Gramneigiamos bakterijos: apibrėžimas, struktūra ir atsparumas antibiotikams

Gramneigiamos bakterijos: jų struktūra, LPS vaidmuo ir išsivystęs atsparumas antibiotikams — sužinokite diagnostiką, mechanizmus ir gydymo iššūkius.

Gramneigiamos bakterijos - tai bakterijos, kurios Gramo dažymo metu nesulaiko kristalinės violetos dažų ir po kontra dažymo safraninu atrodo rausvos arba raudonos. Gramo dažymo testas padeda klasifikuoti bakterijas pagal jų bakterijų ląstelių sienelių struktūrinius skirtumus: Gramteigiamos bakterijos išlaiko kristalinės violetinės spalvos kompleksą ir lieka violetinės, o gramneigiamos praranda tą kompleksą ir nudažomos safraninu.

Kaip veikia Gramo dažymas (trumpai)

• 1) Kristalinė violetinė — dažomas visas preparatas.
• 2) Jodo tirpalas — sudaro kristalinės violetinės ir jodo kompleksą, kuris adsorbuojasi į peptidoglikano sluoksnį.
• 3) Alkoholio arba acetono plovimas — išplauna kristalinės violetinės ir jodo kompleksą iš tų bakterijų, kurių peptidoglikano sluoksnis yra plonas (gramneigiamos), tuo tarpu storas peptidoglikano sluoksnis (gramteigiamos) laiko kompleksą.
• 4) Kontradazymas (safraninas) — nudažo anksčiau išplautas gramneigiamas bakterijas rausvai/rausvai-ryškiai.

Ląstelės struktūra ir kas būdinga gramneigiamoms bakterijoms

Gramneigiamos bakterijos turi sudėtingesnę dvigubą ląstelės sienelę: išorinę membraną, tarpą (periplazminę erdvę) su plonu peptidoglikano sluoksniu ir vidinę (citoplazminę) membraną. Išorinė membrana yra pagrindinis skirtumas nuo gramteigiamų ir ji:

• turi lipopolisacharidų (LPS) sluoksnį, kuris veikia kaip barjeras ir biologinis aktyvus komponentas;
• turi porinus — kanalus, per kuriuos gali patekti tam tikros molekulės;
• sudaro papildomą fizinį ir cheminį barjerą antibiotikams ir toksinams.

LPS ir imuninė reakcija

Lipopolisacharidai (LPS), dar vadinami endotoksinais, gali sukelti stiprų įgimtą imuninį atsaką. Jie stimuliuoja ląsteles gaminti citokinus, aktyvina imuninę sistemą ir dažnai lemia akivaizdžius klinikinius signalus, tokius kaip karščiavimas ir uždegimas. Didelis LPS kiekis kraujyje gali sukelti sisteminę uždegiminę reakciją ir septinį šoką.

Atsparumo antibiotikams mechanizmai

Gramneigiamos bakterijos dažnai yra atsparesnės įvairiems antibiotikams dėl keleto mechanizmų, kurie gali veikti vienu metu:

• Permeabilumo barjeras: uždarinė išorinė membrana riboja didesnių arba hidrofilinių vaistų patekimą į vidų.
• Beta-laktamazės: fermentai, esantys periplazminėje erdvėje, suardo beta-laktaminių antibiotikų (pvz., penicilinų) žiedus.
• Išstūmimo sistemos (efflux pump): aktyviai šalina antibiotikus iš ląstelės, mažindamos jų intracellularinę koncentraciją.
• Mutacijos tikslinėse vietose: pokyčiai antibiotikų taikiniuose (pvz., ribosomose ar fermentuose) mažina vaistų veiksmingumą.
• Biofilmų formavimas: kolonos arba paviršių biofilmai apsaugo bakterijas nuo vaistų ir imuninės sistemos.
• Horizontalaus genų mainai: plazmidai, transpozonai ir integronai leidžia greitai skleisti atsparumo genus tarp skirtingų bakterijų rūšių.

Klinikinė reikšmė

Gramneigiamos bakterijos sukelia daug svarbių žmogaus infekcijų: šlapimo takų ir pilvo organų infekcijas, plaučių uždegimus, sepsį, meningitus ir kt. Dažnos rūšys: Escherichia coli, Klebsiella spp., Pseudomonas aeruginosa, Neisseria meningitidis, Salmonella ir kt. Dėl LPS ir atsparumo mechanizmų šios infekcijos gali būti sunkiai gydomos ir reikalauti specialių antibiotikų ar kombinacijų.

Laboratorinė identifikacija ir gydymo niuansai

• Identifikacija: kultūriniai tyrimai, mikroskopija po Gramo dažymo, biocheminiai testai, molekulinės metodikos ar MALDI-TOF.
• Antibiotikų pasirinkimas remiasi jautrumo tyrimais; kartais reikalingi plataus spektro arba rezervo antibiotikai (pvz., cefalosporinai, karbapenemai, aminoglikozidai, fluorchinolonai), o aktyvumas priklauso nuo konkrečios rūšies ir atsparumo mechanizmų.
• Deriniai ir gydymo trukmė priklauso nuo infekcijos vietos, sunkumo ir paciento rizikos veiksnių.

Prevencija ir kontrolė

• Higiena ir infekcijų kontrolės priemonės sveikatos priežiūros įstaigose (rankų higiena, sterilizacija, izoliacija).
• Antibiotikų vartojimo kontrolė (antibiotikų stewarship) — vengti nereikalingo vartojimo, tinkamai parinkti dozę ir trukmę.
• Vakcinacija prieš kai kurias gramneigiamas bakterijas (pvz., meningokokinės vakcinos) gali sumažinti ligų paplitimą.
• Stebėsenos ir mikrobiologinių tyrimų svarba — ankstyvas atsparumo nustatymas padeda parinkti efektyvesnį gydymą.

Santrauka: gramneigiamos bakterijos turi specifinę ląstelės sienelę su išorine membrana ir LPS, todėl jos kitaip reaguoja į Gramo dažymą ir dažnai pasižymi didesniu atsparumu įvairiems antibiotikams. Dėl to gydymas ir kontrolė reikalauja kruopštaus diagnostinio darbo, atsakingo antibiotikų naudojimo ir prevencinių priemonių.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra gramteigiamos bakterijos?

K: Kaip Gramneigiamos bakterijos nustatomos Gramo būdu?

K: Kodėl gramteigiamos bakterijos Gramo dėmių tyrimo metu nusidažo raudonai arba rausvai?

K: Dėl ko gramteigiamos bakterijos yra atsparesnės antibiotikams?

K: Kokią reikšmę gramteigiamose bakterijose turi lipopolisacharido sluoksnis?

K: Kokią citokinų gamybą sukelia LPS žmogui?

K: Kuo naudingas Gramo dažymo testas?

Paieška pagal raidę