革兰氏阳性菌(经革兰氏染色后染成蓝色的细菌)

革兰氏阳性菌（英文名：Gram Positive）是指经革兰氏染色的化学方法后染成蓝色的细菌，包括球菌或杆菌，其胞壁构造比较简单，主要由粘肽和磷壁酸组成，无外膜和脂多糖。

革兰氏阳性菌具有对人类作用很强的毒素，例如，革兰阳性杆菌可导致炭疽病、白喉、李斯特菌病等感染，革兰阳性球菌可导致肠球菌、肺炎球菌、链球菌等感染。β—内酰胺类的青霉素类和头孢菌素类、大环内酯类、林可霉素类等抗生素可对革兰氏阳性菌产生作用。

简介

自然界存在多种多样病菌，如何将这些病菌加以鉴别、分类，并选择有效药物进行治疗这是很重要的问题。

1884年革兰氏染色法被发明，用于细菌的形态观察和分类，根据革兰氏染色反应的基本特征，细菌可以主要分为两大类：G阳性（G）和G阴性（G）。前者经过染色后细菌细胞仍然保留初染结晶紫的蓝紫色，后者经过染色后细菌细胞则先脱去了初染结晶紫的颜色，带上了复杂蕃红或沙黄的红色。

细胞形态和结构

细胞的基本结构包括细胞壁和原生质体两部分。原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和内含物。另外细胞还含有有些特殊结构，主要有荚膜、芽孢、鞭毛和菌毛等4种。

1.细胞壁

革兰氏染色的机理主要是抓住了革兰氏阳性细菌与阴性细菌在细胞壁的结构与组成上的不同，具体比较见下表：

进一步的，革兰氏阳性细菌的细胞壁主要由肽聚糖和包括磷壁酸的酸性多糖构成，细胞表面整体带负电的部分原因就是因为磷壁酸带负电。同时，磷壁酸赋予了革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原。

总的说来，细胞壁结构的差异导致了染料吸收的差异，也导致了很多生理特性的不同。

2.非细胞壁结构

在非细胞壁结构中，革兰氏阳性细菌和阴性细菌主要的区别在于是否有芽孢和鞭毛与性菌毛的不同上。

芽孢是某些细菌菌体发育过程中的一个阶段，在一定的环境条件下由于细胞质和核质的浓缩凝集形成的一种特殊结构。革兰氏阴性细菌中没有会形成芽孢的菌种，而部分革兰氏阳性细菌可以。

另外，在鞭毛和性菌毛方面两者也有不同。鞭毛和性菌毛都是附属物。某些细菌表面伸出的细长、波曲的附属物称为鞭毛。（顾夏生，胡洪营，文湘华，王慧等。水处理生物学。北京：中国建筑工业出版社2010年.P16）革兰氏阳性细菌的鞭毛上基本着生两个环，革兰氏阴性细菌则基本着生四个环。（赵开弘。环境微生物学。武汉市：华中科技大学2009年.P30）性菌毛只见于革兰氏阴性菌，参与细胞间称作接合作用的交配过程。

生理特性

以下是关于革兰氏阳性细菌和阴性细菌在生理特性方面的比较。两者的不同从本质上来说，还是主要是由细胞结构的不同所决定的。

*细胞壁最外层的脂多糖阻碍溶菌酶、抗生素、染料、去污剂等较大分子进入

常见的阳性菌

常见的革兰氏阳性菌有：葡萄球菌（Staphylococcus）、链球菌(Streptococcus)、肺炎双球菌、炭杆菌、白喉杆菌、破伤风杆菌等；常见的革兰氏阴性菌有痢疾杆菌、肠道沙门氏菌、变形杆菌、及霍乱弧菌等。

在治疗上，大多数革兰氏阳性菌都对苄青霉素敏感（结核分枝杆菌对青霉素不敏感）；而革兰氏阴性菌则对青霉素不敏感（但奈瑟氏菌中的流行性脑膜炎双球菌和奈瑟氏球菌对青霉素敏感），而对链霉素、氯霉素等敏感。所以首先区分病原菌是革兰氏阳性菌还是阴性菌，在选择抗生素方面意义重大。

结构特点

革兰氏阳性菌细胞壁较厚，约20～80nm。肽聚糖含量丰富，有15～50层，每层厚度1nm,约占细胞干重的50～80%。此外，尚有大量特殊组分磷壁酸(teichoic acid)。磷壁酸是由核糖醇(ribitol)或丙三醇(glycerol)残基经由磷酸二键互相连接而成的多聚物。磷壁酸分壁磷壁酸(wall teichoic acid)和膜磷壁酸(membrane teichoic acid)两种，前者和细胞壁中肽聚糖的N-乙酰胞壁酸连结，膜磷壁酸又称脂磷壁酸(lipteichoic acid)和细胞膜连结，另一端均游离于细胞壁外。磷壁酸抗原性很强，是革兰氏阳性菌的重要表面抗原；在调节离子通过粘肽层中起作用；也可能与某些酶的活性有关；某些细菌的磷壁酸，能粘附在人类细胞表面，其作用类似菌毛，可能与致病性有关。此外，某些革兰氏阳性菌细胞壁表面还有一些特殊的表面蛋白，如a蛋白等，都与致病有关。

