แบคทีเรียแกรมลบ: ลักษณะโครงสร้างโรค - ชีววิทยา - 2026

แบคทีเรียแกรมลบแบคทีเรียที่ไม่รักษาคริสตัลสีม่วงสีย้อมเมื่อย้อมสีแกรมถูกนำมาใช้ ด้วยเหตุนี้พวกมันจึงย้อมสีแดงหรือสีชมพูจาง ๆ แทนที่จะเป็นสีน้ำเงินหรือสีม่วงเหมือนแบคทีเรียแกรมบวก สีที่แกรมลบได้มานั้นเกิดจากสีย้อมอื่นที่อาจเป็นฟูซินหรือซาฟรานิน

ความแตกต่างของการให้สีสัมพันธ์กับลักษณะของผนังเซลล์ในสิ่งมีชีวิตทั้งสองกลุ่ม ในระหว่างการย้อมสีคริสตัลไวโอเลตจะจับกับผนังเซลล์ของแบคทีเรียและยังก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่ไม่ละลายน้ำด้วยไอโอดีนที่มีอยู่ในลูโกล (สารประกอบอื่นที่ใช้ในการย้อมสีแกรม)

แบคทีเรียลบแกรมสีชมพู ถ่ายและตัดต่อจาก: Microrao.

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวกมีความหนาและซับซ้อนโดยธรรมชาติสามารถกักเก็บสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดจากคริสตัลไวโอเลตและไอโอดีนเมื่อได้รับการบำบัดด้วยแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบนั้นเรียบง่ายกว่าและไม่กักเก็บคริสตัลไวโอเลตไว้

แบคทีเรียเหล่านี้มีอยู่ทั่วไปและมีอยู่ในทุกสภาพแวดล้อมบนโลกที่สามารถพยุงชีวิตได้ กลุ่มนี้มีสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคสำหรับมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะระบบทางเดินหายใจและทางเดินอาหาร บางส่วนได้มาจากศูนย์สุขภาพเดียวกัน (โรงพยาบาล)

ลักษณะทั่วไป

ลักษณะสำคัญของแบคทีเรียกลุ่มนี้คือย้อมสีแดงหรือชมพูด้วยเทคนิค Gram stain ในระหว่างเทคนิคการย้อมสีที่แตกต่างกันนี้แบคทีเรียทั้งหมดจะย้อมสีน้ำเงินหรือสีม่วง แต่มีเพียง Gram positive เท่านั้นที่สามารถคงการย้อมสีดังกล่าวได้หลังจากได้รับการบำบัดด้วยแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน

แบคทีเรียเหล่านี้มีเยื่อหุ้มไขมันสองชั้นโดยหนึ่งในนั้นแสดงโดยเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึมและอีกหนึ่งชั้นนอกผนังเซลล์ มันเกิดขึ้นเฉพาะในแกรมลบและโดยทั่วไปประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดและไลโพลีแซ็กคาไรด์

ส่วนประกอบของไขมันของ lipopolysaccharides เยื่อหุ้มชั้นนอกเรียกว่า lipid A และทำหน้าที่เป็น endotoxin ซึ่งเมื่อเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตจะทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เป็นพิษซึ่งอาจทำให้เกิด endotoxic shock

ผนังเซลล์ประกอบด้วยเพปทิโดไกลแคนก่อตัวเป็นชั้นบาง ๆ และขาดกรดทีโคอิคและไลโปอิโคอิคตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นในแกรมบวกซึ่งประกอบด้วยเพปทิโดไกลแคนหลายชั้นและมีกรดทั้งสองชนิด สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่ยึดซองนิวเคลียร์เข้ากับเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึม

แฟลกเจลลาของแบคทีเรียแกรมลบมีวงแหวนรองรับสี่วง (สองวงสำหรับแต่ละเมมเบรน) ในขณะที่แบคทีเรียแกรมบวกมีวงแหวนรองรับเพียงสองวงเนื่องจากมีเมมเบรนเพียงอันเดียว

