грамположительные бактерии окрашиваются чем

Грамположительные бактерии

20.05.2021, 17:28 Бактерии
Автор: Дарья Куликова

При окрашивании фиксированных клеток бактерий кристаллвиолетом или генцианвиолетом, с последующим протравливанием раствором Люголя, промывкой спиртом, водой и докрашивания 1%-ным водным фуксином, грамположительные бактерии приобретают синий или фиолетовый цвет.

Особенности структуры и химического состава клеточной стенки

Клеточная стенка грамположительных бактерий под электронным микроскопом выглядит в форме гомогенного плотного слоя, толщиной для разных видов от 20 до 80 нм. Муреин в клеточной стенки грамположительных бактерий составляет 50–90% ее сухой массы.

Кроме муреина и тейховых кислот, в состав клеточной стенки грамположительных бактерий в незначительных количествах входят полисахариды, белки и липиды.

Грамположительные фитопатогенные бактерии

В девятом издании определителя бактерий Берджи грамположительные Грамположительные бактерии — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечив. бактери, имеющие клеточные стенки, относятся к типу Firmicutes. К их числу принадлежат некоторые фитопатогенные бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. :

Патогенность

Большая часть патогенных для человека микроорганизмов относится к Грам +. Шесть родов Грам + организмов являются типичными патогенами человека. Два из них стрептококки и стафилококки являются кокками (шарообразными бактериями Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. ). Остальные — палочковидные и делятся далее по возможности образовывать споры.

Неспорообразующие: Corynebacterium и Листерия; спорообразующие: Бациллы и Клостридии. Спорообразующие можно разделить на факультативных анаэробов Анаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс. Бациллы и облигатных анаэробов Анаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс. Клостридий.

История граммположительных бактерий

Источник

ГРАМОТРИЦА́ТЕЛЬНЫЕ И ГРАМПОЛОЖИ́ТЕЛЬНЫЕ БАКТЕ́РИИ

Том 7. Москва, 2007, стр. 619

Скопировать библиографическую ссылку:

ГРАМОТРИЦА́ ТЕЛЬНЫЕ И ГРАМПО­ЛО­Ж И́ТЕЛЬНЫЕ БАКТЕ́РИИ, от­де­лы бак­те­рий, клет­ки ко­то­рых со­от­вет­ст­вен­но не ок­ра­ши­ва­ют­ся или ок­ра­ши­ва­ют­ся по ме­то­ду, раз­ра­бо­тан­но­му дат. вра­чом-мик­ро­био­ло­гом Х. К. Гра­мом (1884). Со­глас­но это­му ме­то­ду, на фик­си­ро­ван­ные клет­ки бак­те­рий по­сле­до­ва­тель­но воз­дей­ству­ют осно́вными кра­си­те­ля­ми (напр., ген­циа­но­вым фио­ле­то­вым) и со­дер­жа­щим иод рас­тво­ром Лю­го­ля. По­сле об­ра­бот­ки по­лу­чен­но­го маз­ка эта­но­лом грам­от­ри­ца­тель­ные бак­те­рии обес­цве­чи­ва­ют­ся, а грам­по­ло­жи­тель­ные – со­хра­ня­ют фио­ле­то­вую ок­ра­ску. Это яв­ле­ние свя­за­но с тем, что у грам­по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий по­сле об­ра­бот­ки рас­тво­ром Лю­го­ля об­ра­зу­ет­ся ком­плекс ио­да с ген­циа­но­вым фио­ле­то­вым, ко­то­рый не мо­жет экс­т­ра­ги­ро­вать­ся из клет­ки, в то вре­мя как у гра­мот­ри­ца­тель­ных он лег­ко уда­ля­ет­ся при про­мы­ва­нии бак­те­рий эта­нолом, а за­тем во­дой. Спо­соб­ность или не­спо­соб­ность бак­те­рий к ок­ра­ши­ва­нию по Гра­му обу­слов­ле­на строе­ни­ем их кле­точ­ной стен­ки. Осн. её ком­по­нен­том яв­ля­ет­ся слож­ный био­по­ли­мер пеп­ти­до­гли­кан (му­ре­ин). У грам­по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий кле­точ­ная стен­ка бо­лее тол­с­тая (20–60 нм) и од­но­род­ная, с бóль­шим, чем у гра­мот­ри­ца­тель­ных (до 40 раз), со­дер­жа­ни­ем му­реи­на, ко­то­рый пре­пят­ст­ву­ет вы­хо­ду ком­плек­са ио­да с кра­сите­лем из клет­ки; кро­ме то­го, в ней при­сут­ст­ву­ют спе­ци­фич. тей­хо­вые, ли­по­тей­хо­вые и тей­ху­ро­но­вые ки­сло­ты. У гра­мот­ри­ца­тель­ных бак­те­рий стен­ка (тол­щи­на 14–18 нм) со­сто­ит из двух и бо­лее лег­ко раз­ли­чи­мых сло­ёв и по­кры­та внеш­ней мем­бра­ной, об­ра­зо­ван­ной бел­ка­ми, фос­фо­ли­пи­да­ми и ли­по­по­ли­са­ха­ри­да­ми и вы­сту­паю­щей в ка­че­ст­ве барь­е­ра, за­щи­щаю­ще­го клет­ку от про­ник­но­ве­ния мн. со­еди­не­ний (один из ме­ха­низ­мов не­спе­ци­фич. ус­той­чи­во­сти гра­м­от­ри­ца­тель­ных бак­те­рий к ан­ти­био­ти­кам). Спо­соб­ность (или не­спо­соб­ность) ок­ра­ши­вать­ся по Гра­му слу­жит важ­ным так­со­но­мич. при­зна­ком бак­те­рий.

