GRAMPOSITIEVE BACTERIËN: KENMERKEN, STRUCTUUR, ZIEKTEN - BIOLOGIE - 2026

De Gram-positieve bacteriën zijn een groep van prokaryote organismen die donkerblauw of violet worden gekleurd wanneer Gram-kleuring wordt gebruikt. Ze verschillen van gramnegatieve omdat de laatste een vage rode of roze kleur hebben. Dit verschil is te wijten aan de samenstelling van de celomhulling van beide groepen organismen.

Sommige bacteriën kleuren niet met de Gram-kleuring, maar worden ook als Gram-positief beschouwd vanwege hun grote moleculaire gelijkenis met andere leden van de groep. Over het algemeen zijn het zeer diverse organismen en kunnen ze bijvoorbeeld bacil- of kokosnootvormig zijn, endosporen vormen of niet, en mobiel of immobiel zijn.

Corynebacterium diphtheriae laboratoriumcultuur. Genomen en bewerkt uit: Copacopac.

Sommige Gram-positieve bacteriën zijn medisch belangrijk omdat ze pathogeen zijn bij mensen, waaronder bijvoorbeeld vertegenwoordigers van de geslachten Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus en Clostridium, die ziekten veroorzaken die in sommige gevallen fataal kunnen zijn.

Algemene karakteristieken

Hun belangrijkste kenmerk, en waaraan de groep zijn naam ontleent, is het feit dat ze donkerblauw of violet kleuren wanneer ze worden blootgesteld aan de Gram-kleuring. Dit komt door het feit dat ze verschillende lagen peptidoglycanen hebben die onderling zijn verbonden, waardoor een sterk skelet wordt gevormd dat de kleurstof tijdens dit proces vasthoudt en die de celwand vormt.

Deze bacteriën hebben een enkel cytoplasmatisch membraan dat van nature lipide is. Aan de andere kant hebben gramnegatieve bacteriën, in plaats van slechts één, twee lipidemembranen, waarvan er één buiten de celwand ligt.

De twee lagen die de celomhulling vormen (celwand en cytoplasmatisch membraan) zijn verbonden door lipoteichonzuurmoleculen. Deze zuren dienen de bacteriën als chelaatvormers.

Bovendien bevat het teichoïnezuren, die op hun beurt fosfaatgroepen bevatten die het celoppervlak een algemene negatieve lading geven.

Sommige soorten kunnen flagella vertonen en in dergelijke gevallen bevat het slechts twee ringen als ondersteuning in tegenstelling tot de flagella van Gram-negatieve bacteriën die worden ondersteund door vier ringen.

Structuur

Gemiddelde prokaryote cel.

Een typische Gram-positieve bacterie bestaat uit de volgende structuren: een enkel chromosoom (dat niet omgeven is door een kernmembraan), ribosomen, cytoplasma, cytoplasmatisch membraan en celwand. Bovendien kan het flagella, fimbriae of pilis, capsule en sporen bevatten.

Cellulaire muur

Het bestaat uit meerdere lagen peptidoglycanen die een dikke laag vormen, waaraan teichoïnezuren zijn verbonden, dit zijn suikers die worden geassocieerd met het N-acetyl-muraminezuur dat aanwezig is in peptidoglycanen en hun functie is om de celwand te stabiliseren.

Het buitenoppervlak van de peptidoglycaanlaag is over het algemeen bedekt met verschillende soorten eiwitten, afhankelijk van de soort bacterie in kwestie. Een ander kenmerk van de wand van deze bacteriën is de afwezigheid van endotoxinen.

De celwand is gescheiden van het cytoplasmatische membraan door het periplasma, maar beide zijn ook verbonden door middel van lipoteichoïnezuurmoleculen.

Cellulair membraan

Het celmembraan heeft een dunne structuur (8 nm) die wordt weergegeven door een dubbele lipide-laag, met een vetzuur aan de binnenkant van de dubbele laag en glycerol gericht aan de buitenkant van de cel.

Deze samenstelling is vergelijkbaar met die van de meeste biologische membranen, maar verschilt in wezen van het eukaryote celmembraan omdat het sterolen in bacteriën mist.

Cytoplasma

Het is een zeer fijne colloïdale oplossing, cytosol genaamd, waarin ribosomen en andere macromoleculen worden aangetroffen. Het bevat ook een gebied met een lagere dichtheid (de nucleoïde), waarbinnen het erfelijk materiaal zit.