โครงสร้าง

เซลล์โปรคาริโอตโดยเฉลี่ย

แบคทีเรียทุกชนิดไม่มีนิวเคลียสและวัสดุโครโมโซมไม่ได้ถูกแยกออกจากไซโทพลาซึมด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียร์ ไรโบโซมฝังอยู่ในไซโทพลาสซึมด้วย

แบคทีเรียแกรมลบประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์สองชั้นและผนังเซลล์อยู่ระหว่าง ระหว่างผนังเซลล์และเยื่อหุ้มชั้นในเป็นเยื่อหุ้มชั้นนอก นอกจากนี้บางครั้งยังสามารถนำเสนอแฟลกเจลลา fimbriae แคปซูลและสปอร์ที่ล้ำมาก

ผนังเซลล์

ผนังเซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย peptidoglycan ซึ่งเป็นโพลิเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยซ้ำของ N-acetyl Glucosamine และ N-acetylmuramic acid ซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ

เยื่อหุ้มชั้นนอกถูกจับแน่นกับเพปทิโดไกลแคนและเป็นส่วนหนึ่งของผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบ

เยื่อหุ้มชั้นนอก

เยื่อหุ้มชั้นนอกประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดลิโพโพลีแซ็กคาไรด์และโปรตีนเมมเบรน Lipopolysaccharides ประกอบด้วย lipid A (ส่วนของไขมัน), polysaccharide O และระหว่างนั้นจะมีสายโซ่อื่นของ polysaccharides ไขมัน A ถูกแช่อยู่ในเมมเบรนและโพลีแซ็กคาไรด์ O ที่ใบหน้าภายนอก

Lipipopolysaccharide (LPS) เป็นสารเอนโดทอกซินซึ่งมีศักยภาพในการเป็นพิษเนื่องจากไขมัน A เนื่องจากไขมันนี้ถูกแช่อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ความเป็นพิษจะปรากฏเฉพาะเมื่อเซลล์แบคทีเรียถูกไลซิน

Periplasm

สารที่เป็นเจลาตินประกอบด้วยน้ำและโปรตีนและเพปทิโดไกลแคนที่มีความเข้มข้นสูง สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งในการเผาผลาญพลังงานของแบคทีเรียแกรมลบตั้งอยู่ระหว่างผนังเซลล์และเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึม (ปริภูมิ)

ภาพจากกล้องจุลทรรศน์ (กำลังขยาย X1000) ของแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus สีม่วง) และแบคทีเรียแกรมลบ (Escherichia coli ในสีชมพู) ถ่ายและตัดต่อจาก: Y tambe.

เยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์เป็นโครงสร้างที่กั้นช่องว่างภายในเซลล์จากสภาพแวดล้อมภายนอก เป็นเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้ประมาณ 8 นาโนเมตรมีลิพิดในธรรมชาติคล้ายกับแบคทีเรียอื่น ๆ และแตกต่างจากเยื่อยูคาริโอตเนื่องจากหลังมีสเตอรอลในขณะที่แบคทีเรียไม่มี

พลาสซึม

เป็นเนื้อหาของเซลล์ที่คั่นด้วยเมมเบรนไซโตพลาสซึมและมีไรโบโซมนิวคลีอยด์และโมเลกุลขนาดใหญ่หลายชนิดในสารแขวนลอย

ไรโบโซม

ในแบคทีเรียแกรมลบไรโบโซมสามารถเกิดขึ้นทีละตัวในไซโตพลาสซึมเป็นกลุ่มหรือในเครือที่เกี่ยวข้องกับสารอาร์เอ็นเอที่เรียกว่าโพลีไรโบโซม

ดีเอ็นเอของแบคทีเรีย

เช่นเดียวกับแบคทีเรียทุกชนิด DNA ของแบคทีเรียไม่ได้อยู่ในนิวเคลียส สารพันธุกรรมนี้ประกอบด้วยดีเอ็นเอสองเส้นในรูปทรงกลม

Fimbriae หรือ pilis

fimbriae หรือ pilis เป็นโครงสร้างฟิลิฟอร์มที่ส่วนใหญ่กระจายอยู่บนพื้นผิวภายนอกของแบคทีเรียแกรมลบ แม้จะมีความคล้ายคลึงกับแฟลกเจลลา แต่ก็ไม่ได้ใช้สำหรับการกระจัด แต่สำหรับหน้าที่อื่น ๆ เช่นการยึดติดกับเนื้อเยื่อของโฮสต์หรือเพื่อการสืบพันธุ์

