasje geplaatst en - door het gebruik van warmte - de micro-organismen worden gedood en geblokkeerd op de glaasjes zelf (hete fixatie). Na het uitstrijken van het uitstrijkje, kunt u doorgaan met de eigenlijke kleuring.
De Gram-kleuringstechniek omvat vier hoofdfasen.
Stap 1
Het heet gefixeerde uitstrijkje moet gedurende drie minuten worden bedekt met de kristalviolette kleurstof (ook bekend als gentiaan violet). Op deze manier worden alle bacteriecellen paars.
Stap 2
Op dit punt wordt de oplossing van Lugol (een waterige oplossing van jodium en kaliumjodide, gedefinieerd als een etsmiddel omdat het de kleur kan fixeren) op de glasplaat gegoten en deze laat men ongeveer een minuut werken.
De oplossing van Lugol is polair en penetreert de bacteriële cel waar deze het kristalviolet ontmoet waarmee het een hydrofoob complex vormt.
Stap 3
De plaat wordt gewassen met een bleekmiddel (gewoonlijk alcohol of aceton) gedurende ongeveer twintig seconden. Was het vervolgens met water om de werking van het bleekmiddel te stoppen.
Aan het einde van deze fase hebben de Gram-positieve bacteriecellen de paarse kleur behouden.
Gram-negatieve cellen, aan de andere kant, zullen verkleurd zijn. Dit gebeurt omdat de alcohol de lipopolysacharidestructuur van het buitenmembraan van deze bacteriën aanvalt, waardoor het verlies van de eerder geabsorbeerde kleurstof wordt vergemakkelijkt.
Stap 4
Een tweede kleurstof (meestal zuur fuchsine of safranine ) wordt toegevoegd aan de glaasje en een paar minuten om te handelen.
Aan het einde van deze fase krijgen de cellen van Gram-negatieve bacteriën, die eerder verkleurd waren, een kleur die varieert van roze tot rood.
Soorten gramnegatieve bacteriën
Net als de Gram-positieve groep omvat de Gram-negatieve groep ook talrijke bacteriesoorten.
In het volgende zullen enkele van de belangrijkste bacteriën die tot deze groep behoren in het kort worden geïllustreerd.
Escherichia coli
E. coli is een bacterie die normaal aanwezig is in de humane intestinale bacteriële flora, maar bij immuungecompromitteerde patiënten kan dit aanleiding geven tot opportunistische infecties.
In feite is E. coli verantwoordelijk voor opportunistische infecties die ziekten veroorzaken zoals urethrocystitis, prostatitis, neonatale meningitis, enterohemorrhagische colitis, waterige diarree of reizigersdiarree of sepsis.
Afhankelijk van het type infectie dat E. coli veroorzaakt, kunnen verschillende soorten antibiotica worden gebruikt. De meest gebruikte geneesmiddelen zijn carbapenems, sommige penicillines, monobactams, aminoglycosiden, cefalosporines of macroliden (zoals clarithromycine of azithromycine).
Bacteriën die behoren tot het geslacht Salmonella
Deze bacteriën zijn verantwoordelijk voor infecties van het maagdarmkanaal die ziekten zoals gastro-enteritis, tyfus (darmkoorts) en diarree kunnen veroorzaken.
Om infecties te bestrijden die door deze bacteriën worden veroorzaakt, worden meestal ciprofloxacine, amoxicilline of ceftriaxon gebruikt.
Klebsiella pneumoniae
K. pneumoniae is verantwoordelijk voor genito-urineweginfecties die cystitis, prostatitis of urethrocystis en luchtweginfecties veroorzaken die longabcessen of longontsteking veroorzaken.
Cephalosporines, carbapenems, fluoroquinolonen of sommige soorten penicillines worden gebruikt voor de behandeling van infecties met K. pneumoniae .
Bacteriën die behoren tot het geslacht Shigella
Deze micro-organismen zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van ziekten zoals bacillaire dysenterie en acute gastro-enteritis.
Meestal worden fluoroquinolonen gebruikt om dit type infectie te behandelen.
Vibrioni (of Vibrio)
De vibrio's zijn gebogen bacillen, dat wil zeggen, bacteriën die worden gekenmerkt door een "komma" -vorm.
Onder de pathogene vibes voor de mens, herinneren we ons:
- Vibrio cholerae, verantwoordelijk voor het ontstaan van cholera. In het algemeen worden V. cholerae- infecties behandeld met tetracycline of fluoroquinolonen.
- Vibrio parahaemolyticus, verantwoordelijk voor gastro-enteritis, enterocolitis, diarree en dysenterisch-achtig syndroom.
In het geval van een infectie met V. parahaemolyticus kunnen antibiotica zoals fluoroquinolonen of tetracyclines worden gebruikt. In sommige gevallen kan een antibioticatherapie worden vermeden en kan een symptomatische behandeling worden uitgevoerd.
Bacteriën die behoren tot het geslacht Yersinia
De bacteriën van het geslacht Yersinia zijn bacillen, dat wil zeggen, het zijn bacteriën die worden gekenmerkt door een cilindrische vorm.
Onder de Yersinia-pathogenen voor mensen herinneren we ons:
- Yersinia enterocolitica, verantwoordelijk voor het ontstaan van gastro-intestinale infecties die ziekten veroorzaken zoals acute gastro-enteritis of mesenterische adenitis. Y. enterocolitica- infecties worden gewoonlijk behandeld met antibiotica zoals fluoroquinolonen, sulfonamiden of aminoglycosiden.
- Yersinia pestis, verantwoordelijk voor het ontstaan van builenpest. Infecties veroorzaakt door Y. pestis kunnen worden behandeld met aminoglycosiden, chlooramfenicol of fluoroquinolonen.
Campylobacter jejuni
C. jejuni is een spiraalvormige bacil die verantwoordelijk is voor het ontstaan van acute enteritis en diarree.
De infecties die hij veroorzaakt, kunnen worden behandeld met macroliden (zoals bijvoorbeeld erytromycine) of met fluorochinolonen.
Helicobacter pylori
H. pylori is een gebogen bacillus die verantwoordelijk is voor het ontstaan van gastro-intestinale ziekten zoals chronische actieve gastritis en maagzweer.
De behandeling voor de uitroeiing van Helicobacter pylori omvat het gebruik van drie verschillende soorten medicijnen:
- Colloïdaal bismut, een cytoprotectief dat wordt gebruikt om de adhesie van Helicobacter pylori aan het maagslijmvlies te voorkomen;
- Omeprazol of een andere protonpompinhibitor om de zuursecretie van de maag te verminderen;
- Amoxicilline en / of clarithromycine, tetracycline of metronidazol (antibiotica om bacteriële cellen te doden).
Haemophilus influenzae
H. influenzae is een Gram-negatieve bacterie die verantwoordelijk is voor luchtweginfecties en infecties van het zenuwstelsel die acute otitis, epiglottitis, sinusitis, bronchitis, pneumonie of acute bacteriële meningitis kunnen veroorzaken.
De antibiotica die gewoonlijk worden gebruikt om H. influenzae- infecties te behandelen, zijn cefalosporines, penicillines of sulfamedicijnen.
Legionella pneumophila
L. pneumophila is een Gram-negatieve bacterie die verantwoordelijk is voor legionellose, een infectie die de luchtwegen beïnvloedt.
Legionellose kan worden behandeld met geneesmiddelen zoals azithromycine, erytromycine, clarithromycine, telithromycine of fluoroquinolonen.
