גרם חיובי - גרם + חיידקים

כְּלָלִיוּת

חיובי גראם הם חיידקים אשר - כפי שניתן להסיק משמם - נבדקים חיוביים אם כתם גראם שומר על צבע סגול לאחר שעבר ניתוח מעבדה כזה.

צביעת גראם היא שיטה המשמשת לסיווג חיידקים על פי המאפיינים של דופן התא שלהם, אך אין זה אומר שיש בהכרח קשר פילוגנטי בין מיני חיידקים השייכים לאותה קבוצה, בין אם הם חיוביים גראם או שליליים.

דופן התא החיידקי

ניתן להגדיר את קיר התא החיידקי כמעין "מיכל" נוקשה העוטף את התא החיידקי, ומעניק לו כוח מסוים ומותנה את צורתו.
המרכיב הבסיסי של דופן התא הוא פפטידוגליקן (המכונה אחרת מוקופפטיד חיידקי אוֹ מוריין).
פפטידוגליקן הוא פולימר המורכב משרשראות פוליסכריד ליניאריות ארוכות, המחוברות יחד על ידי קישורים צולבים בין שאריות חומצות אמינו.
שרשראות פוליסכרידים מורכבות מחזרה על דו -סוכר, אשר בתורו מורכב משני חד -סוכרים, N-acetylglucosamine (אוֹ לְנַדְנֵד) וחומצה N- אצטילמורמי (אוֹ NAM), מקושרים יחד על ידי קשרים β-1,6 גליקוזידים.
הדיסכרידים מקושרים זה לזה עם קשרי גליקוזידים מסוג β-1,4.
מקושר לכל מולקולה של NAM אנו מוצאים א פנטפפטיד (כלומר "זנב" של חמש חומצות אמינו) המסתיימות בשתי חומצות אמינו שוות, בפרט, עם שתי מולקולות של D-Alanine.
דווקא D -Alanines הסופניים האלה הם - בעקבות פעולת האנזים הטרנספפטידאז - המאפשרים יצירת קשרים צולבים בתוך הפפטידוגליקן.
ליתר דיוק, מקור הטרנספפטידאז הוא קשר פפטיד בין חומצת האמינו השלישית של שרשרת פוליסכריד לבין חומצת האמינו הרביעית של שרשרת הפוליסכריד המקבילה.

פונקציות

דופן התא לא רק ממלאת תפקיד מגן כלפי התא החיידקי אלא גם מסדירה את הובלת החומרים בתוכו.
לכן, ניתן לומר כי הפונקציות העיקריות של דופן התא הן:

• למנוע פירוק של תאים חיידקיים עקב לחץ אוסמוטי. למעשה, לעתים קרובות מאוד, חיידקים חיים בסביבות היפוטוניות, כלומר בסביבות בהן קיימות כמויות גדולות של מים ואשר "מדוללות" יותר מהסביבה הפנימית של התא החיידקי. הבדל זה בריכוז גורם למים לעבור מהשטח סביבה חיצונית (פחות מרוכזת) לחלק הפנימי של התא החיידקי (מרוכזת יותר) בניסיון להשוות את הריכוז בין שתי הסביבות. כניסת מים בלתי מבוקרת תגרום לתא החיידקי להתנפח עד שיתפוצץ (תמוגה אוסמוטית).
  תפקידו של דופן התא הוא בדיוק ההתנגדות ללחץ החיצוני של המים, ובכך מונע נפיחות ותמוגה חיידקית.
• הגן על קרום הפלזמה והסביבה התאית מפני מולקולות או חומרים המזיקים לחיידק עצמו.
• להסדיר את הכניסה של חומרים מזינים לתא החיידקי.

כל מה שתואר עד כה ניתן למצוא הן בגראם חיובי והן בקירות גראם שליליים.
עם זאת, מכיוון שמטרת מאמר זה היא להבהיר את הייחודיות של חיידקים חיוביים לגראם, רק המאפיינים של דופן התא של האחרונים יתוארו להלן והקיר השלילי של Gram לא ייחשב.

דופן תא חיובית לגרם

בקיר החיובי לגראם, הקשר הפפטיד בין שרשראות הפוליסכרידים של הפפטידוגליקן נוצר באמצעות גשר פנטגליציןכלומר גשר המורכב מחמש מולקולות גליצין (חומצת אמינו).
דופן התא בגראם חיובי אחידה ועבה יחסית (20-80 ננומטר). הוא מורכב משכבות פפטידוליקניות רבות המצטלבות על ידי חומצות התיאן (פולימרים של אלכוהול ופוספטים).
הקיר חיובי הגראם הוא קוטבי מאוד ומאפשר חדירה של מולקולות הידרופיליות (כגון אלה המשמשות בכתם הגראם שיתואר להלן) אך לא של תרכובות הידרופוביות.

