חיידקים גראם חיוביים: מאפיינים, מבנה, מחלות - ביולוגיה - 2025

החיידקים החיוביים גראם הם קבוצה של אורגניזמים פרוקריוטים מגואלות בצבע כחול כהה או סגול כאשר כתם גראם משמש. הם נבדלים מאלו שליליות גראם מכיוון שהאחרונים מכתים צבע אדום או ורוד קלוש. הבדל זה נובע מהרכב מעטפת התא של שתי קבוצות האורגניזמים.

ישנם חיידקים שאינם מכתים עם כתם הגראם אך נחשבים גם לגרם חיוביים בגלל הדמיון המולקולרי הגדול שלהם עם חברים אחרים בקבוצה. באופן כללי, הם אורגניזמים מגוונים מאוד ויכולים, למשל, להיות בצורת ביסילוס או קוקוס, ליצור אנדוספורסים או לא, ולהיות ניידים או חסרי תנועה.

תרבות מעבדה Corynebacterium diphtheriae. צולם ונערך מתוך: Copacopac.

ישנם חיידקים גראם חיוביים שהם חשובים מבחינה רפואית מכיוון שהם פתוגניים אצל בני אדם, וביניהם, למשל, נציגים של הסוגים סטרפטוקוקוס, סטפילוקוקוס, קורינבקטריום, ליסטריה, בזילוס וקלוסטרידיום, הגורמים למחלות שבמקרים מסוימים עלולות להיות קטלניות.

מאפיינים כלליים

המאפיין העיקרי שלהם, ושהוא נותן לקבוצה את שמה, הוא העובדה שהם מכתים כחול כהה או סגול כשהם נתונים לכתם הגראם. זה נובע מהעובדה שיש ביניהם כמה שכבות של פפטידוגליקנים שנקשרים זה בזה, ויוצרים פיגום חזק וזה מה ששומר על הצבע במהלך התהליך האמור, וזה מהווה את דופן התא.

לחיידקים אלה קרום ציטופלזמתי יחיד שהוא ליפיד באופיו. לעומת זאת, לחיידקים גראם שליליים, במקום לאחד בלבד, יש שני קרומי שומנים שאחד מהם חיצוני לדופן התא.

לשתי השכבות המרכיבות את מעטפת התא (דופן התא והממברנה הציטופלסמית) מצטרפות מולקולות חומצה ליפוטייכואית. חומצות אלה משמשות את החיידק כחומרי צ'לציה.

בנוסף, הוא מכיל חומצות טיכואיות, אשר בתורן מכילות קבוצות פוספט אשר מקנות מטען שלילי כללי על פני התא.

מינים מסוימים יכולים להציג דגלים, ובמקרים כאלה הם מכילים רק שתי טבעות כתומך בניגוד לדגל של חיידקים גראם שליליים הנתמכים על ידי ארבע טבעות.

מִבְנֶה

תא פרוקריוטי ממוצע.

חיידק טיפוסי לגראם חיובי מורכב מהמבנים הבאים: כרומוזום יחיד (שאינו מוקף קרום גרעיני), ריבוזומים, ציטופלזמה, קרום ציטופלסמה ודופן התא. בנוסף, יתכן שהוא יציג או לא יכול להוות דגלים, פימבריה או פיליס, קפסולה ונבגים.

קיר סלולרי

זה מורכב משכבות מרובות של פפטידוגליקנים היוצרים שכבה עבה, המחוברים אליהם חומצות טיכואיות, שהן סוכרים הקשורים לחומצה מורמית N- אצטיל הקיימת בפפטידוגליקנים ותפקידם לייצב את דופן התא.

הפנים החיצוניות של שכבת הפפטידוגליקן מכוסות בדרך כלל על ידי סוגים שונים של חלבונים בהתאם למין החיידקים המדוברים. מאפיין נוסף לדופן של חיידקים אלה הוא היעדר אנדוטוקסינים.

דופן התא מופרדת מהממברנה הציטופלסמית על ידי הפריפלזמה, עם זאת, שניהם מחוברים גם הם באמצעות מולקולות חומצה ליפוטיכואית.

קרום תא

קרום התא הוא מבנה דק (8 ננומטר) המיוצג על ידי שכבה כפולה ליפידית, כאשר חומצה שומנית מונחת כלפי פנים השכבה הכפולה וגליצרול מכוון כלפי פנים התא.

הרכב זה דומה לזה של מרבית הממברנות הביולוגיות, אולם הוא שונה מממברנה התא האוקריוטי בעיקרון מכיוון שהוא חסר סטרולים בחיידקים.

ציטופלזמה

זהו פיתרון קולואידלי משובח מאוד, הנקרא ציטוזול, בו נמצאים ריבוזומים ומקרומולקולות אחרות. הוא מכיל גם אזור בעל צפיפות נמוכה יותר (הגרעין), שבתוכו הוא החומר התורשתי.

