BACTERIS GRAM POSITIVES: CARACTERÍSTIQUES, ESTRUCTURA, MALALTIES - BIOLOGIA - 2025

Les bacteris Gram positives són un grup d'organismes procariotes que es tenyeixen de blau fosc o de violeta quan s'empra la tinció de Gram. Es diferencien de les Gram negatives perquè aquestes últimes es tenyeixen d'un color vermell o rosat tènue. Aquesta diferència es deu a la composició de l'embolcall cel·lular d'ambdós grups d'organismes.

Alguns bacteris no es tenyeixen amb la tinció de Gram però són considerades també com Gram positives per la seva gran similitud molecular amb altres integrants de el grup. En general, són organismes molt diversos i poden, per exemple, tenir forma de bacil o de coco, formar o no endòspores i ser mòbils o immòbils.

Cultiu en laboratori de Corynebacterium diphtheriae. Presa i editada de: Copacopac.

Alguns bacteris Gram positives presenten importància mèdica ja que són patogèniques en éssers humans, entre aquestes es troben ara representants dels gèneres Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus i Clostridium, les quals produeixen malalties que en alguns casos poden ser mortals.

Característiques generals

La seva principal característica, i que dóna nom a el grup, és el fet que es tenyeixen de blau fosc o de violeta quan se'ls sotmet a la tinció de Gram. Això és degut a que presenten diverses capes de peptidoglicanos entrecreuades entre elles formant un fort bastida que és el que reté el tint durant aquest procés, i que conforma la paret cel·lular.

Aquests bacteris presenten una única membrana citoplasmàtica que és de naturalesa lipídica. D'altra banda, els bacteris Gram negatives, en lloc d'una sola, presenten dues membranes lipídiques, una de les quals és externa a la paret cel·lular.

Les dues capes que conformen l'embolcall cel·lular (paret cel·lular i membrana citoplasmàtica) estan unides mitjançant molècules d'àcids lipoteicoicos. Aquests àcids li serveixen al bacteri com a agents quelants.

Addicionalment, conté àcids teicoicos, els quals al seu torn contenen grups fosfats que li imparteixen una càrrega negativa general a la superfície cel·lular.

Algunes espècies poden presentar flagell i, en aquests casos, aquest conté només dos anells com a suport en contrast amb els flagels dels bacteris Gram negatives que són suportats per quatre anells.

estructura

Cèl·lula procariota mitjana.

Un bacteri Gram positiva típica consta de les següents estructures: un cromosoma únic (el qual no està envoltat de membrana nuclear), ribosomes, citoplasma, membrana citoplasmàtica i paret cel·lular. A més a pot o no presentar flagell, fímbries o pilis, càpsula i espores.

Paret cel·lular

Està formada per múltiples capes de peptidoglicanos formant una capa gruixuda, units a la qual es troben els àcids teicoicos, els quals són sucres que es troben associats a l'àcid N-acetil murámico present en els peptidoglicanos i la seva funció és estabilitzar la paret cel·lular.

La cara externa de la capa d'peptidoglicanos està generalment recoberta per diferents tipus de proteïnes depenent de l'espècie de bacteri que es tracti. Una altra característica de la paret d'aquests bacteris és l'absència d'endotoxines.

La paret cel·lular es troba separada de la membrana citoplasmàtica per mitjà de l'periplasma, però, ambdues s'uneixen també per mitjà de molècules d'àcid lipoteicoico.

membrana cel·lular

La membrana cel·lular és una estructura prima (8 nm) representada per una doble capa lipídica, amb un àcid gras disposat cap a l'interior de la doble capa i el glicerol orientat cap a l'exterior de la cèl·lula.

Aquesta composició és similar a la de la majoria de les membranes biològiques, però, es diferencia de la membrana cel·lular eucariota bàsicament perquè en els bacteris no té esterols.

citoplasma

És una dissolució col·loïdal molt fina, anomenada citosol, en la qual es troben els ribosomes i altres macromolècules. També conté una zona de menor densitat (el nucleoide), a l'interior es troba el material hereditari.