Bacterieel DNA

Het erfelijke materiaal bestaat uit een dubbele DNA-streng in een cirkelvorm en op zichzelf gewikkeld. Dit DNA is niet geassocieerd met histonen, maar wel met andere basiseiwitten.

Fimbriae

De fimbriae zijn filamenteuze structuren van eiwitachtige aard, kleiner in diameter dan flagella en die niet worden gebruikt voor verplaatsing. Hoewel het veel vaker voorkomende structuren zijn in gramnegatieve bacteriën, presenteren een paar grampositieve soorten ze ook.

Capsule

Het is een in het algemeen polysaccharide slijmomhulsel dat een gel vormt die zich aan de cel hecht en zich extern aan de celwand bevindt. Het beschermt de bacteriële cel tegen fagocytose en zijn aanwezigheid wordt geassocieerd met de virulentie van de bacteriën.

Verschillen tussen grampositieve (links) en gramnegatieve (rechts) bacteriën. Genomen en bewerkt vanaf: https://www.scientificaimations.com/.

Sporen

Sommige families van grampositieve staven produceren endosporen die zeer goed bestand zijn tegen ongunstige omstandigheden zoals hoge temperaturen, uitdroging, straling, zuren en ook chemische desinfectiemiddelen.

Ziekten

Ten minste zeven genera Gram-positieve bacteriën bevatten vertegenwoordigers die pathogeen zijn bij mensen: Mycobacterium, Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus en Clostridium. Onder de ziekten die door dit type bacteriën worden veroorzaakt, zijn:

De ziekte van Hansen of lepra

Het is een ziekte die de slijmvliezen, huid, botten, testikels, ogen en perifere zenuwen aantast. Het wordt veroorzaakt door de soort Mycobacterium leprae. Het is een verminkende aandoening die huidletsels, verminderde gevoeligheid voor aanraking, pijn en hitte in beide groepen ledematen kan veroorzaken.

Het kan ook papels of knobbeltjes veroorzaken, weefselvernietiging, zoals neus- of oorschelpkraakbeen, evenals sensorisch verlies van perifere zenuwen. De ziekte van Hansen wordt overgedragen door contact van een persoon in de besmettelijke fase op een gezond persoon met een genetische aanleg voor de ziekte.

De behandeling van de ziekte is lang, kan tot twee jaar duren en bestaat voornamelijk uit de toediening van sulfonen, Dapson (DDS), rifampicine en clofazimine.

Botulisme

Het is een infectieuze vergiftiging veroorzaakt door een neurotoxine dat wordt uitgescheiden door de bacterie Clostridium botulinum. Het veroorzaakt slappe verlamming van skeletspieren en falen van het parasympathische zenuwstelsel omdat het de afgifte van acetylcholine blokkeert, wat de overdracht van de zenuwimpuls verhindert.

Andere symptomen van vergiftiging zijn onder meer niet-reactieve verwijding van de pupillen, buikpijn, droge mond, kortademigheid, moeite met slikken en spreken, dubbel zien, ooglidptosis, obstipatie en verlamming.

Vergiftiging treedt meestal op door de inname van slecht bereid of slecht geconserveerd voedsel, door besmetting van open wonden en zelfs door het opzettelijke gebruik van het toxine voor cosmetische doeleinden of voor de behandeling van neuromusculaire aandoeningen. De behandeling bestaat uit ABE trivalent equine botulinum antitoxine en ademhalingsondersteuning.

Tetanus

Acute ziekte veroorzaakt door de bacterie Clostridium tetani. De neurotoxines die door deze bacterie worden geproduceerd, veroorzaken spasmen, spierstijfheid en instabiliteit van het autonome zenuwstelsel. Het veroorzaakt ook problemen met slikken, koorts, dippneu en samentrekking van het hele lichaam.

De bacteriën produceren twee soorten neurotoxines, tetanolysine en tetanospasmine. Dit laatste is verantwoordelijk voor aanhoudende tonische contracties en clonische contracties die tot spierkrampen leiden.

De bacterie is kosmopolitisch en wordt aangetroffen in de bodem, op de zeebodem, in roestige metalen en in de uitwerpselen van sommige dieren. Het kan worden verkregen door het penetreren van open wonden wanneer ze in contact komen met aarde, mest of ander besmet materiaal, door snijwonden of snijwonden met verroeste materialen en zelfs door het bijten of krabben van dieren.

