გრამის შეღებვა ფართოდ გამოიყენება მიკრობიოლოგიაში, რადგან ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე მარტივი გზა ბაქტერიების დიფერენცირების მიზნით მათი უჯრედის კედლის შემადგენლობის მიხედვით. გრამის მიხედვით, ყველა ბაქტერია შეიძლება დაიყოს გრამდადებითად (გრამი (+)) და გრამუარყოფით (გრამ (-)). გრამის შეღებვის მეთოდი შეიქმნა 1884 წელს და მას შემდეგ პოპულარობა არ დაუკარგავს, თუმცა რამდენჯერმე შეიცვალა.
უჯრედის კედლის სტრუქტურა
გრამიანი შეღებვა ცხადყოფს, არის თუ არა ბაქტერია გრამდადებითი თუ გრამუარყოფითი. ბაქტერიების დაყოფა გრამებად (+) და გრამებად (-) ხდება მათი უჯრედის კედლის სტრუქტურის შესაბამისად.
უჯრედის კედელი შეიცავს ყველაზე დიდ რაოდენობას პეპტიდოგლიკანს (მურეინს) - კომპლექსურ ნივთიერებას, რომელშიც შედის პეპტაპეპტიდი და გლიკანი. გლიკანი შედგება N-აცეტილგლუკოზამინისა და N-აცეტილმურამის მჟავის მონაცვლეობითი ნარჩენებისგან, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია β-1-ით,4-გლიკოზიდური ბმები. პეპტიდოგლიკანი უზრუნველყოფს უჯრედის ფორმის შენარჩუნებას, ოსმოსურ დაცვას და ანტიგენურ ფუნქციებს.
მთავარი განსხვავებები გრამდადებით და გრამუარყოფით ბაქტერიებს შორის
სხვადასხვა ბაქტერიებს აქვთ პეპტიდოგლიკანის შრის განსხვავებული სისქე. ბაქტერიებში, რომლებიც კლასიფიცირდება როგორც გრამდადებითი, ის მერყეობს 15-დან 80 ნმ-მდე, ხოლო გრამუარყოფითში - 2-დან 8 ნმ-მდე. ამასთან, გრამუარყოფით ბაქტერიებს პეპტიდოგლიკანური შრის ქვეშ აქვთ სპეციალური სტრუქტურა, რომელიც გრამდადებით ბაქტერიებს არ გააჩნიათ – პერიპლაზმური სივრცე. ეს სივრცე ივსება ჰიდროლიზური ფერმენტებით - β-ლაქტამაზა, რიბონუკლეაზა 1, ფოსფატაზა. სწორედ ეს ფერმენტებია პასუხისმგებელი გრამუარყოფითი ბაქტერიების წინააღმდეგობაზე მრავალი ანტიბიოტიკის მიმართ.
ბაქტერიების გრამ(-) პეპტიდოგლიკანური ფენა უკავშირდება ლიპოპოლისაქარიდს, ანტიგენურ სტრუქტურას, რომელიც შეიცავს ენდოტოქსინს. გრამ(+) ბაქტერიებში ტეიქოინის მჟავები ასრულებენ მსგავს ფუნქციებს.
გრამუარყოფით ბაქტერიებს აქვთ დამატებითი სტრუქტურა - გარე მემბრანა.
შეღებვის მეთოდის არსი
სანამ შეღებვას დაიწყებთ, მზადდება შესწავლილი ბაქტერიების ნაცხი. ამისათვის წყალი წვეთება შუშის სლაიდზე და იქ ემატება მიკროორგანიზმების კულტურა ბაქტერიული მარყუჟით. შემდეგ, მას შემდეგ, რაც წყალი მთლიანად გაშრება, ნაცხი ფიქსირდება - შუშის სლაიდი რამდენჯერმე გადაიტანება სანთურის ცეცხლზე. გრამიანი შეღებვა უფრო ეფექტურია, ვიდრე ცოცხალი ბაქტერიების შეღებვა - საღებავის მოლეკულები უკეთესად ერწყმის მკვდარ უჯრედებს.