צביעת גראם

צביעת גראם היא תהליך שתוכנן ופותח בשנת 1884 על ידי בקטריולוג דני, הנס כריסטיאן גראם.
השלב הראשון של הליך זה כולל הכנת מריחה (כלומר סרט דק של החומר שיש לנתח) המקובעת על ידי חום. במילים אחרות, מדגם של החיידקים שיש לנתח מונח על גבי שקופית ודרך שימוש בחום - המיקרואורגניזמים נהרגים וחוסמים על השקופית עצמה (קיבוע חם). לאחר הכנת המריחה, אתה יכול להמשיך עם הצביעה בפועל.
טכניקת כתם הגראם כוללת ארבעה שלבים עיקריים.

שלב 1

המריחה הקבועה בחום צריכה להיות מצופה בצבע סגול קריסטל (המכונה גם סגול ג'נטיאן) למשך שלוש דקות. על ידי כך, כל תאי החיידקים יהפכו לסגולים.

שלב 2

בשלב זה, לה הפתרון של לוגול (תמיסה מימית של יוד ואשלגן יודיד, המוגדר כתורם, מכיוון שהוא מסוגל לתקן את הצבע) ונותר לו לפעול כדקה.
הפתרון של לוגול הוא קוטבי וחודר לתא החיידקי שבו הוא פוגש את סגול הגביש איתו הוא יוצר קומפלקס הידרופובי.
מכיוון שדופן התא החיובית של הגראם היא קוטבית, המתחם ההידרופובי הגביש-סגול-יוד אינו יכול לחצות אותו, ובכך להישאר נעול בתוך התא החיידקי עצמו.

שלב 3

השקופית נשטפת עם אקונומיקה (בדרך כלל אלכוהול או אצטון) למשך כעשרים שניות. לאחר מכן, הוא נשטף במים כדי לעצור את פעולת חומר ההלבנה.
בסוף שלב זה, תאי החיידקים החיוביים לגראם ישמרו על הצבע הסגול.
התאים השליליים-גראם, לעומת זאת, יהיו בעלי צבע. זה קורה מכיוון שהאלכוהול תוקף את מבנה הליפופוליסכריד של הממברנה החיצונית האופיינית לגראם שלילי וחסר בגראם חיובי, ובכך מקל על אובדן הצבע שנספג בעבר.

שלב 4

צבע שני נוסף לשקופית (בדרך כלל, חומצה פוקסין אוֹ ספרנין) ותן לזה לפעול למשך מספר דקות.
בסוף שלב זה, תאים של חיידקים גראם שליליים שעברו שינוי בשלב הקודם, יקבלו צבע הנע בין ורוד לאדום.

סוגי חיידקים חיוביים לגראם

הקבוצה הגראמית החיובית הגדולה כוללת מיני חיידקים רבים.
להלן יפורטו בקצרה חלק מהחיידקים השייכים לקטגוריה גדולה זו.

סטפילוקוקוס (או סטפילוקוקוס)

סטפילוקוקים הם קוקי (כלומר חיידקים כדוריים) השייכים למשפחת Staphylococcaceae. סטפילוקוקים גדלים באשכולות.
בין הסוגים השונים של סטפילוקוקים פתוגניים, אנו זוכרים:

• סטפילוקוקוס אאוראוס, אחראי לזיהומים שונים בדרכי המין, מערכת העצבים, העור, העצמות, המפרקים, מערכת הלב וכלי הדם, דרכי הנשימה והעין. יתר על כן, מכה זו אחראית גם לזיהומים אופורטוניסטים הקשורים לפגיעה במערכת החיסון של המארח. , זיהומים אופורטוניסטיים נוקוקומיים (כלומר זיהומים הנדבקים בתוך מתקני בריאות) והרעלת מזון.
• סטפילוקוקוס אפידרמידיס, אחראי ל"זיהומים במערכת הלב וכלי הדם ", זיהומים אופורטוניסטיים הקשורים במערכת החיסון הפגועה של המארח ו"זיהומים אופורטוניסטיים נוסוקומיים.
• סטפילוקוקוס סאפרופיטיקוסאחראי לדלקות בדרכי השתן.

באופן כללי, אנטיביוטיקה כגון פניצילין, ונקומיצין, דפטומיצין, צפלוספורינים או פלואורוקינולונים משמשים נגד סוג זה של חיידקים.