แคปซูล

แคปซูลเป็นโครงสร้างที่สามารถมีอยู่ในแบคทีเรียทุกชนิด ไม่ใช่โครงสร้างที่สำคัญเนื่องจากการสูญเสียไม่มีผลต่อความมีชีวิตของแบคทีเรีย แต่มีความสำคัญเนื่องจากช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจาก phagocytosis เมื่อมีอยู่จะพบภายนอกผนังเซลล์

โดยทั่วไปประกอบด้วยโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีลักษณะเป็นเมือก มันเป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความรุนแรงสำหรับแบคทีเรียบางชนิด

สปอร์

โครงสร้างเหล่านี้พบได้เฉพาะในแท่งแกรมบวกยกเว้นสายพันธุ์แกรมลบ (Coxiella burnetti) ที่มีอยู่ด้วย พวกมันก่อตัวขึ้นภายในร่างกายซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าเอนโดสปอร์และเป็นโครงสร้างที่ทนทานต่อปัจจัยแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์เช่นเดียวกับรังสีและสารฆ่าเชื้อทางเคมี

เฆี่ยน

แฟลกเจลลัมของแบคทีเรียเป็นโครงสร้างรูปแส้ซึ่งใช้สำหรับการเคลื่อนไหว จำนวนและการจัดเรียงบนพื้นผิวของแบคทีเรียแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์

โรค

แบคทีเรียแกรมลบโดยเฉพาะ Enterobacteriaceae และแบคทีเรียที่ไม่ผ่านการหมักมีความสำคัญทางการแพทย์เนื่องจากเป็นสาเหตุของโรคติดเชื้อที่หลากหลายซึ่งเราสามารถพูดถึง:

การติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ

การติดเชื้อแบคทีเรียในระบบทางเดินปัสสาวะแกรมลบแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือจากภายนอกและภายนอก การติดเชื้อจากภายนอกเกิดขึ้นเมื่อแบคทีเรียตั้งรกรากในระบบทางเดินอาหารจากน้อยไปมากผ่านทางเดินปัสสาวะ สิ่งที่เกิดจากภายนอกมักเกิดขึ้นเนื่องจากการใช้เครื่องมือที่ปนเปื้อนในระหว่างการดูแลทางการแพทย์

โรคเหล่านี้สามารถแสดงอาการในท้องถิ่นเช่นในกรณีของกระเพาะปัสสาวะอักเสบและต่อมลูกหมากอักเสบหรือในทางกลับกันพวกเขาสามารถแสดงอาการทางระบบซึ่งรวมถึงไข้และภาวะติดเชื้อเช่นเดียวกับที่เกิดใน pyelonephritis หรือฝีในไต

การติดเชื้อในช่องท้อง

แบคทีเรียแกรมลบจำนวนมากเป็นสมาชิกปกติของแบคทีเรียในระบบทางเดินอาหารโดยไม่ก่อให้เกิดโรคใด ๆ แต่เป็นเชื้อโรคฉวยโอกาสที่อาจทำให้เกิดการติดเชื้อหากมีแผลในระบบทางเดินอาหาร

การติดเชื้อเหล่านี้อาจเกิดขึ้นเฉพาะที่และ จำกัด อยู่ที่ผนังของระบบทางเดินอาหารเช่นเดียวกับโรคถุงน้ำดีอักเสบหรือถุงน้ำดีอักเสบหรืออาจแพร่กระจายเข้าไปในช่องท้องทำให้เกิดเยื่อบุช่องท้องอักเสบ

เยื่อบุช่องท้องเป็นเยื่อที่ปกคลุมอวัยวะภายในเซลล์ประสาททั้งหมดดังนั้นการติดเชื้อของเยื่อหุ้มเซลล์นี้สามารถแพร่กระจายไปยังอวัยวะทั้งหมดได้อย่างรวดเร็ว โดยปกติเมื่อเกิดการติดเชื้อในช่องท้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามีฝีการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะไม่เพียงพอและต้องใช้ตัวเลือกการผ่าตัด

