革 蘭 氏 陰性 菌

  • 什么是革兰氏阴性细菌?
  • 革兰阴性菌的特性
  • 革兰氏阴性细菌形状的表征
  • 革兰氏阴性细菌细胞壁
  • 的细胞周质间隙
  • 肽聚糖
  • 外膜和脂多糖
  • 革兰氏阴性菌的种类、病理及临床意义
  • 革兰氏阴性菌抗菌剂
  • 工具书类
  • 来源

什么是革兰氏阴性细菌?

这些细菌与革兰氏阳性细菌的区别染色技术相反。在革兰氏染色法在美国,革兰氏阴性菌在用酒精洗涤后会失去水晶紫色染料的颜色,并占据粉红色/红色的复染剂,藏红花素。

的two classes of bacteria are differentiated through gram staining, because of their cell wall composition i.e Gram-positive bacteria have a large layer of peptidoglycan and a thin layer of the lipid layer, and unlike the Gram-negative bacteria which have a thick layer of lipids and they lack the peptidoglycan layer or some have a very thin layer of the peptidoglycan layer. The absence of peptidoglycan makes their cell-wall less strong, and hence the primary stain is easily washed off by alcohol and water.

革兰氏阴性菌广泛存在于各种环境中,尤其是那些有生命的环境中,包括正常菌群,如大肠杆菌对致病菌如肺炎克雷伯氏菌,滴虫衣原体。

革 蘭 氏 陰性 菌

图:革兰氏阴性细菌,创造biorender.com

革兰阴性菌的特性

  • 革兰氏阴性菌具有与革兰氏阳性菌不同的特有的胞膜。
  • 它们有一个周质间隙(周质),将外膜和细胞质层隔开。
  • 周质空间有一个肽聚糖链的网络,称为肽聚糖层。
  • 它们有一层很薄的肽聚糖层。
  • 它们的外膜是由脂多糖组成的。

革兰氏阴性细菌形状的表征

显微镜下观察革兰氏阴性细菌的细胞范围从杆状到芽孢杆菌,球菌到最常见的螺旋状。但也有一些表现出特殊的形状,如球菌、四分体、栅栏、毛状体等。

例如:

  • 罗伯/杆菌形状的-大肠杆菌。
  • 球菌-它是球菌和杆菌的组合形状包括流感嗜血杆菌。
  • Streptobacillus是杆状,其在链中连接在一起,例如两念珠。
  • 毛状体是排列成柱状的一系列杆状细胞,它可以被鞘包围。
  • 螺旋形细菌也称螺旋体,例如沙眼衣原体,梅毒螺旋体。
  • 丝状革兰氏阴性菌有丝状的形状诺卡氏菌属spp。

革兰氏阴性细菌细胞壁

革兰氏阴性菌的细胞壁比革兰氏阳性菌的细胞壁复杂。结合细胞外膜的主要作用,加上一层肽聚糖,其功能特性是复杂的,这里是对细胞壁及其功能部分的描述。

  • 革兰氏阴性细菌的细胞壁是复合物的肽聚糖层2-7nm的薄层,厚的外膜为7-8nm。
  • 在显微镜下,可以看到细胞膜和细胞壁之间有一层空隙,称为胞壁细胞周质间隙周质。然而,在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中均发现,但在革兰氏阴性菌中,周质空间较大。

的细胞周质间隙

  • 革兰氏阴性细菌中的周质空间由几种蛋白质组成,有助于获得攻击核酸和磷酸化分子的水解酶的营养素,以及积极协助将材料运送到细菌细胞中的结合蛋白质。周质空间还具有合成肽聚糖的酶,并改变可能对细胞造成伤害的毒性元素。

