Bakterier i menneskeserum

Denne stamme blev i løbet af få minutter lyseret af komplement i serum, der har ødelagt cellevæggen.

Bakterier i menneskeserum
Af .
Bakterier i menneskeserum

Denne stamme modstod komplements aktivitet og blev ikke lyseret, fordi cellevæggen er intakt.

Bakterier i menneskeserum
Af .

Bakteriolyse er opløsning af bakterier. Bakteriolyse foregår ved, at bakteriens cellevæg ødelægges (lyseres), og der så der suges vand ind i bakteriens cytoplasma, hvorefter bakteriecellen sprænges (lyserer).

Faktaboks

Etymologi
Ordet er sammensat af bakterie og græsk lysis 'opløsning', af lyein 'løse, opløse'.

Bakteriers cellevæg

De fleste bakterier har en cellevæg, der består af peptidoglykan (murein). Peptidoglykan er lavet af polysakkarider, som er komplekse kulhydrater, der er bundet sammen af peptider, som er aminosyrer bundet sammen med peptidbindinger. Cellevæggen bestemmer bakteriers form, om den er stav- eller kokformet, og den er vigtig for at modstå det høje indre osmotiske tryk i bakteriecellen. Grampositive bakterier har en tykkere cellevæg end gramnegative bakterier.

Bakterier har et et højt osmotisk tryk inde i cytoplasmaet. Det er højest i grampositive bakterier, fx Staphylococcus aureus: 25 atmosfærer, og lavere i gramnegative bakterier, fx Escherichia coli: 3 atmosfærer. Deres stærke cellevæg forhindrer, at de ved osmose suger vand ind og svulmer op og lyserer og dør.

I naturen findes mange mikroorganismer, der danner enzymer og antibiotika, der ødelægger bakterier. Bakteriolyse forårsages også af enzymet lysozym, der findes i tårer, spyt, slim (mucus) og i de hvide blodlegemer granulocytter og makrofager. Lysozym ødelægger mange grampositive bakteriers cellevæg, så de lyserer og dør.

Komplementsystemet i blod og i vævsvæske kan også ødelægge nogle gramnegative bakteriers cellevæg, så de dør.

Bakteriofager, som er virus, der angriber bakterier, kan også opløse deres bakterievært, som så dør, hvorefter de frigjorte bakteriofager kan inficere nye bakterieceller.

Virkningsmekanismer

Bakteriolyse forårsaget af antibiotika

Nogle antibiotika, bl.a. penicillin, hæmmer dannelsen af bakteriernes cellevæg. Det gør de ved at binde sig til de enzymer, der er nødvendige for at cellevæggen bliver lavet. Disse enzymer hedder transpeptidase-enzymer.

Transpeptidase-enzymer er nødvendige for, at der dannes krydsbindinger mellem cellevæggens komponenter (glykopeptider og peptidoglykaner), så cellevæggen bliver stærk og stabil. Resultatet af hæmningen er, at cellevæggen bliver defekt, så det høje intracellulære osmotiske tryk ikke kan modvirkes, når vand suges ind og cellen derfor sprænges.

Andre antibiotika som polymyxiner, fx colistin, binder sig ikke til cellevæggens enzymer, men til lipopolysakkarid i de gramnegative bakteriers ydre membran. Derved destabiliseres den ydre membran, så andre colistinmolekyler kan trænge igennem cellevæggen og binde sig til det lipopolysakkarid, der netop er produceret i cellernes cytoplasma og sidder i cytoplasmamembranen for at blive transporteret til den ydre membran. Derved destabiliseres også cytoplasmamembranen og bakteriecellen lyserer. Polymyxiner destabiliserer således ikke cellevæggen, men de gramnegative bakteriers ydre membran og indre cytoplasmamembran. Polymyxiner virker derfor ikke på grampositive bakterier, som mangler den ydre membran og ikke danner lipopolysakkarid.

Bakteriolyse forårsaget af bakteriofager

Bakteriofager er virus, der inficerer bakterier. Når bakteriofager er kommet ind i bakterien og nye bakteriofager er produceret, får de lytiske bakteriofager bakterien til at lysere, så de nydannede bakteriofager kan komme ud og inficere nye bakterieceller.

Bakteriofager producerer holiner, der er en gruppe proteiner, som indefra bakteriernes cytoplasma laver huller i bakteriens cytoplasmamembran. Derudover producerer bakteriofager enzymet endolysin, der trænger gennem hullerne og nedbryder bindinger i cellevæggens peptidoglykanlag, så bakteriecellen lyseres.

Bakteriolyse forårsaget af antistoffer og andre stoffer i blod og legemsvæsker

Antistoffer er proteiner, der er vigtige i bekæmpelse af infektioner. De antistoffer, der tilhører IgG- og IgM-klasserne binder sig til de tilsvarende antigener på mikroorganismer. Herved aktiveres komplementsystemet i blod og legemsvæsker, hvilket fører til bakteriolyse af de pågældende bakterier, hvis de har en gramnegativ cellevæg og ikke er beskyttet af en kapsel. Grampositive bakterier lyseres ikke af komplementsystemet, men af enzymet lysozym, der bl.a. findes i tårevæsken.

Kemisk, mekanisk og enzymatisk bakteriolyse i laboratoriet

I laboratoriet kan bakterieceller lyseres, bl.a. for at udtrække og isolere DNA, så bakterier kan identificeres. Bakteriolyse er derfor et vigtigt led i diagnostisk molekylære analyser som fx PCR-sekventering.

Der er flere forskellige metoder til at lysere bakterieceller. Valg af teknik afhænger af typen af bakterier, da cellevæggen hos grampositive bakterier er tykkere end hos gramnegative bakterier, og den er dermed sværere at lysere. Man bruger ofte flere lyseringsmetoder i kombination.

Man kan benytte detergenter som natriumdodecylsulfat (SDS, af sodium dodecyl sulfate) for at ødelægge cellevæggen. SDS virker ved at opløse proteiner og lipider, der danner cellemembraner. Når cellemembranen beskadiges, lyserer cellen. EDTA (etylen-diamin-tetra-eddikesyre) binder calcium- og magnesiumionerne, der holder lipopolysakkaridmolekylerne sammen i gramnegative bakteriers ydre membran og derved destabiliseres membranen så bakterierne lyserer. Mekanismen ligner colistins effekt, der er beskrevet ovenfor.

Man kan også fysisk ødelægge cellevæggen ved hjælp af gentagne fryse–optø-cyklusser eller mekanisk ved hjælp af små glaskugler i en såkaldt kuglemølle. Endvidere kan cellevæggen ødelægges med ultralyd (ultrasonikering) og ved med meget højt tryk at presse bakteriecellerne igennem et lille hul i en stålbeholder.

Bakteriolyse ved infektion

Bakterier, der let lyseres af komplement, giver ikke alvorlige, invasive infektioner, men forbliver på legemets overflader.

Læs mere på lex.dk

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig