ZIARNIAKI GRAM-DODATNIE: MORFOLOGIA, STRUKTURA I PATOGENY - BIOLOGIA - 2025

Te Gram-dodatnie ziarniaki są bakterie o kształcie kulistym, które wykazują pozytywne wyniki, gdy poddaje się barwieniu metodą Grama. Ta grupa składa się z 21 rodzajów bakterii zdolnych do kolonizowania ludzi.

Oprócz kulistego kształtu i pozytywnej reakcji na fiolet krystaliczny ta grupa prokariotów nie posiada zarodników. Reszta jego cech jest dość niejednorodna.

Źródło: pixnio.com

Gram-dodatnie ziarniaki należą do gromady zwanej Actinobacteria, razem z promieniowcami tlenowymi i beztlenowymi oraz innymi rodzajami fakultatywnych pałeczek Gram-dodatnich.

Mogą być tlenowcami dodatnimi pod względem katalazy, takimi jak Staphylococcus, Micrococcus, Stomatocuccus i Alloicoccus); tlenowce (takie jak Enterococcus) i beztlenowce, takie jak rodzaj Peptostreptococcus.

Siedlisko tych organizmów obejmuje ludzkie ciało, takie jak błony śluzowe i normalna flora skóry, chociaż można je również znaleźć u innych ssaków, a nawet ptaków.

Morfologia

Bakterie mają cztery podstawowe modele morfologiczne: pręciki lub pałeczki, spirale lub spirale, przecinki lub wibratory oraz kuliste komórki lub ziarniaki.

Cocci charakteryzują się zaokrąglonymi kształtami i grupowaniem na różne sposoby, w zależności od skłonności komórek do trzymania się razem i płaszczyzn podziału komórek. Średnica tych prokariontów jest zmienna, w zakresie od 0,8 do 10 µm.

Niektóre gatunki, takie jak Enterococcus i Vagococcus, mają wici i są odpowiedzialne za ruchliwość komórek.

Klasyfikacja według morfologii

W zależności od wzorca grupowania ziarniaki można podzielić na diplokoki, tetrady, sarciny, paciorkowce i gronkowce.

Bakterie, które po procesie podziału pozostają zjednoczone w parach, należą do pierwszej grupy. Przykładem tej grupy jest gatunek Streptococcus pneumoniae.

Z kolei sarkiny podlegają podziałom w trzech prostopadłych kierunkach, w wyniku czego powstają sześcienne zgrupowanie. Jako przykład tej grupy podajemy rodzaj Sarcina. Tetrady są podzielone na dwa prostopadłe kierunki, tworząc kwadratowy układ.

Streptococci charakteryzują się płaszczyzną podziału w jednej płaszczyźnie, generującą łańcuchy czterech lub więcej jednostek. Wreszcie gronkowce przypominają kształtem kiść winogron, ponieważ rozmieszczenie komórek jest nieregularne.

Ziarniaki nie mogą mieć żadnego widocznego wzoru ani specjalnego zgrupowania, a ich rozmiar jest mniejszy niż te wymienione powyżej, w tym przypadku nazywa się je mikrokokami.

Jednak klasyfikacja morfologiczna może przedstawiać zmiany pośrednie z komórkami lancetowatymi lub spłaszczonymi, zwanymi coccobacilli.

Mariana Ruiz (LadyofHats); tłumaczenie na portugalski autorstwa PatríciaR (File: Bacterial morphology diagram.svg), za Wikimedia Commons

Struktura ściany komórkowej

Ściana bakterii ma ogromne znaczenie, ponieważ zapewnia niezbędną sztywność i nadaje komórce jej kształt. Bakterie należące do kategorii Gram-dodatnich mają określoną i złożoną organizację w swojej ścianie komórkowej, charakteryzującą się grubą warstwą (około 80 nm) peptydoglikanu.

Podobnie, wiele bakterii Gram-dodatnich wyróżnia się dużą ilością zakotwiczonych w ścianie kwasów teichojowych. Wspomniane kwasy są polimerami rybitolu lub glicerolu połączonymi wiązaniem fosfodiestrowym. Oprócz kwasów teichojowych wewnątrz ściany można znaleźć różne białka i polisacharydy.

Struktura może mieć pewne cechy szczególne w zależności od badanego gatunku. W przypadku Staphylococcus aureus, ściana ma szereg reszt aminokwasowych skrzyżowanych z niciami ściany przez pięć reszt glicyny. Dzięki takiemu układowi ściana jest sztywniejsza i mocniejsza.

