חיידקים גראם-שליליים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

חיידקים גראם-שלילייםאנגלית: Gram-negative bacteria) הם חיידקים אשר לא מצליחים לשמר את הצבע הסגול בעקבות צביעה בקריסטל ויולט (Crystal violet) בעת צביעת גראם, דבר אשר מבדיל אותם מקבוצת החיידקים גראם-חיוביים[1]. הסיבה לכך נובעת מהרכב הדופן הפפטידוגליקנית שלהם, שהיא דקה הרבה יותר מהדופן של חיידקים גראם-חיוביים וממיקומה (ממוקמת בין שתי ממברנות). חיידקים אלה נצבעים בצבע ורוד-אדום בשלב צביעת הניגוד במהלך צביעת גראם על מנת שיהיה ניתן לראותם במיקרוסקופ אור[2].

מבנה חיידקים גראם-שליליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

תרשים המתאר את המבנה של חיידקים גראם-שליליים
תרשים כללי המתאר את ההבדלים במבנה חיידקים גראם-חיוביים וגראם-שליליים. שימו לב להבדלי העובי בדופן הפפטידוגליקנית וכן לנוכחות קרום חיצוני בחיידקים גראם-שליליים

חיידקים גראם-שליליים מפגינים את המאפיינים הבאים במבנה התא שלהם:

גם בחיידקים גראם-חיוביים ניתן למצוא את החלל הפריפלזמי, אולם בשונה מחיידקים גראם-שליליים הוא קטן הרבה יותר.

  • גליקוקליקס (קפסולה ו-Slime layer) - מעטפת רירית, המורכבת, על פי רוב, מפוליסכרידים וחלבונים מעטים, הממוקמת בחלק מחיידקים גראם-שליליים וגראם-חיוביים מחוץ לקרום החיצוני ולדופן הפפטידוגליקנית, בהתאמה. לא כל החיידקים מייצרים את שכבת הגליקוקליקס, אולם נוכחותה תורמת רבות לשרידותם ושגשוגם של החיידקים ומהווה בהם גורם אלימות מרכזי בשל מספר סיבות:
  1. מהווה אימונוגן חלש מאוד כלפי מערכת החיסון של המאכסן. דבר אשר גורם למעין "מיסוך" נוכחות החיידק במאכסן[3].
  2. מהווה מחסום פיזי בפני חדירת מולקולות טוקסיות והידרופוביות, דוגמת דטרגנטים שונים ואנטיביוטיקות[3].
  3. שומרת על החיידק מפני התייבשות והדבקה בקטריופאג'ית[4][5].
  4. מעודדת הצמדות בין החיידקים לבין עצמם ובין החיידקים לרקמת תאים. דבר המאפשר יצירת ביופילמים[6].
  • שוטונים - מבנים חלבוניים (מורכבים מחלבון הקרוי Flagellin) המקנים לחיידקים יכולת תנועה. את השוטונים ניתן לראותם בחיידקים גראם-שליליים וגראם-חיוביים. בחיידקים גראם-שליליים מקובעים השוטונים באמצעות 4 גופים בזאליים טבעתיים אל הקרום החיצוני ואל קרום התא (להבדיל מחיידקים גראם-חיוביים בהם מקובעים השוטונים ישירות אל קרום התא באמצעות 2 גופים בזאליים טבעתיים)[7]. לא לכל החיידקים בטבע קיימים שוטונים, לכן חיידקים אלה יהיו משוללי יכולת תנועה עצמית. תנועת השוטון היא סיבובית עם, או נגד כיוון השעון ותלויה במפל ריכוז יוני המימן בחלל הפרפלזמי[6] (256 יוני מימן דרושים לסיבוב אחד של השוטון[8]).
  • פילי ופימבריה - ריסונים חלבוניים זעירים (מורכבים מחלבון Pilin וחלבוני פימבריה, בהתאמה) המקנים לחיידקים יכולת הצמדות, תנועת גלישה-החלקה מסוימת וכן קוניוגציה. באמצעות Type IV pili ופימבריה נצמדים החיידקים אחד לשני ולרקמת תאים (Type IV pili גם מקנים לחיידקים יכולת תנועה מסוימת) ובאמצעות Sex pili מתבצעת הקוניוגציה[6].
  • היעדר יכולת התנבגות - למעט בודדים, דוגמת Coxiella burnetti הגורם לקדחת Q[9].

הבחנה באמצעות צביעת גראם[עריכת קוד מקור | עריכה]

תמונה מיקרוסקופית של החיידק הגראם-שלילי Yersinia enterocolitica (מתגים ורודים)

חיידקים גראם-שליליים הם חיידקים שלא מצליחים לשמר את הצבע הסגול בעקבות צביעה בקריסטל ויולט בעת צביעת גראם. לפיכך, על מנת שיהיה ניתן להתבונן בחיידקים אלה במיקרוסקופ, יש לבצע במהלך צביעת הגראם שלב של שטיפה בכוהל ומיד אחריו צביעת ניגוד באמצעות ספרנין (Safranin), או פוקסין (Fuchsine), שמקנים לחיידקים אלה את הגוון הוורוד-אדום המפורסם[2].

פתוגניות וטיפול[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשל המבנה הייחודי של חיידקים גראם-שליליים, הנובע מנוכחות קרום חיצוני שעליו קבועות מולקולות LPS המשמש כאנדוטוקסין, זיהום עמוק בחיידקים גראם-שליליים (זיהום רקמה עמוקה, אלח דם) עלול להוביל להרעלת דם (Septicemia). הרעלת דם באה לידי ביטוי בעלייה חדה בחום הגוף, צניחת לחץ דם וכן בקרישה תוך-כלית מפושטת (DIC)[3]. מצב זה מסכן חיים ודורש התערבות רפואית מיידית.

