Grampositiiviset bakteerit – määritelmä, soluseinä ja erot gramnegatiivisiin

Gram-positiiviset bakteerit ovat bakteereja, jotka värjäytyvät tummansiniseksi tai violetiksi Gram-värjäyksessä. Tämä on vastakohta gramnegatiivisille bakteereille, jotka eivät pysty pitämään kristalliviolettivärjäystä. Sen sijaan ne ottavat vastaan vastavärjäyksen (safraniini tai fuksiini) ja näkyvät punaisina tai vaaleanpunaisina. Gram-värjäyksen perusvaiheet ovat: kristallivioletti, jodi (fiksaatio), alkoholi/etseri (dekolorointi) ja vastavärjäys; grampositiiviset säilyttävät kristallivioletti–jodikompleksin paksun peptidoglykaanikerroksen avulla.

Soluseinän rakenne

Grampositiivinen soluseinä erottaa nämä bakteerit muita pääryhmiä. Keskeisiä piirteitä:

Paksu peptidoglykaanikerros: yleensä useita kymmeniä nanometrejä paksu, antaa mekaanista lujuutta ja muotonsa.
Teikoihinihapot ja lipoteikoihinihapot: negatiivisesti varautuneita polymeereja, jotka kulkeutuvat peptidoglykaanin läpi solukalvoon. Ne vaikuttavat solun pintaladun, adheesion ja immuunivasteen tunnistukseen.
Ei ulkokalvoa: toisin kuin gramnegatiivisilla, grampositiivisilla ei ole ulkokalvoa eikä lipopolysakkaridia (LPS). Tästä syystä ne ovat usein helpommin saavutettavissa tiettyjen antibioottien (esim. beetalaktaamien) vaikutukselle.
Mahdollinen kapseli: monet grampositiiviset lajit muodostavat polysakkaridikapselin, joka suojaa fagosytoosilta ja voi olla virulenssitekijä.

Esimerkkejä ja biologinen merkitys

Tavallisia grampositiivisia suvut ja lajit: Staphylococcus (esim. S. aureus), Streptococcus (esim. S. pyogenes), Bacillus, Clostridium, Listeria, Corynebacterium.
Joillakin grampositiivisilla (esim. Bacillus, Clostridium) on itiöitä (sporeja), jotka kestävät ympäristöolosuhteita ja desinfiointia.
Useat tuottavat voimakkaita eksotoksiineja (esim. koliinergiset, proteolyyttiset tai muut entsymaattiset toksiinit), jotka ovat tärkeä osa tautimekanismeja.

Laboratoriokäyttö ja antibioottiherkkyys

Gram-värjäys on nopea alkuarvio bakteerinäytteestä ja auttaa ohjaamaan alkuhoitoa. Grampositiiviset bakteerit ovat yleensä:

Herkempiä sellaisille antibiooteille, jotka kohdistuvat peptidoglykaanin synteesiin (esim. penisilliinit, kefalosporiinit), koska ulkokalvoa ei ole esteenä.
Toisaalta resistenssi voi syntyä esimerkiksi beetalaktamaasien, muuntuneiden kohteiden (esim. MRSA:n PBP-muunnokset) tai efflux-mekanismien kautta.

Kliiniset ja ympäristölliset näkökulmat

Grampositiiviset bakteerit voivat aiheuttaa laajan kirjon infektioita: iho- ja pehmytkudosinfektioista (esim. Staphylococcus) kurkunpään tulehduksiin (Streptococcus), ripulitiloihin (Clostridium difficile) ja systeemisiin infektioihin. Monet lajeista ovat myös osa normaaliflooraa (esim. iho, suun ja hengitysteiden mikrobisto), mutta voivat opportunistisesti aiheuttaa tauteja immuunipuutteisilla potilailla.

Tärkeitä erottavia piirteitä gramnegatiivisiin verrattuna:

Grampositiivisilla paksu peptidoglykaani ja teikoihinihapot; gramnegatiivisilla ohut peptidoglykaani, ulkokalvo ja LPS.
Gramnegatiivisilla on periplasmisen tilan ja porien kaltaiset rakenteet sekä usein tehokkaampia enzymi- ja resistenssimekanismeja (esim. periplasmiset beetalaktamaasit).

Yhteenvetona, grampositiiviset bakteerit tunnistaa gram-värjäyksessä violetiksi värjäytymiseksi, ja niiden toiminnalliset ominaisuudet selittyvät paksulla peptidoglykaanikerroksella, teikoihinihappoilla ja ulkokalvon puuttumisella — kaikki nämä vaikuttavat sekä mikrobologista käyttäytymistä että hoitovalintoja kohtaan.

Grampositiiviset Bacillus anthracis -bakteerit (violetit sauvat) aivo-selkäydinnestenäytteessä. Muut solut ovat valkosoluja.

Kaavio bakteerien soluseinistä

Aiheeseen liittyvät sivut

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä ovat grampositiiviset bakteerit?

V: Gram-positiivisia bakteereja ovat ne, jotka värjäytyvät tummansiniseksi tai violetiksi Gram-värjäyksessä.

K: Mitä eroa on grampositiivisilla ja gramnegatiivisilla bakteereilla?

V: Grampositiiviset bakteerit pystyvät pitämään kristalliviolettivärjäyksen, kun taas gramnegatiiviset bakteerit eivät pysty. Gramnegatiiviset bakteerit ottavat sen sijaan vastavärin ja näkyvät punaisina tai vaaleanpunaisina.

K: Miksi grampositiiviset organismit eivät tarvitse jäykkiä soluseiniä?

V: Grampositiivisilla organismeilla on paksu peptidoglykaanikerros, joka antaa niille suojan, joten ne eivät tarvitse jäykkiä soluseiniä.

K: Miksi gramnegatiiviset bakteerit tarvitsevat jäykkiä soluseiniä?

V: Gramnegatiivisilla bakteereilla on ohut, merkityksetön peptidoglykaanikerros, joten ne tarvitsevat jäykkiä soluseinämiä tuekseen ja suojakseen.

K: Miten grampositiiviset bakteerit värjäytyvät Gram-värjäyksessä?

V: Gram-positiiviset bakteerit värjäytyvät tummansiniseksi tai violetiksi Gram-värjäyksessä.

K: Millainen on grampositiivisten bakteerien soluseinän rakenne?

V: Grampositiivisilla bakteereilla on paksu peptidoglykaanikerros.

K: Mikä on gramnegatiivisten bakteerien soluseinän rakenne?

V: Gramnegatiivisilla bakteereilla on ohut, merkityksetön peptidoglykaanikerros.