Vi khuẩn Gram âm là một nhóm vi khuẩn, trái ngược với vi khuẩn Gram dương, có đặc điểm là không giữ được thuốc nhuộm tím tinh thể trong thuốc nhuộm Gram. Đặc điểm đáng chú ý nhất của loại vi khuẩn này là lớp màng tế bào của nó bao gồm một thành tế bào peptidoglycan mỏng nằm giữa màng trong (màng tế bào chất) và màng ngoài. Hệ thống hai màng này giúp chúng có thể sống sót trong nhiều môi trường sống khác nhau, bao gồm nước, đất, thực vật và động vật.
Trong số các vi khuẩn Gram âm, các sinh vật mô hình như Escherichia coli cùng tồn tại với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh khác (như Pseudomonas aeruginosa, Chlamydia trachomatis và Yersinia pestis), gây ra những thách thức lớn trong lĩnh vực y tế.
Màng ngoài của vi khuẩn Gram âm hoạt động như một hàng rào an toàn, có khả năng chống lại nhiều loại kháng sinh (bao gồm cả penicillin), chất tẩy rửa có thể làm hỏng màng trong và enzyme kháng khuẩn lysozyme do hệ thống miễn dịch của động vật sản xuất ra. Điều này làm cho việc điều trị nhiễm trùng do loại vi khuẩn này gây ra trở nên phức tạp hơn.
Quan trọng hơn, lớp ngoài của màng ngoài chứa một loại lipopolysaccharide (LPS) phức hợp, thành phần lipid A của nó có thể gây ra phản ứng độc hại khi vi khuẩn bị các tế bào miễn dịch phân hủy, có thể dẫn đến sốc nhiễm trùng, với các triệu chứng lâm sàng như huyết áp giảm, suy hô hấp và nhiễm toan lactic.
Để chống lại vi khuẩn Gram âm, các nhà khoa học đã phát triển nhiều loại kháng sinh khác nhau, bao gồm aminopenicillin, cephalosporin, thuốc kết hợp có chứa chất ức chế β-lactamase (như piperacillin-tazobactam), thuốc đối kháng axit folic và fluoroquinolone. Những loại thuốc này cũng thường được dùng để điều trị vi khuẩn gram dương.
Các loại kháng sinh có tác dụng đặc hiệu với vi khuẩn Gram âm bao gồm aminoglycoside, monobactam (như amoxicillin) và ciprofloxacin.
Vi khuẩn Gram âm thông thường có các đặc điểm sau: có màng trong, lớp peptidoglycan mỏng, màng ngoài chứa lipopolysaccharide và porin. Những đặc điểm này cho phép chúng tồn tại ổn định trong hệ sinh thái của chúng.
Phân loại vi khuẩn dựa trên phản ứng nhuộm Gram thường chia vi khuẩn thành vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm. Vi khuẩn Gram âm có thể được chia thành nhiều loại và nghiên cứu khoa học đã được tiến hành trong nhiều thập kỷ để hiểu rõ quá trình tiến hóa và đặc điểm của nhóm vi khuẩn này. Tuy nhiên, loạt phương pháp phân loại này cần phải được điều chỉnh liên tục dựa trên nghiên cứu phân tử mới nhất.
Vi khuẩn Gram âm được biết đến rộng rãi là tác nhân gây bệnh quan trọng. Đặc biệt trong môi trường y tế, các bệnh nhiễm trùng do chúng gây ra bao gồm viêm phổi, nhiễm trùng đường tiết niệu và nhiễm trùng huyết, đây là một trong những mối đe dọa chính đối với sức khỏe của bệnh nhân.
Khi vi khuẩn Gram âm xâm nhập vào hệ thống tuần hoàn máu, LPS có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch tự nhiên, cuối cùng dẫn đến sốc nhiễm trùng.
Khi vấn đề kháng kháng sinh ngày càng gia tăng, mối đe dọa sức khỏe do vi khuẩn Gram âm gây ra trở nên đáng kể hơn. Chúng ta có những chiến lược phù hợp để giải quyết thách thức này không?