§31. Грам оң және грам теріс бактериялар құрылысының ерекшеліктері
Бұл тақырыптың оқу мақсаты: грам оң және грам теріс бактерияларды салыстыру.
Жұқпа қоздырғыштарына қандай ағзалар жатады? Прокариоттардың жасуша қабықшасының құрылысының ерекшеліктері неде? Патогенді бактерияларға мысалдар келтіріңдер. Сендерге әртүрлі жұқпалардың алдын алудың қандай шаралары белгілі? Үй-жайды зарарсыздандыру дегеніміз не? Оны не үшін жүргізеді?
Тақырыпты табысты меңгеру үшін 7-сыныпқа арналған оқулықтан 8-, 62-параграфтарды, 10-сыныптан 51-параграфты қайталау керек.
Доктор Г. Грамның бактерияларды зерттеуі. Заманауи ғалымдар вирустар мен бактериялардың жұмыс принципін және адам ағзасына әсер ету себептерін жақсы түсіну үшін қасиеттерін зерттейді және жіктейді.
Дат дәрігері әрі бактериолог Ганс Кристиан (Христиан) Грам (1853–1938) бактерия жасушалары бар микропрепараттарды бояудың ерекше әдісін ойлап тапты. Бұл әдіс ғалымның фамилиясымен аталды. Ол медицинада қазіргі кезге дейін белсенді қолдаланылады. Бактериялар әлемін зерттеуде доктор Грам күлгін бояғышты пайдаланды. Оларды бояған кезде бактериялардың бір бөлігі көкшіл түске, ал басқа бөлігі боялмаған күйі қалатынын анықтады. Мысалы, Грам бактерия жасушаларының екі типін жіктеп, оларды грам оң (боялады) және грам теріс (боялмайды) жасушалар деп атады.
Г.К. Грам
(1853–1938)
Грам оң бактериялардың физиологиясы мен құрылысының ерекшеліктері. Бактерия жасушаларының боялу себебі олардың жасуша қабырғасы қабаттарының құрылысының ерекшеліктеріне байланысты болады. Грам оң бактериялар жасушасының мембранасының сыртында пептидогликан, ұяшықты құрылымды зат болады (32-сурет). Бактериялар үшін пептидогликан өте маңызды. Ол оны күшті ішкі осмос қысымы болған жағдайда ішкі мембрананың жарылуынан қорғайды. Мысалы, өсімдік жасушасының судың көп мөлшерінің жинақталуы нәтижесінде жарылып кетуінен целлюлозалық жасуша қабырғасы қорғайтынын еске түсіріңдер.
Пептидогликан жасуша қабырғасының 40–90% мөлшерін құрайды. Бұл физикалық қысым кезінде қосымша амортизация жасайды, сондай-ақ кейбір бактериялардың тұрақты пішінін сақтайды.
32-сурет. Грам оң бактериялардың физиологиясы мен құрылысы
Грам оң бактериялардың бояғыштарға әсер көрсету себебі, жасуша мембранасын қоршайтын пептидогликан ұяшықты құрылымды болады. Бұл ұяшыққа бояғыштар мен антибиотиктер енеді. Заманауи медицинада Грам әдісі қандай да бір ауру қоздырғышының табиғатын анықтау үшін қолданылады. Әдетте сілекей, мұрыннан алынатын бөлінді немесе плевра сұйықтығы зерттеледі. Талдауға арналған бактериялар күлгін бояғыштармен боялады, йодпен белгіленеді де, спиртпен шайылады. Боялған соң ауруға қандай қоздырғыштар себеп болғаны түсінікті болады. Егер бұл грам оң бактериялар болса, онда олар бірден боялады. Егер боялмаса, онда зерттеу жалғасады. Грам теріс бактерияларды анықтау үшін әдетте қайталап бояуды қажет етеді. Ол бактерия жасушаларын қызыл немесе қызғылт түске бояйды. Грам теріс бактериялардың жасуша ішіне сұйық бояғышты өткізбеу қабілеті олардың құрылымына байланысты. Ол туралы кейін айтылады.
Грам теріс бактериялардың физиологиясы мен құрылысының ерекшеліктері. Грам теріс бактериялардың жасуша сыртында жасуша мембранасы болады және пептидогликан грам оң бактериялардағыға қарағанда едәуір жұқа болады және жасуша қабықшасының жалпы массасының бар-жоғы 5–10%-ын құрайды (33-сурет). Сонымен қатар грам теріс жасушаларда пептидогликан батып тұратын периплазмалық деп аталатын мембранааралық кеңістік болады. Онда жасушаларға алуан түрлі жаңа заттарды пайдалануға мүмкіндік беретін тасымалдаушы нәруыздар мен гидролитикалық ферменттер болатын жасушааралық сұйықтық бар. Жасушаны сыртынан тағы бір сыртқы жасуша қабықшасы (мембрана) қаптайды. Ол жасуша ішіне антибиотиктер, бояғыштар мен жуғыш заттардың енуіне кедергі келтіреді. Осы кешенді үшқабатты қабықша бактерияларға лизоцимге (сілекейдің антибактериялық ферменті) және бұрынғы буын антибиотиктеріне тұрақты болуға мүмкіндік береді.
