جراثيم إيجابية الغرام
| د. جاد الله السيد محمود |
| المساهمة الرئيسية في هذا المقال |
الجراثيم إيجابية الغرام Gram positive bacteria
إحدى التصنيفات الهامة للجراثيم يتبع كونها إيجابية أوسلبية الغرام. وتعني تلوينها بملون غرام.
ملون غرام
الجراثيم عمومًا عديمة اللون ومن غير الممكن عادةً رؤيتها كما هي تحت المجهر الضوئي، لذلك تستخدم صبغات تُصبغ بها الجراثيم ليمكن رؤيتها وتحديد صفاتها الشكلية وخصائص أخرى لها. إحدى أهم تلك الصبغات هي ملون غرام، والذي يفصل معظم الجراثيم لمجموعتين: إيجابية الغرام وسلبية الغرام.
كيفية إجراء تلوين غرام
- توضع العينة (قشع أو قيح أو أيًا تكن) على شريحة وتمسح.
- تسخن لتثبيت الجراثيم على الشريحة.
- تصب صبغة البنفسجية المتبلورة (صبغة زرقاء) وينتظر 60 ثانية.
- تغسل المسحة بالماء، ثم يصب فوقها محلول اليود وينتظر لمدة 60 ثانية.
- تغسل المسحة بالماء، ثم يزال اللون باستخدام الكحول 95%.
- تعامل المسحة بالسفرانين (ملون أحمر) وينتظر لمدة 30 ثانية، ثم تغسل بالماء.
عند وضع الشريحة تحت المجهر الضوئي تظهر الجراثيم التي امتصت البنفسجية المتبلورة وثبتتها بلون أزرق، وهذه الجراثيم تدعى جراثيم إيجابية الغرام.
إيجابية الغرام = لون أزرق
بينما التي أزيلت منها البنفجسية المتبلورة باستخدام الكحول ستستطيع امتصاص السفرانين وتبدو حمراء اللون. وتدعى هذه الجراثيم سلبية الغرام.
سلبية الغرام = لون أحمر
ويعود الفرق في النتيجة لاختلاف في جدار الخلية إيجابية الغرام عنه في سلبية الغرام.
بنية جُدر إيجابية وسلبية الغرام
تمتلك كل من الجراثيم إيجابية الغرام وسلبية الغرام أكثر من طبقة تحميها من البيئة خارج الخلوية، وذلك بخلاف الخلايا الحيوانية التي تمتلك طبقة واحدة فقط مكونة من غلاف فوسفوليبيدي مضاعف.
وتدعى الطبقة المحيطة بغشاء الجراثيم بطبقة الببتيدوغليكان، أو الجدار الخلوي.
تتكون طبقة الببتيدوغليكان من تتالي لثنائيات سكريد مرتبطة بـ 4 حموض أمينية لكل ثنائي سكريد.
وترتبط سلاسل الحموض الأمينية للبيتيدوغليكان برابط تشاركي مع حموض أمينية أخرى من سلاسل مجاورة.
ما يؤدي إلى بنية متقاطعة ثابتة. ويعرف الأنزيم الذي يحفز هذا التشكل بـ ترانسببتيداز، وهو ما تستهدفه بعض الصادات الحيوية مثل البنسيلين، ولذا يدعى البروتين الرابط للبنسلين.
يختلف جدار إيجابية الغرام عن سلبية الغرام بكونه سميكًا جدًا، وفيه كثير من تقاطعات سلاسل الحموض الأمينية. ومن عديدات السكريد الهامة الموجودة في جدار هذه الخلايا هو حمض التيكوئيك. وله أهمية في التعرف المصلي على أنواع إيجابية الغرام.
أما سلبية الغرام فلها إضافةً للغشاء الخلوي وطبقة الببتيدوغليكان غلاف خارجي، كما أنَّ هنالك فراغًا بين الغلاف الداخلي وطبقة الببتيدوغليكان، تمتلأ هذه المساحة بجل يحوي بروتينات وأنزيمات.