การติดเชื้อทางเดินหายใจ

การติดเชื้อประเภทนี้มีความสัมพันธ์กับการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตสูง โดยทั่วไปมักเกิดในผู้ป่วยในโรงพยาบาลหรือผู้ที่ได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะ โรคทางเดินหายใจที่เกิดจากแบคทีเรียแกรมลบ ได้แก่ หลอดลมอักเสบและปอดบวม

โรคอื่น ๆ

แบคทีเรียแกรมลบยังเกี่ยวข้องกับโรคอื่น ๆ อีกมากมายเช่นโรคหนองในเยื่อหุ้มสมองอักเสบจากเชื้อแบคทีเรียและการติดเชื้อในโพรงจมูกส่วนใหญ่

ตัวอย่าง

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae เป็นแบคทีเรียที่มีรูปร่างคล้ายแท่งซึ่งสามารถพบได้ทีละคู่เป็นเครือหรือเป็นกลุ่ม ไม่มีแฟลเจลลัมหรือสปอรูลา แต่มีแคปซูลที่พัฒนามาอย่างดี

แบคทีเรียนี้เป็นเชื้อโรคฉวยโอกาสที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อในโรงพยาบาลต่างๆซึ่งอาจทำให้เสียชีวิตได้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการปรากฏตัวของสายพันธุ์ hypervirulent ที่ยากต่อการรักษาและเกี่ยวข้องกับการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตที่สำคัญ

Neisseria gonorrhoeae

แบคทีเรียชนิดนี้เป็น Diplococcus ที่มีด้านติดกันของ cocci แบนและแกนหลักของแต่ละเซลล์ตั้งฉากกับแกนหลักของทั้งคู่และโดยทั่วไปจะมีแคปซูลและพิลีอยู่บนพื้นผิว โดยปกติจะพบได้ในเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด polymorphonuclear มันคือออกซิเดสลบและคาตาเลสบวก

Neisseria gonorrhea เป็นสาเหตุของโรคที่เรียกว่าหนองในหรือ blenorrhea ซึ่งเป็นโรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์

มอร์กาเนลล่ามอร์แกนนี

Morganella morganii เป็นแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนออกซิเดสเชิงลบซึ่งมีรูปร่างเหมือนแท่งตรงแฟลเจลที่อุณหภูมิต่ำกว่า 30 ° C แต่แฟลเจลที่อุณหภูมิสูงกว่านี้ เป็นสมาชิกทั่วไปของระบบทางเดินอาหารในลำไส้ของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ

แม้ว่าโดยปกติจะพบว่าเป็นส่วนประกอบของระบบทางเดินอาหารที่ไม่ก่อให้เกิดโรค แต่ก็เป็นเชื้อโรคฉวยโอกาสที่อาจทำให้เกิดการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะภาวะโลหิตเป็นพิษภาวะเลือดคั่งท้องร่วงปอดบวมโรคเยื่อบุช่องท้องอักเสบจากเชื้อแบคทีเรียหรือโรคหลอดเลือดหัวใจตีบของลุดวิกรวมถึงโรคอื่น ๆ

อ้างอิง

1. สเปกตรัมของโรคติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียแกรมลบ กู้คืนจาก futurelearn.com
2. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall และ BJ McCarthy (1978) จุลชีววิทยา พิมพ์ครั้งที่ 2. Holt, Rinehart และ Winston
3. แบคทีเรียแกรมลบ บน Wikipedia สืบค้นจาก en.wikipedia.org
4. ค. พิณ Morganella morganii: ลักษณะโรคที่อาจทำให้เกิดการรักษา กู้คืนจาก lifeder.com
5. ค. พิณ Klebsiella pneumoniae: ลักษณะสัณฐานวิทยาการติดต่อและโรค กู้คืนจาก lifeder.com
6. เอส. ฮอก (2548). จุลชีววิทยาที่จำเป็น จอห์นไวลีย์แอนด์ซันส์ จำกัด
7. N. Rodríguez แบคทีเรียแกรมลบ: ผนังเซลล์ สืบค้นจากparais-sphynx.com