Gram-Färbung

nach Hans Christian Gram, dänischer Bakteriologe (1853-1928)
Englisch: Gram's stain, Gram stain, Gram staining procedure

1 Definition

Die Gram-Färbung ist eine Differentialfärbung, die zur Darstellung von Bakterien in der Lichtmikroskopie dient. Nach ihrem Färbeverhalten in der Gram-Färbung werden Bakterien in grampositiv und gramnegativ klassifiziert. Die Gram-Färbung ist eine der wichtigsten Färbungen in der medizinischen Mikrobiologie.

2 Prinzip & Durchführung

Anilin-Farbstoffe bilden mit Jod Komplexe. Diese Farbstoffkomplexe können mit Alkohol aus bakteriellen Zellwänden mit einer Schicht Peptidoglykan (Murein) herausgelöst werden. Enthält die Zellwand eines Bakteriums hingegen mehrere Schichten Peptidoglykan, so kann der Farbstoffkomplex nicht mehr aus der Zellwand gelöst werden.

Die Durchführung an einem hitzefixierten Präparat umfasst vier Einzelschritte:

1. Färbung: Gentianaviolett (ein Anilin-Farbstoff) wird auf das Präparat gegeben und nach Einwirkung mit Wasser abgespült.
2. Komplexierung: Lugolsche Lösung (jodhaltig) wird auf das Präparat gegeben und nach Einwirkung ebenfalls abgewaschen.
3. Entfärbung: In diesem entscheidenden Schritt versucht man eine Entfärbung durchzuführen. Das Präparat wird mit 96%igem Alkohol abgespült, bis keine Farbe mehr abgeht. Bei Bakterien mit mehreren Schichten Peptidoglykan in ihrer Zellwand ist diese Entfärbung erfolglos. Der blaue Farbstoff aus den ersten beiden Schritten sitzt zwischen den Peptidoglykan-Schichten fest. Diese Bakterien sind grampositiv.
4. Gegenfärbung: Das Präparat wird kurz mit Fuchsin behandelt und noch einmal mit Wasser abgespült. Bakterien mit einer Schicht Peptidoglykan in ihrer Zellwand, die im zuvor durchgeführten Arbeitsschritt entfärbt wurden, werden durch die Behandlung mit Fuchsin erneut gefärbt und erscheinen rot. Es handelt sich also um gramnegative Bakterien.

Von diesem Rezept existieren verschiedene Varianten, zum Beispiel Verwendung von Safranin statt Fuchsin zur Gegenfärbung oder Zusatz von Aceton zur Entfärbelösung.

Enterococcus (Gramfärbung)

Bacillus cereus (Gramfärbung)

Vibrio comma

Ausstriche für ein Grampräparat können sowohl von Nativmaterial (Wundabstrich, Trachealsekret, Liquor) als auch von Bakterienkolonien im Verlauf der Erregeridentifizierung angefertigt werden.

3 Interpretation

Die Gram-Färbung ist sehr einfach und kostengünstig durchzuführen. Die Interpretation ist einfach:

• Grampositiv: blau gefärbte Bakterien
• Gramnegativ: rot gefärbte Bakterien

Es gibt Bakterien, bei denen das Ergebnis der Gram-Färbung variieren kann oder anders ausfällt, als es die Zellwandmorphologie zunächst erwarten lassen würde. Dies kann durch eine unterschiedliche Zellwandphysiologie in verschiedenen Entwicklungs- oder Zustandsformen bedingt sein. Entsprechende Vertreter werden als "gramlabil" bezeichnet.

Durch das Lichtmikroskop kann außerdem eine Aussage über die Morphologie der vorliegenden Bakterien gemacht werden. Zu unterscheiden sind in erster Linie Haufenkokken, Kettenkokken, Diplokokken und Stäbchen, darüber hinaus andere Merkmale wie die typische palisadenförmige Lagerung bei Listerien, die keulenartige Form bei Corynebakterien oder die Bildung von Endosporen. So kann in vielen Fällen bereits eine Verdachtsdiagnose erstellt werden, die wegweisend für eine kalkulierte Antibiotikatherapie sein kann.