Источник

Окрашивание бактерий методом Грама. Применение метода в клинической практике

Дата публикации: 31.05.2020 2020-05-31

Статья просмотрена: 1001 раз

Библиографическое описание:

Лепихов, М. А. Окрашивание бактерий методом Грама. Применение метода в клинической практике / М. А. Лепихов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 22 (312). — С. 429-431. — URL: https://moluch.ru/archive/312/70882/ (дата обращения: 27.11.2021).

В статье автор описывает принцип окрашивания бактерий методам Грама, разбирается в причинах выделения грамположительных и грамотрицательных видов и в клинической важности окрашивания бактерий.

Ключевые слова: бактерии, грамположительные и грамотрицательные, окрашивание, резистентность, антибиотики

Бактерии широко распространены на нашей планете, как в окружающей среде, так и внутри тела человека. Многие из них чрезвычайно полезны и нашли свое применение во многих отраслях: фармакологии, медицине, пищевой промышленности. Однако стоит выделить две группы: патогенные и условно патогенные бактерии. Их особенность состоит в том, что они являются возбудителями инфекционных и воспалительных процессов [2].

Особый вклад в изучение этих групп бактерий внес Ганс Христиан Грамм — микробиолог из Дании, открывший метод окрашивания бактерий, применимый и в наше время. Согласно данному методу препарат необходимо зафиксировать — чаще всего это делается при помощи высокой температуры, однако есть и другие методы. Поскольку бактерии дают слабощелочную среду, зафиксированный препарат окрашивают основными красителями трифенилметановой группы, например, генцианвиолет, метилвиолет, кристаллвиолет. Для закрепления краски на поверхности бактерий применяется протравка — йод (часто применяют раствор Люголя), пикриновая кислота. На части бактерий краска прочно фиксируется и не обесцвечивается нейтральным спиртом или ацетоном, такие бактерии называются грамположительными. В другой группе краситель полностью обесцветится — это грамотрицательные бактерии. Для окрашивания этого типа бактерий необходимо применение специальной контрастной краски. Причин этого явления выделяют несколько. Первая — наличие у грамположительных бактерий ненасыщенных жирных кислот, которые могут связываться с йодом, что делает клеточную стенку непроницаемой для нейтрального спирта и последней не может проникнуть в клетку и обесцветить краситель в ней.

Другие авторы выделяют в качестве причины разность в кислотно-основных свойствах протоплазмы, считая, что изоэлектрическая точка грамотрицательных бактерий более смещена в щелочную среду. Если учесть, что йод в составе протравы является окислителем и смещает pH бактерий в кислую сторону. Из этого можно сделать вывод, что грамположительные бактерии будут проявлять более сильные кислотные свойства, то химические различия с грамотрицательными бактериями явны. Кроме того, можно подчеркнуть, что снижение изоэлектрической точки позволяет усилить связь с красителем у грамположительного штамма.

Согласно химической теории, разность в окрашивании обусловлена наличием на клеточной стенке грамположительных бактерий комплекса белка с рибонуклеатом магния. Опытным путем доказано, что после удаления данного комплекса с поверхности грамположительной бактерии, повторное окрашивание показывает бактерию как грамотрицательную.

