Грамм пятно


Грамовое пятно ( окрашивание грамма или метод грамма )-это метод окрашивания, используемый для классификации бактериальных видов по две большие группы: грамположительные бактерии и грамотрицательные бактерии . Он также может быть использован для диагностики грибковой инфекции . [ 1 ] Название происходит от датского бактериолога Ганса Кристиана Грэма , который разработал технику в 1884 году. [ 2 ]
Окрашивание грамма дифференцирует бактерии по химическим и физическим свойствам их клеточных стен . Грамположительные клетки имеют толстый слой пептидогликана в клеточной стенке, который сохраняет первичное окрашивание, кристаллическое фиолетовое . Грам-негативные клетки имеют более тонкий пептидогликан слой, который позволяет кристаллическому фиолетовому вымывать добавление этанола . Они окрашены в розовый или красный [ 3 ] Обычно сафранин или фуучин . Раствор йода Лугола всегда добавляется после добавления кристаллической фиолетовой, чтобы укрепить связи пятна с помощью клеточной мембраны .
Окрашивание грамма почти всегда является первым шагом в идентификации бактериальной группы. В то время как окрашивание грамма является ценным диагностическим инструментом как в клинических, так и в исследованиях, не все бактерии могут быть окончательно классифицированы по этой технике. Это порождает грамм-переменную и не-грамовую группировку.
История
[ редактировать ]Этот метод назван в честь его изобретателя, датского ученого Ганса Кристиана Грэма (1853–1938), который разработал эту технику, работая с Карлом Фридландером в морге городской больницы в Берлине в 1884 году. Грамм разработал свою технику не для целей. Отделение одного типа бактерии от другой, но чтобы сделать бактерии более заметными в окрашенных участках ткани легких. [ 4 ] Грамм заметил, что некоторые бактериальные клетки обладают заметной устойчивостью к обесцвечиванию. Основываясь на этих наблюдениях, Грам разработал начальную процедуру окрашивания грамма, первоначально используя анилин-гентскую фиолетовую Эрлиха, йод Лугола, абсолютный алкоголь для обесцвечивания и Бисмарк Браун для противостояния. [ 5 ] Он опубликовал свой метод в 1884 году и включил в свой короткий отчет о том, что тайф Бациллус не сохранил пятно. [ 6 ] Грамм изначально не проходил различие между грамотрицательными и грамположительными бактериями, используя его процедуру. [ 5 ]
Использование
[ редактировать ]
Окрашивание грамма является бактериологической лабораторной техникой [ 7 ] Используется для дифференциации бактериальных видов на две большие группы ( грамположительные и грамотрицательные ) на основе физических свойств их клеточных стен . [ 8 ] [ страница необходима ] Окрашивание грамма также может быть использовано для диагностики грибковой инфекции . [ 1 ] Окрашивание грамма не используется для классификации Archaea , поскольку эти микроорганизмы дают широко различные ответы, которые не следуют за их филогенетическими группами . [ 9 ]
Некоторые организмы являются граммами-переменными (что означает, что они могут окрасить либо отрицательные, либо положительные); Некоторые не окрашены ни одной красителем, используемой в технике Грамма, и не видны. [ Цитация необходима ]
Медицинский
[ редактировать ]Пятна Грамма выполняются на тела жидкости или биопсии при инфекцию подозрении на . Грамовые пятна дают результаты гораздо быстрее, чем культивирование , и особенно важны, когда инфекция будет иметь важное значение в лечении и прогнозе пациента; Примерами являются спинномозговая жидкость для менингита и синовиальной жидкости для септического артрита . [ 10 ] [ 11 ]
Механизм окрашивания
[ редактировать ]
Грамположительные бактерии имеют толстую сетчатую клеточную стенку, изготовленную из пептидогликана (50–90% огибающей клеток), и в результате окрашены фиолетовым кристаллическим фиолетовым, тогда как грамотрицательные бактерии имеют более тонкий слой (10% клетки Оболочка), поэтому не сохраняйте фиолетовое пятно и являются контр-розовым саранином. Есть четыре основных шага граммового пятно:
- Применение первичного пятна ( кристаллического фиолетового ) на мазок бактериальной культуры. Тепловая фиксация убивает некоторые бактерии, но в основном используется для прикрепления бактерий к слайду, чтобы они не ополаскивали во время процедуры окрашивания.
