Perché i batteri cellulari gram-negativi sono più tossici dei batteri gram positivi?
doc-1792
I batteri gram-positivi possiedono una spessa parete cellulare contenente molti strati di peptidoglicani e acidi teicoici. Al contrario, i batteri gram-negativi hanno una parete cellulare relativamente sottile costituita da pochi strati di peptidoglicano circondati da una seconda membrana lipidica contenente lipopolisaccaridi e lipoproteine. I lipopolisaccaridi, chiamati anche endotossine, sono composti da polisaccaridi e lipidi A, responsabili di gran parte della tossicità dei batteri gram-negativi. La maggior parte dei batteri ha la parete cellulare gram-negativo, e solo i Firmicutes e Actinobatteri hanno la disposizione alternativa gram-positiva. Questi due gruppi erano precedentemente conosciuti rispettivamente come batteri a basso G+C e ad alto G+C Gram-positivi. Queste differenze di struttura possono produrre differenze nella suscettibilità agli antibiotici; ad esempio, la vancomicina può uccidere solo batteri gram-positivi ed è inefficace contro i patogeni gram-negativi, come l' emofilo influenzae o lo Pseudomonas aeruginosa. Se la parete cellulare batterica è completamente rimossa, si chiama protoplasto, mentre se è parzialmente rimossa, si chiama sferoplasto. Gli antibiotici Lactam, come la penicillina, inibiscono la formazione di reticolato peptidoglicano nella parete cellulare batterica. L' enzima lisozima, trovato nelle lacrime umane, digerisce anche la parete cellulare dei batteri ed è la principale difesa del corpo contro le infezioni oculari.
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doc-1815
La macchia Gram, sviluppata nel 1884 da Hans Christian Gram, caratterizza i batteri in base alle caratteristiche strutturali delle loro pareti cellulari. Gli spessi strati di peptidoglicano nella parete cellulare "Gram-positive" colorano viola, mentre la sottile parete cellulare "Gram-negativo" appare rosa. Combinando morfologia e colorazione del Gram, la maggior parte dei batteri può essere classificata come appartenente a uno dei quattro gruppi cocci (gram-positivi, Gram-positivi bacilli, Gram-negativi cocci e Gram-negativi bacilli). Alcuni organismi sono meglio identificati da macchie diverse dalla colorazione Gram, in particolare i micobatteri o la Nocardia, che presentano una resistenza agli acidi su Ziehl-Neelsen o macchie simili. Può essere necessario identificare altri organismi mediante la loro crescita in mezzi speciali o con altre tecniche, come la sierologia.
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doc-1133
Gli antibiotici antibatterici sono comunemente classificati in base al loro meccanismo di azione, struttura chimica o spettro di attività. La maggior parte delle funzioni batteriche target o processi di crescita. Coloro che prendono di mira la parete cellulare batterica (penicilline e cefalosporine) o la membrana cellulare (polimossine), o interferiscono con enzimi batterici essenziali (rifamicine, lipiarmicine, chinoloni e solfammidi) hanno attività battericida. Quelli che mirano alla sintesi proteica (macrolidi, lincosamidi e tetracicline) sono generalmente batteriostatici (ad eccezione degli aminoglicosidi battericidi). Un' ulteriore categorizzazione si basa sulla specificità del target. Gli antibiotici antibatterici "Narrow-spettrum" si rivolgono a tipi specifici di batteri, come i batteri Gram-negativi o Gram-positivi, mentre gli antibiotici ad ampio spettro colpiscono un' ampia gamma di batteri. Dopo un' interruzione di 40 anni nella scoperta di nuove classi di composti antibatterici, alla fine degli anni 2000 e all' inizio del 2010 sono state introdotte in uso clinico quattro nuove classi di antibiotici antibatterici: lipopeptidi ciclici (come la daptomicina), glicicicline (come la tigeciclina), oxazolidinoni (come il linezolid) e lipiarmicine (come la fidaxomica).
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doc-16157
La causa principale della tubercolosi è il Mycobacterium tuberculosis, un piccolo bacillo aerobico non mobile. L' elevato contenuto di lipidi di questo agente patogeno rappresenta molte delle sue caratteristiche cliniche uniche. Si divide ogni 16 - 20 ore, che è un tasso estremamente lento rispetto ad altri batteri, che di solito si dividono in meno di un' ora. Micobatteri hanno un bilayer esterno membrana lipidica. Se si esegue una colorazione Gram, MTB o macchia molto debolmente "Gram-positivo" o non mantiene colorante a causa dell' elevato contenuto di lipidi e acido micolico della sua parete cellulare. MTB può resistere a disinfettanti deboli e sopravvivere allo stato secco per settimane. In natura, il batterio può crescere solo all' interno delle cellule di un organismo ospite, ma la tubercolosi M. può essere coltivata in laboratorio.
