Căn cứ vào đâu để chia vi khuẩn làm GR và GR ?

Sự phân chia vi khuẩn thành Gram dương (Gr+) và Gram âm (Gr-) không phải là một sự phân loại dựa trên đặc điểm di truyền hay chức năng sinh học tổng quát, mà là một sự phân loại dựa trên phản ứng của chúng với phương pháp nhuộm Gram, một kỹ thuật nhuộm phân biệt được phát minh bởi nhà vi sinh vật học người Đan Mạch, Hans Christian Gram vào năm 1884. Chính sự khác biệt về cấu trúc thành tế bào, cụ thể là độ dày và cấu tạo của lớp peptidoglycan, là căn cứ quyết định sự phân chia này.

Phương pháp nhuộm Gram bao gồm các bước nhuộm bằng crystal violet (màu tím), xử lý bằng iodine (chất cố định màu), khử màu bằng ethanol (hoặc hỗn hợp cồn-aceton), và nhuộm lại bằng safranin (màu đỏ). Sự khác biệt về phản ứng nằm ở bước khử màu:

• Vi khuẩn Gram dương (Gr+): Thành tế bào của chúng chứa một lớp peptidoglycan dày (có thể chiếm đến 90% thành tế bào), cấu tạo từ các chuỗi dài peptidoglycan liên kết chéo với nhau tạo thành một mạng lưới vững chắc. Lớp peptidoglycan này giữ chặt phức hợp crystal violet-iodine, nên vi khuẩn không bị mất màu khi xử lý bằng ethanol. Do đó, chúng vẫn giữ màu tím sau khi nhuộm Gram. Ngoài ra, Gr+ còn có thể chứa các thành phần khác như acid teichoic, lipoteichoic acid, góp phần vào độ bền vững của thành tế bào.

• Vi khuẩn Gram âm (Gr-): Thành tế bào của vi khuẩn Gram âm mỏng hơn đáng kể, chỉ chứa một lớp peptidoglycan mỏng nằm giữa hai màng tế bào. Lớp ngoài cùng là màng ngoài, được cấu tạo từ lipopolysaccharide (LPS), lipoprotein và phospholipid. Cấu trúc này tạo thành một rào cản ngăn cản sự xâm nhập của crystal violet-iodine. Khi xử lý bằng ethanol, màng ngoài bị phá vỡ, làm mất đi phức hợp crystal violet-iodine, khiến vi khuẩn bị mất màu tím và bắt màu đỏ của thuốc nhuộm safranin trong bước nhuộm lại.

Tóm lại, sự phân chia vi khuẩn thành Gr+ và Gr- không chỉ là sự phân loại hình thái đơn thuần mà còn phản ánh sự khác biệt đáng kể về cấu trúc thành tế bào, dẫn đến sự khác biệt về tính chất sinh học, khả năng kháng thuốc và đáp ứng với hệ miễn dịch của vật chủ. Sự hiểu biết về sự khác biệt này có ý nghĩa quan trọng trong chẩn đoán và điều trị các bệnh nhiễm khuẩn.