- Добавление йода , которое связывается с кристаллической фиолетовой и ловит его в клетке
- Быстрое обесцвечивание с помощью этанола или ацетона
- Отстаивать с сафранином . [ 12 ] Карбол Фуксин иногда заменяется сафранином, поскольку он более интенсивно окрашивает анаэробные бактерии, но его реже используется в качестве контратака. [ 13 ]
Применение | Реагент | Цвет ячейки | |||
---|---|---|---|---|---|
Грамположительный | Грамотрицательный | ||||
Первичный краситель | Кристаллическая фиолетовая | фиолетовый | фиолетовый | ||
Ловчик | йод | фиолетовый | фиолетовый | ||
Обедолоритель | алкоголь / ацетон | фиолетовый | бесцветный | ||
Столовое пятно | Сафранин / Карбол Фуксин | фиолетовый | розовый или красный |
Кристаллическая фиолетовая (CV) диссоциирует в водных растворах в CV +
и хлорид ( кл −
) ионы. Эти ионы проникают в клеточную стенку как грамположительных, так и грамотрицательных клеток. CV +
Ион взаимодействует с отрицательно заряженными компонентами бактериальных клеток и окрашивает клетки фиолетовых. [ 14 ]
Йодид ( я −
или я −
3 ) Взаимодействовать с резюме +
и образует большие комплексы кристаллической фиолетости и йода (CV - I) во внутренних и внешних слоях клетки. Йод часто называют мондантом , но является отловкой агентом, который предотвращает удаление комплекса CV - I и, следовательно, окрашивает ячейку. [ 15 ]
Когда добавляется депроеклизатор, такой как спирт или ацетон, он взаимодействует с липидами клеточной мембраны. [ 16 ] Грамотрицательная клетка теряет свою внешнюю липополисахаридную мембраду, а внутренний слой пептидогликана остается открытым. Комплексы CV-I промываются из грамотрицательной клетки вместе с внешней мембраной. [ 17 ] Напротив, грамположительная клетка обезвоживается от лечения этанолом. Большие комплексы CV-I попадают в грамположительную клетку из-за многослойной природы его пептидогликана. [ 17 ] Этап обесцвечивания является критическим и должен быть рассчитано правильно; Кристаллическое фиолетовое пятно удаляется как из грамположительных, так и из отрицательных клеток, если деколорирующий агент остается слишком долго (вопрос секунды). [ 18 ]
После обесцвечивания грамположительная клетка остается фиолетовой, а грамотрицательная клетка теряет фиолетовый цвет. [ 18 ] Contrestain, который обычно положительно заряжается сафранином или основным фуксином, применяется последним, чтобы придать обесцвеченным грамотрицательным бактериям розовый или красный цвет. [ 3 ] [ 19 ] Как грамположительные бактерии, так и грамотрицательные бактерии поднимают контратаку. Противостояние, однако, невидится на грамположительных бактериях из-за более темного кристаллического фиолетового пятна. [ Цитация необходима ]
Примеры
[ редактировать ]Грамположительные бактерии
[ редактировать ]
Грамположительные бактерии обычно имеют одну мембрану ( монодерму ), окруженную толстым пептидогликаном. За этим правилом следует два Phyla: Bacillota (за исключением классов Mollicutes и Ontivicutes ) и Actinomycetota . [ 8 ] [ 20 ] Напротив, членами хлорфлексоты ( зеленая нельфурская бактерии) являются монодермиями, но обладают тонкими или отсутствующими (классовыми дегалококкоидами ) пептидогликаном и могут окрасить отрицательный, положительный или неопределенный; Члены деинококкоты окрашивают положительные, но являются годы с толстым пептидогликаном. [ 8 ] [ страница необходима ] [ 20 ]