革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构显著不同，导致这两类细菌在染色性、抗原性、毒性、对某些药物的敏感性等方面的很大差异。

革兰氏染色的结果取决于细菌细胞壁的结构即革兰氏染色原理为：G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留甲基紫碘配位化合物在细胞膜上。呈紫色。

Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。革兰氏阳性菌细胞壁厚约20-80nm，有15-50层肽聚糖片层，含20-40%的磷壁酸。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。

放线菌（Actinomycete）是另一大类革兰氏阳性菌，根据脱氧核糖核酸中鸟嘌呤(G)和胞(C)的含量，放线菌被称为高G+C革兰氏阳性菌，而厚壁菌被称为低G+C革兰氏阳性菌。如果细胞的第二层膜是衍生特征，这两类革兰氏阳性菌可能是细菌基部的分支，否则它们可能组成关系相对较近的单系群。它们被认为可能是古菌和真核生物的祖先，因为它们都缺乏第二层膜，并且具有一些生化上的相似性，比如含有固醇类。此外，尽管恐球菌栖热菌(异常球菌-栖热菌门)类细菌结构上类似革兰氏阴性菌，但也可被染成革兰氏阳性

原理学说

革兰氏染色原理目前有三种观点：等电点学说、化学学说和渗透学说。

等电点学说

革兰氏阳性菌的等电点在pH2-3，比阴性菌（pH4-5）低，加之碘为弱氧化剂，可降低革兰氏阳性菌的等电点，致使两类菌的等电点差异扩大，因此阳性菌和碱性染料的结合力比阴性菌更强。

化学学说

碘液在菌体内与结晶紫结合后又和菌体内核糖核酸镁盐-蛋白质配位化合物结合，此结合物不易被丙乙醇脱掉，呈革兰氏染色阳性。因革兰氏阴性菌缺乏核糖核酸镁盐，故对碘与结晶紫结合物摄取少，且不牢固，易被丙酮酒精脱色而呈革兰氏染色阴性。

渗透学说

乙醇使阳性菌所含粘肽多糖脱水而致细胞壁间隙缩小，通透性降低，在菌体内保留了染料-碘复合物，呈紫色。阴性菌含粘肽少，细胞壁变化不大，通透性不受影响，菌体内的染料碘复合物较易透出，失去紫色，被复染成为红色。

分类

革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌是利用革兰氏染色法来鉴别的两大类细菌。大多数病原性球菌都属于革兰氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病，而大多数肠道菌多属于革兰氏阴性菌，它们产生内毒素，靠内毒素使人致病。

病原性

在经典意义上，有六个革兰氏阳性属通常对人类具有致病性。其中两个，链球菌和葡萄球菌，是球形的。其余的生物是杆状的，并且可以根据它们形成孢子的能力进行进一步的分类。非孢子形成者包括单核细胞增生李斯特氏菌和肠球菌，而芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌产生孢子。孢子形成细菌可以进一步根据它们的呼吸方式分为两类：芽孢杆菌是兼性厌氧菌，而梭菌是专性厌氧菌。此外，Rathybacter、Leifsonia和棍状杆菌是三个革兰氏阳性属，可引起植物疾病。革兰氏阳性菌能够引起严重的、有时甚至是致命的感染，尤其是在新生儿中。Catabacter hongkongensis是一种新发现的临床相关革兰氏阳性菌，属于芽孢杆菌门。

转化

转化是三种水平基因转移过程之一，其中外源遗传物质从供体细菌转移到受体细菌，另外两种过程是接合（通过两个细菌的直接接触转移遗传物质）和转导（通过噬菌体病毒将供体细菌的脱氧核糖核酸注入受体宿主细菌）。在转化中，遗传物质通过中间介质传递，其吸收完全依赖于受体细菌。截至2014年，已知约有80种细菌能够进行转化，其中约有一半是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌；这个数字可能被高估，因为其中一些报告仅由单篇论文支持。革兰氏阳性菌的转化已在医学上重要的物种中研究，如肺炎链球菌、变形链球菌、金黄色葡萄球菌和血链球菌，以及革兰氏阳性土壤细菌芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

正式用法

革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌这两个形容词来源于汉斯·克里斯蒂安·格兰的名字；作为专有名词，它们的首字母可以是大写G或小写g，这取决于所遵循的风格指南（例如，CDC的指南）。这一点在Gram染色法的正字法注释中有进一步的解释。

参考资料

革兰氏阳性菌概述.默沙东投资有限公司.2024-03-25

革兰氏阳性菌

简介