Co to jest biofilm bakteryjny?
Biofilmy są jednym typem społeczności bakteryjnej. Zamiast rosnąć jako pojedyncze komórki, które nie są ze sobą połączone, niektóre gatunki bakterii mogą tworzyć biofilmy i rosnąć jako jeden arkusz pokrywający powierzchnię. Bakteryjna warstwa biologiczna jest utrzymywana razem przez lepką substancję wytwarzaną przez bakterie. Ta struktura zapewnia ochronę bakterii przed środkami dezynfekującymi lub antybiotykami, a zatem ma duże znaczenie dla medycyny i przemysłu.
Bakterie mogą żyć samotnie, ale życie w grupie może przynieść pewne korzyści. Gatunki takie jak te z rodzajów bakterii Klebsiella i Pseudomonas są przykładami gatunków, które mogą żyć razem w biofilmie bakteryjnym. Powierzchnie, które biofilmy nazywają domem, mogą być nieożywione, a nawet biologiczne. Na przykład Pseudomonas aeruginosa może żyć na wewnętrznych powierzchniach płuc i potencjalnie powodować choroby lub może żyć na powierzchniach takich jak wnętrze maszyn produkcyjnych w fabryce. Każda powierzchnia, która ma dobre zapasy wilgoci i składników odżywczych, może wspierać bakteryjny biofilm.
Najczęściej biofilm bakteryjny zawiera więcej niż jeden gatunek bakterii. Może być także domem dla innych drobnoustrojów, takich jak grzyby lub glony. Czysta powierzchnia może szybko pokryć się cząsteczkami organicznymi z otaczającego środowiska. Pierwsze bakterie, które kolonizują powierzchnię, przyczepiają się do warstwy organicznej. Struktura biofilmu, gdy się rozwija, jest utrzymywana razem przez klejopodobną substancję wykonaną z cukrów wytwarzanych przez same bakterie, którą trudno jest usunąć poprzez czyszczenie.
Odporność bakteryjna na biofilm pozwala bakteriom pozostać w obszarach, w których w przeciwnym razie zostałyby usunięte przez działanie mechaniczne, przepływ cieczy lub działanie biologiczne. Powierzchnia zębów jest jednym z przykładów obszaru, w którym żyją biofilmy bakteryjne, dając dom mikrobom, które odżywiają składniki odżywcze obecne w jamie ustnej. Płynące rzeki mogą przenosić wolne bakterie w dół rzeki i na morze, ale jeśli bakterii uda się znaleźć przyczółek na skałach w rzece, może tam siedzieć i rozwijać się jako część biofilmu.
Medyczne przykłady biofilmów obejmują nawracające infekcje ucha, w których bakterie wywołujące chorobę żyją w obrębie ucha. Choroba Legionnaire, która jest potencjalnie śmiertelną infekcją płuc, powstaje z bakterii Legionella w gorących źródłach aerozolu, uwalniając się z pierwotnych warstw biologicznych i przedostając się do płuc. Nawet urządzenia medyczne, które są niezbędne dla niektórych hospitalizowanych pacjentów, takie jak rurki dożylne lub cewniki, mogą zawierać biofilmy.
Gdyby biofilmy nie były korzystne dla drobnoustrojów, wówczas drobnoustroje nie stworzyłyby ich. Oprócz zdolności przebywania w środowisku pełnym składników odżywczych, takich jak płynąca rzeka, biofilmy bakteryjne chronią przed antybiotykami i środkami dezynfekującymi. Więcej bakterii biofilmu przeżywa obecność śmiertelnie niebezpiecznych chemikaliów niż bakterie swobodnie pływające. Ta cecha biofilmów sprawia, że bakterie, które wybierają ten sposób życia, są trudniejsze do zabicia w przypadkach takich jak zwalczanie infekcji lub utrzymywanie czystości powierzchni.