Phân biệt vi khuẩn gram âm và gram dương- Cơ chế Vancomycin

[Tham khảo:

Phân biệt gram âm và gram dương:

+https://moingaymotthuoc.wordpress.com/2016/07/28/phan-biet-vi-khuan-gram-duong-va-vi-khuan-gram-am/

Cơ chế Vancomycin:

+ https://www.dieutri.vn/v/vancomycin
+ https://pharmaxchange.info/…/mechanism-of-action-of-vancom…/
+ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6440886
+ https://www.drugbank.ca/drugs/DB00512]

Mục lục bài viết

PHƯƠNG PHÁP NHUỘM GRAM GIÚP TA PHÂN BIỆT VI KHUẨN THÀNH 2 NHÓM LỚN:

Vi khuẩn G+ (gram-positive) bắt màu tím
Vi khuẩn G- (gram-negative) bắt màu hồng

gram

SỰ KHÁC NHAU GIỮA VÁCH TẾ BÀO G+ VÀ G-

Gram dương và gram âm

Vách tế bào G+ : rất dày gồm một lớp peptidoglycan và acid teichoic

Peptidoglycan (còn được gọi là murein chiếm 80%-90% thành phần vách tế bào) là loại polime xốp, không tan, khá cứng và bền vững bao quanh tế bào như một mạng lưới. Cấu trúc cơ bản của peptidoglycan gồm 3 thành phần: N-acetylglucosamine (NAG), acid N-acetylmuramic (NAM) và tetrapeptide gồm cả loại L và D acid amine. Ðể tạo thành mạng lưới cứng, tetrapeptide trên mỗi chuỗi peptidoglycan liên kết chéo với tetrapeptide trên chuỗi khác.

Bên trong lớp peptidoglycan là acid teichoic – hợp chất polymer của ribitol-phosphate và glycerol phosphate – một thành phần đặc trưng của tế bào vi khuẩn G+ vừa liên kết với peptydoglycan vừa liên kết với màng sinh chất. Phần liên kết với peptidoglycan gọi là acid lipoteichoic.Hiện nay đã biết được nhiều kiểu peptidoglycan ở các loài khác nhau gọi là cầu trung gian.

Vách tế bào G-: có cấu trúc phức tạp gồm 2 lớp màng ngoài và peptidoglycan mỏng

Trong cùng là một lớp peptidoglycan mỏng, cách một lớp không gian chu chất và tới lớp màng ngoài (outer membrane)

Lớp màng ngoài là phức hợp lipidpolysaccharide gồm lipoprotein và lipopolysaccharide. Màng ngoài có cấu trúc gần giống tế bào chất nhưng phospholipid hầu như chỉ gặp ở lớp trong, còn ở lớp ngoài là lipopolysaccharide dày khoảng 8-10 nm gồm 3 thành phần:
+ Lipid A.
+ Polysaccharide lõi.
+ Kháng nguyên O.
Màng ngoài còn có thêm các protein:
+ Protein cơ chất: porin ở vi khuẩn còn gọi là protein lỗ xuyên màng với chức năng cho phép một số loại phân tử đi qua chúng như dipeptide, disaccharide, các ion vô cơ…
+ Protein màng ngoài: chức năng vận chuyển một số phân tử riêng biệt và đưa qua màng ngoài như: nucleotide, vitamin B12,…
+ Lipoprotein: đóng vai trò liên kết lớp peptidoglycan bên trong với lớp màng ngoài.

MÔ TẢ VÀ GIẢI THÍCH SỰ BẮT MÀU CỦA VI KHUẨN GRAM DƯƠNG VÀ GRAM ÂM:

Bước 1: nhuộm tím tinh thể (crystal violet) trong 1 phút.
G+ và G– đều có màu tím do màu thấm vào lớp peptidoglycan của G+ và màng ngoài của G–.

Bước 2: thêm dung dịch Lugol, để 1 phút.
G+ và G– có màu tím đậm hơn do iot tạo phức chất màu với tím tinh thể và cố định màu.

Bước 3: Tẩy bằng cồn cao độ (15-30 giây).
G+: cồn làm cho các lỗ peptidoglycan co lại do đó phức chất tím tinh thể – iot bị giữ lại trong tế bào.
G-: do cồn làm tan lớp màng ngoài có màu, bản chất là lipid dẫn đến sự rửa trôi phức chất tím tinh thể – iot, do đó trong giai đoạn này G– sẽ mất màu.

Bước 4: nhuộm tiếp Safranin hay Fuchsin Ziehl.
G+ vẫn giữ màu tím do không bắt màu Safranin hay Fuchsin Ziehl còn G– bắt màu hồng.

Kết luận: với phương pháp nhuộm Gram như trên, G+ giữ lại màu tím, G– giữ lại màu hồng.

KHÁNG SINH VANCOMYCIN:

Hình 1: Một số cơ chế tác động của kháng sinh:
1/ Ức chế tạo vách tế bào.
2/ Ức chế sinh tổng hợp: protein, nucleic acid, folic acid,…
3/ Gây rối loạn chức năng màng sinh chất.

Không có văn bản thay thế tự động nào.

Source: Brock Biology of Microorganisms

Hình 2: Vancomycin là kháng sinh dạng glycopeptide nhân 3 vòng phổ hẹp, ức chế sự tạo thành vách tế bào vi khuẩn, cụ thể là ngăn cản sự sinh tổng hợp peptidoglycan.
Peptidoglycan trong màng tế bào trở nên bền chắc nhờ mối liên kết chặt chẽ, được hình thành nhờ xúc tác transpeptidase trong các khuôn tổng hợp (NAG hay NAM) chứa tiểu đơn vị gồm các monomer của acetylmuramic acid và N-acetylglucosamine.

Image result for vancomycin mechanism

Source: http://slideplayer.com/slide/8575829/

Vancomycin có thể nhận diện để bám vào cấu trúc D-alanyl-D-alanine dipeptide trong các tiểu đơn vị trên, ngăn cản hoạt động của transpeptidase cũng như sự gắn kết của các khuôn tổng hợp vào màng tế bào. Vancomycin chủ yếu tác động lên vi khuẩn gram+, bị kháng bởi tất cả gram-.
Một số loại vi khuẩn gram+ như enterococci có cấu trúc D-alanyl-D-lactate dipeptide thay cho D-alanyl-D-alanine dipeptide nên vancomycin khó phát hiện, từ đó giải thích tính kháng vancomycin của loại vi khuẩn này.
Vancomycin còn tác động đến tính thấm màng tế bào và quá trình tổng hợp RNA của vi khuẩn. Cho tới nay, chưa có báo cáo về kháng chéo của vi khuẩn giữa các kháng sinh khác và vancomycin.