סטרפטוקוקוס (או סטרפטוקוקוס)

סטרפטוקוקים הם קוקים הגדלים בזוגות או בשרשראות. סטרפטוקוקים מסוגלים לייצר רעלים המסוגלים להרוס תאי דם אדומים, כלומר הם ניחנים בפעילות המוליטית.
בתורו ניתן לחלק את סטרפטוקוקים לפי מידת המוליזה שהם מעוררים. לכן, אנו יכולים להבחין בין:

• סטרפטוקוקים אלפא-המוליטיקה (או α- המוליטיקה) הגורמים ל"המוליזה חלקית;
• סטרפטוקוקים בטא המוליטית (או β-המוליטיקה) הגורמים ל"המוליזה מוחלטת;
• סטרפטוקוקים גמא-המוליטיקה (או γ-המוליטיקה) שאינם גורמים להמוליזה.

בין הסטרפטוקוקים הפתוגניים, אנו זוכרים:

• סטרפטוקוקוס פיוגנים, אחראי לזיהומים בדרכי הנשימה, העור, העצמות, המפרקים, מערכת הלב וכלי הדם, בלוטות העיכול וחלל הצפק. יתר על כן, הוא אחראי גם לזיהומים אופורטוניסטיים במארחים עם מערכת חיסונית נפגעת.
• Streptococcus agalactiaeאחראי לזיהומים אצל העובר ויילוד, זיהומים במערכת העצבים ובדרכי הנשימה.
• סטרפטוקוקוס ריאות, אחראי לזיהומים בדרכי הנשימה, מערכת העצבים, מערכת הלב וכלי הדם, בלוטות העיכול, חלל הצפק וזיהומים אופורטוניסטיים הקשורים לפגיעה במערכת החיסון של המארח.

בדרך כלל משתמשים באנטיביוטיקה של בטא-לקטם ומאקרולידים נגד סטרפטוקוקים.

קלוסטרידיה (או קלוסטרידיום)

Clostridia הם בצילי (כלומר חיידקים בצורת גליל) אשר - בתנאים סביבתיים קשים - מסוגלים ליצור נבגים על מנת לשרוד.
בין הקלוסטרידיה הפתוגניות השונות הקיימות, אנו זוכרים:

• Clostridium difficile, חיידק זה יכול להיות חלק מפלורת החיידקים התקינה של האדם ואחראי לזיהומים אופורטוניסטיים במערכת העיכול. זהו הגורם העיקרי לדלקת קוליטיס פסאודוממבראנית שיכולה להתעורר בחולים שטופלו במשך זמן רב ובמינונים גבוהים עם תרופות אנטיביוטיות מסוגים שונים. נגד זיהומים מ Clostridium difficileבדרך כלל משתמשים באנטיביוטיקה כגון metronidazole, chloramphenicol, vancomycin או erythromycin.
• קלוסטרידיום טטני, אחראי על טֶטָנוּס (או שיתוק ספסטי). באופן כללי, מטרונידזול או בנזילפניצילין משמשים נגד מכות אלה. יש גם חיסון למניעת הידבקות.
• קלוסטרידיום בוטולינום, אחראי על בּוּטוּלִיזְם (או שיתוק רופף).

קורינבקטריה (או קורינבקטריום)

חיידקי קורין הם בצילי השייכים למשפחת Corynenacteriaceae.
בין המעריצים הרבים של ז'אנר זה, אנו זוכרים את Corynebacterium diphteriae אחראי על דיפטריה עורית ודיפטריה נשימתית.
האנטיביוטיקה המשמשת בדרך כלל לטיפול בדיפטריה הינה פניצילין, צפלוספורינים, קלינדמיצין ואריתרומיצין.
יש גם חיסון למניעת הידבקות.

חיובי גראם אחרים

חיידקים אחרים חיוביים לגראם הם:

• Bacillus anthracis (המכונה אנתרקס), האחראי על הופעת אנתרקס עורית, ריאתית ומערכת העיכול;
• חיידקי ליסטריה, ביציל האחראי על הופעת דלקת קרום המוח, דלקת המוח, דלקת קרום המוח ומורסות מוח;
• Enterococcus faecium ו Enterococcus faecalis, שני כדורים שבדרך כלל מאכלסים את פלורת חיידקי המעי האנושית, אך עשויים להיות אחראים לזיהומים אופורטוניסטיים נוזוקומיים של מערכת השתן, ספיגה או אנדוקרדיטיס.