[所屬分類:公司新聞] [發(fā)布時(shí)間:2021-4-9] [發(fā)布人: ] [閱讀次數(shù):] [返回]

山東拓普生物工程有限公司

Shandong Tuopu Biol-Engineering Co.,Ltd

革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌是利用革蘭氏染色法來(lái)鑒別的兩大類細(xì)菌。大多數(shù)化膿性球菌都屬于革蘭氏陽(yáng)性菌，它們能產(chǎn)生外毒素使人致病，而大多數(shù)腸道菌多屬于革蘭氏陰性菌，它們產(chǎn)生內(nèi)毒素，靠?jī)?nèi)毒素使人致病。

簡(jiǎn)介

      自然界存在多種多樣病菌，如何將這些病菌加以鑒別、分類，并選擇有效藥物進(jìn)行治療這是很重要的問(wèn)題。

1884年革蘭氏染色法被發(fā)明，用于細(xì)菌的形態(tài)觀察和分類，根據(jù)革蘭氏染色反應(yīng)的基本特征，細(xì)菌可以主要分為兩大類:G陽(yáng)性(G+)和G陰性(G-)。前者經(jīng)過(guò)染色后細(xì)菌細(xì)胞仍然保留初染結(jié)晶紫的藍(lán)紫色，后者經(jīng)過(guò)染色后細(xì)菌細(xì)胞則先脫去了初染結(jié)晶紫的顏色，帶上了復(fù)雜蕃紅或沙黃的紅色。

細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)

細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁和原生質(zhì)體兩部分。原生質(zhì)體位于細(xì)胞壁內(nèi)，包括細(xì)胞膜(細(xì)胞質(zhì)膜)、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。另外細(xì)胞還含有有些特殊結(jié)構(gòu)，主要有莢膜、芽孢、鞭毛和菌毛等4種。

1.細(xì)胞壁

革蘭氏染色的機(jī)理主要是抓住了革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌與陰性細(xì)菌在細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與組成上的不同，具體比較見(jiàn)下表:

進(jìn)一步的，革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁主要由肽聚糖和包括磷壁酸的酸性多糖構(gòu)成，細(xì)胞表面整體帶負(fù)電的部分原因就是因?yàn)榱妆谒釒ж?fù)電。同時(shí)，磷壁酸賦予了革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌以特異的表面抗原。

總的說(shuō)來(lái)，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致了染料吸收的差異，也導(dǎo)致了很多生理特性的不同。

2.非細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)

性質(zhì)		革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌	革蘭氏陰性細(xì)菌
			內(nèi)壁層	外壁層
結(jié)構(gòu)	厚度(nm)	20~80	2~3	8
	層次	單層	多層
	肽聚糖關(guān)系	多層，75%亞單位交聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)緊密堅(jiān)固	單層，30%亞單位交聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)較疏松
	與細(xì)胞膜關(guān)系	不緊密	緊密
組成	肽聚糖	占細(xì)胞干重的40%~90%	5%~10%	無(wú)
	磷聚(酸)酯	有或無(wú)	無(wú)	無(wú)
	多糖	有	無(wú)	無(wú)
	蛋白質(zhì)	有或無(wú)	無(wú)	有
	脂多糖	無(wú)	有	11%~22%

在非細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中，革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和陰性細(xì)菌主要的區(qū)別在于是否有芽孢和鞭毛與性菌毛的不同上。

芽孢是某些細(xì)菌菌體發(fā)育過(guò)程中的一個(gè)階段，在一定的環(huán)境條件下由于細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)的濃縮凝集形成的一種特殊結(jié)構(gòu)。革蘭氏陰性細(xì)菌中沒(méi)有會(huì)形成芽孢的菌種，而部分革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌可以。

另外，在鞭毛和性菌毛方面兩者也有不同。鞭毛和性菌毛都是附屬物。某些細(xì)菌表面伸出的細(xì)長(zhǎng)、波曲的附屬物稱為鞭毛。(顧夏生,胡洪營(yíng),文湘華,王慧等.水處理生物學(xué).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2010年.P16)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的鞭毛上基本著生兩個(gè)環(huán)，革蘭氏陰性細(xì)菌則基本著生四個(gè)環(huán)。(趙開(kāi)弘.環(huán)境微生物學(xué).武漢:華中科技大學(xué).2009年.P30)性菌毛只見(jiàn)于革蘭氏陰性菌，參與細(xì)胞間稱作接合作用的交配過(guò)程。

生理特性

以下是關(guān)于革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和陰性細(xì)菌在生理特性方面的比較。兩者的不同從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，還是主要是由細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同所決定的。

項(xiàng)目	革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌	革蘭氏陰性細(xì)菌
對(duì)機(jī)械力的抗性	強(qiáng)	弱
細(xì)胞壁抗溶菌酶	弱(敏感)	強(qiáng)(不敏感)*
對(duì)青霉素、磺胺	敏感	不敏感*
對(duì)鏈霉素、氯霉素、四環(huán)素	不敏感	敏感
對(duì)堿性染料的抑菌作用	強(qiáng)	弱*
對(duì)陰離子去污劑	敏感	不敏感*
對(duì)疊氮化鈉	敏感	不敏感
對(duì)干燥	抗性強(qiáng)	抗性弱

