Wat is een bacteriële biofilm?
Biofilms zijn een type bacteriegemeenschap. In plaats van te groeien als afzonderlijke cellen die niet aan elkaar zijn gehecht, kunnen bepaalde bacteriesoorten biofilms vormen en groeien als één blad dat een oppervlak bedekt. Een bacteriële biofilm wordt bijeengehouden door een kleverige substantie die de bacteriën produceren. Deze structuur biedt de bacteriën bescherming tegen ontsmettingsmiddelen of antibiotica en is dus van groot belang voor de geneeskunde en de industrie.
Bacteriën kunnen alleen leven, maar leven in een groep kan bepaalde voordelen opleveren. Soorten zoals die in de Klebsiella en Pseudomonas genera van bacteriën zijn voorbeelden van de soorten die samen kunnen leven in een bacteriële biofilm. De oppervlakken die biofilms thuis noemen, kunnen levenloos of zelfs biologisch zijn. Pseudomonas aeruginosa kan bijvoorbeeld op de binnenoppervlakken van de longen leven en mogelijk ziekte veroorzaken, of het kan leven op oppervlakken zoals de binnenkant van productiemachines in een fabriek. Elk oppervlak met een goede toevoer van vocht en voedingsstoffen kan een bacteriële biofilm ondersteunen.
Meestal bevat een bacteriële biofilm meer dan één bacteriesoort. Het kan ook de thuisbasis zijn van andere microben zoals schimmels of algen. Een schoon oppervlak kan snel worden bedekt met organische moleculen uit de omgeving. De eerste bacteriën die het oppervlak koloniseren, hechten zich vast aan de organische laag. De biofilmstructuur, wanneer deze zich ontwikkelt, wordt bijeengehouden door een lijmachtige substantie gemaakt van suikers die de bacteriën zelf produceren, die moeilijk te verwijderen zijn door reiniging.
Bacteriële biofilmhardheid zorgt ervoor dat bacteriën in gebieden kunnen blijven waar ze anders zouden worden verwijderd door mechanische actie, vloeistofstroom of biologische actie. Het oppervlak van de tanden is een voorbeeld van een gebied waar bacteriële biofilms leven en een thuis bieden aan microben die zich voeden met de voedingsstoffen in de mond. Stromende rivieren kunnen vrije bacteriën stroomafwaarts en naar zee verplaatsen, maar als de bacterie erin slaagt voet aan de grond te krijgen op de rotsen in de rivier, dan kan hij daar zitten en gedijen als onderdeel van een biofilm.
Medische voorbeelden van biofilms zijn terugkerende oorinfecties, waarbij de bacteriën die de ziekte veroorzaken in het oor leven. Legionnaire's Disease, een potentieel dodelijke longinfectie, ontstaat door Legionella- bacteriën in aerosolbronnen van warm water die los raken van hun primaire biofilms en zich een weg banen in de longen. Zelfs de medische hulpmiddelen die nodig zijn voor sommige ziekenhuispatiënten, zoals intraveneuze buizen of katheters, kunnen biofilms bevatten.
Als biofilms niet voordelig zouden zijn voor microben, zouden de microben ze niet vormen. Afgezien van het kunnen verblijven in een omgeving gevuld met voedingsstoffen, zoals een stromende rivier, zijn bacteriële biofilms beschermend tegen antibiotica en ontsmettingsmiddelen. Meer biofilm bacteriën overleven de aanwezigheid van anders dodelijke chemicaliën dan vrij zwevende bacteriën. Deze eigenschap van biofilms maakt bacteriën die deze manier van leven kiezen moeilijker te doden in gevallen zoals het bestrijden van infecties of het schoonhouden van oppervlakken.