נוכחות גליקוקליקס וקרום חיצוני תורמת רבות לשרידותם של חיידקים גראם-שליליים שכן הם מהווים מחסום פיזי בפני חדירת אנטיביוטיקות ודטרגנטים שונים שעלולים לפגוע בדופן הפפטידוגליקנית ובקרום התא. כך לדוגמה, נוכחותם מקנה עמידות בפני האנזים ליזוזים ואנטיביוטיקות רבות מקבוצת הפניצילינים. אולם שלמות הקרום החיצוני תלויה, כאמור, בראש ובראשונה בנוכחות קשרים הידרופוביים שנוצרים בתיווך יוני סידן ומגנזיום בין קבוצות הזרחה במולקולות ה-LPS לחלבוני קרום חיצוני אחרים. לכן קשרים אלה מהווים אתר מטרה אידיאלי לאנטיביוטיקות מקבוצת הפולימיקסינים (פולימיקסינים נקשרים אל ה-LPS וכך נמנע קישור של קבוצות הזרחה אל חלבוני הקרום החיצוני), או לחומרי כלציה שונים, דוגמת EDTA וטטרציקלינים (חומרים אלה סופחים את יוני הסידן והמגנזיום ובכך פוגעים בקשרים ההידרופוביים המתווכים על ידי יונים אלה). ערעור שלמות הקרום החיצוני גורם לעלייה בחדירותו לאנטיביוטיקות שונות[3].

הדופן הפפטידוגליקנית מהווה אתר מטרה לאנטיביוטיקות מקבוצת הפניצילינים. עיכוב סינתזת הדופן בעקבות נטילת אנטיביוטיקות אלה גורמת ליצירת חורים בדופן החיידקים, דבר שמוריד בצורה ניכרת את יכולת עמידותם בפני לחצים אוסמוטיים[10]. בתור מענה פיתחו חיידקים גראם-שליליים רבים יכולת לסנתז איזופורמים שונים של אנזימי בטא לקטמאז שגורמים להידרוליזת טבעת הבטא לקטם, המהווה את הרכיב הפעיל באנטיביוטיקות אלה, וכך למעשה מנטרלים אותן[11]. אנזימי בטא לקטמאז מאוחסנים בחלקם הגדול בחלל הפריפלזמי[3].

חיידקים גראם-שליליים שכיחים ברפואה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הרשימה הבאה כוללת חיידקים גראם-שליליים שכיחים שעלולים לגרום לזיהומים בבעלי חיים ובבני האדם.

מורפולוגיה משפחה סוג מין
נקדים Moraxellaceae Moraxella Moraxella catarrhalis
Neisseriaceae Neisseria Neisseria gonorrhoeae, ‏Neisseria meningitidis
מתגים Bacteroidaceae Bacteroides Bacteroides fragilis
Enterobacteriaceae Citrobater, ‏Escherichia, ‏Klebsiella, ‏Proteus, ‏Serratia, ‏Salmonella, ‏Shigella
Pseudomonadaceae Pseudomonas Pseudomonas aeruginosa
Vibrionaceae Vibrio Vibrio cholerae
קוקובצילים Alcaligenaceae Bordetella Bordetella pertussis
Moraxellaceae Acinetobacter Acinetobacter baumannii
Pasteurellaceae Haemophilus Haemophilus influenzae
סלילונים Campylobacteraceae Campylobacter Campylobacter jejuni
Helicobacteraceae Helicobacter Helicobacter pylori
Spirochaetaceae Borrelia, ‏Treponema

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Baron S, Salton MRJ, Kim KS. Chapter 2 "Structure". Baron's Medical Microbiology (4th ed.), Univ of Texas Medical Branch, 1996. ISBN 0-9631172-1-1. PMID 21413343.
  2. ^ 2.0 2.1 J.G. Black. Microbiology: Principles and Applications (3rd ed.), Prentice Hall College Div, 1996, pp. 66-7.
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Patrick R. Murray, Ken S. Rosenthal, Michael A. Pfaller. Medical microbiology (5th ed.). Elsevier Mosby. 2005, p.17. ISBN 978-0323033039.
  4. ^ Potts M. (1994). Desiccation tolerance of prokaryotes. Microbiological Reviews. Dec;58(4):755-805. PMID 7854254.
  5. ^ Scholl D, Adhya S, Merril C. (2005). Escherichia coli K1's capsule is a barrier to bacteriophage T7. Applied Environmental Microbiology. Aug;71(8):4872-4. PMID 16085886.
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Patrick R. Murray, Ken S. Rosenthal, Michael A. Pfaller. Medical microbiology (5th ed.). Elsevier Mosby. 2005, p.18. ISBN 978-0323033039.
  7. ^ Typical structures of a prokaryotic cell.
  8. ^ Patrick R. Murray, Ken S. Rosenthal, Michael A. Pfaller. Medical microbiology (5th ed.). Elsevier Mosby. 2005, p.14. ISBN 978-0323033039.
  9. ^ TF McCaul, AJ Dare, JP Gannon, and AJ Galbraith. (1994). In vivo endogenous spore formation by Coxiella burnetii in Q fever endocarditis . Journal of Clinical Pathology. Nov; 47(11):978–981. PMID 7829692.
  10. ^ Beta Lactam Antibiotics.
  11. ^ Beta-Lactamases.