Gram-negative bakterier: farvning, ydre membran, LPS og antibiotikaresistens
Lær om Gram-negative bakterier: farvning, ydre membran, LPS og antibiotikaresistens — struktur, immunrespons og konsekvenser for behandling.
Gram-negative bakterier er bakterier, der ikke tilbageholder krystalvioletfarvestof ved Gram-farvning. Efter affarvning tilsættes en modfarve, safranin, som farver de gramnegative celler røde eller lyserøde. Farvningsforskellen skyldes strukturelle forskelle i cellevæggen: gramnegative har en tyndere peptidoglykanlag og en ydre membran, mens Gram-positive bakterier beholder krystalviolet på grund af et tykkere peptidoglykanlag.
Cellevæg og ydre membran
Den karakteristiske ydre membran hos gramnegative bakterier ligger yderst og fungerer som en barriere mod mange stoffer. Mellem den ydre membran og cellemembranen findes en periplasmisk rum, som indeholder et tyndt lag peptidoglykan. Ydre membranen indeholder:
- Poriner: proteinkanaler der tillader passive diffusion af små molekyler (nogle antibiotika passerer gennem poriner).
- Lipopolysaccharid (LPS): et fedt‑kulhydratkompleks der danner det yderste lag.
Lipopolysaccharid (LPS) og immunrespons
LPS består typisk af tre dele: lipid A, en kerne‑polysaccharid og et O‑antigen. Lipid A er den del, der virker endotoksisk for mennesker og andre dyr. Når immunceller genkender LPS, udløses et stærkt medfødt immunforsvar med produktion af cytokiner og aktivering af immunsystemet. Denne cytokinudskillelse kan føre til feber og lokal eller systemisk Inflammation, og ved kraftig frigivelse af LPS kan der opstå septisk chok.
Antibiotikaresistens — hvorfor gramnegative ofte er mere svære at behandle
Sammenlignet med grampositive bakterier er mange gramnegative arter mere resistente over for antibiotika, fordi den ydre membran og andre mekanismer begrænser antibiotikapassage og nedbryder eller udskiller lægemidler. Almindelige resistensmekanismer inkluderer:
- Begrænset adgang gennem poriner (nedsat permeabilitet).
- Enzymer i periplasma, fx β‑lactamaser, som inaktiverer β‑lactamantibiotika.
- Efflux‑pumper som aktivt udskiller antibiotika fra cellen.
- Mutationer i målproteiner (fx ribosomale mål eller DNA‑gyrase) der mindsker lægemidlets binding.
- Horisontal genoverførsel via plasmider og transposoner, som spreder resistensgener (fx ESBL, carbapenemaser som KPC/NDM).
Disse faktorer gør det ofte nødvendigt at bruge bredspektrede eller kombinationsbehandlinger ved alvorlige infektioner, og stigende forekomst af multiresistente gramnegative bakterier er en global sundhedsudfordring.
Klinisk og laboratoriemæssig betydning
Gramfarvning er et hurtigt diagnostisk værktøj, men identifikation og resistensbestemmelse kræver ofte dyrkning, biokemiske tests, MALDI‑TOF eller molekylære metoder (PCR). Nogle vigtige kliniske eksempler på gramnegative bakterier er Escherichia coli, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa og Neisseria-arter — alle kan forårsage alt fra milde urinvejsinfektioner til alvorligt blodforgiftning.
Forebyggelse og behandling
Forebyggelse af spredning omfatter hygiejne, korrekt håndtering af katetre og invasive procedurer, vaccinationsprogrammer hvor relevante samt overvågning af resistensmønstre. Behandling vælges ud fra lokale resistensdata og ofte efter resistensbestemmelse; mulige antibiotikagrupper mod gramnegative infektioner omfatter aminoglykosider, fluoroquinoloner, cephalosporiner og carbapenemer, men valg er afhængigt af art og resistensprofil.
Forståelsen af gramnegative bakteriers struktur, LPS‑virkning og resistente mekanismer er central for både klinisk behandling og infektionskontrol.
Gram-negativ cellevægsstruktur
Gram-positive og negative bakterier adskilles hovedsageligt ved deres cellevægsstruktur.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er gramnegative bakterier?
Svar: Gram-negative bakterier er en type bakterier, som ikke tilbageholder krystalvioletfarvestoffet ved farvning.
Spørgsmål: Hvordan identificeres gramnegative bakterier i en Gram-færgeprøve?
Svar: I en Gram-færgeprøve tilsættes en modfarve kaldet safranin efter krystalvioletfarvestoffet. Dette farvelægger alle gramnegative bakterier med en rød eller lyserød farve.
Sp: Hvorfor farves gramnegative bakterier rødt eller lyserødt i Gram-færgetesten?
Svar: Gram-negative bakterier farves rødt eller lyserødt, fordi en ydre membran forhindrer krystalvioletfarvestoffet i at trænge ind.
Spørgsmål: Hvad gør gramnegative bakterier mere resistente over for antibiotika?
Svar: Sammenlignet med grampositive bakterier er gramnegative bakterier mere resistente over for antibiotika på grund af deres relativt uigennemtrængelige cellevæg.
Spørgsmål: Hvilken betydning har lipopolysaccharidlaget hos gramnegative bakterier?
Svar: Lipopolysaccharidlaget (LPS) i gramnegative bakterier er vigtigt, fordi det udløser et medfødt immunrespons hos mennesker med cytokinproduktion og aktivering af immunsystemet.
Sp: Hvad er resultatet af den cytokinproduktion, der udløses af LPS hos mennesker?
Svar: Resultatet af den cytokinproduktion, der udløses af LPS hos mennesker, er inflammation.
Sp: Hvad er nytten af Gram-færgetesten?
Svar: Gramfarveprøven er nyttig til at klassificere to forskellige typer bakterier på grundlag af de strukturelle forskelle i deres bakteriecellevægge.
Søge