Прочность клеточной стенки усиливается тейхойными кислотами, гликополимерными веществами, встроенными в пептидогликан. Тейхозные кислоты играют множественные роли, такие как генерирование чистого негативного заряда клетки, способствуя жесткости клеточной стенки и поддержанию формы, а также помощь в делении клеток и устойчивость к различным стрессовым факторам, включая тепло и соль. Несмотря на плотность слоя пептидогликана, он остается относительно пористым, что позволяет большинству веществ проникать. Для более крупных питательных веществ грамположительные бактерии используют экзоэнзименты, секретируемые внеклеточно для разрушения макромолекул вне клетки. [ 21 ]
Исторически , грамположительные формы составляли Phylum фирмут , название, которое теперь используется для самой большой группы. Он включает в себя множество известных родов, таких как Lactobacillus, Bacillus , Listeria , Staphylococcus , Streptococcus , Enterococcus и Clostridium . [ 22 ] Он также был расширен, чтобы включить Mollicutes, бактерии, такие как микоплазма и термоплазма, в которой отсутствуют клеточные стенки и поэтому не могут быть окрашены граммом, но из таких форм. [ 23 ]
Некоторые бактерии имеют клеточные стенки, которые особенно искусны при сохранении пятен. Они будут выглядеть положительными для граммового пятна, хотя они не тесно связаны с другими грамположительными бактериями. Они называются кислотными бактериями и могут быть дифференцированы от других грамположительных бактерий с помощью специальных процедур окрашивания . [ 24 ]
Грамотрицательные бактерии
[ редактировать ]
Грамотрицательные бактерии обычно обладают тонким слоем пептидогликана между двумя мембранами ( Diderm ). [ 25 ] Липополисахарид (LPS) является наиболее распространенным антигеном на клеточной поверхности большинства грамотрицательных бактерий, способствуя 80% внешней мембраны E.coli и сальмонеллы . [ 26 ] Эти молекулы LPS, состоящие из O-антигена или о-полисахарида, основного полисахарида и липида A, служат нескольким функциям, включая способность к отрицательному заряду клетки и защиту от определенных химических веществ. Роль LPS имеет решающее значение для взаимодействий с хозяином-патогеном, причем O-антиген вызывает иммунный ответ и липид, действуя как эндотоксин. [ 21 ]
Кроме того, внешняя мембрана действует как селективный барьер, регулируемый поринами, трансмембранные белки образуют поры, которые позволяют проходить специфические молекулы. Пространство между клеточной мембраной и внешней мембраной, известной как периплазма, содержит периплазматические ферменты для обработки питательных веществ. Значительный структурный компонент, связывающий слой пептидогликана и внешнюю мембрану, представляет собой липопротеин Брауна, который обеспечивает дополнительную стабильность и прочность бактериальной клеточной стенке. [ 21 ]
Большинство бактериальных фил являются грамотрицательными, включая цианобактерии , бактерии зеленого серы и большинство псевдомонадоты (исключения являются некоторыми членами Rickettsiales насекомых и эндосимбионтами ). [ 8 ] [ страница необходима ] [ 20 ]
Грамм-переменные и грамо-нерегистрированные бактерии
[ редактировать ]Некоторые бактерии, после окрашивания грамм-пятном, дают грамм-переменную схему: наблюдается смесь розовых и фиолетовых клеток. [ 17 ] [ 27 ] В культурах Bacillus, Butyrivibrio и Clostridium снижение толщины пептидогликана во время роста совпадает с увеличением количества клеток, которые окрашивают грамотрицательные. [ 27 ] Кроме того, во всех бактериях, окрашенных с использованием граммового пятна, возраст культуры может влиять на результаты пятна. [ 27 ]