W przypadku bakterii chorobotwórczych ściana komórkowa jest elementem odgrywającym ważną rolę w zjadliwości. Jednym z najbardziej znanych czynników wirulencji jest białko M paciorkowca, a polisacharyd C stwierdzono u gatunku Streptococcus pneumoniae.

Barwienie metodą Grama

Barwienie metodą Grama jest jedną z najczęściej stosowanych metodologii w badaniach mikrobiologicznych, głównie ze względu na swoją prostotę, szybkość i moc. Technika ta pozwala na rozróżnienie między dwiema dużymi grupami bakterii, przyjmując za kryterium strukturę ściany komórkowej.

Aby wykonać to barwienie, bakterie utrwala się za pomocą ciepła i stosuje się fiolet krystaliczny (barwnik wytrącający się jodem). Kolejnym krokiem jest usunięcie nadmiaru barwnika. Następnie nakładany jest drugi barwnik „kontrastowy” zwany safraniną.

Bakterie Gram-dodatnie zachowują swój fioletowy kolor, ponieważ ich ściana komórkowa składa się z grubej warstwy peptydoglikanu, która jest zorganizowana jak siatka i otacza komórkę. Dla przypomnienia, stosowana jest reguła mnemoniczna „fioletowy pozytyw”.

Peptydoglikan jest obecny we wszystkich bakteriach (z wyjątkiem mykoplazm i ureoplazm) i składa się z przemiennych węglowodanów N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuraminowego, które są połączone wiązaniem β-1,4.

Patogeny ważne z medycznego punktu widzenia

Istnieje kilka rodzajów ziarniaków Gram-dodatnich, które wyróżniają się w dziedzinie medycyny: między innymi Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Alloicoccus.

Pod względem metabolizmu te rodzaje są fakultatywnie tlenowe i beztlenowe. Do ich hodowli mogą rosnąć na zwykłym podłożu, z wyjątkiem paciorkowców, które koniecznie wymagają agaru z krwią.

Jednak nie wszystkie gatunki wymienionych rodzajów są chorobotwórcze, niektóre mogą żyć jako nieszkodliwi żywiciele u ludzi.

Staphylococcus

Gatunek Staphylococcus aureus, zwany również Golden Staphylococcus, występuje w błonie śluzowej nosa i jest przyczyną różnych infekcji skóry, między innymi zapalenia mieszków włosowych, czyraków.

Organizmy należące do gatunku S. epidemidis występują głównie na skórze. Bakteria ta może zanieczyścić protezy po ich umieszczeniu w ciele pacjenta, powodując infekcje materiału.

Gatunek ten charakteryzuje się powodowaniem trudnych do leczenia problemów terapeutycznych, głównie przez szybkość, z jaką rozwijają się u nich oporność na antybiotyki.

Paciorkowiec

Gatunek Streptococcus pyogenes występuje w gardle i jest przyczyną stanu zwanego ropnym zapaleniem gardła, oprócz różnych infekcji. Gatunek S. agalactiae występuje w układzie pokarmowym, w układzie rozrodczym samic i może mieć poważne konsekwencje u noworodków.

Wreszcie, dobrze znany Streptococcus pneumoniae może kolonizować część ustną gardła, powodując typowe zapalenie płuc i zapalenie ucha.

Bibliografia

1. Jiménez, JR (2012). Infektologia kliniczna. Od redakcji El Manual Moderno.
2. Koneman, EW i Allen, S. (2008). Koneman. Diagnostyka mikrobiologiczna: Atlas tekstu i kolorów. Panamerican Medical Ed.
3. Murray, P., Rosenthal, KS i Pfaller, MA (2015). Mikrobiologia medyczna. Elsevier Brazylia.
4. Negroni, M. (2009). Mikrobiologia stomatologiczna. Panamerican Medical Ed.
5. Prats, G. (2006). Mikrobiologia kliniczna. Panamerican Medical Ed.
6. Rincón, S., Panesso, D., Díaz, L., Carvajal, LP, Reyes, J., Munita, JM i Arias, CA (2014). Oporność na antybiotyki ostatniej linii u ziarniaków Gram-dodatnich: era post-wankomycyny. Biomedica: czasopismo National Institute of Health, 34 (0 1), 191.