ولا تحوي طبقة الببتيدوغليكان عند الجراثيم سلبية الغرام على حمض التيكوئيك لكنها تمتلك بروتينات شحمية تدعى مورين؛ وهي ذات أهمية لربطها طبقة الببتيدوغليكان مع الغلاف الخارجي. ويحوي الغلاف الخارجي على عديدات سكريد شحمية (LPS) ذات أهمية في التسبب بالحرارة عند المضيف. وفي الغشاء الخارجي يوجد بروتينات بورين، تسمح بدخول المغذيات.
الاختلاف في اللون بصبغة غرام
البنفسجية المتبلورة المستخدمة في صبغة الغرام ضخمة الحجم جزيئيًا، لذلك فهي تعلق في الطبقة السميكة المتقاطعة في الجراثيم إيجابية الغرام، ما يؤدي إلى تلون الجرثومة باللون الأزرق.
أما الغشاء الخارجي للجراثيم سلبية الغرام فيسمح بدخول الكحول وغسله البنفسجية المبلورة منه، ما يسمح بأخذ ملون السفرانين.
الجراثيم إيجابية الغرام الممرضة
هنالك 6 أجناس من الجراثيم إيجابية الغرام تعرف بتسبيبها إمراضية للإنسان؛ اثنتنا منها مكورات، و4 عصيات.
المكورات
- المكورات العقدية Streptococcus: والتي تشكل سلسلة كالعقد.
- المكورات العنقودية Staphylococcus: والتي تتجمع على شكل عنقود.
المكورات العقدية
المكورات العقدية هي جراثيم غير متحركة. تتضمن سريريًا المكورات العقدية والمكورات المعوية.
شكلها بيضوي لكروي وتتجمع كثنائيات أو كسلاسل. معظمها لا هوائية متحملة للهواء.
تختلف الأمراض التي تسببها هذه الجراثيم بحسب أنواعها، وتتضمن عداوى حادة للحلق والجلد؛ وكذلك استعمار للسبيل التناسلي عند النساء، ما يؤدي إلى إنتان عند حديث الولادة؛ ويمكن أن تسبب التهاب الرئة أو التهاب الأذن الوسطى أو التهاب السحايا؛ وقد تسبب التهاب شغاف القلب.
المكورات العنقودية
وهي جراثيم مكورة إيجابية الغرام غير متحركة وغيرمنتجة للأبواغ ولا هوائية مخيرة؛ تنقسم مجموعتين رئيسيتين: الأولى منتجة للأنزيم المخثر والثانية لا تنتجه.
يمكن أن تسبب المكورات العنقودية عددًا من العداوى، تترواح من عداوى جلدية ثانوية مثل الدمامل، إلى عداوى خطيرة في الدم والرئتين والقلب.
للمكورات العنقودية كثير من الأنواع، لكن معظم العداوى تنتج عن مجموعة منها تدعى المكورات العنقودية الذهبية.
أنماط عداوى المكورات العنقودية:
- العدوى الثانوية
معظم عداوى هذه الجراثيم تكون ثانوية وتصيب الجلد فقط أو الطبقات تحته؛ ومن الأمثلة الشائعة:
- الدمامل.
- القوباء.
- التهاب الهلل.
- خراجات جلدية.
- التهاب البصيلات.
- عدوى الجروح.
- متلازمة الجلد المسمط بالمكورات العنقودية.
- العداوى الغازية
ومنها: - التهاب المفاصل الإنتاني.
- التهاب النقي والعظام.
- التهاب الرئة.
- التهاب شغاف القلب.
- تجرثم الدم (إنتان).
- متلازمة الصدمة التسممية.
- التسمم بالطعام
تعد هذه الجراثيم أحد أكثر الجراثيم تسبيبًا بتسمم الطعام. وعادةً ما تظهر الأعراض خلال ساعات من تناول الطعام الملوث، ثم تختفي خلال نصف يوم. ولا يسبب التسمم بالطعام بهذه الجراثيم ارتفاع الحرارة عادةً، إنما يسبب إسهالًا وغثيانًا وإقياء.
العصيات
اثنتان منها منتجة للأبواغ
- العصويات Bacillus: وأهمها عصيات الجمرة التي تسبب مرض الجمرة الخبيثة.
- ]]المطثيات]] Clostridium:
إمراضية الأنواع المسببة للأمراض في هذا الجنس تعود إلى إنتاج ذيفانات خارجية و/أو إنزيمات خارجية.
