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革蘭氏陽性菌

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革蘭氏染色法的意義就在於鑒別細菌,把眾多的細菌分為兩大類,革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。大多數化膿性球菌都屬於革蘭氏氏陽性菌,它們能產生外毒素使人致病,而大多數腸道菌多屬於革蘭氏陰性菌,它們產生內毒素,靠內毒素使人致病。

1 革蘭氏陽性菌 - 革蘭氏陽性菌


 自然革蘭氏陽性菌界存在多種多樣病菌,如何將這些病菌加以鑒別、分類,並選擇有效藥物進行治療這是很重要的問題。革蘭氏染色法,能夠把細菌分為兩大類:採用這種染色方法,是先用龍膽紫(亦稱結晶紫)來染病菌,所有細菌都染成了紫色,然後再塗以革蘭氏碘液,來加強染料與菌體的結合,再用95%的酒精來脫色20~30秒鐘,有些細菌不被脫色,仍保留紫色,有些細菌被脫色變成無色,最後再用復紅或沙黃復染1分鐘,結果已被脫色的細菌被染成紅色,未脫色的細菌仍然保持紫色,不再著色,這樣,凡被染成紫色的細菌稱為革蘭氏陽性菌;染成紅色的稱為革蘭氏陰性菌。革蘭氏染色法的意義就在於鑒別細菌,把眾多的細菌分為兩大類,革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。大多數化膿性球菌都屬於革蘭氏氏陽性菌,它們能產生外毒素使人致病,而大多數腸道菌多屬於革蘭氏陰性菌,它們產生內毒素,靠內毒素使人致病。常見的革蘭氏陽性菌有:葡萄球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、白喉桿菌、破傷風桿菌等;常見的革蘭氏陰性菌有痢疾桿菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、百日咳桿菌、霍亂弧菌及腦膜炎雙球菌等。在治療上,大多數革蘭氏陽性菌都對青霉素敏感;而革蘭氏陰性菌則對青霉素不敏感,而對鏈黴素、氯黴素等敏感。所以首先區分病原菌是革蘭氏陽性菌還是陰性菌,在選擇抗生素方面意義重大。 

2 革蘭氏陽性菌 -名字由來

 細菌中的一大類。為對細菌進行分類,常用一種染色方法,即先將細菌塗在玻片上,用結晶紫初染,加入碘液後用酒精脫色。最後用稀復紅復染,經這一系列處理后,菌體呈現紫色的為革蘭氏陽性菌,如乳酸桿菌、破傷風桿菌、鏈球菌、葡萄球菌等,均屬這種類型;反之,經一系列處理后,菌體呈紅色的為革蘭氏陰性菌,如痢疾桿菌、腦膜炎雙球菌等,屬革蘭氏陰性細菌。這種方法最初是丹麥醫師革蘭首先發現和使用的,所以得此名。

革蘭氏陽性菌革蘭氏陽性菌

 

3 革蘭氏陽性菌 -結構特點

革蘭氏陽性菌細胞壁較厚,約20~80nm。肽聚糖含量豐富,有15~50層,每層厚度1nm,約佔細胞乾重的50~80%。此外,尚有大量特殊組份磷壁酸(teichoic acid)。 磷壁酸是由核糖醇(ribitol)或甘油(glyocerol)殘基經由磷酸二鍵互相連接而成的多聚物。磷壁酸分壁磷壁酸(wall teichoic acid)和膜磷壁酸(membrane teichoic acid)兩種,前者和細胞壁中肽聚糖的n-乙醯胞壁酸連結,膜磷壁酸又稱脂磷壁酸(lipteichoic acid)和細胞膜連結,另一端均遊離於細胞壁外。磷壁酸抗原性很強,是革蘭氏陽性菌的重要表面抗原;在調節離子通過粘肽層中起作用;也可能與某些酶的活性有關;某些細菌的磷壁酸,能粘附在人類細胞表面,其作用類似菌毛,可能與致病性有關。此外,某些革蘭氏陽性菌細胞壁表面還有一些特殊的表面蛋白,如a蛋白等,都與致病有關。 