ADN bacterial

El material hereditari està constituït per una doble cadena d'ADN de forma circular i enrotllat sobre si mateix. Aquest ADN no es troba associat a histones, però sí a altres proteïnes bàsiques.

fímbries

Les fímbries són estructures filamentoses de naturalesa proteica, de menor diàmetre que els flagells i que no són emprades per a realitzar desplaçament. Encara que són estructures molt més freqüents en bacteris Gram negatives, algunes poques espècies Gram positives també les presenten.

càpsula

És un embolcall mucosa generalment polisacárida que forma un gel que s'adhereix a la cèl·lula i que està situada externament a la paret cel·lular. Protegeix a la cèl·lula bacteriana de la fagocitosi i la seva presència està associada a la virulència del bacteri.

Diferències entre bacteris Gram positives (esquerra) i Gram negatives (dreta). Presa i editada de:

espores

Algunes famílies de bacils Gram positius produeixen endòspores que són molt resistents a condicions adverses com temperatures elevades, dessecació, radiació, àcids, així com desinfectants químics.

malalties

A l'almenys set gèneres de bacteris Gram positives contenen representants que són patogènics en humans: Mycobacterium, Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus i Clostridium. Entre les malalties causades per aquest tipus de bacteris es troben:

Malaltia de Hansen o lepra

Es tracta d'una malaltia que afecta les mucoses, pell, ossos, testicles, ulls i nervis perifèrics. És ocasionada per l'espècie Mycobacterium leprae. És una afecció mutilant que pot ocasionar lesions cutànies, disminució de la sensibilitat a el tacte, dolor i calor en els dos grups d'extremitats.

També pot ocasionar pàpules o nòduls, destrucció de teixit, com el cartílag nasal o de l'pavelló de l'oïda, així com pèrdua sensorial en els nervis perifèrics. La malaltia de Hansen es transmet per contacte d'una persona en fase contagiosa a un individu sa amb predisposició genètica a la malaltia.

El tractament de la malaltia és llarg, pot perllongar-se per fins a dos anys i consisteix principalment en l'administració de sulfonas, dapsona (DDS), rifampicina i clofazimina.

botulisme

És una intoxicació infecciosa causada per una neurotoxina que és secretada pel bacteri Clostridium botulinum. Ocasiona paràlisi flàccida dels músculs esquelètics i la decisió de sistema nerviós parasimpàtic pel fet que bloqueja l'alliberament d'acetilcolina, la qual cosa impedeix la transmissió de l'impuls nerviós.

Altres símptomes de la intoxicació inclouen dilatació no reactiva de les pupil·les, dolors abdominals, sequedat de la boca, dipnea, dificultat per empassar i parlar, visió doble, ptosis palpebral, restrenyiment i paràlisi.

La intoxicació ocorre generalment per la ingesta d'aliments mal preparats o mal conservats, per contaminació de ferides obertes, i fins i tot per l'ús deliberat de la toxina amb fins cosmètics o per al tractament de malalties neuromusculars. El tractament consisteix en la antitoxina botulínica equina trivalent ABE i assistència respiratòria.

tètanus

Malaltia aguda produïda pel bacteri Clostridium tetani. Les neurotoxines produïdes per aquest bacteri produeixen espasmes, rigidesa muscular i inestabilitat de el sistema nerviós autònom. També produeix dificultat per deglutir, febre, dipnea i contracció de el cos sencer.

El bacteri produeix dos tipus de neurotoxines, la tetanolisina i la tetanoespasmina. L'última és la responsable de les contraccions tòniques sostingudes i contraccions clòniques que comporten a rampes musculars.

El bacteri és cosmopolita i es troba a terra, en el fons marí, en metalls oxidats i en la femta d'alguns animals. Pot ser adquirida a l'penetrar per ferides obertes a l'entrar en contacte amb terres, fems o un altre material contaminat, per talls o laceracions amb materials oxidats i fins i tot per la mossegada o rascada d'animals.

