Gramnegative Bakterien sind Bakterien, die sich im Gram-Färbeprozess, der als grundlegender Schritt bei der Bakterienidentifizierung dient, nicht violett verfärben. Die meisten Bakterien können in grampositive und gramnegative Bakterien eingeteilt werden, was wesentliche Unterschiede in der Zusammensetzung ihrer Zellwände widerspiegelt. Diese Unterschiede haben oft einen direkten Einfluss auf die Wirkungsweise der Bakterien, und einige gramnegative Bakterien sind pathogener Natur.
Die Gram-Färbung wurde 1884 von Hans Christian Gram entwickelt. Bei diesem Verfahren werden Bakterien auf einem Objektträger fixiert und dann in Kristallviolett, der primären Färbelösung, gebadet. Alle Zellen auf dem Objektträger werden violett, anschließend wird ein Beizmittel wie Jod hinzugefügt, um die Farbe zu fixieren. Als nächstes wird dem Objektträger ein Bleichmittel hinzugefügt. Wenn die Bakterien gramnegativ sind, wäscht der Entfärber das Kristallviolett weg, da die durchlässige Zellwand es dem Kristallviolett nicht erlaubt, die Bakterien anzufärben. Dann wird ein zweiter Farbstoff hinzugefügt, der die gramnegativen Bakterien in ein blasses Rosa färbt, jedoch keinen Effekt auf die bereits violetten grampositiven Bakterien hat.
Diese Bakterien haben dünne Zellwände mit einer äußeren Schicht aus Proteinen und Lipopolysacchariden. Diese äußere Schicht reagiert manchmal mit dem Immunsystem und verursacht Entzündungen und Infektionen. Die äußere Zellmembran verhindert nicht nur, dass sich Bakterien verfärben, sondern trägt auch dazu bei, dass Bakterien einer Vielzahl von Medikamenten widerstehen, was die Behandlung von Infektionen mit gramnegativen Bakterien zu einer großen Herausforderung macht.
Einige Beispiele für gramnegative Bakterien sind Legionellen, Salmonellen und E. Coli. Viele andere Krankheitserreger sind ebenfalls gramnegativ, darunter einige Formen von Meningitis, verschiedene bakterielle Ursachen für Magen-Darm-Beschwerden und Spirochäten. Gramnegative Bakterien können hartnäckige Infektionserreger sein, und viele Quellen tödlicher Infektionen sind gramnegativ, einschließlich Bakterien, die zu Sekundärinfektionen in Krankenhäusern und Kliniken beitragen.
Die Gram-Färbung kann Aufschluss über die Zusammensetzung der Zellwand eines Bakteriums geben und ist daher ein Routineschritt bei der Untersuchung neuer Bakterien im Labor. Sobald die Bakterien einer Gram-Färbung unterzogen wurden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Bakterien, die Quelle und die Behandlung von durch die Bakterien verursachten Infektionen zu identifizieren. Die Gram-Färbung ist jedoch ein guter erster Schritt. Der zusätzliche Vorteil der Färbung besteht darin, dass sie Schlüsselstrukturen der Bakterien, einschließlich der inneren Strukturen der Zelle, hervorhebt und sie so leichter sichtbar und verständlich macht. Allerdings funktioniert die Gram-Färbung nicht bei allen Bakterien; Gram-unbestimmte und gramvariable Bakterien können auf diese Weise nicht identifiziert werden.