A Brief Introduction to Biofilms (Suomi)

A Brief Introduction to Biofilms

Biofilm in pipe section. (N. Zelver)

Biofilm in stream in Yellowstone National Park. (D. Davies)

Biofilm scraped from reverse osmosis membrane. (C.Wend)

Dental plaque is biofilm., (Kohteliaisuus, ASM Kuva Kirjasto)

vaikka et voi olla tuttu termi biofilm, olet varmasti kohdannut biokalvot säännöllisesti. Esimerkiksi hampaisiin muodostuva ja hampaiden reikiintymistä aiheuttava plakki on yksi bakteeribiofilmityyppi. Myös kotitalousviemäreitä tukkiva” gunk ” on biofilmi. Jos olet joskus kävellyt purossa tai joessa, olet saattanut liukastua biofilmin kanssa limaisille kiville. Jatkuva infektio on kaapia sait urheilu vahinkoa oli todennäköisesti biofilmin., Ja niin se menee: biofilmit-ne ovat siellä, missä haluat olla.

joten mikä on biofilmi?

biofilmi koostuu elävistä, lisääntyvistä mikro-organismeista, kuten bakteereista, joita esiintyy yhdyskuntana tai yhdyskuntana. Toisin sanoen, biofilmit ovat elossa ja niillä on monimutkainen sosiaalinen rakenne, jota tiedemiehet ja insinöörit yrittävät edelleen purkaa, rakenne, joka sekä suojaa niitä että mahdollistaa niiden kasvun.

miten biofilmit muodostuvat?,

biofilm muotoja, kun tietyt mikro-organismit (esimerkiksi, joidenkin bakteerien) kiinni pintaan jonkin esineen kosteassa ympäristössä ja alkavat lisääntyä. Mikro-organismit muodostavat kiinnityksen esineen pintaan erittämällä limaista, liimamaista ainetta. Biokalvot voi muodostaa juuri mitään kuviteltavissa pinta: metallit, muovit, luonnon materiaaleja (kuten kivet), lääketieteelliset implantit, keittiö laskurit, piilolinssit, seinät poreallas tai uima-allas (oletko huomannut, että puolin poreallas tai uima-allas näytti hieman limainen?,), ihmis-ja eläinkudosta ja niin edelleen. Todellakin, missä tahansa yhdistelmä kosteutta, ravinteita, ja pinta on, biofilms todennäköisesti löytyy myös.

biofilmiyhteisö voidaan muodostaa yhdenlaisella mikro-organismilla, mutta luonnossa biofilmit koostuvat lähes aina monien bakteerilajien seoksista sekä sienistä, levistä, hiivoista, alkueläimistä ja muista mikro-organismeista sekä elottomista roskista ja korroosiotuotteista. Esimerkiksi tyypillisissä hammasplakin biofilmeissä on tunnistettu yli 500 bakteerilajia!

kuinka iso biofilmi voi olla?,

Biofilmit voivat olla niin ohuita, ettei paljain silmin havaita niitä-vain muutaman solukerroksen paksuisia. Biofilmit, jotka ovat lähes varmasti olemassa keittiön tiskillä, esimerkiksi, ovat yleensä huomaamaton silmään (ellei, kuten jotkut opiskelijat, et pese laskurit hyvin usein). Ne voivat myös kasvaa monen sentin paksuisiksi; luultavasti eivät työtasolle (ainakaan toivomme ei), vaan varmasti leviksi kivillä puronuomassa.

mikä saa biofilmin pysymään kasassa?,

insinöörit ja tutkijat ovat havainneet, että biofilmejä pitävät koossa sokeriset molekyylisäikeet, joita kutsutaan yhteisesti ”solunulkoisiksi polymeerisiksi aineiksi” (suullinen termi, joka tarkoittaa olennaisesti ”yhdisteitä tai aineita, jotka muodostuvat solujen seinämien ulkopuolelle”) tai ”EPS.”Solut tuottavat EPS: n säikeitä, ja ne pysyvät yhdessä näiden säikeiden avulla, jolloin ne voivat kehittää monimutkaisia, kolmiulotteisia, toisiinsa kiinnittyneitä yhteisöjä, jotka kestävät hyökkäyksiä, jotka tuhoaisivat yksittäisiä soluja, jotka eivät kuulu biofilmi-yhdyskuntaan.,

miten haitallisia biofilmejä voidaan käsitellä?