*細(xì)胞壁最外層的脂多糖阻礙溶菌酶、抗生素、染料、去污劑等較大分子進(jìn)入

常見(jiàn)的革蘭氏陽(yáng)性菌

常見(jiàn)的革蘭氏陽(yáng)性菌有:葡萄球菌(Staphylococcus)、鏈球菌(Streptococcus)、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、白喉?xiàng)U菌、破傷風(fēng)桿菌等;常見(jiàn)的革蘭氏陰性菌有痢疾桿菌、傷寒桿菌、變形桿菌、及霍亂弧菌等。

在治療上，大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌都對(duì)青霉素敏感(結(jié)核桿菌對(duì)青霉素不敏感);而革蘭氏陰性菌則對(duì)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(duì)青霉素敏感)，而對(duì)鏈霉素、氯霉素等敏感。所以首先區(qū)分病原菌是革蘭氏陽(yáng)性菌還是陰性菌，在選擇抗生素方面意義重大。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁較厚，約20~80nm。肽聚糖含量豐富，有15~50層，每層厚度1nm,約占細(xì)胞干重的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(glycerol)殘基經(jīng)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(xì)胞壁中肽聚糖的n-乙酰胞壁酸連結(jié)，膜磷壁酸又稱脂磷壁酸(lipteichoic acid)和細(xì)胞膜連結(jié)，另一端均游離于細(xì)胞壁外。磷壁酸抗原性很強(qiáng)，是革蘭氏陽(yáng)性菌的重要表面抗原;在調(diào)節(jié)離子通過(guò)粘肽層中起作用;也可能與某些酶的活性有關(guān);某些細(xì)菌的磷壁酸，能粘附在人類細(xì)胞表面，其作用類似菌毛，可能與致病性有關(guān)。此外，某些革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)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(guān)。

革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)顯著不同，導(dǎo)致這兩類細(xì)菌在染色性、抗原性、毒性、對(duì)某些藥物的敏感性等方面的很大差異。

革蘭氏染色的結(jié)果取決于細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)即革蘭氏染色原理為:G﹢菌:細(xì)胞壁厚，肽聚糖網(wǎng)狀分子形成一種透性障，當(dāng)乙醇脫色時(shí)，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細(xì)胞膜上。呈紫色。

Gˉ菌:肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，其脂含量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，沙黃復(fù)染后呈紅色。革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)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(xì)胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，另外還有脂多糖、細(xì)菌外膜和脂蛋白。

放線菌(Actinomycete)是另一大類革蘭氏陽(yáng)性菌，根據(jù)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(yáng)性菌，而厚壁菌被稱為低G+C革蘭氏陽(yáng)性菌。如果細(xì)胞的第二層膜是衍生特征，這兩類革蘭氏陽(yáng)性菌可能是細(xì)菌基部的分支，否則它們可能組成關(guān)系相對(duì)較近的單系群。它們被認(rèn)為可能是古細(xì)菌和真核生物的祖先，因?yàn)樗鼈兌既狈Φ诙�層��，并且具有一些生化上的相似性，比如含有固醇類。此外，盡管恐球菌-棲熱菌(Deinococcus-Thermus)類細(xì)菌結(jié)構(gòu)上類似革蘭氏陰性菌，但也可被染成革蘭氏陽(yáng)性

原理學(xué)說(shuō)

革蘭氏染色原理目前有三種觀點(diǎn):等電點(diǎn)學(xué)說(shuō)、化學(xué)學(xué)說(shuō)和滲透學(xué)說(shuō)。

等電點(diǎn)學(xué)說(shuō)

革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)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(yáng)性菌的等電點(diǎn)，致使兩類菌的等電點(diǎn)差異擴(kuò)大，因此陽(yáng)性菌和堿性染料的結(jié)合力比陰性菌更強(qiáng)。

    化學(xué)學(xué)說(shuō)

碘液在菌體內(nèi)與結(jié)晶紫結(jié)合后又和菌體內(nèi)核糖核酸鎂鹽-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)合，此結(jié)合物不易被丙酮酒精脫掉，呈革蘭氏染色陽(yáng)性。因革蘭氏陰性菌缺乏核糖核酸鎂鹽，故對(duì)碘與結(jié)晶紫結(jié)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(xué)說(shuō)

乙醇使陽(yáng)性菌所含粘肽多糖脫水而致細(xì)胞壁間隙縮小，通透性降低，在菌體內(nèi)保留了染料-碘復(fù)合物，呈紫色。陰性菌含粘肽少，細(xì)胞壁變化不大，通透性不受影響，菌體內(nèi)的染料-碘復(fù)合物較易透出，失去紫色，被復(fù)染成為紅色。