肽聚糖

  • 革兰阴性细菌细胞壁具有薄的肽聚糖层,该层在质膜上方发现,制备细胞的约5-%干重。一些细菌就像大肠杆菌具有2nm厚的肽聚糖(2-3片肽聚糖)。

外膜和脂多糖

  • 外膜位于薄肽聚糖层之上。这种膜是由布劳恩的脂蛋白它与肽聚糖共价结合,并通过疏水端嵌入外膜。的布劳恩的脂蛋白与外膜和肽聚糖紧密相连。
  • 革兰氏阴性细胞壁也被增强粘附的网站在外膜上起到允许细胞接触和膜融合的作用。物质通过这些粘附位点进入细胞。
  • 外膜主要由纤维组成LipopolysAccacharides(LPSS)这是由脂质和碳水化合物组成的大型复杂分子。脂多糖由3个单位组成:脂质A,核心多糖和O侧链.最受欢迎的革兰氏阴性细菌脂多糖是鼠伤寒沙门菌。脂质组合单元构成两个葡萄糖胺糖,各自含有三种脂肪酸和焦磷酸盐,脂多糖突出的任何左侧部分从膜的表面中出来。
  • o侧链也被称为O抗原是一条从核心向外延伸的链条。它是由糖组成的,能引起不同菌株之间的差异。这些O抗原也是细菌逃避抗体反应的原因。
  • 脂多糖还负责保护细胞壁免受外部攻击。
  • LPSs带负电荷,使细胞表面带负电荷。这样就稳定了膜的结构。
  • 脂质A是脂多糖的有毒成分,因此起内毒素作用。
  • 革兰氏阴性菌的外膜及其脂多糖对防止抗生素、胆盐等有毒元素进入和破坏细胞起着重要作用。
  • 因此,外膜是由孔蛋白组成的,这使得它可以渗透,允许小分子如葡萄糖进入。
  • 像维生素B12这样的大分子通过特定载体通过外膜运输
  • 外膜也有助于防止成分的损失,特别是从质周间隙。

革兰氏阴性菌的种类、病理及临床意义

革兰氏阴性菌是已知的正常菌群,除了一些引起严重的人类感染,从社区获得性感染到医院获得性感染。它们会引起严重感染,如果不及时发现和治疗,其中一些会导致死亡。下表给出了一些革兰氏阴性细菌的例子,以及它们在人类宿主中引起疾病和感染时所表现出的临床特征。

革兰氏阴性细菌 病理:临床特征
淋病
  • 男性(尿道)和女性(阴道和宫颈)的泌尿生殖道感染,与脓性尿道分泌物和排尿疼痛有关。感染可能进展到子宫,导致输卵管炎(输卵管炎症)、盆腔炎(PID)和纤维化。
  • 患有输卵管炎的妇女可能会不孕。
  • 与便秘、排便疼痛和脓性分泌物相关的男性肾脏感染。
  • 如果发生脓性咽部渗出,则咽炎。
  • 新生儿在分娩时通过子宫颈获得的新生儿眼炎。
  • 传播与发烧相关的感染;痛苦,脓性关节炎;肌肤上的小,单,散落的脓疱,由于毛细血管的扩张或充血而具有红绿腺(红色)碱。
  • 坏死可能会发展。
脑膜炎奈瑟氏菌
  • 如果脑膜炎细菌侵入血液,伴随高烧,脑膜炎会迅速传播,导致脑膜炎球菌血症。它还能扩散并侵入大脑屏障,导致化脓性脑膜炎,伴有发热、严重头痛、关节疼痛和瘀点和/或紫癜性皮疹。
  • 败血症发生在感染后的前12小时内,可发展为暴发性败血症和休克,尤其是儿童,称为Waterhouse-Friderichsen综合征)
大肠杆菌
  • 肠道疾病包括;肠毒性(ETEC)、肠致病性(EPEC)、肠出血性(EHEC)、肠侵袭性(EIEC)和肠聚集性(EAEC)。它们都与腹泻有关(水样或/和血样)。
  • 肠外疾病,如尿路感染包括膀胱炎和肾盂肾炎、新生儿脑膜炎和院内获得性感染,如败血症/菌血症、内毒素休克和肺炎。
沙门氏菌SPP.
  • 伤寒和肠热病的特点是发热、腹痛,严重的症状包括寒战、出汗、头痛、厌食、虚弱、喉咙痛、咳嗽、肌痛和腹泻或便秘。
  • 肠胃炎(沙门氏菌病)的特征是恶心,呕吐,无血性腹泻。
  • 与腹部感染(肝、胆道和脾脏)相关的菌血症;骨髓炎;脓毒性关节炎
Campylobacter Jejuni.
  • 它会引起肠道和肠道外疾病,并伴有全身发热、头痛、肌痛、腹部绞痛和腹泻,可能是血,也可能不是血。
  • 它通常会导致旅行者的腹泻和假性插曲炎,症状模拟阑尾炎而没有附录的炎症)。
  • 菌血症(通常是暂时性的)可能发生,最常见于婴儿和老年人。
沙门氏菌痢疾人
  • 志贺氏菌病(细菌性痢疾),特征为带血腹泻、粪便粘液和疼痛的腹部绞痛。
霍乱霍乱
  • 霍乱伴随大量水样腹泻身体大量流失液体和电解质
幽门螺杆菌
  • 急性胃炎与腹泻
  • 浅表性胃炎与椎弓带不适相关,导致十二指肠溃疡和胃溃疡。
  • 持续溃疡可能导致粘膜相关淋巴瘤肿瘤。
肺炎克雷伯菌
  • 它会引起泌尿道感染和院内获得性菌血症。
铜绿假单胞菌
  • 它会导致手术受伤患者的院内机会性感染,通过导管和呼吸器侵入身体。
  • 角膜炎和眼内炎损伤后形成的伤口,与坏死性耳炎相关。
  • 皮肤伤口感染。
  • 呼吸道感染以肺炎症状为特征。
  • 胃肠道感染伴腹泻。
  • 婴儿坏死性小肠结肠炎。
  • 全身感染与败血症,肺炎,骨骼和关节感染,感染中枢神经系统(CNS)和住院患者软组织感染。

