革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有什么区别？

细菌主要有两种类型，这些类别反映了微生物的生物学特性及其对不同抗生素的脆弱性。

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大多数细菌种类可大致分为两类，即革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。这些类别反映了微生物生物学的巨大差异，它们也决定了医生如何治疗细菌感染。

但革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有什么区别呢？

这些名称本身可以追溯到 1884 年，当时丹麦细菌学家 Hans Christian Gram 开发了一种在显微镜下观察细菌的染色程序。首先，他使用了一种称为龙胆紫的染料，这种染料可以穿透细菌的保护壁和膜，从而对内部的材料进行染色。然后，他添加了矿物碘，它与染料形成了一种不会在水中分解的复合物，从而将污渍“固定”在适当的位置。

用酒精清洗后，一些细菌仍保持蓝色或紫色，而另一些则没有保留污渍。第一组被称为“革兰氏阳性”，而后者被称为“革兰氏阴性”。

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革兰氏染色实验表明各种细菌细胞的结构存在某种差异。然而，直到20世纪50年代初科学家们才开始了解细菌细胞壁化学成分的差异导致染色的差异。

革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的区别

所有细菌都有一个细胞壁，由一种称为肽聚糖的大分子的网状链组成，包围着细胞膜。细胞壁使细菌细胞坚固并有助于维持其形状和内部压力。然而，这两类细菌之间存在一些关键差异。

首先，革兰氏阴性细菌具有约1.5至10纳米宽的薄细胞壁，而革兰氏阳性细菌具有约20至80纳米的厚细胞壁。

其次，革兰氏阴性细菌的细胞壁被外膜包围，该外膜具有与细胞壁包围的内膜不同的特性。该外膜参与允许营养物质进入细胞并粘附到附近的其他细胞，这一功能在感染中发挥作用。另一方面，革兰氏阳性细菌缺乏这样的外膜。

澳大利亚昆士兰大学教授研究员兼小组负责人马克·布拉斯科维奇（Mark Blaskovich）在一封电子邮件中告诉《生活科学》，这两类细菌都有共同的抵抗抗生素的策略。例如，细胞膜中称为“外排泵”的结构允许细菌细胞泵出进入细胞内的抗生素。

细菌细胞还可以产生酶，使抗生素失去化学活性。其中包括β-内酰胺酶，它可以使包括青霉素在内的抗生素类失活。细菌细胞还可以改变抗生素针对的生物学部分，例如蛋白质或脂肪；布拉斯科维奇说，这相当于换了锁，钥匙就不再适合了。

细菌还可以从邻近的细菌细胞中获得抗生素耐药性，即使它们属于完全不同的物种。这是因为微生物可以将携带抗生素抗性基因的 DNA 小片段从一个细菌细胞交换到另一个细菌细胞。这些基因可以通过细胞之间的直接物理接触进行交易，这一过程称为接合。

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尽管如此，当谈到抗生素耐药性时，革兰氏阴性细菌由于其双层膜而具有优势。

革兰氏阴性细菌的外膜会物理性地阻挡一些大的、憎水（疏水）的抗生素分子，例如万古霉素和利福平。英国东安格利亚大学医学微生物学教授大卫·利弗莫尔 (David Livermore) 在接受《生活科学》杂志采访时表示，由于这些治疗方法被阻止进入细胞，因此微生物对这些药物自然产生耐药性。电子邮件。

小的亲水性（亲水性）抗生素可以穿过外膜，但膜仍然会减慢它们的进入速度。利弗莫尔说，如果某种特定的细菌有能力破坏或排出进入的抗生素，“通过限制它们的进入速度，这会变得更加有效”。

他将革兰氏阴性细菌细胞比作一座墙上有小门的城堡。因为敌人——抗生素药物——正在慢慢入侵，而防御者——细菌的防御机制——更容易对付它们。如果是在空旷的场地作战，敌人会一下子冲过来，守军很快就会被压垮。

据世界卫生组织称，由于革兰氏阴性细菌非常擅长对抗抗生素，因此它们对人类健康构成了特别大的威胁。

在抵抗抗生素方面，革兰氏阴性菌的额外外膜通常比革兰氏阳性菌更具优势。然而，某些现有药物，如多粘菌素，和一些新的实验药物通过破坏外膜或阻止其制造来靶向外膜，利弗莫尔说。目前，这些药物被用作治疗对多种抗生素耐药的革兰氏阴性细菌感染的最后手段。