Грам-нерегистрированные бактерии не реагируют предсказуемо на окрашивание грамма и, следовательно, не могут быть определены как грамположительные или грамотрицательные. Примеры включают в себя множество видов микобактерии , в том числе микобактерий Bovis , Mycobacterium leprae и Mycobacterium Tuberculosis , два из которых являются причинными агентами проказы и туберкулеза, соответственно. [ 28 ] [ 29 ] Бактерии рода микоплазмы не имеют клеточной стенки вокруг их клеточных мембран , [ 10 ] Это означает, что они не окрашивают методом Грэма и устойчивы к антибиотикам, которые нацелены на синтез клеточной стенки. [ 30 ] [ 31 ]
Орфографическая нота
[ редактировать ]Термин окрашивание грамма происходит от фамилии Ганса Кристиана Грэм ; Поэтому эпоним ( грамм ) заглавный, но не общее существительное (пятно), как обычно для научных терминов. [ 32 ] Первоначальные буквы грамположительного и грамотрицательного , которые являются одноименными прилагательными , могут быть либо капиталом G , либо строчной работой G , в зависимости от того, какое руководство по стилю (если таковое имеется) регулирует написанный документ. Стиль строк используется Центрами США по контролю и профилактике заболеваний , а также с режимами стиля, такими как стиль AMA . [ 33 ] Словари могут использовать нижний регистр, [ 34 ] [ 35 ] прописное, [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] или оба. [ 40 ] [ 41 ] или негативное использование в верхнем регистре Положительное или грамотрицательное использование также распространено во многих научных журнальных статьях и публикациях. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] Когда статьи отправляются в журналы, каждый журнал может или не может применять стиль дома к версии Postprint . Версии препринта содержат какой -либо стиль, который автор пользуется. Даже режимы стиля, которые используют нижние регистра для прилагательных грамположительных и грамотрицательных, по-прежнему обычно используют капитал для граммового пятна . [ Цитация необходима ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный «Грамм пятно: медицинский тест MedlinePlus» . medlineplus.gov .
- ^ Колко Р. (2005). "Грамовая окрашивание". Текущие протоколы в микробиологии . Приложение 3 (1): Приложение 3C. doi : 10.1002/9780471729259.mca03cs00 . ISBN 978-0471729259 Полем PMID 18770544 . S2CID 32452815 .
- ^ Jump up to: а беременный Беверидж, TJ; Дэвис, JA (ноябрь 1983 г.). «Клеточные реакции Bacillus subtilis и Escherichia coli на окрашивание грамма» . Журнал бактериологии . 156 (2): 846–58. doi : 10.1128/jb.156.2.846-858.1983 . PMC 217903 . PMID 6195148 .
- ^ Австриец Р. (1960). «Грамм пятно и этиология лобарской пневмонии, историческая нота» . Бактериологические обзоры . 24 (3): 261–265. doi : 10.1128/mmbr.24.3.261-265.1960 . PMC 441053 . PMID 13685217 .
- ^ Jump up to: а беременный Варфоломей, Джеймс В.; Миттвер, Тод (март 1952 г.). «Грамм пятно» . Бактериологические обзоры . 16 (1): 1–29. doi : 10.1128/br.16.1.1-29.1952 . ISSN 0005-3678 . PMC 180726 . PMID 14925025 .
- ^ Грэм, Ганс Кристиан (1884). «С помощью изолированной окраски шизомицетов при резке и сухой препаратах». Прогресс медицины (на немецком языке). 2 : 185–189. Полем
Английский перевод в: Брок, Т.Д. (1999). Вехи в микробиологии 1546–1940 (2 -е изд.). ASM Press. С. 215–218. ISBN 978-1-55581-142-6 .
Перевод также по адресу: Брок, ТД "Пионеры в области медицинской лабораторной науки: Кристиан Грэм 1884" . Hoslink.com . Получено 27 июля 2010 года . - ^ Райан, KJ; Рэй, CG, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4 -е изд.). МакГроу Хилл. с. 232f. ISBN 978-0838585290 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Мэдиган, MT; Martinko, J.; Паркер, Дж. (2004). Брок биология микроорганизмов (10 -е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-13-066271-2 .