革兰氏阴性菌抗菌剂

抗菌剂对细菌的病原体被称为抗生素。这些抗生素通过阻断或抑制细菌细胞的某些机制来启动细菌细胞的增殖和复制。下表列出了用于治疗革兰氏阴性菌的抗生素的例子。

抗生素 作用方式 细菌
头孢菌素:头孢曲松 通过结合青霉素结合蛋白质和负责合成肽聚糖的酶来破坏细胞 Neisseria淋病

奈瑟氏菌属meningitides

铜绿假单胞菌

四环素:强力霉素 通过防止30s核糖体在30s的伸长率来抑制蛋白质合成 奈瑟
Streptogramins 通过阻止50核糖体的多肽伸长来抑制蛋白质合成 奈瑟
Β -lactam:青霉素G 通过破坏用于肽聚糖合成的青霉素结合蛋白和酶来抑制细胞合成 脑膜炎奈瑟氏菌

假单胞菌aureginosa

利福平:利福霉素 通过防止结合DNA依赖性RNA聚合酶的转录抑制核酸合成 奈瑟氏菌属meningitides

大肠杆菌

大环内酯物:红霉素、阿奇霉素、克拉霉素 通过阻止50核糖体多肽的伸长来抑制细菌蛋白质合成 Neisseria淋病

Campylobacter Jejuni.

志贺氏杆菌dysenterae

幽门螺杆菌

铜绿假单胞菌

四环素:强力霉素 通过阻止30秒核糖体的多肽伸长来抑制蛋白质合成 奈瑟

霍乱霍乱

喹诺酮类:氟喹诺酮类原料药,环丙沙星 通过结合DNA旋回酶α亚基抑制核酸合成 Eschericia杆菌

伤寒沙门氏菌甲型副伤寒/(肠溶和伤寒)

弯曲杆菌jujeni

志贺氏杆菌dysenterae

假单胞菌aureginosa

氨基糖甙类 它们通过从30度的核糖体中过早地产生异常的肽链来抑制蛋白质的合成 大肠杆菌(局部和全身感染
磺胺酰胺:磺胺甲恶唑 它们是抑制二氢叶酸合酶和干扰叶酸合成的抗代谢物质 Eschericia杆菌(尿路感染和全身性疾病)
甲氧苄氨嘧啶 它们是抗代谢物,可以抑制二氢叶酸还原酶的作用,并破坏叶酸的合成 大肠杆菌(尿)

工具书类

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