Другой причиной неодинаковой окраски является различие в клеточной стенке, ее толщине и проницаемости. У грамположительных бактерий она достаточно широкая, что способствует более глубокому проникновению в нее красителя, благодаря чему последний не поддается обесцвечиванию нейтральным спиртом. Важным является и содержание пептидогликанов — у этого типа оно велико. Необходимо учитывать и разность структуры пептидогликанов у грамположительной и грамотрицательной групп. Первая группа окрашивается в фиолетовый цвет и считается патогенной.

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий более тонкая, чем у грамположительных бактерий, поэтому при промывании после окрашивания спирт обесцвечивает краситель, и характерная окраска исчезает. К грамотрицательным бактериям относят условно патогенные формы.

Разработанный Грамом метод применяется и в современной медицине. Бактериоскопия — метод визуального анализа биологического материала под микроскопом [4]. Процедура достаточно проста и позволяет определить бактериальное заражение и принадлежность бактерий к грамположительным или грамотрицательным.

Определение грамположительности и грамотрицательности является очень важным, поскольку позволяет определить восприимчивость исследуемого вида к антибиотикам, что, безусловно, влияет на назначения врача. Устойчивость связана с тонкостью, прочностью и низкой проницаемостью клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Эта особенность позволяет значительно снижать концентрацию антибиотика в пределах клетки бактерии. В связи с этим антибиотик не может воздействовать ни на структуры клетки-мишени, ни на ее ферментные реакции, ни на реакции синтеза [1].

Окраска по Граму позволяет не только определить резистентность к антибиотику, но и видовую принадлежность бактерии, что определяет диагноз пациента, а значит особенности лечения и подбора лекарственных препаратов. Все это, безусловно, важно в клинической практике.

К грамположительным относятся кокки, вибрионы, палочки, бациллы, корниебактерии, микобактерии, бифидобактерии и актиномицеты. (Таблица 1). Стрептококки и стафилококки провоцируют грибковые инфекции и вызывают фарингит, пневмонию, сепсис, синусит, отит, кроме того поражают мочевыводящие пути, сердце провоцируют нагноения ран. К данной группе также относятся возбудители газовой гангрены, туберкулеза, сибирской язвы, дифтерии, ботулизма, столбнячной инфекции и других.

К грамотрицательным относятся кокки, палочки, вибрионы, спириллы, спирохеты и др. (Таблица 1). Они окрашиваются сафранином в розово-красный цвет. Представители данного типа являются возбудителями таких гнойно-воспалительных заболеваний, как бруцеллез, хламидиоз, туляремия, чума, бактериальный менингит, язвенную болезнь желудка и другие нарушения желудочно-кишечного тракта, гонорею, сифилис и многие другие [3].

Грамположительные играмотрицательные формы бактерий

Таким образом, бактерии играют важную роль в жизни человека, не только участвуя в производственных процессах, но и вызывая заболевания. Болезнетворные бактерии принято подразделять на патогенные и условно патогенные (приводящие к болезни при ослаблении иммунитета или резких негативных изменениях условий обитания). По способности к окрашиванию бактерии подразделяются на грамположительные и грамотрицательные. Существует несколько причин, по которым вторая группа поддается осветлению нейтральными спиртами. Окрашивание бактерий является важным аналитическим признаком, позволяющем определить видовую принадлежность микроорганизма и его устойчивость к отдельным видам антибиотиков.

Источник

Грамположительные бактерии окрашиваются чем

Для идентификации и систематизации бактерий применены критерии, отражающие особенности их физиологии, морфологии, антигенных и других свойств.

Морфологические и тинкториальные свойства бактерий

Наиболее общие критерии для важных с медицинской точки зрения бактерий: величина, форма, агрегация (образование нитей, тетрад, пакетов), наличие капсулы, эндоспор, жгутиков, пигментов и способность окрашиваться красителями (то есть тинкториальные свойства). Наиболее распространена окраска по Граму — простое по технике выполнения окрашивание, основанное на способности воспринимать и удерживать внутри клетки красящий комплекс генцианового фиолетового с йодом либо терять его после обработки этанолом.

Грамположительные бактерии хорошо удерживают комплекс генцианового фиолетового с йодом и устойчивы к обесцвечиванию спиртом. После обработки фуксином они окрашиваются в фиолетово-пурпурный цвет.