- ^ Beveridge, TJ (2001). «Использование граммового пятна в микробиологии». Биотехнический и гистохимия . 76 (3): 111–118. doi : 10.1080/714028139 . PMID 11475313 .
- ^ Jump up to: а беременный Райан К.Дж., Рэй К.Г. (редакторы) (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4 -е изд.). МакГроу Хилл. С. 409–12. ISBN 978-0-8385-8529-0 .
{{cite book}}
:|author=
имеет общее имя ( справка ) - ^ Søgaard, M.; Nørgaard, M.; Schønheyder, H. (2007). «Первое уведомление о положительных культурах крови: высокая точность отчета о грамм -пятнах» . Журнал клинической микробиологии . 45 (4): 1113–1117. doi : 10.1128/jcm.02523-06 . PMC 1865800 . PMID 17301283 .
- ^ Блэк, Жаклин Г. (1993). Микробиология: принципы и исследования . Прентис Холл. п. 65
- ^ «Медицинская химическая корпорация» . Med-chem.com . Получено 9 марта 2016 года .
- ^ Лебофф, Майкл (2014). Теория и применение лаборатории микробиологии (3 -е изд.). Энглвуд, Колорадо: издательская компания Morton. п. 105. ISBN 978-1617312809 .
- ^ «Теория пятен - что не является монтированием» . PANTINSFILE.INFO . Архивировано с оригинала 9 марта 2016 года . Получено 9 марта 2016 года .
- ^ "Грамм пятно" . Микробугз . Остинский общественный колледж. Архивировано с оригинала 2017-05-26 . Получено 2017-05-26 .
- ^ Jump up to: а беременный в Тим, Сэндл (21 октября 2015 г.). Фармацевтическая микробиология: основы для обеспечения качества и контроля качества . Elsevier Science. ISBN 9780081000229 Полем OCLC 923807961 .
- ^ Jump up to: а беременный Харди, Джей; Мария, Санта. «Счастливое пятно Грэма» (PDF) . Диагностика Харди . Архивировано (PDF) из оригинала 2017-03-24.
- ^ Дэвис, JA; Андерсон, ГК; Беверидж, TJ; Кларк, HC (ноябрь 1983 г.). «Химический механизм окрашивания грамма и синтез нового электронного маркера для электронной микроскопии, который заменяет йод Мордант пятна» . Журнал бактериологии . 156 (2): 837–845. doi : 10.1128/jb.156.2.837-845.1983 . PMC 217902 . PMID 6195147 .
- ^ Jump up to: а беременный в Бреннер, Дон Дж.; Криг, Ноэль Р.; Стейли, Джеймс Т. (26 июля 2005 г.) [1984]. Гаррити, Джордж М. (ред.). Вводные очерки . Руководство по систематической бактериологии Берджи. Тол. 2а (2 -е изд.). Нью -Йорк: Спрингер. п. 304. ISBN 978-0-387-24143-2 Полем Британская библиотека нет. GBA561951.
- ^ Jump up to: а беременный в Bruslind, Linda (2019-08-01). Общая микробиология . Орегонский государственный университет.
- ^ Гальперин, Майкл Ю. (27 декабря 2013 г.). «Разнообразие генома плавковых фирм, образующих спор» . Микробиологический спектр . 1 (2): TBS-0015-2012-. doi : 10.1128/microbiolpectrum.tbs-0015-2012 . ISSN 2165-0497 . PMC 4306282 . PMID 26184964 .
- ^ Хашем, Хэмс Х. "Практическая медицинская микробиология" . Университет Аль-Кадисия . [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Кислотное быстрое пятно» . www2.highlands.edu . Грузия Хайлендский колледж. Архивировано с оригинала 10 июня 2017 года . Получено 10 июня 2017 года .