Грам теріс бактериялармен тек соңғы буын антибиотиктер тобы күресе алады. Сонымен қатар жасуша мембранасы бұзылған кезде эндотоксиндер бөлінеді, олар ағза интоксикациясына, кейде өлімге апарып соғуы мүмкін.
33-сурет. Грам теріс бактериялардың құрылысы
Грам оң және теріс бактериялардың маңызы. Тек аурутуғызғыш бактериялар ғана осы әдіспен боялмайды. Автотрофтар болып табылатын барлық фотосинтездеуші бактериялар мен хемобактериялар да грам теріс бактерияларға жатады. Дегенмен грам теріс бактериялардың ішінде гетеротрофты паразиттер – жұқпалы ауруларға себеп болып табылатындары да бар. Бұлар – менингит, соз, мерез сияқты және т.б. ауыр патология қоздырғыштары.
Грам оң бактериялардың барлық түрі энергия алудың негізгі әдісі ретінде тыныс алуды немесе ашуды пайдаланатын гетеротрофтар болып табылады. Әрине, олардың барлығы ауруқоздырғыштар емес. Мысалы, ауру тудырмайтын грам оң бактерияларға сүтқышқылды ашу үдерісін қамтамасыз ететін лактобактериялар жатады.
Қандай ауру қоздырғышы адам үшін қауіпті? Көптеген ауруларды грам оң бактериялары тудырады. Бірақ олар антибиотиктерді қабылдағыштығына байланысты жалпы әдетте оңай емделеді. Ал грам теріс бактериялар грам оң бактерияларға қарағанда аз ауру тудырады. Сондықтан кейбір ғалымдар грам теріс бактериялар тудырған аурудың кері салдарының жоғары қатеріне қарамастан адам үшін шамалы қауіпті деп есептейді.
Грам оң және грам теріс бактериялар, пептидогликан, периплазмалық кеңістік.
Білу және түсіну:
1. Жұқпа қоздырғыштарын зерттеу не үшін маңызды екенін түсіндіріңдер.
2. Грам бойынша бояу дегенді қалай түсінесіңдер?
Қолдану:
1. Микропрепараттарды бояудың әртүрлі әдістерін инфекционистер не үшін ойлап табады және қолданады?
2. Грам оң және грам теріс бактерияларды салыстырыңдар. Сәйкес белгіні Х деп белгілеп, кестені толтырыңдар.
Талдау:
1. Әртүрлі бактерия жасушасы қабықшасының құрылысын сызба түрінде бейнелеңдер.
2. Аурутуғызғыш грам оң бактериялармен күрес жалпы грам теріс бактерияларға қарағанда едәуір жеңіл болуы тиіс екенін мысалдармен дәлелдеңдер.
Синтез:
1. Неліктен науқас қанына талдау жасаған кезде грам теріс бактерияларды да бояуға тырысатынын талқылаңдар. «Егер қоздырғыштар оң болып боялмаса, демек, олар теріс» деп неге бірден қорытынды жасалмайды?
2. Грам оң және грам теріс бактериялардың эволюциялық жолы қалай өткенін талқылаңдар. Ғалымдардың мынадай пікірлерін талқылаңдар: «Грам теріс бактерияларда гликан жіпшелерінің бір қабатынан тұратын пептидогликанның жұқа қабаты болуы мүмкін. Сондықтан ол екіөлшемді құрылымға ие және байланыстырушы пептидті көпіршелер гликан жіпшелері орналасқан жазықта орналасады. Грам оң бактерияларға қарсы пептидогликан қабаты едәуір қалың және гликан жіпшелерінің бірнеше қабатынан тұрады. Бұл жағдайда көлденең көпіршелер бәлкім әртүрлі жазықта орналасады және қабаттан төмен орналасқан жіпшелермен бір жазықта болатын жіпшелерді жалғастырады. Грам оң және грам теріс бактерияларда пептидогликанның әртүрлі жолмен жиналатыны белгісіз». Эволюциялық көзқарас тұрғысынан осы болжамның мағынасын бағалаңдар.
Бағалау:
1. Ұсынылған жіктеуді бағалаңдар. Берілген сызбаның артықшылықтары мен кемшіліктерін анықтаңдар.
2. Өздеріңді қызықтырған бактериялар тобы туралы реферат жазыңдар.