Как окрашивается по граму кишечная палочка

Грама метод (Н. Ch. J. Gram, датский врач, 1853—1938) — дифференциальная окраска бактерий; применяется для окраски бактерий в мазках из культур, экссудатов, тканей и пр. Метод предложен в 1884 г. и получил широкое распространение в бактериологии.

Сущность метода состоит в том, что при слабощелочной реакции бактерии окрашиваются основными красителями трифенилметановой группы (генцианвиолет, кристаллвиолет, метилвиолет). Обработка йодом или пикриновой к-той приводит к прочной фиксации красителя в определенных видах бактерий; последующее промывание окрашенного препарата нейтральным спиртом или ацетоном не обесцвечивает их (грамположительные бактерии). У других бактерий под влиянием йода не образуется прочного комплекса, и обработка спиртом или ацетоном приводит к обесцвечиванию. Эти бактерии (грамотрицательные) выявляются путем докрашивания контрастной краской. Грамположительность и грамотрицательность — важный диагностический признак в дифференциальной диагностике некоторых инфекционных заболеваний.

При окраске тканей по Грама методу клеточные структуры (за исключением хроматина делящихся ядер зернышек, базофильных клеток и рогового слоя эпидермиса) обесцвечиваются спиртом. Окраска по Граму вариабельна и зависит от многих факторов. Поэтому для получения точных и сравнимых результатов всегда следует придерживаться стандартной методики. Для фиксации препарата чаще используют высокую температуру, хотя могут быть применены и другие способы (см. Фиксация). Следует учитывать, что способ фиксирования влияет на ход окраски. Лучшими основными красителями для этого метода являются метилвиолет, генцианвиолет (см.) и др. Удовлетворительные результаты дают также основной фуксин, виктория синяя и др. В качестве протравы обычно применяют йод или пикриновую к-ту, но могут быть использованы бром, двухромовокислый калий, тринитрокрезол и др. Из обесцвечивающих агентов чаще применяют этиловый спирт и ацетон. Ацетон более активен в качестве средства, обесцвечивающего грамотрицательные бактерии. Используется также смесь из этих веществ.

Некоторые бактерии (Corynebacterium diphtheriae, Shigella dysenteriae, Bac. proteus) характеризуются грамнеустойчивостью, т. е. они находятся между безусловно грамположительными и безусловно грамотрицательными видами; отдельные клетки одного и того же вида также подвержены аналогичным колебаниям. Напр., в цепочке альфа-гемолитического стрептококка среди грамположительных кокков часто можно наблюдать грамотрицательную клетку. Особое влияние на окраску оказывает возраст культуры. Грампозитивность уменьшается с возрастом бактерии. Поэтому в старых культурах грамположительных видов обнаруживают большое количество грамотрицательных клеток. Мертвые и частично подвергшиеся аутолизу бактериальные клетки грамотрицательны. Результат окраски зависит от среды, в к-рой выращивается микроб. При оценке полученных данных, особенно в тех случаях, когда в грамотрицательных культурах обнаруживают грамположительные клетки, необходимо учитывать толщину мазка, влияющую на результат окраски. Желательно, чтобы толщина мазка была не больше толщины одной клетки, т. к. в толстом мазке, содержащем грамотрицательные микробы, часто наблюдаются грамположительные особи.

Техника окраски по Граму

Для окраски необходимо следующее: карболовый р-р красителя трифенилметановой группы (генцианвиолет, кристаллвиолет или метилвиолет); раствор Люголя (2 г йодистого калия, 1 г йода кристаллического, 300 мл дистиллированной воды) щелочной или нейтральной реакции; спирт 96% нейтральной реакции; р-р контрастной краски (фуксин Пфейффера, 1% водный р-р нейтральрота и др.).

Мазок, фиксированный жаром, окрашивают генцианвиолетом или другим красителем 1—2 мин., промывают водой и наливают на препарат р-р Люголя (на 1 мин.), после чего дифференцируют спиртом 7 г — 1 мин. до появления серо-фиолетовых струек краски. Затем препарат промывают водой и докрашивают одной из контрастных красок. Грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные бактерии, клетки и ткани — в красный. Предложены различные модификации метода Грама — А. И. Синева (применение генцианвиолетовой бумажки вместо карболового р-ра краски), Г. П. Калины, Хаккера (G. J. Hucker), Берк (V. Burke) и др.