- ^ Мегриан Д., Таиб Н., Виттвиновский Дж., Грибальдо С. (2020). «Одна или две мембраны? Firticutes Dower Dower оспаривает грамположительный/грамотрицательный разрыв» . Молекулярная микробиология . 113 (3): 659–671. doi : 10.1111/mmi.14469 . PMID 31975449 . S2CID 210882600 .
- ^ Avila-Calderón Ed, Ruiz-Palma MD, Crongras-Rodríguez A (2021). «Внешние мембранные везикулы грамотрицательных бактерий: перспективы биогенеза» . Границы в микробиологии . 12 : 557902. DOI : 10.3389/fmicb.2021.557902 . PMC 7969528 . PMID 33746909 .
- ^ Jump up to: а беременный в Беверидж, Терри Дж. (Март 1990 г.). «Механизм изменчивости грамма в избранных бактериях» . Журнал бактериологии . 172 (3): 1609–1620. doi : 10.1128/jb.172.3.1609-1620.1990 . PMC 208639 . PMID 1689718 .
- ^ Блэк, Жаклин (2012). Микробиология: принципы и исследования (8 -е изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 68. ISBN 978-0-470-54109-8 .
- ^ Рейнольдс, Дж.; Мойес, РБ; BRAUCHELL, DP (2009). «Приложение 3». Дифференциальное окрашивание бактерий: кислотное быстрое пятно . Тол. Приложение 3. С. Х. Дои : 10.1002/9780471729259.mca03HS15 . ISBN 978-0471729259 Полем PMID 19885935 . S2CID 45685776 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помощь ) - ^ Lee EH, Winter HL, Van Dijl JM, Metzemaekers JD, Arends JP (декабрь 2012 г.). «Диагностика и антимикробная терапия микоплазмы Hominis менингита у взрослых». Международный журнал медицинской микробиологии . 302 (7–8): 289–92. doi : 10.1016/j.ijmm.2012.09.003 . PMID 23085510 .
- ^ Gautier-Bouchardon AV (июль 2018 г.). «Устойчивость к антимикробным препаратам в Mycoplasma spp». Микробиологический спектр . 6 (4): 425–446. doi : 10.1128/microbiolspec.arba-0030-2018 . ISBN 9781555819798 Полем PMID 30003864 . S2CID 51616821 .
- ^ Уоддингем, Энн (28 августа 2014 г.). Правила Нового Харта: Руководство по Оксфордскому стилю . Издательство Оксфордского университета. п. 105. ISBN 978-0199570027 .
- ^ «Предпочтительное использование» . Новое руководство по стилю инфекционных заболеваний . Центры для контроля и профилактики заболеваний .
- ^ «Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда» (32 -е изд.). Elsevier . Получено 5 июня 2020 года . Используйте поисковые термины, такие как gram-negative.
- ^ «Грам-позитив» , Merriam-Webster , Encyclopædia Britannica, Inc.
- ^ «Грамположительный» . Collinsdictionary.com . HarperCollins.
- ^ "Грамм пятно" . Lexico.com . Издательство Оксфордского университета. Архивировано из оригинала 5 июня 2020 года.
- ^ «Грамположительный» . Medicinenet .
- ^ "Грамга с негативным/положительным" . BusinessDictionary.com . Архивировано с оригинала 2016-10-20 . Получено 2016-10-20 .
- ^ «Грам-поф · I · Tive или Gram-Pos · I · tive» . Американский словарь наследия . Хоутон Миффлин.
- ^ Jump up to: а беременный «Грамположительный» . Dictionary.com .
- ^ Браун, Лиза; Вольф, Джули М.; Prados-Rosales, Рафаэль; Casadevall, Arturo (2015). «Через стену: внеклеточные пузырьки в грамположительных бактериях, микобактериях и грибах» . Nature Reviews Microbiology . 13 (10): 620–630. doi : 10.1038/nrmicro3480 . PMC 4860279 . PMID 26324094 .
- ^ Мюллер, Кристен Л. (12 июня 2015 г.). «Обнаружение грамотрицательных бактерий». Наука . 348 (6240): 1218. doi : 10.1126/science.348.6240.1218-O .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