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doc-7942
Anche altre procedure microscopiche possono contribuire all' identificazione degli agenti infettivi. Quasi tutte le cellule si macchiano facilmente con una serie di coloranti basici a causa dell' attrazione elettrostatica tra le molecole cellulari caricate negativamente e la carica positiva sul colorante. Una cellula è normalmente trasparente al microscopio, e l' uso di una macchia aumenta il contrasto di una cellula con lo sfondo. La colorazione di una cella con un colorante come Giemsa o cristallo violetto permette ad un microscopista di descriverne le dimensioni, la forma, i componenti interni ed esterni e le associazioni con altre cellule. La risposta dei batteri alle diverse procedure di colorazione è utilizzata anche nella classificazione tassonomica dei microbi. Due metodi, la macchia Gram e la macchia acido-veloce, sono gli approcci standard utilizzati per classificare i batteri e la diagnosi delle malattie. La macchia Gram identifica i gruppi batterici Firmicutes e Actinobatteri, entrambi contenenti molti importanti patogeni umani. La procedura di colorazione acido-rapida identifica i generi Actinobatteri genere Mycobacterium e Nocardia.
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doc-1814
Il termine "batteri" è stato tradizionalmente applicato a tutti i procarioti microscopici, single-cell prokaryotes. Tuttavia, la sistematica molecolare ha mostrato la vita prokaryotic per consistere di due domini separati, originariamente chiamato Eubatteri e Archaebacteria, ma ora chiamato batteri e Archaea che si è evoluto indipendentemente da un antico antenato comune. Gli arcai e gli eucarioti sono più strettamente correlati tra loro che con i batteri. Questi due domini, insieme a Eukarya, sono alla base del sistema a tre domini, che attualmente è il sistema di classificazione più utilizzato in microbiolologia. Tuttavia, a causa dell' introduzione relativamente recente della sistematica molecolare e del rapido aumento del numero di sequenze genomiche disponibili, la classificazione batterica rimane un campo in continua evoluzione ed espansione. Per esempio, alcuni biologi sostengono che l' Archaea e gli Eucarioti si siano evoluti a partire da batteri Gram-positivi.
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doc-1155
Nell' aprile 2013, la Società per le Malattie Infettive d' America (IDSA) ha riferito che il debole gasdotto antibiotico non corrisponde alla crescente capacità dei batteri di sviluppare resistenza. Dal 2009 negli Stati Uniti sono stati approvati solo 2 nuovi antibiotici. Il numero di nuovi antibiotici approvati per la commercializzazione annuale diminuisce continuamente. La relazione ha individuato sette antibiotici contro i bacilli Gram-negativi (GNB) attualmente in fase 2 o nella fase 3 di sperimentazione clinica. Tuttavia, questi farmaci non affrontano l' intero spettro di resistenza della GNB. Alcuni di questi antibiotici sono una combinazione di trattamenti esistenti: 2.
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doc-1795
Alcuni generi di batteri Gram-positivi, come Bacillus, Clostridium, Sporohalobacter, Anaerobacter e Heliobacterium, possono formare strutture dormienti altamente resistenti chiamate endospore. In quasi tutti i casi, si forma un endospore e questo non è un processo riproduttivo, anche se Anaerobacter può raggiungere fino a sette endospore in una singola cellula. Gli endospore hanno un nucleo centrale di citoplasma contenente DNA e ribosomi circondato da uno strato di corteccia e protetto da un mantello impermeabile e rigido. L' acido Dipicolinico è un composto chimico che compone dal 5% al 15% del peso secco delle spore batteriche. È implicato come responsabile della resistenza al calore dell' endosore.
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doc-4472
Oltre all' uso dei complessi multiproteine sopra elencati, i batteri Gram-negativi possiedono un altro metodo per il rilascio di materiale: la formazione di vescicole a membrana esterna. Parti della membrana esterna si staccano formando delle strutture sferiche costituite da un bilayer lipidico che racchiude materiali perifemici. Vescicole provenienti da un certo numero di specie batteriche sono stati trovati per contenere fattori di virulenza, alcuni hanno effetti immunomodulatori, e alcuni possono direttamente aderire e intossicare cellule ospiti. Mentre il rilascio di vescicole è stato dimostrato come risposta generale alle condizioni di stress, il processo di carico delle proteine del carico sembra essere selettivo.
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doc-1826
Sebbene fosse noto nel XIX secolo che i batteri sono la causa di molte malattie, non erano disponibili trattamenti antibatterici efficaci. Nel 1910 Paul Ehrlich sviluppò il primo antibiotico, cambiando i coloranti che coloravano selettivamente il Treponema pallidum - lo spirochete che causa la sifilide - in composti che uccisero selettivamente l' agente patogeno. Ehrlich era stato insignito di un premio Nobel 1908 per il suo lavoro sull' immunologia, e fu pioniere nell' uso delle macchie per individuare e identificare i batteri, con il suo lavoro alla base della macchia Gram e della macchia Ziehl-Neelsen.
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doc-1791
Nella maggior parte dei batteri è presente una parete cellulare all' esterno della membrana cellulare. La membrana cellulare e la parete cellulare costituiscono l' involucro cellulare. Un comune materiale batterico cellulare parete parete cellulare è peptidoglicano (chiamato "mureina" in fonti più vecchie), che è fatto da catene di polisaccaridi reticolato da peptidi contenenti D-amminoacidi. Le pareti cellulari batteriche sono diverse dalle pareti cellulari delle piante e dei funghi, che sono fatti rispettivamente di cellulosa e chitina. La parete cellulare dei batteri è anche distinta da quella di Archaea, che non contengono peptidoglicano. La parete cellulare è essenziale per la sopravvivenza di molti batteri, e l' antibiotico penicillina è in grado di uccidere i batteri inibendo un passo nella sintesi del peptidoglicano.
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