Грамотрицательные бактерии обесцвечиваются спиртом, то есть теряют комплекс генциа-нового фиолетового с йодом, и хорошо поглощают фуксин. Б мазках они окрашиваются в малиново-красный цвет.

Кислотоустойчивые бактерии. Клеточная стенка некоторых бактерий содержит большое количество липидов и восков, делающих их устойчивыми к последующему после окрашивания обесцвечиванию кислотами, щелочами или этанолом (например, виды Mycobacterium или Nocardia). Подобные бактерии называют кислотоустойчивыми, их трудно окрашивать по Граму (хотя кислотоустойчивые бактерии рассматривают как грамположительные). Для их окраски применяют метод Циля-Нильсена.

Окрашивание по Граму или Цилю-Нильсену имеет диагностическую ценность в отношении бактерий, обладающих прочной клеточной стенкой. Они неприемлемы для окраски микоплазм (нет клеточной стенки) или спирохет (клеточная стенка тонкая и легко разрушается при окрашивании). Для изучения последних применяют различные методы нанесения на их поверхность контрастных субстратов (например, серебрение).

Источник

ГРАМА МЕТОД

Грама метод (Н. Ch. J. Gram, датский врач, 1853—1938) — дифференциальная окраска бактерий; применяется для окраски бактерий в мазках из культур, экссудатов, тканей и пр. Метод предложен в 1884 г. и получил широкое распространение в бактериологии.

Сущность метода состоит в том, что при слабощелочной реакции бактерии окрашиваются основными красителями трифенилметановой группы (генцианвиолет, кристаллвиолет, метилвиолет). Обработка йодом или пикриновой к-той приводит к прочной фиксации красителя в определенных видах бактерий; последующее промывание окрашенного препарата нейтральным спиртом или ацетоном не обесцвечивает их (грамположительные бактерии). У других бактерий под влиянием йода не образуется прочного комплекса, и обработка спиртом или ацетоном приводит к обесцвечиванию. Эти бактерии (грамотрицательные) выявляются путем докрашивания контрастной краской. Грамположительность и грамотрицательность — важный диагностический признак в дифференциальной диагностике некоторых инфекционных заболеваний.

При окраске тканей по Грама методу клеточные структуры (за исключением хроматина делящихся ядер зернышек, базофильных клеток и рогового слоя эпидермиса) обесцвечиваются спиртом. Окраска по Граму вариабельна и зависит от многих факторов. Поэтому для получения точных и сравнимых результатов всегда следует придерживаться стандартной методики. Для фиксации препарата чаще используют высокую температуру, хотя могут быть применены и другие способы (см. Фиксация). Следует учитывать, что способ фиксирования влияет на ход окраски. Лучшими основными красителями для этого метода являются метилвиолет, генцианвиолет (см.) и др. Удовлетворительные результаты дают также основной фуксин, виктория синяя и др. В качестве протравы обычно применяют йод или пикриновую к-ту, но могут быть использованы бром, двухромовокислый калий, тринитрокрезол и др. Из обесцвечивающих агентов чаще применяют этиловый спирт и ацетон. Ацетон более активен в качестве средства, обесцвечивающего грамотрицательные бактерии. Используется также смесь из этих веществ.

Некоторые бактерии (Corynebacterium diphtheriae, Shigella dysenteriae, Bac. proteus) характеризуются грамнеустойчивостью, т. е. они находятся между безусловно грамположительными и безусловно грамотрицательными видами; отдельные клетки одного и того же вида также подвержены аналогичным колебаниям. Напр., в цепочке альфа-гемолитического стрептококка среди грамположительных кокков часто можно наблюдать грамотрицательную клетку. Особое влияние на окраску оказывает возраст культуры. Грампозитивность уменьшается с возрастом бактерии. Поэтому в старых культурах грамположительных видов обнаруживают большое количество грамотрицательных клеток. Мертвые и частично подвергшиеся аутолизу бактериальные клетки грамотрицательны. Результат окраски зависит от среды, в к-рой выращивается микроб. При оценке полученных данных, особенно в тех случаях, когда в грамотрицательных культурах обнаруживают грамположительные клетки, необходимо учитывать толщину мазка, влияющую на результат окраски. Желательно, чтобы толщина мазка была не больше толщины одной клетки, т. к. в толстом мазке, содержащем грамотрицательные микробы, часто наблюдаются грамположительные особи.