DNA חיידקי

החומר התורשתי מורכב מחוט כפול של DNA בצורת מעגלית ונפצע על עצמו. DNA זה אינו קשור להיסטונים, אך הוא קשור לחלבונים בסיסיים אחרים.

פימבריה

הפימבריה הם מבנים חוטיים בעלי אופי חלבון, קטנים יותר בקוטר מאשר סמלונים ואינם משמשים לעקירה. למרות שהם מבנים תכופים בהרבה בחיידקים שליליים גראם, כמה מינים חיוביים גראם מציגים אותם גם.

כּמוּסָה

זוהי מעטפת רירית פוליסכריד בדרך כלל שיוצרת ג'ל שדבק לתא וממוקם חיצונית לדופן התא. הוא מגן על התא החיידקי מפני פגוציטוזיס ונוכחותו קשורה לוויסות החיידקים.

הבדלים בין חיידקים גראם חיובי (משמאל) לגרם שלילי (מימין). צולם ונערך מ: https://www.scientificaimations.com/.

נבגים

חלק מהמשפחות של מוטות גראם חיוביים מייצרות אנדוספוריות העמידות ביותר לתנאים שליליים כמו טמפרטורות גבוהות, ייבוש, קרינה, חומצות וכן חומרי חיטוי כימיים.

מחלות

לפחות שבעה סוגים של חיידקים גראם חיוביים מכילים נציגים הפתוגניים אצל בני אדם: Mycobacterium, Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus ו- Clostridium. בין המחלות הנגרמות על ידי חיידקים מסוג זה:

מחלת הנסן או צרעת

זוהי מחלה הפוגעת בריריות, בעור, בעצמות, באשכים, בעיניים ובעצבים ההיקפיים. זה נגרם על ידי המין Mycobacterium leprae. זהו מצב של מום, שעלול לגרום לנגעי עור, ירידה ברגישות למגע, כאב וחום בשתי קבוצות הגפיים.

זה יכול גם לגרום לפפסולות או גושים, להרס רקמות, כמו סחוס באף או בפינה, כמו גם לאובדן תחושתי בעצבים היקפיים. מחלת האנסן מועברת על ידי מגע מאדם הנמצא בשלב המדבק לאדם בריא עם נטייה גנטית למחלה.

הטיפול במחלה הוא ארוך, יכול להימשך עד שנתיים והוא מורכב בעיקר ממתן סולפונים, דפסון (DDS), ריפמפיצין וקלופזימין.

בּוּטוּלִיזְם

זוהי הרעלה זיהומית הנגרמת על ידי נוירוטוקסין המופרש על ידי החיידק קלוסטרידיום בוטולינום. זה גורם לשיתוק רפוי של שרירי השלד וכישלון מערכת העצבים הפאראסימפתטית מכיוון שהוא חוסם את שחרור האצטילכולין, שמונע את העברת הדחף העצבי.

תסמינים נוספים של הרעלה כוללים התרחבות לא תגובית של האישונים, כאבי בטן, יובש בפה, קשיי נשימה, קשיי בליעה ודיבור, ראייה כפולה, פטוזיס עפעפיים, עצירות ושיתוק.

הרעלה מתרחשת בדרך כלל מבליעה של אוכל מוכן או לא שמור בצורה גרועה, מזיהום של פצעים פתוחים ואף משימוש מכוון ברעלן למטרות קוסמטיות או לטיפול במחלות עצביות. הטיפול מורכב מאנטיאוקסין בוטולינום משולש מ- ABE וסיוע נשימתי.

טֶטָנוּס

מחלה חריפה הנגרמת על ידי החיידק קלוסטרידיום טטאני. הנוירוטוקסינים המיוצרים על ידי חיידק זה גורמים להתכווצויות, נוקשות שרירים וחוסר יציבות של מערכת העצבים האוטונומית. זה גם גורם לקושי בבליעה, חום, דיפנאה וכיווץ של כל הגוף.

החיידקים מייצרים שני סוגים של נוירוטוקסינים, tetanolysin ו- tetanospasmin. האחרון אחראי על התכווצויות טוניות מתמשכות והתכווצויות שיבוטיים המובילים להתכווצויות שרירים.

החיידק הוא קוסמופוליטי ונמצא באדמה, על קרקעית הים, במתכות חלודות ובצואה של בעלי חיים מסוימים. ניתן לרכוש אותו על ידי חדירת פצעים פתוחים כשמגיעים במגע עם אדמה, זבל או חומר מזוהם אחר, על ידי חתכים או חריצים עם חומרים חלודים ואפילו על ידי נשיכה או שריטות של בעלי חיים.