革蘭氏陽性菌革蘭氏陽性菌的細胞壁

 

 

 

 

革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構顯著不同,導致這兩類細菌在染色性、抗原性、毒性、對某些藥物的敏感性等方面的很大差異。   

革蘭氏染色的結果取決於細菌細胞壁的結構即革蘭氏染色原理為:  
G﹢菌:細胞壁厚,肽聚糖網狀分子形成一種透性障,當乙醇脫色時,肽聚糖脫水而孔障縮小,故保留結晶紫-碘複合物在細胞膜上。呈紫色。  

G+菌細胞壁示意圖G+菌細胞壁示意圖

  

 

 

 

Gˉ菌:肽聚糖層薄,交聯鬆散,乙醇脫色不能使其結構收縮,其脂含量高,乙醇將脂溶解,縫隙加大,結晶紫-碘複合物溶出細胞壁,沙黃復染后呈紅色。

G-菌細胞壁示意圖G-菌細胞壁示意圖

 

 

 

 

革蘭氏陽性菌細胞壁厚約20-80nm,有15-50層肽聚糖片層,含20-40%的磷壁酸。革蘭氏陰性菌細胞壁厚約10nm,僅2-3層肽聚糖,另外還有脂多糖、細菌外膜和脂蛋白。   

放線菌是另一大類革蘭氏陽性菌,根據DNA中鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的含量,放線菌被稱為高G+C革蘭氏陽性菌,而厚壁菌被稱為低G+C革蘭氏陽性菌。如果細胞的第二層膜是衍生特徵,這兩類革蘭氏陽性菌可能是細菌基部的分支,否則它們可能組成關係相對較近的單系群。它們被認為可能是古細菌和真核生物的祖先,因為它們都缺乏第二層膜,並且具有一些生化上的相似性,比如含有固醇類。此外,儘管恐球菌-棲熱菌(Deinococcus-Thermus)類細菌結構上類似革蘭氏陰性菌,但也可被染成革蘭氏陽性

4 革蘭氏陽性菌 -實際意義

常見的革蘭氏陽性菌有:葡萄球菌(Staphylococcus)、鏈球菌(Streptococcus)、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、白喉桿菌、破傷風桿菌等;常見的革蘭氏陰性菌有痢疾桿菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、百日咳桿菌及霍亂弧菌等。

在治療上,大多數革蘭氏陽性菌都對青霉素敏感(結核桿菌對青霉素不敏感);而革蘭氏陰性菌則對青霉素不敏感(但奈瑟氏菌中的流行性腦膜炎雙球菌和淋病雙球菌對青霉素敏感),而對鏈黴素、氯黴素等敏感。所以首先區分病原菌是革蘭氏陽性菌還是陰性菌,在選擇抗生素方面意義重大。

5 革蘭氏陽性菌 -原理學說

革蘭氏染色原理目前有三種觀點:等電點學說、化學學說和滲透學說。

等電點學說

革蘭氏陽性菌的等電點在pH2-3,比陰性菌(pH4-5)低,加之碘為弱氧化劑,可降低革蘭氏陽性菌的等電點,致使兩類菌的等電點差異擴大,因此陽性菌和鹼性染料的結合力比陰性菌更強。

化學學說

 碘液在菌體內與結晶紫結合后又和菌體內核糖核酸鎂鹽-蛋白質複合物結合,此結合物不易被丙酮酒精脫掉,呈革蘭氏染色陽性。因革蘭氏陰性菌缺乏核糖核酸鎂鹽,故對碘與結晶紫結合物攝取少,且不牢固,易被丙酮酒精脫色而呈革蘭氏染色陰性。

滲透學說

乙醇使陽性菌所含粘肽多糖脫水而致細胞壁間隙縮小,通透性降低,在菌體內保留了染料-碘複合物,呈紫色。陰性菌含粘肽少,細胞壁變化不大,通透性不受影響,菌體內的染料-碘複合物較易透出,失去紫色,被複染成為紅色。   

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