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La colorazione di Gram è un esame di laboratorio che dà ragione della classificazione dei batteri in gram-positivi e gram-negativi (gram+ e gram-).
Fu messo a punto nel 1884 dal medico danese Hans Joachim Christian Gram, e mette in evidenza alcune proprietà fondamentali della parete cellulare dei microrganismi.
Con tale metodo è possibile esaminare sia batteri in coltura che frammenti di tessuti.
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La differenza nella capacità di trattenere il colorante basico è data dalla quantità di peptidoglicano (mureina) contenuto nella parete cellulare: i gram-positivi presentano aminozuccheri N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico, ai quali sono legate corte catene di aminoacidi, che conferiscono stabilità e consistenza a tale strato. I gram-negativi presentano invece una parete più sottile ricca di lipopolisaccaridi e lipoproteine.
L'esame si basa sulla colorazione delle cellule in coltura con un colorante basico (per esempio violetto di genziana o violetto di nicolle fatto reagire per 3 min.) e lavaggio con liquido di Lugol, un mordenzante (sostanza che favorisce la penetrazione del colore nella struttura che deve essere colorata) che si lascia agire per circa 1 minuto. Successivamente il materiale organico viene lavato con una soluzione decolorante (alcool etilico o simili) e infine con acqua. A questo punto i batteri gram + hanno trattenuto il colorante basico, hanno trattenuto il viola, mentre i gram - sono grigiastri, privi di colorazione, questo perché l'alcool ha sciolto i lipidi dei gram negativi. Per far risaltare meglio la differenza si colora quindi il materiale con un colorante di contrasto, in genere safranina o fucsina (o eosina). La Safranina colora le cellule in rosso e l'Eosina in rosa. Queste sostanze possono penetrare solo in cellule decolorate. Dopo questo passo finale, i batteri gram+ hanno colore violetto, mentre i gram- hanno color rosso o rosa o alcune volte giallastro.
Le colture batteriche molto vecchie tendono a trattenere meno il colorante, apparendo meno gram-positive di quanto siano in realtà; alcune (poche) specie di batteri inoltre non danno un responso chiaro alla colorazione, e sono dette gram-variabili.
La colorazione di Gram è una colorazione di tipo regressivo in quanto dopo una prima colorazione generale con violetto di nicole o di genziana, avverrà una decolorazione dei batteri gram- con dell' alcool etilico puro, per poi essere ricolorati utilizzando della safranina.
| Famiglia | Gram | Aspetto | Informazioni | Rappresentanti |
|---|---|---|---|---|
| Micrococchi | + | cocchi a grappoli, ammassi | nelle salamoie, utili per la stagionatura degli alimenti | |
| Stafilococchi | + | cocchi a grappoli, cubi (sarcine) | patogeni nel latte e derivati. Producono tossine. | Staphylococcus aureus |
| Bacilli | + | bastoncelli | provocano alterazioni in molti alimenti. Responsabili del carbonchio. | |
| Clostridium | + | bastoncelli | provocano putrefazione e producono tossine negli scatolami | Clostridium tetani, Clostridium botulinum |
| Batteri propionici (corynebacteriaceae) | + | bastoncelli | danno le occhiature a formaggi come l'emmenthal o il grana | |
| Micobatteri | + | bastoncelli | possono provocare o aggravare la tubercolosi o la lebbra | |
| Brucella | - | bastoncelli | sulla pelle e nelle mucose | |
| Coliformi | - | bastoncelli | possono provocare salmonellosi | Escherichia coli |
| Pseudomonas | - | bastoncelli | patogeni, nell'acqua e nel suolo | |
| Aeromonas | - | bastoncelli | patogeni, nell'acqua e nel suolo | |
| Ralstonia metallidurans | - | bacilli | sopravvivono anche in presenza di metalli pesanti |
La parete delle cellule dei batteri gram negativi è molto complessa, la membrana esterna si trova al di fuori dello strato di peptidoglicano, e la proteina presente in maggior quantità è la lipoproteina di Braun, che presenta una terminazione idrofobica tramite la quale si lega alla membrana esterna. In questo modo la lipoproteina funge da legante fra la membrana esterna e lo strato di peptidoglicano. La membrana esterna presenta molte molecole grosse e complesse, denominate “lipolisaccaridi (LPS)” suddivisi in tre complessi distinti:
Gli anticorpi della cellula ospite sono in grado di riconoscere le catene laterali O, ma i batteri gram negativi sono in grado di modificare la natura delle catene laterali in modo da contrastare le difese dell’ospite.
Questo tipo di batteri è più resistente agli antibiotici perché nel periplasma sono presenti enzimi come la beta-lattamasi che distrugge l'anello beta-lattamico di alcuni antibiotici tra cui la penicillina.
Wikimedia Commons contiene file multimediali su Colorazione di Gram
