革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌的比較

1884年革蘭氏染色法被發(fā)明，用于細(xì)菌的形態(tài)觀察和分類，根據(jù)革蘭氏染色反應(yīng)的基本特征，細(xì)菌可以主要分為兩大類：G陽性（G⁺）和G陰性（G^-）。前者經(jīng)過染色后細(xì)菌細(xì)胞仍然保留初染結(jié)晶紫的藍(lán)紫色，后者經(jīng)過染色后細(xì)菌細(xì)胞則先脫去了初染結(jié)晶紫的顏色，帶上了復(fù)雜蕃紅或沙黃的紅色。

一、細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)

細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁和原生質(zhì)體兩部分。原生質(zhì)體位于細(xì)胞壁內(nèi)，包括細(xì)胞膜（細(xì)胞質(zhì)膜）、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。另外細(xì)胞還含有有些特殊結(jié)構(gòu)，主要有莢膜、芽孢、鞭毛和菌毛等4種。由于革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上的差別主要在于細(xì)胞壁，故本文就細(xì)胞壁與非細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)兩部分來進(jìn)行集中比較。

1.細(xì)胞壁

革蘭氏染色的機(jī)理主要是抓住了革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌在細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與組成上的不同，具體比較見下表：

進(jìn)一步的，革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁主要由肽聚糖和包括磷酸壁的酸性多糖構(gòu)成，細(xì)胞表面整體帶負(fù)電的部分原因就是因?yàn)榱姿岜趲ж?fù)電。同時，磷酸壁賦予了革蘭氏陽性細(xì)菌以特異的表面抗原¹。

總的說來，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致了染料吸收的差異，也導(dǎo)致了很多生理特性的不同。

2.非細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)

在非細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中，革蘭氏陽性細(xì)菌和陰性細(xì)菌主要的區(qū)別在于是否有芽孢和鞭毛與性菌毛的不同上。

芽孢是某些細(xì)菌菌體發(fā)育過程中的一個階段，在一定的環(huán)境條件下由于細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)的濃縮凝集形成的一種特殊結(jié)構(gòu)。革蘭氏陰性細(xì)菌中沒有會形成芽孢的菌種，而部分革蘭氏陽性細(xì)菌可以。

另外，在鞭毛和性菌毛方面兩者也有不同。鞭毛和性菌毛都是附屬物。某些細(xì)菌表面伸出的細(xì)長、波曲的附屬物稱為鞭毛²。革蘭氏陽性細(xì)菌的鞭毛上基本著生兩個環(huán)，革蘭氏陰性細(xì)菌則基本著生四個環(huán)³。性菌毛只見于革蘭氏陰性菌，參與細(xì)胞間稱作接合作用的交配過程。

二、生理特性

以下是關(guān)于革蘭氏陽性細(xì)菌和陰性細(xì)菌在生理特性方面的比較。兩者的不同從本質(zhì)上來說，還是主要是由細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同所決定的。

*細(xì)胞壁最外層的脂多糖阻礙溶菌酶、抗生素、染料、去污劑等較大分子進(jìn)入⁴

三、生產(chǎn)生活運(yùn)用

革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生理特性方面的不同，決定了二者在生產(chǎn)生活中的不同運(yùn)用。

以醫(yī)學(xué)上的運(yùn)用為例，由以上關(guān)于革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌在生理特性上的討論可以知道，兩者對于抗生素的作用是不同的，醫(yī)學(xué)上用于治療革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌的藥物因而也有千差萬別（具體見附）。目前，醫(yī)療上對于革蘭氏陽性細(xì)菌的研究主要集中在藥物種類的研制上，尤其是革蘭氏陽性球菌的感染日趨增多，需要有更多種類的藥物來控制；而革蘭氏陰性細(xì)菌的問題主要集中在變異性高，抗生能力不斷加強(qiáng)，藥物的研究著眼于細(xì)菌抗生能力方面。但無論如何，兩者的研究技術(shù)與手段都是相通的，其發(fā)展速度也都在不斷上升。