ah!, Nyt pääsemme biofilmien ongelman ytimeen. Lue tämä pieni osa huolellisesti, koska kun saat pisteen täällä, ymmärrät, miksi biofilmien tutkimus on niin radikaali ja tärkeä, ja loput tästä hypertekstikirjasta on järkevää sinulle. Näet, haitallisten mikro-organismien, kuten bakteerien, tehokasta hoitoa (ts. hävittämistä) on tutkittu monta pitkää vuotta väärästä näkökulmasta! Juuri niin., Haitallisia mikro-organismeja tutkittiin (ja ovat edelleen valitettavasti suurelta osin) eristyksissä, ei biofilmin yhdyskunnan jäseninä, jossa ne todellisuudessa asuvat.

keskustellaan tästä esimerkkinä. Oletko koskaan kuullut suuvedestä, jonka mainostetaan ” tappavan miljoonia bakteereja kosketuksessa?”Se on luultavasti totuudenmukainen lausunto suuvesi yritys (hei, emme ole yrittää ajaa ketään konkurssiin; kuitenkin, haluaisimme auttaa heitä tekemään liiketoimintaa paremmin). Mutta ajattele nyt tätä. Ne miljoonat pöpöt on upotettu plakkibiofilmiin suussasi., Miten suuvesi läpäisee biofilmin, jotta jokainen niistä miljoonista yksittäisistä bakteereista joutuisi oikeasti kosketuksiin? Hyvä kysymys. Muista, että totesimme, että biofilmit voivat tulla melko paksuiksi ja että niillä näyttää olevan kyky muodostaa puolustusmekanismeja ulkopuolisia hyökkäyksiä vastaan.,

tosiasia on, että tänään on suuvedet, antibiootteja, kodin puhdistusaineet, desinfiointiaineet, ja useimmat muut hoito kaavat kehitettiin testaamalla niiden vaikutus haitallisten mikro-organismien planktisten valtion (valtion, jossa mikro-organismit kellua liuoksessa yksilöinä, eikä osana biofilm siirtomaa kiinnitetty pintaan). Vaikka tällaiset hoidot saattavatkin tappaa miljoonia bakteereita kosketuksessa, näiden käsittelyjen vaikutus on hyvin rajallinen, kun niitä sovelletaan todellisessa maailmassa ympäristöihin, joissa tapettavat mikro-organismit ovat todellisuudessa biofilmin jäseniä.,

johtopäätös, ja yksi, joka on tällä hetkellä aggressiivisesti pyritään biofilm tutkijat ympäri maailmaa, on, että koko tutkimuksen, hoidon haitallisten mikro-organismien on tarkistettava valossa tämä uusi ymmärrys, miten nämä mikro-organismit itse esitellä itsensä meidän ympäristö: kuten biokalvot. Biofilmien rakenne, kasvu, puolustusmekanismit, lisääntyminen ja kaikki muut puolet on ymmärrettävä, ja on kehitettävä uusia hoitoja ja menetelmiä näiden käsittelyjen tehokkuuden arvioimiseksi.,

nämä ovat biofilmien alalle tulevien suuret haasteet. Paljon edistystä on jo tapahtunut, mutta on paljon enemmän ymmärrettävää ja tehtävää sekä tehokkaiden hoitojen kehittämisessä että biofilmien ja niiden vaikutusten opettamisessa yhteiskunnalle. Siksi sanomme, että tämä on hyvä ala nuorille tarkastella urakehitys biologian, mikrobiologian, ympäristötekniikan ja tieteen, biokemian ja muiden tieteenalojen.

Oh, and let ’ s finish the story about the mouthwash., Ottaen huomioon, mitä tiedetään hampaiden plakin nyt, sinun pitäisi kurlata hyvällä suuvesi noin viisi minuuttia suoraan tappaa ne miljoonat bakteerit läsnä hampaat päällystetty ”keskimääräinen” määrä plakkia.

mitkä ovat biofilmien taloudelliset vaikutukset?

Biokalvot kustannukset YHDYSVALTAIN kirjaimellisesti miljardeja dollareita joka vuosi energiaa tappiot, laitteiden vaurioita, tuotteen saastuminen ja lääketieteen infektioita., Biofilmit tarjoavat kuitenkin myös valtavia mahdollisuuksia biojalostamalla vaarallisia jätteitä, biofiltroimalla kunnallista ja teollista vettä ja jätevettä sekä muodostamalla biopolttoaineita maaperän ja pohjaveden suojelemiseksi saastumiselta. Biofilmin toiminnan ja käyttäytymisen monimutkaisuus vaatii monien tieteenalojen, kuten biokemian, tekniikan, matematiikan ja mikrobiologian, tutkimuspanoksia. Uusia oivalluksia biofilmin mysteereistä julkaistaan säännöllisesti lukuisissa tiede-ja insinöörilehdissä.