შეღებვა ხდება რამდენიმე ეტაპად:
- პატარა ფილტრის ქაღალდს ათავსებენ ფიქსირებულ ნაცხზე და ასხამენ ძირითად საღებავს - ჟენტიან იისფერს ან მეთილენის ცისფერს.
- 3-5 წუთის შემდეგ ამოიღეთ ფერადი ფილტრის ქაღალდი და შეავსეთ ნაცხი ლუგოლის ხსნარით 1 წუთის განმავლობაში. ამ შემთხვევაში პრეპარატი ბნელდება.
- ლუგოლის ხსნარი დრენირებულია და ნაცხი მუშავდება სუფთა ეთილის სპირტით: რამდენიმე წვეთი წვეთება პრეპარატზე, დრენირება 20 წამის შემდეგ. პროცედურა მეორდება 2-3 ჯერ.
- გამოიბანეთ ტესტის სლაიდი გამოხდილი წყლით.
- გამოიყვანეთ დამატებითი შეღებვა - დაასრულეთ მომზადება ფუქსინით. 1-2 წუთის შემდეგ საღებავი ირეცხება.
- წყლის გაშრობის შემდეგ, შეისწავლეთ ნაცხი მიკროსკოპის ქვეშ. გრამდადებითი ბაქტერიები იქნება ლურჯი-იისფერი, გრამუარყოფითი ბაქტერიები იქნება ვარდისფერი ან წითელი.
სხვადასხვა შეღებვის ნიმუშების მიზეზები
როგორც ზემოთ იყო აღწერილი, ბაქტერიების გრამ-შეღებვა გრამდადებით ბაქტერიებს ლურჯ-იისფერს ღებავს, ხოლო გრამუარყოფითი ბაქტერიები წითლად ან ვარდისფრად. ამ მეთოდით ბაქტერიების დიფერენციალური შეღებვის მიზეზი ის არის, რომ მას შემდეგ, რაც უჯრედში ხსნადი იისფერი შემოდის, საღებავი გადადის უხსნად იოდის ფორმაში. ეთილის სპირტით ბაქტერიების დამუშავებისას ლიპიდები გამოიყოფა გარსიდან ამ არაპოლარული გამხსნელის მოქმედებით. შემდეგ მემბრანა ხდება ფოროვანი და აღარ წარმოადგენს მნიშვნელოვან ბარიერს საღებავის გამორეცხვისთვის. თუმცაპეპტიდოგლიკანი უფრო მდგრადია არაპოლარული გამხსნელების, მათ შორის ალკოჰოლის მიმართ. სწორედ ის აფერხებს საღებავის გამორეცხვას, ამიტომ ბაქტერიები სქელი მურეინის ფენით იქცევა ლურჯ-იისფერ (გრამდადებითი) და ალკოჰოლით დამუშავების შემდეგ ფერს არ იცვლის.
გრამუარყოფითი ბაქტერიების თხელი მურეინის ფენა ვერ აკავებს საღებავის მოლეკულებს უჯრედში, ამიტომ ალკოჰოლის მოქმედების შემდეგ ისინი უფერულდებიან - გრამუარყოფითი შეღებვა.
ფუქსინის ნაცხის გამოტანის შემდეგ გრამ-შეღებილი ბაქტერიები რჩება ლურჯ-იისფერად, ხოლო გრამუარყოფითი ბაქტერიები ხდება ვარდისფერი-წითელი.
გრამ(+) და გრამ(-) ბაქტერიების მაგალითები
გრამუარყოფითი ბაქტერიები მოიცავს ციანობაქტერიებს, გოგირდის ბაქტერიებს, რკინის ბაქტერიებს, ქლამიდიას, რიკეტციას, ძმარმჟავას, ბევრ მეთილობაქტერიას, თიონურ ბაქტერიას, არსენიტობაქტერიებს, კარბოქსიბაქტერიებს.
ბიფიდობაქტერიები, მრავალი წყლის ბაქტერია, სტრეპტოკოკები და სტაფილოკოკები გრამდადებითია.
