Grami värvimine: kuidas eristada grampositiivseid ja gramnegatiivseid baktereid
Grami värvimine: kuidas eristada grampositiivseid ja gramnegatiivseid baktereid — samm-sammult juhend, diagnostika tähendus ja laboritöö nõuanded.
Grami värvimine (ehk Grami meetod) on lihtne ja kiire laborimeetod bakterite esmaseks liigitamiseks kahte peamisse rühma: grampositiivsed ja gramnegatiivsed. Nimetus pärineb selle leiutajalt Hans Christian Gramilt.
Kuidas protseduur töötab
Grami meetod põhineb bakterite rakuseinte keemilistel ja füüsikalistel erinevustel. Protseduuri põhisammud on järgmised:
- Fiksatsioon: proov kuumutatakse või fikseeritakse kemikaaliga, et bakterid klaasplaadil kinnistuksid ja säiliksid.
- Esimene värvimine: rakule kantakse kristallviolett (crystal violet), mis värvib kõiki baktereid violetseks.
- Mordant: lisatakse joodi lahus (iodine), mis moodustab kristallvioleti ja joodi kompleksid ning stabiliseerib värvi rakuseinas.
- Dekoloriseerimine: kasutatakse alkoholi või atsetooni-alkoholi segu, mis eemaldab värvuse erinevalt: õhem peptidoglükaani kiht gramnegatiivsetel bakteritel laseb kompleksi välja, järelikult värvitakse need ära; paks peptidoglükaani kiht grampositiivsetel bakteritel hoiab kompleksi kinni ja jääb violetseks.
- Kontrovärvimine: lõpuks lisatakse kontrovärv (tavaliselt safranin või fuchsiin), mis värvib dekoloriseeritud gramnegatiivsed bakterid roosiks või punaseks, samas kui grampositiivsed jäävad violetseteks.
Füüsikaliselt on peamine erinevus see, et grampositiivsetel bakteritel on paks peptidoglükaani kiht, mis seob kristallvioleti-joodi kompleksi, samal ajal kui gramnegatiivsetel bakteritel on õhem peptidoglükaani kiht ja väliskest (lipopolüsahhariidne membraan), mis võimaldab dekoloriseerijal kompleksi välja uhtuda.
Täpne laboriprotseduur ja nõuanded
- Kasutage õigeid reagentide kontsentratsioone ja täpset ajastust — dekoloriseerimine on kõige kriitilisem samm: liiga pikk või liiga tugev dekoloriseerimine võib muuta grampositiivsed valeks gramnegatiivseteks, liiga nõrk jätta gramnegatiivsed violetsena.
- Fikseerimine peab olema korralik — alafikseerimine vähendab värvuse adherentsust, ülemäärane kuumutamine võib deformeerida rakku.
- Positiivsed ja negatiivsed kontrollid aitavad hinnata värvimise õnnestumist.
- Vaatlus toimub tavaliselt õlivärviga 100× immertsioonobjektiiviga, et nähakse rakususe, kuju ja värvust selgelt.
Tõlgendamine ja piirangud
Grami värvus on peaaegu alati esimene samm bakteriaalse organismi identifitseerimisel, kuid meetodil on piirangud:
- Gram-variantid ja gram-ei määratavad bakterid: mõned liigid ja tingimused viivad ebatäpset tulemusteni — neid nimetatakse sageli "gram-variantideks" või "gram-määramatuteks".
- Vanad kultuurid: väga vanad või lagunenud kultuurid võivad anda valevärvuse (näiteks grampositiivsed võivad näida gramnegatiivsetena).
- Erandid: bakterid, millel puudub klassikaline rakusein (nt Mycoplasma), või millel on eriliselt lipiididerikas sein (nt Mycobacterium perekond — tugevalt happekindlad bakterid), ei pruugi Grami meetodiga õigesti värvuda. Mycobacterium nõuab eraldi happekindlat värvimist (Ziehl–Neelsen).
- Sise- ja kliiniline kontekst: Gramvärvuse põhjal ei saa teha lõplikku liigi-identifikatsiooni — see näitab eelkõige rakutüüpi ja aitab suunata edasisi teste ja esialgset ravi.
Kliiniline ja diagnostiline tähtsus
Grami värvimine on kiire diagnostiline tööriist, mis laboris ja kliinikus:
- annab esialgse info bakterite morfoloogiast (kookid, bastonid, klastrid jms) ja gram-staatusest;
- austab arsti valikuid ravi alustamisel — grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite tundlikkus antibiootikumide suhtes võib erineda;
- aitab prioriseerida täiendavaid identifitseerivaid teste (katalaas/koagulatsioonitestid, kultiveerimine, biokeemilised testid, molekulaarsed meetodid).
Gram töötas selle tehnika välja koos teise teadlase Carl Friedländeriga ühes Berliini haiglas. Gram kasutas seda testi siiski kõigepealt selleks, et muuta kopsudes olevad bakterid kergemini nähtavaks. Ta avaldas oma valmis meetodi 1884. aastal.
Staphylococcus aureus grampositiivsete kookide (lilla) ja Escherichia coli gramnegatiivsete bakterite (punane) Gram-värvimine.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Grami värvimine?
V: Gram-värvimine on meetod bakterite klassifitseerimiseks kahte suurde rühma: grampositiivsetesse ja gramnegatiivsetesse.
K: Kes leiutas Gram-värvimise?
V: Grami värvimise leiutas Hans Christian Gram.
K: Kuidas Grami värvimine toimib?
V: Grami värvimine värvib baktereid nende rakuseinte keemiliste ja füüsikaliste omaduste järgi. Bakteritele pannakse violetne värvaine, mis värvib peptidoglükaani, paksu kihi, mida leidub ainult grampositiivsetel bakteritel. Pärast esimest värvimist annab teine värv (tavaliselt safraniin või fuchsiin) kõigile gramnegatiivsetele bakteritele punase või roosa värvi.
K: Miks on Gram-värvimine oluline?
V: Gram-värvimine on oluline, sest see on peaaegu alati esimene samm bakteriaalse organismi identifitseerimisel.
K: Kas kõiki baktereid saab Grami värvimise abil klassifitseerida?
V: Ei, kõiki baktereid ei saa Grami värvimise abil klassifitseerida. Baktereid, mille puhul see meetod ei toimi, nimetatakse "gram-variantideks" või "gram-ebemääramatuteks".
K: Milleks kasutas Gram algselt Grami värvimist?
V: Gram kasutas Gram-värvi selleks, et muuta kopsudes olevad bakterid kergemini nähtavaks.
K: Millal avaldati Grami värvimise meetod?
V: Grami värvimismeetodi avaldas Gram 1884. aastal.
Otsige