הטיפול כולל ניקוי הפצעים באמצעות מי חמצן, השארת הפצע פתוח, הסרת רקמות נמקיות, מתן מטרונידאזול וטטנוס סרום או טטנוס אימונוגלובולין אנושי. ניתן למנוע טטנוס באמצעות חיסונים שצריך לתת בעזרת מאיצים כדי להבטיח את יעילותם.

דִיפטֶרִיָה

דיפטריה היא מחלה זיהומית הנגרמת על ידי החיידק Corynebacterium diphtheriae. הרעלן המופרש על ידי חיידק זה גורם להופעת קרומי פסאודו על המשטחים הריריים של דרכי הנשימה העליונות והעיכול, וגורם, בין היתר, לפתולוגיות כאב גרון, חום, כאבים מקומיים ודלקת.

הצורות הקליניות הנפוצות ביותר של המחלה כוללות את צורות הלוע, השקדים, הגרון, האף והעור. המחלה יכולה להוביל למוות כתוצאה מחניקה כתוצאה מחסימה מכנית הנגרמת על ידי pseudomembranes.

מחלה זו מועברת מאדם חולה לאדם בריא דרך חלקיקים הנישאים במהלך הנשימה, אם כי ניתן לרכוש אותה גם על ידי מגע עם ההפרשה המתרחשת בנגעי עור.

ניתן למנוע את המחלה על ידי חיסון עם toxoid דיפטריה, או לרפא אותה על ידי מתן אריתרומיצין (דרך הפה או דרך הפה), פניצילין G או פרוקין פניצילין G, למשך תקופה של שבועיים.

דוגמאות

Diphtheriae קורין

חיידק גראם חיובי זה הוא מוט המעוצב כמו פטיש ישר או מעוגל מעט. זהו חיידק עמיד מאוד בתנאים סביבתיים קיצוניים. רק זנים שליזוגניים על ידי בקטריופאגים הם פתוגניים ומסוגלים לייצר דיפטריה.

מין זה אינו נייד משום שהוא אינו מציג סמל. דופן התא שלו מכיל, בין תרכובות אחרות, ערבינוז, גלקטוז ומנוזה. זה מאופיין גם בכך שהוא אנאירובי פנים, לא מייצר נבגים ויש לו גרגירים בציטופלזמה המכתים כחול סגול בכחול מתילן.

שחפת Mycobacterium

סריקת מיקרוגרף אלקטרונים של החיידק שחפת Mycobacterium. צולם ונערך מתוך: NIAID.

חיידקים אירוביים קפדניים עמידים בפני הקפאה והתייבשות. הוא מאופיין בכך שהוא עמיד לחומצה לאלכוהול. זהו הגורם הגדול ביותר לשחפת בעולם. הסימפטומים שלו כוללים חום, ירידה במשקל, הזעה, שיעול עם כיח מוגלתי, וכן נגעים ברקמות.

הטיפול במחלה כולל rifampin, isoniazid, fluoroquinones, amikacin, kanamycin ו- capreomycin, אולם זנים העמידים לתרופות אלו הופכים נפוצים יותר.

Bacillus cereus

מדובר בבילילוס עם מינים רבים על פני התא שלו ופלסמיד גדול, המסוגל להחריד בנוכחות חמצן. זהו חיידק עמיד מאוד ויכול לשרוד במגוון רחב של טמפרטורות. בנוסף, נבגיו מתנגדים להתייבשות וקרינה, כמו גם לטמפרטורות גבוהות ונמוכות.

זהו אחד ממיני החיידקים האחראיים על מרבית התפרצויות המחלה הניתנת במזון, כולל המחלה המכונה תסמונת אורז מטוגן, אשר בדרך כלל נגרמת כתוצאה מאכילת אורז מבושל שנשמר בטמפרטורת החדר. לפני הטיגון לצריכה.

הפניות

1. חיידקים גראם-חיוביים. בויקיפדיה. התאושש מ: en.wikipedia.org.
2. חיידקים גראם-חיוביים. התאושש מ: Courses.lumenlearning.com.
3. דלקות פנאומוקוקליות. ברפואת גישה. התאושש מ: accessmedicine.mhmedical.com.
4. EW Nester, CE רוברטס, NN Pearshall ו- BJ McCarthy (1978). מִיקרוֹבִּיוֹלוֹגִיָה. מהדורה שנייה. הולט, ריינהרט ווינסטון.
5. ש. הוג (2005). מיקרוביולוגיה חיונית. ג'ון וויילי ובניו, בע"מ.
6. ג. ליי. דיפטריה של קורין בקטריום: מאפיינים כלליים, טקסונומיה, מורפולוגיה, תרבות, פתוגנזה. התאושש מ: lifeder.com.
7. ג. ליי. Bacillus cereus: מאפיינים, מורפולוגיה, בית גידול, תסמיני זיהום, טיפול. התאושש מ: lifeder.com.