El tractament inclou neteja de les ferides amb aigua oxigenada, deixar la ferida oberta, retirar el teixit necrosat, subministrar metronidazole i sèrum antitetànic o immunoglobulina humana antitetànica. El tètanus es pot prevenir amb vacunes que s'han d'administrar amb reforços per garantir la seva eficàcia.

diftèria

La diftèria és una malaltia infecciosa produïda pel bacteri Corynebacterium diphtheriae. La toxina secretada per aquest bacteri ocasiona l'aparició de pseudo membranes en les superfícies mucoses de les vies respiratòries i digestives superiors i que causen, entre altres patologies, mal de coll, febre, dolor local i inflamació.

Les formes clíniques més comuns de la malaltia inclouen les formes faríngia, tonsilar, laríngia, nasal i cutània. La malaltia pot conduir a la mort per asfíxia a causa de l'obstrucció mecànica ocasionada per les pseudomembranas.

Aquest mal és transmès d'una persona malalta a una sana per mitjà de partícules implicades durant la respiració, encara que també pot adquirir per contacte amb la secreció que es presenta en les lesions cutànies.

La malaltia es pot prevenir mitjançant vacunació amb el toxoide diftèric, o curada administrant eritromicina (per via oral o parenteral), penicil·lina G o Procaína Penicil·lina G, durant un període de dues setmanes.

exemples

Corynebacterium diphtheriae

Aquest bacteri Gram positiva és un bacil que té forma de mall recte o lleugerament incurvat. És un bacteri molt resistent a condicions ambientals extremes. Només els ceps lisogenizadas per bacteriòfags són patògenes i capaços de produir la diftèria.

Aquesta espècie és no mòbil a causa que no presenta flagell. La seva paret cel·lular conté, entre altres compostos, arabinosa, galactosa i manosa. També es caracteritza per ser anaeròbica facultativa, no produir espores i posseir grànuls en el seu citoplasma que es tenyeixen de blau porpra amb blau de metilè.

Mycobacterium tuberculosis

Micrografia electrònica de rastreig del bacteri Mycobacterium tuberculosi. Presa i editada de: NIAID.

Bacteri aeròbica estricta resistent a la congelació i la dessecació. Es caracteritza per ser alcohol-àcid resistent. És la major causa de tuberculosi al món. Els seus símptomes inclouen febre, pèrdua de pes, sudoració, tos amb esputs purulents, així com lesions tissulars.

El tractament de la malaltia inclou rifampicina, isoniazida, fluoroquinonas, amikacina, kanamicina i capreomicina, però, cada vegada són més freqüents les soques resistents a aquests medicaments.

Bacillus cereus

És un bacil amb nombrosos flagels en la seva superfície cel·lular i amb un plasmidi gran, capaç de esporular en presència d'oxigen. És un bacteri molt resistent i pot sobreviure en un gran rang de temperatures. A més les seves espores resisteixen deshidratació i radiacions, a més d'altes i baixes temperatures.

És una de les espècies de bacteris responsable de la majoria dels brots de malalties transmeses pels aliments, incloent la malaltia coneguda com la síndrome de l'arròs fregit, el qual és ocasionat generalment pel consum d'arròs bullit que ha estat mantingut a temperatura ambient abans de fregir-per al seu consum.

referències

1. Gram-positive bacteri. En Wikipedia. Recuperat de: en.wikipedia.org.
2. Gram-positive bacteri. Recuperat de: courses.lumenlearning.com.
3. Pneumococcal Infections. En Access Medicine. Recuperat de: accessmedicine.mhmedical.com.
4. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall & BJ McCarthy (1978). Microbiology. 2th Edition. Holt, Rinehart & Winston.
5. S. Hogg (2005). Essential microbiology. John Wiley & Sons, LTD.
6. C. Lira. Corynebacterium diphtheria: característiques generals, taxonomia, morfologia, cultiu, patogènia. Recuperat de: lifeder.com.
7. C. Lira. Bacillus cereus: característiques, morfologia, hàbitat, símptomes de contagi, tractament. Recuperat de: lifeder.com.