Механизм окраски по Граму

Существует несколько теорий механизма окраски по Граму. Предполагалось, что грамположительная окраска обусловлена ненасыщенными жирными к-тами, имеющимися у некоторых бактерий и способными соединяться с йодом, в результате чего «эктоплазма» бактерий становится непроницаемой для спирта и извлечения адсорбированного красителя не происходит.

Другая теория [Стерн, Стерн (E. Stearn, A. Stearn), 1928] связывает механизм окраски по Граму с различиями в кислотно-основных свойствах протоплазмы у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Эти две группы бактерий характеризуются различной изоэлектрической точкой (см.), к-рая у грамположительных видов находится при pH 2,0—3,0, а у грамотрицательных ок. 5. Наряду с этим следует указать, что протравы, применяемые при окраске (йод, пикриновая к-та, бихромат и др.), являются окислителями и имеют тенденцию превращать некоторые комплексы протоплазмы в более кислые соединения, сдвигая изоэлектрическую точку бактерий в кислую сторону. Свойство йода и других протрав сдвигать изоэлектрическую точку в кислую сторону у грамположительных бактерий выражено в большей степени, чем у грамотрицательных, что указывает на определенные хим. различия между этими микробами. Поскольку сродство к красителям и резистентность к обесцвечиванию тем сильнее, чем ниже Изоэлектрическая точка бактерий, а исходное значение pH у грамположительных бактерий ниже, чем у грамотрицательных, и после обработки йодом оно в значительной степени еще снижается, создаются условия для прочной фиксации краски.

Химическая теория [Хенри, Стейси (Н. Henry, М. Stacey), 1943] объясняет грамположительность наличием на поверхности цитоплазмы клетки комплекса из белка и рибонуклеата магния. Этот комплекс можно экстрагировать из тела грамположительных бактерий желчными солями и превратить их в грамотрицательные. Полученный таким способом грамотрицательный вариант можно вновь превратить в грамположительные добавив к нему выделенный экстракт. Превращение грамположительных бактерий в грамотрицательные происходит также при обработке убитых бактерий рибонуклеазой. Присутствие протеин-рибонуклеата магния на поверхности клетки доказывается тем, что успех окраски зависит от структурной целостности бактерий. При механических повреждениях, разрыве оболочки, раздавливании, растирании можно наблюдать превращение поврежденных бактерий в грамотрицательные. Грамположительность сохраняется у морфологически целостных клеток.

Имеются данные, свидетельствующие, что в конечном итоге окраска по Граму зависит от разной проницаемости клеточных стенок у грамположительных и грамотрицательных бактерий. В частности, указывается, что клеточная стенка грамположительных бактерий содержит больше пептидогликана, чем грамотрицательных бактерий, и, что особенно важно, пептидогликаны обеих групп бактерий структурно отличаются друг от друга. В пептидогликане грамположительных бактерий (Staphylococcus aureus) остатки N-ацетил мурамовой к-ты содержат О-ацетилгруппы в положении C6, что придает молекулам пептидогликана устойчивость, в частности к лизоциму. Высказывается предположение, что обработка спиртом при окраске по Граму уменьшает диаметр пор в пецтидогликановом слое у грамположительных бактерий в большей степени, чем у грамотрицательных.

В силу этого комплекс генцианвиолет — йод при обработке спиртом удерживаемся грамположительной клеткой и извлекается из грамотрицательной.

Библиография: Пирс Э. Гистохимия, пер. с англ., М., 1962; Роуз Э. Химическая микробиология, пер. с англ., М., 1971; .Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования, под ред. М. О. Биргера, с. 23, М., 1973; The bacteria, ed. by I. С. Gunsalus a. R. J. Stanier, y. 1, N. Y. — L., 1960; Gram H. C.J. Uber die isolierte Farbung der Schizomyceten in Schnittund Trockenpraparaten, Fortschr. Med., Bd 2, S. 185, 1884.

Д. М. Гольдфарб.

