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Es gibt viele Möglichkeiten, Lebensformen basierend auf ihren Merkmalen in verschiedene Gruppen einzuteilen. Gram-positive und gramnegative Bakterien sind zwei breite Unterteilungen aller Bakterien, wobei der Hauptunterschied zwischen den beiden in der Struktur ihrer Zellmembranen liegt. Während beide Arten Infektionskrankheiten verursachen können, sind gramnegative Bakterien ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit, weil ihre Zellstruktur sie resistent gegen Antibiotika macht.
Die Gram-Färbung ist eine Methode, um Bakterien in die zwei Hauptgruppen einzuteilen. Gram-positive Bakterien behalten während des Färbevorgangs den Farbstoff Kristallviolett bei und werden violett, während gramnegative Bakterien während des Prozesses rosa werden. Einige Bakterien sind variabel, und grampositive Bakterien können unter bestimmten Umständen gramnegative Bakterien werden. Der Unterschied zwischen den beiden liegt in ihren Zellmembranen. Gram-positive Bakterien haben eine dicke Zellwand, die hauptsächlich aus Peptidoglykan besteht. Die Peptidoglykanschicht bei gramnegativen Bakterien ist sehr dünn, und ihre äußerste Schicht wird durch eine Membran aus Lipoproteinmolekülen geschützt. Dies bedeutet, dass die beiden Zelltypen sehr unterschiedliche Eigenschaften haben und unterschiedlich auf Chemikalien reagieren.
Die Hauptgefahr gramnegativer Bakterien ist, dass Infektionen mit gramnegativen Bakterien nicht auf die Standard-Antibiotikabehandlung ansprechen. Zum Beispiel widerstehen gramnegative Bakterien den Wirkungen von Penicillin und Cephalosporin, weil diese Antibiotika durch die Zerstörung von Zellwänden wirken, denen gramnegative Bakterien fehlen. Die äußere Membran gramnegativer Bakterien widersteht den Wirkungen vieler Arten von Antibiotika, weil sie für das Antibiotikum undurchlässig ist. Dies bedeutet, dass Infektionen, die durch gramnegative Bakterien verursacht werden, sehr schwierig zu behandeln sind.
Infektionen, die durch gramnegative Bakterien verursacht werden, werden oft in Krankenhausumgebungen erworben und sind eine Hauptursache für krankenhausbedingte Infektionen und Todesfälle. Patienten mit geschwächtem Immunsystem sind besonders anfällig, obwohl Patienten mit stärkerem Immunsystem diese Arten von Infektionen erwerben können und auch erwerben. Diese Bakterien überleben lange Zeit auf Oberflächen und werden oft über Katheter, Beatmungsgeräte oder Wunden erworben. Sobald sie im Körper sind, dringen gramnegative Bakterien typischerweise in den Blutkreislauf ein und verursachen eine Infektion. Gramnegative Bakterien sind oft an Harnwegsinfektionen und beatmungsassistierter Lungenentzündung beteiligt.
Da gramnegative Bakterien so resistent gegen Antibiotika sind, kann die Behandlung schwierig oder unmöglich sein. Es gibt zwei Antibiotika, die in den 1940er Jahren entwickelt wurden, Colistin und Polymyxin B, die beide in der Lage sind, Infektionen mit gramnegativen Bakterien zu behandeln. Beide Medikamente haben jedoch schwere Nebenwirkungen wie Nerven- und Nierenschäden. Eine Behandlung mit diesen Medikamenten kann zu Nierenversagen führen. Einige Stämme gramnegativer Bakterien sind ebenfalls resistent gegen diese Antibiotika.
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