Техника окраски по Граму

Для окраски необходимо следующее: карболовый р-р красителя трифенилметановой группы (генцианвиолет, кристаллвиолет или метилвиолет); раствор Люголя (2 г йодистого калия, 1 г йода кристаллического, 300 мл дистиллированной воды) щелочной или нейтральной реакции; спирт 96% нейтральной реакции; р-р контрастной краски (фуксин Пфейффера, 1% водный р-р нейтральрота и др.).

Мазок, фиксированный жаром, окрашивают генцианвиолетом или другим красителем 1—2 мин., промывают водой и наливают на препарат р-р Люголя (на 1 мин.), после чего дифференцируют спиртом 7 г — 1 мин. до появления серо-фиолетовых струек краски. Затем препарат промывают водой и докрашивают одной из контрастных красок. Грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные бактерии, клетки и ткани — в красный. Предложены различные модификации метода Грама — А. И. Синева (применение генцианвиолетовой бумажки вместо карболового р-ра краски), Г. П. Калины, Хаккера (G. J. Hucker), Берк (V. Burke) и др.

Механизм окраски по Граму

Существует несколько теорий механизма окраски по Граму. Предполагалось, что грамположительная окраска обусловлена ненасыщенными жирными к-тами, имеющимися у некоторых бактерий и способными соединяться с йодом, в результате чего «эктоплазма» бактерий становится непроницаемой для спирта и извлечения адсорбированного красителя не происходит.

Другая теория [Стерн, Стерн (E. Stearn, A. Stearn), 1928] связывает механизм окраски по Граму с различиями в кислотно-основных свойствах протоплазмы у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Эти две группы бактерий характеризуются различной изоэлектрической точкой (см.), к-рая у грамположительных видов находится при pH 2,0—3,0, а у грамотрицательных ок. 5. Наряду с этим следует указать, что протравы, применяемые при окраске (йод, пикриновая к-та, бихромат и др.), являются окислителями и имеют тенденцию превращать некоторые комплексы протоплазмы в более кислые соединения, сдвигая изоэлектрическую точку бактерий в кислую сторону. Свойство йода и других протрав сдвигать изоэлектрическую точку в кислую сторону у грамположительных бактерий выражено в большей степени, чем у грамотрицательных, что указывает на определенные хим. различия между этими микробами. Поскольку сродство к красителям и резистентность к обесцвечиванию тем сильнее, чем ниже Изоэлектрическая точка бактерий, а исходное значение pH у грамположительных бактерий ниже, чем у грамотрицательных, и после обработки йодом оно в значительной степени еще снижается, создаются условия для прочной фиксации краски.

Химическая теория [Хенри, Стейси (Н. Henry, М. Stacey), 1943] объясняет грамположительность наличием на поверхности цитоплазмы клетки комплекса из белка и рибонуклеата магния. Этот комплекс можно экстрагировать из тела грамположительных бактерий желчными солями и превратить их в грамотрицательные. Полученный таким способом грамотрицательный вариант можно вновь превратить в грамположительные добавив к нему выделенный экстракт. Превращение грамположительных бактерий в грамотрицательные происходит также при обработке убитых бактерий рибонуклеазой. Присутствие протеин-рибонуклеата магния на поверхности клетки доказывается тем, что успех окраски зависит от структурной целостности бактерий. При механических повреждениях, разрыве оболочки, раздавливании, растирании можно наблюдать превращение поврежденных бактерий в грамотрицательные. Грамположительность сохраняется у морфологически целостных клеток.

Имеются данные, свидетельствующие, что в конечном итоге окраска по Граму зависит от разной проницаемости клеточных стенок у грамположительных и грамотрицательных бактерий. В частности, указывается, что клеточная стенка грамположительных бактерий содержит больше пептидогликана, чем грамотрицательных бактерий, и, что особенно важно, пептидогликаны обеих групп бактерий структурно отличаются друг от друга. В пептидогликане грамположительных бактерий (Staphylococcus aureus) остатки N-ацетил мурамовой к-ты содержат О-ацетилгруппы в положении C6, что придает молекулам пептидогликана устойчивость, в частности к лизоциму. Высказывается предположение, что обработка спиртом при окраске по Граму уменьшает диаметр пор в пецтидогликановом слое у грамположительных бактерий в большей степени, чем у грамотрицательных.

В силу этого комплекс генцианвиолет — йод при обработке спиртом удерживаемся грамположительной клеткой и извлекается из грамотрицательной.

Источник