Источник

Escherichia coli – кишечная палочка – в основном безвредная бактерия, являющаяся частью физиологической кишечной флоры людей и животных. К сожалению, некоторые виды бактерий способны вызывать заболевания.

Обычно это желудочно-кишечные инфекции, проявляющиеся как диарея, инфекции мочевыводящих путей или менингит. При благоприятных условиях кишечная палочка может вызывать инфекцию других органов, в том числе желчных протоков или дыхательной системы.

Это также наиболее распространенный этиологический фактор при внутрибольничных инфекциях. Escherichia coli часто поражает людей с тяжелыми сопутствующими заболеваниями, в том числе с сахарным диабетом, алкоголизмом, хронической обструктивной болезнью легких.

Кишечная палочка также является маркером загрязнения питьевой воды путем выявления так называемых титров Escherichia coli. Штаммы, вызывающие диарею, передаются через загрязненную воду, пищу или через прямой контакт с инфицированными людьми или животными. Escherichia coli также является наиболее распространенным этиологическим фактором диареи путешественников.

Escherichia coli

Патогенные кишечные палочки

Среди штаммов Escherichia coli были выделены следующие: патогенные кишечные палочки, которые могут вызывать тяжелые инфекции:

Entero Escherichia coli (Enterohemorrhagic E. coli – EHEC). Иначе: Escherichia coli, продуцирующая токсин Shiga (анг. Shiga toxin, STEC ) или Escherichia coli, продуцирующая werocytotoksynę (анг. Verocytotoxin, VTEC ). Наиболее известная и самая распространенная бактерия в этой группе – Escherichia coli O157: H7. Энтерогеморрагические штаммы кишечной палочки встречаются в пищеварительном тракте жвачных животных (КРС, козы, овцы, олени, лоси), свиней и птиц. Все они могут распространять бактерии. Наиболее распространенные источники заражения людей – крупный рогатый скот, употребление загрязненной воды, сырое или недоваренное мясо, непастеризованное молоко или молочные продукты, прямой контакт с животными или фекалиями больных людей, например, при смене подгузников.
Энтеротоксигенная кишечная палочка (Enterotoxigenic Escherichia coli – ETEC). Является основной причиной «диареи путешественников». Вырабатывает энтеротоксин, поражающий клетки слизистой оболочки тонкого кишечника, вызывая выделение большого количества воды в просвет кишечника.
Энтеропатогенная кишечная палочка (Enteropathogenic Escherichia coli – EPEC) Распространенный этиологический агент диареи у детей.
Enteroagregacyjna Escherichia coli (Enteroaggregative Escherichia coli – EAggEC). Вызывает хроническую диарею у детей в развивающихся странах. Это также этиологический фактор в 30% случаев «диареи путешественников». В 2011 году мутант этого штамма, способный продуцировать токсин шига – O104: H4, вызвал эпидемию в Германии. У 22% из зараженных развился гемолитический уремический синдром. Источником бактерий оказались семена пажитника, импортированные из Египта.
Enteroinwazyjna Escherichia coli (Enteroinvasive Escherichia coli – EIEC). Вызывает бактериальную дизентерию.
Adherencyjna Escherichia coli (Диффузно адгезивная Escherichia coli – DAEC). Вызывает хроническую диарею у детей.
Штаммы Escherichia coli, содержащие антиген K1. Вызывают менингит у новорожденных. Инфекция у взрослых обычно является осложнением нейрохирургических операций или повреждений центральной нервной системы.
Уропатогенная кишечная палочка. Этиологический фактор инфекции мочевыводящих путей, пиелонефрита, острого простатита, а также инфекции крови в виде уросепсиса. Бактерии, принадлежащие к этому штамму, имеют особенность, позволяяющую им соединяться с клетками, выстилающими мочевыводящие пути. Инфекция мочевого пузыря особенно распространена у взрослых женщин. Также увеличивает риск инфекции наличие гипертрофии простаты или катетера мочевого пузыря.

Как часто возникают инфекции толстой кишки

Данные по странам различаются, но тенденция к увеличению таких инфекций сохраняется.