附：革蘭氏陽性細(xì)菌和陰性細(xì)菌感染可選藥物清單

一、革蘭氏陽性細(xì)菌

1.主要抗革蘭氏陽性菌的抗生素與抗菌藥

青霉素類：青霉素G，青霉素V

耐青霉素酶的青霉素：唑西林，鄰氯西林，二氯西林，氟氯西林，甲氧西林，萘夫西林等

內(nèi)酰胺酶抑制劑合劑：阿莫西林／克拉維酸，氨芐西林／舒巴坦，氨芐西林／舒巴坦等

大環(huán)內(nèi)酯類：一代：紅霉素，柱晶白霉素，乙酰螺旋霉素，麥迪霉素

二代：羅紅霉素，克拉霉素，阿奇霉素，地紅霉素

林可霉素類：林可霉素，克林霉素

鏈陽霉素類：奎奴普?。_(dá)福普汀

糖肽類：萬古霉素，去甲基萬古霉素，替考拉寧

嗯唑烷酮類：利奈唑酮

其他：利福平，夫西地酸，桿菌肽

2.具有良好抗革蘭氏陽性菌作用的廣譜抗生素與抗菌藥

廣譜青霉素：氨芐西林，阿莫西林

頭孢菌素：第一、二、四代頭孢菌素

碳青霉烯：亞胺培南，培尼培南，美洛培南

青霉烯：法羅培南

氨基糖苷：慶大霉素，阿米卡星，阿貝卡星

四環(huán)素類：多西環(huán)素，米諾環(huán)素

其他類抗生素：氯霉素，甲砜霉素，磷霉素

氟喹諾酮：環(huán)丙沙星，氧氟沙星，托氟沙星，司帕沙星，莫西沙星，加替沙星

磺胺類：磺胺甲嗯唑／甲氧芐啶(SMZ/TMP)

3.抗結(jié)核分枝桿菌的藥物

鏈霉素，異煙肼，利福平，乙胺丁醇，吡嚓酰胺，對氨基水楊酸

4.抗革蘭氏陽性厭氧菌的藥物

抗生素：青霉素，大環(huán)內(nèi)酯，克林霉素，多西環(huán)素，β-內(nèi)酰胺酶抑制劑合劑

硝基咪唑類藥物：甲硝唑，替硝唑

難辯梭菌：甲硝唑(口服)，萬古霉素(口服)，桿菌肽(口服)

5.抗放線菌的藥物

青霉素，大環(huán)內(nèi)酯，克林霉素，多西環(huán)素

二、革蘭氏陰性細(xì)菌

1.具有良好抗革蘭氏陰性細(xì)菌作用的廣譜抗生素

廣譜青霉素類：氨芐西林，阿莫西林

對銅綠假單胞菌有效的廣譜青霉素類：羧芐西林，磺芐西林，美洛西林，哌拉西林，阿帕西林，天冬西林

頭孢菌素類：第一、二、三、四代頭孢菌素

頭霉素類：頭孢西丁，頭孢美唑，頭孢替坦，頭孢米諾，頭孢拉腙

β-內(nèi)酰胺酶抑制劑復(fù)合劑類：阿莫西林/克拉維酸，替卡西林/克拉維酸，氨芐西林/舒巴坦，阿哌拉西林/三唑巴坦

碳青霉烯類：亞胺培南，帕尼培南，美洛培南，比阿培南

青霉烯類：呋羅培南

氨基糖苷類：鏈霉素，卡那霉素，慶大霉素，妥布霉素，小諾霉素，西索米星，福提霉素，大觀霉素，依替米星，阿貝卡星

四環(huán)素類：四環(huán)素，多西環(huán)素，米諾環(huán)素

其他類抗生素：氯霉素，甲砜霉素，磷霉素

2.具有良好抗革蘭氏陰性細(xì)菌作用的廣譜抗菌藥

喹諾酮類：諾氟沙星，環(huán)丙沙星，氧氟沙星，左氧氟沙星，司帕沙星，莫西沙星，加替沙星

磺胺與甲氧芐啶類：SIZ，SMZ，SD，SMD，SASP，SMZ/TMP，溴莫普林

硝基呋喃類：呋喃妥因，呋喃唑酮，呋喃西林

3.主要抗革蘭氏陰性菌的抗生素與抗菌藥

脂?；h(huán)肽類：多粘菌素，多粘菌素

脒型與甲氧基型青霉素類：匹美西林，巴美西林，替莫西林

專抗銅綠假單胞菌的頭孢菌素類：頭孢磺啶

單環(huán)β-內(nèi)酰胺類：氨曲南，卡蘆莫南

4.抗革蘭氏陰性厭氧菌的藥物

抗生素類：多西環(huán)素，β-內(nèi)酰胺酶抑制劑合劑

硝基咪唑類：甲硝唑，替硝唑，奧硝唑

參考文獻(xiàn)：

[1]殷士學(xué).環(huán)境微生物學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2008年.P9

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[4]沈萍.微生物學(xué).北京:高等教育出版社.2000年.P44

[5]張致平. 抗革蘭氏陰性細(xì)菌感染藥物的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展.中國抗生素雜志.2003年4月第28卷第4期P193

[6]張致平. 抗革蘭氏陰性細(xì)菌感染藥物的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展.中國抗生素雜志.2003年12月第28卷第12期P705

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