De behandeling omvat het reinigen van de wonden met waterstofperoxide, het open laten van de wond, het verwijderen van necrotisch weefsel, het toedienen van metronidazol en tetanusserum of humaan tetanusimmunoglobuline. Tetanus kan worden voorkomen met vaccins die met boosters moeten worden gegeven om hun effectiviteit te waarborgen.

Difterie

Difterie is een infectieziekte die wordt veroorzaakt door de bacterie Corynebacterium diphtheriae. Het door deze bacterie afgescheiden toxine veroorzaakt het verschijnen van pseudomembranen op de slijmvliezen van de bovenste luchtwegen en het spijsverteringskanaal en die onder andere keelpijn, koorts, lokale pijn en ontsteking veroorzaken.

De meest voorkomende klinische vormen van de ziekte zijn de faryngeale, tonsillaire, laryngeale, nasale en cutane vormen. De ziekte kan leiden tot de dood door verstikking als gevolg van mechanische obstructie veroorzaakt door de pseudomembranen.

Deze ziekte wordt overgedragen van een zieke op een gezonde persoon via deeltjes die tijdens de ademhaling worden meegevoerd, hoewel ze ook kan worden verkregen door contact met de afscheiding die optreedt in huidlaesies.

De ziekte kan worden voorkomen door vaccinatie met difterietoxoïd, of genezen door gedurende twee weken erytromycine (oraal of parenteraal), penicilline G of Procaine Penicilline G toe te dienen.

Voorbeelden

Corynebacterium diphtheriae

Deze Gram-positieve bacterie is een staaf die de vorm heeft van een rechte of licht gebogen hamer. Het is een bacterie die zeer goed bestand is tegen extreme omgevingsfactoren. Alleen stammen die door bacteriofagen zijn gelyseerd, zijn pathogeen en kunnen difterie produceren.

Deze soort is niet mobiel omdat er geen flagellum aanwezig is. De celwand bevat onder meer arabinose, galactose en mannose. Het wordt ook gekenmerkt doordat het facultatief anaëroob is, geen sporen produceert en korrels in het cytoplasma heeft die paars-blauw kleuren met methyleenblauw.

Mycobacterium tuberculosis

Scanning-elektronenmicroscoop van de bacterie Mycobacterium tuberculosis. Genomen en bewerkt vanuit: NIAID.

Strikte aërobe bacteriën die bestand zijn tegen bevriezing en uitdroging. Het wordt gekenmerkt doordat het zuur-alcoholbestendig is. Het is de grootste oorzaak van tuberculose ter wereld. De symptomen zijn koorts, gewichtsverlies, zweten, hoesten met etterend sputum en weefselletsels.

Behandeling van de ziekte omvat rifampicine, isoniazide, fluoroquinonen, amikacine, kanamycine en capreomycine, maar stammen die resistent zijn tegen deze geneesmiddelen komen steeds vaker voor.

Bacillus cereus

Het is een bacil met talrijke flagellen op het celoppervlak en een groot plasmide, dat in staat is om in aanwezigheid van zuurstof te sporen. Het is een zeer resistente bacterie en kan bij een breed temperatuurbereik overleven. Bovendien zijn de sporen bestand tegen uitdroging en straling, evenals hoge en lage temperaturen.

Het is een van de soorten bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de meeste uitbraken van door voedsel overgedragen ziekten, waaronder de ziekte die bekend staat als het gefrituurde rijstsyndroom, die meestal wordt veroorzaakt door het eten van gekookte rijst die op kamertemperatuur is bewaard. voordat u het voor consumptie frituurt.

Referenties

1. Gram-positieve bacteriën. Op Wikipedia. Hersteld van: en.wikipedia.org.
2. Gram-positieve bacteriën. Hersteld van: courses.lumenlearning.com.
3. Pneumokokkeninfecties. In Access Medicine. Hersteld van: accessmedicine.mhmedical.com.
4. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall en BJ McCarthy (1978). Microbiologie. 2e editie. Holt, Rinehart en Winston.
5. S. Hogg (2005). Essentiële microbiologie. John Wiley & Sons, LTD.
6. C. Lyre. Corynebacterium diphtheria: algemene kenmerken, taxonomie, morfologie, cultuur, pathogenese. Hersteld van: lifeder.com.
7. C. Lyre. Bacillus cereus: kenmerken, morfologie, habitat, symptomen van besmetting, behandeling. Hersteld van: lifeder.com.