Например, по данным Национального института гигиены, в Польше ежегодно насчитывается около 400-500 диарей-формирующих инфекций Escherichia coli, несколько случаев энтерогоррагических инфекций Escherichia coli и несколько случаев гемолитического уремического синдрома А в Соединенных Штатах ежегодно диагностируется более 260000 случаев энтерогеморрагической инфекции кишечной палочки, включая 36% штамма O157: H7, который вызывает серьезные осложнения.

В каждой европейской стране ежегодно обнаруживается несколько десятков случаев менингита и сепсиса, вызванных штаммом K1 Escherichia coli. По оценкам специалистов, около 50% женщин испытывают по крайней мере один эпизод инфекции мочевыводящих путей, вызванной уропатогенной кишечной палочкой. Это также ведущий этиологический фактор при внутрибольничных инфекциях.

Частота возникновения других инфекций, вызванных кишечной палочкой, неизвестна, поскольку отдельная статистика по ним практически не ведется.

Как проявляются инфекции, связанные с кишечной палочкой

Симптомы заражения энтерогеморрагической кишечной палочкой:

Инкубационный период заболевания составляет от 1 до 10 дней, обычно 3-4 дня. Первым симптомом является диарея, часто с примесью свежей крови, спазмы в животе, рвота, умеренная температура. Симптомы длятся в среднем 5-7 дней.
У 5-10% пациентов, обычно через 7 дней, когда проходит диарея, развивается опасное для жизни осложнение, т.е. гемолитический уремический синдром, включающий повреждение почек, проявляющийся как уменьшение или прекращение мочеиспускания и разрушение эритроцитов, приводящее к анемии, проявляющаяся бледной кожей и общей слабостью.

Диарея

Симптомы заражения Escherichia coli, продуцирующей токсин шига – штамм, выделенный во время эпидемии в Германии в 2011 году, сходные с симптомами, связанными с энтерогеморрагической инфекцией. Однако чаще наблюдается развитие гемолитического уремического синдрома, который дополнительно сопровождается неврологическими симптомами, которые не обнаруживаются при энтерогеморрагической инфекции.

Симптомы кишечной coli- индуцированной дизентерии, вызванной энтеро-инвазивной кишечной палочкой:

кровавый понос;
лихорадка;
спазмы в животе;
боль и давление на кишечник при дефекации.

Симптомы диареи путешественников, обычно вызываемой энтеротоксиногенной или энтероагрегационной кишечной палочкой:

инкубационный период составляет 1-2 дня;
стул водянистый, обычно не содержит патологических примесей, таких как кровь или слизь;
сопровождается спастическими болями в животе;
признаки обезвоживания: сухость слизистых оболочек, общая слабость, усиление жажды.

Усиление жажды

Симптомы обычно длятся 3-4 дня и проходят самостоятельно.

Симптомы детской диареи, вызванной EAggEC, EAEC, EPEC:

стул водянистый, без патологических примесей, таких как кровь или слизь;
диарея длится до 2 недель и более;
иногда лихорадка.

Инфекция мочевых путей уропатогенными штаммами кишечной палочки вызывает так называемые дизурические симптомы:

учащенное мочеиспускание;
срочность мочеиспускания;
уретральное жжение.

В запущенных случаях нелеченных инфекций может развиться пиелонефрит, что проявляется, среди прочего, высокой температурой, ознобом, болью в пояснице, тошнотой или рвотой.

Острый простатит также возникает с высокой температурой, ознобом, болью в нижней части живота, а также с болезненностью, отеком и повышением температуры в области простаты.

Симптомы физиологической инфекции Escherichia coli:

Пневмония. Обычно поражает нижние доли и может быть осложнена эмпиемой. Симптомы пневмонии: повышение температуры, одышка, учащенное дыхание. При физикальном обследовании выявляются аускультация и приглушенный звук во время постукивания во время аускультации легких.
Перитонит. Типичное осложнение, которое возникает после разрыва или дивертикула придатка – перитонит. Основные симптомы: лихорадка, сильные боли в животе, а также остановка газов и стула. Физикальное обследование показывает перитонеальные симптомы, в том числе симптом Блюмберга, больной лежит характерным образом – с согнутыми ногами, мышцы живота очень напряжены.
Заболевания желчного пузыря. Симптомы острого холангита и холецистита: лихорадка с ознобом, боль в животе в правом подреберье и желтуха – симптомы, которые образуют так называемые Триаду Шарко.