تُعتبَر المطثية الحاطمة C. perfringens الكائن الحي المسبب الأكثر شيوعًا في التهاب الهَلَل باللاهوائيات anaerobic cellulitis والغنغرينة الغازية gas gangrene (النخر العضلي المطثي clostridial myonecrosis).
تسبب المطثية الكزازية C. tetani مرض الكزاز Tetanus. يُنتِج هذا العامل الممرض الذيفان الخارجي تتانوسبازمين tetanospasmin الذي يحصر انتقال دفعات الجهاز العصبي المركزي المثبطة إلى العصبونات الحركية.
التسمم الوشيقي Botulism هو نوع من تسمم الطعام تسببه الذيفانات العصبية للمطثية الوشيقية C. botulinum. تثبط هذه المواد انتقال المنبه إلى الصفيحات الانتهائية الحركية. تسبب المطثية العسيرة C. difficile التهاب القولون الغشائي الكاذب Pseudomembranous colitis والتي تُنتِج ذيفانًا معويًا (A) وذيفانًا خلويًا (B). يتطلب تشخيص عداوى المطثيات استعراف العامل الممرض (الغنغرينة الغازية) و/أو الذيفانات (الكزاز، التسمم الوشيقي، التهاب القولون).
اثنتان غير منتجة للأبواغ
- الليسترية Listeria: وتمتلك ذيفانًا داخليًا، بخلاف باقي إيجابيات الغرام؛ تسبب الإصابة بها أعراضًا خفيفة وقد يحصل خلط بينها وبين أعراض أمراض أخرى كالإنفلونزا.
- الوتدية Corynebacterium: وأشهرها جرثومة الوتدية الخناقية Corynebacterium diphtheriae، والتي تسببها الإصابة بها مشكلة تنفسية وقلبية وعصبية. وتتضمن الوتديات اللاخناقية:
- لوَتَدِيَّةُ المُقَرِّحَة.
- الوَتَدِيَّةُ السُّلِّيَّةُ الكاذِبَةُ الغَنَمِيَّة: وتعرف أيضًا بالوتدية الغنمية.
- الوَتَدِيَّةُ المُقَيِّحَة.
- الوَتَدِيَّةُ الحالَّةُ للدَّم.
- الوتدية المائية.
- الوَتَدِيَّةُ الخُناقِيَّةُ الكاذِبَة.
- المجموعة د2 (وتعرف أيضًا بالتوتدية الحالة لليوريا).
- المجموعة إي.
- الوتدية ج C jeikeium.
تعد المتفطرات جراثيم تميل لتكون إيجابية الغرام، لكنها تصنف ضمن تصنيف مختلف، بأنها جراثيم صامدة للحمض.
ويختلف جدار المتفطرات عن جدر باقي أنواع الجراثيم في أنَّه مكون من الشحوم بنسبة 60%، بما فيها صنف فريد ذو سلسلة طويلة (75-90 ذرة كربون في الجزيء). وحموض دسمة كحولية (حموض الميكوليك).
وتنقسم الممرضة منها إلى:
- المتفطرة السلية Mycobacterium tuberculosis: والتي تسبب داء السل بأنواعه المختلفة.
- المتفطرة الجذامية Mycobacterium leprae: تسبب مرض الجذام.
- المتفطرات اللاسلية Nontuberculous Mycobacteria: تتنوع الإمراضية التي تسببها هذه الجراثيم من أن تكون لا عرضية لتصل لسعال شديد مع غثيان وفقدان الوزن.
ورغم أن الداء الرئوي هو أكثر ما تسببه هذه الجراثيم إلا أنه يمكن أن تتضمن الأمراض التي تسببها أيضًا إصابات لمفاوية وإصابات الأنسجة الرخوة والجلد وداءً منتشرًا. لكن أكثرها شيوعًا الإصابة الرئوية.
المصادر
- http://www.scienceprofonline.com/microbiology/bacterial-cell-wall-structure-gram-positive-negative.html
- http://www.onlinebiologynotes.com/bacterial-cell-wall-structure-composition-types/
- https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/gram-positive-bacteria
- https://laboratoryinfo.com/gram-staining-principle-procedure-interpretation-and-animation/
M. Gladwin and B. Trattler, Clinical Microbiology Made Ridiculously Simple, MedMastei. P.P. 1-7.