La storia della colorazione di Gram!

Hans Christian Gram

(Copenaghen, 13 Settembre 1853 – Copenaghen, 14 Novembre 1938)

Fig.1: Hans Christian Gram

Medico, patologo e farmacologo danese, direttore della clinica medica di Copenaghen. Hans Christian Gram (Fig.1) è il padre della tecnica di colorazione basata sulla diversa affinità tintoriale che le varie specie batteriche hanno nei confronti di alcuni coloranti basici, messe in contatto con una soluzione iodica. La scoperta risale al 1884: a Berlino il dott. Gram stava esaminando del tessuto polmonare di pazienti deceduti per polmonite e notò che le cellule batteriche si coloravano più intensamente con cristal violetto e soluzione di Lugol. Esperimenti successivi evidenziarono che batteri come gli Pneumococchi conservavano il colore utilizzato anche se si effettuava un lavaggio con etanolo, mentre altri come i Corinebatteri non lo trattenevano.

La colorazione di Gram

Tale colorazione (Fig.2) è tutt’oggi essenziale nella classificazione dei batteri; si tratta della colorazione fondamentale in batteriologia. In base alle proprietà biologiche dei batteri, varia il colore da essi trattenuto, il che permette la divisione in Gram Positivi e Gram Negativi.
Fig.2: Steps della colorazione di gram in batteri Gram + e Gram –
La soluzione di Lugol è Iodio in Ioduro di Potassio. Ha un colore bruno scuro che tende a schiarirsi quando esposto alla luce o all’aria. La soluzione di Lugol ha una funzione di mordenzante. Lo iodio in associazione al cristal violetto forma un composto stabile più resistente alla decolorazione nei Gram Positivi.
La differenza fra batteri Gram + e Gram – sta nella permeabilità della parete (Fig.3). I batteri Gram positivi ritengono al loro interno il complesso cristal violetto-iodio e ciò è dovuto al fatto che il decolorante non penetra attraverso la parete. Nei Gram + la formazione del complesso Cristal violetto-iodio determina anche la impermeabilità al decolorante, in caso di parete intatta. Infatti se si mordenzia anche i batteri Gram positivi diventano Gram negativi, decolorandosi.
Fig.3: Parete dei batteri Gram + (a sinistra) e Gram – (a destra)

La parete batterica

La parete cellulare dei batteri Gram – (Fig.4), più complessa, consiste di uno strato sottile di peptidoglicano e di una membrana esterna legata al peptidoglicano con lipoproteine. La membrana esterna ha la tipica struttura delle membrane biologiche: un doppio strato lipidico in cui sono incluse proteine che regolano il passaggio di materiale e che determinano le caratteristiche antigeniche del batterio. La proteina più abbondante in questa membrana è la lipoproteina di Braun, che forma i legami con lo strato di peptidoglicano sottostante.

Fig.4: Escherichia coli

Per quanto concerne invece i batteri Gram+ (Fig.5), la parete cellulare consiste di molti strati di peptidoglicano che formano una struttura spessa. La struttura inoltre contiene molecole di acido teicoico, collante tra i vari strati di peptidoglicano, regolando la presenza di molte sostanze nutritive e sali minerali.

Fig.5: Bacillus cereus

Ringraziamo quindi a distanza di più di un secolo il Dott. Gram per la sua scoperta, ancora utilissima per diagnostica e ricerca!

Alessandro Scollato

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Francesco Centorrino

Sono Francesco Centorrino, creatore ed amministratore di Microbiologia Italia, primo sito di divulgazione microbiologica in Italia. Sono laureato in biologia e molto appassionato di tecnologia, cinema, scienza e fantascienza. Sono Siciliano ma vivo e lavoro in Basilicata come analista di laboratorio microbiologico presso una nota azienda farmaceutica. Ho creato il portale di Microbiologia Italia per condividere conoscenza ed informazioni a chiunque fosse interessato a questa bellissima scienza. Potete trovare tutti i miei contatti al seguente link: https://linktr.ee/fcentorrino.

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