Штаммы Escherichia coli, содержащие антиген K1, могут проявляться менингитом у новорожденных, в том числе лихорадкой, желтухой, снижением аппетита, апноэ, рвотой, сонливостью, судорогами. У детей старше 4 месяцев также может возникнуть ригидность затылочных мышц, то есть невозможность пассивного изгиба головы к груди.

Если вы заметили симптомы, описанные выше, обратитесь к врачу.

Как врач определяет диагноз?

Диагностика инфекции Escherichia coli возможна с помощью посева микробиологической культуры или прямого исследования биологического материала, например, фекалий, мочи, крови, мокроты, спинномозговой жидкости, аспирата. Можно идентифицировать штамм, который вызывает инфекцию, а также обнаружить токсины шига.

В зависимости от штамма и места заражения дополнительные анализы показывают наличие лейкоцитов в кале, моче, спинномозговой жидкости, высокие значения воспалительных параметров: С-реактивный белок, прокальцитонин, фибриноген. Для диагностики пневмонии назначается рентген легких, а компьютерная томография для внутрибрюшных инфекций.

Рентген легких

Методы лечения инфекционных заболеваний, связанных с кишечной палочкой

Основой для лечения диареи, вызванной инфекцией кишечной палочки – гидратация организма.

Применение антибиотиков, как правило, не является необходимым. Более того, антибиотики противопоказаны при лечении штаммов, продуцирующих токсины шига, в связи с повышенным риском развития гемолитического уремического синдрома. Также увеличивают этот риск противодиарейные препараты, блокирующие перистальтику кишечника, такие как лоперамид.

Инфекции, вызванные другими штаммами кишечной палочки, требуют антибиотикотерапии. Иногда необходимо хирургическое лечение, дренирование абсцесса или искусственная вентиляция легких с помощью респиратора.

Искусственная вентиляция легких с помощью респиратора

Можно ли полностью вылечить инфекции, вызванные кишечной палочкой?

Прогноз полного выздоровления зависит от вовлеченных органов, серьезности инфекции и времени, когда было начато лечение.

В некоторых случаях кишечная палочка выделяется из фекалий здоровых людей даже через несколько недель после исчезновения симптомов. У детей период носительства обычно длится дольше, чем у взрослых.

Гемолитический уремический синдром, осложняющий инфицирование штаммами, продуцирующими токсин шига, связан со смертностью в 2-3% случаев, в то время как неонатальная септицемия, вызванная штаммом Escherichia coli K1, связана с 8%-ным риском смерти.

Что делать после прекращения лечения кишечной палочки?

Пациентам с менингитом может потребоваться реабилитация и последующее наблюдение для выявления неврологических дефектов. Лечение после других инфекций рассматривается индивидуально.

Что делать, чтобы избежать инфекций кишечной палочки?

Чтобы избежать энтерогеморрагической инфекции кишечной палочки, тщательно мойте руки после посещения туалета, смены подгузников, перед приготовлением пищи, после контакта с животными.

Готовьте мясо таким образом, чтобы оно было полностью проварено;
Избегайте сырого непастеризованного молока и молочных продуктов;
Также не употребляйте непастеризованные соки;
Избегайте глотания воды при плавании в озерах, прудах, бассейнах.

Рекомендации по профилактике «диареи путешественников» включают:

Соблюдение гигиены, в том числе частое мытье рук с мылом или использование спиртовых средств, особенно перед едой;
Питье только бутилированной, кипяченой или химически очищенной воды, без использования водопроводной воды и льда, приготовленного из воды неизвестного происхождения;
Использование бутилированной, кипяченой или химически очищенной воды для мытья посуды, полоскания рта, мытья фруктов и овощей, приготовления еды и кубиков льда;
Употребление продуктов в фирменной упаковке или свежеприготовленных в горячем виде.
Не есть сырое мясо и морепродукты, а также неочищенные фрукты и овощи.

Источник