A Brief Introduction to Biofilms
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Biofilm in pipe section.
Biofilm in stream in Yellowstone National Park.
Biofilm scraped from reverse osmosis membrane.
Dental plaque is biofilm.,mesmo que você possa não estar familiarizado com o termo biofilm, você certamente encontrou biofilms em uma base regular. Por exemplo, a placa que se forma em seus dentes e causa a cárie dentária é um tipo de biofilme bacteriano. O “gunk” que entope os drenos domésticos também é um biofilme. Se você já andou em um riacho ou rio, você pode ter escorregado em rochas que eram viscosas com biofilme. Uma infecção persistente num arranhão que recebeu de uma lesão desportiva foi provavelmente um biofilme., E assim vai: biofilmes-eles estão onde você quer estar.o que é um biofilme?
um biofilme é composto por microorganismos vivos, reprodutivos, tais como bactérias, que existem como uma colônia, ou comunidade. Em outras palavras, os biofilmes estão vivos e têm uma estrutura social complexa que cientistas e engenheiros ainda estão tentando desvendar, uma estrutura que os protege e lhes permite crescer. como se formam os biofilmes?,
um biofilme forma-se quando certos microrganismos (por exemplo, alguns tipos de bactérias) aderem à superfície de algum objecto num ambiente húmido e começam a reproduzir-se. Os microorganismos formam uma ligação à superfície do objeto, segregando uma substância viscosa como cola. Os biofilmes podem formar-se sobre qualquer superfície imaginável: metais, plásticos, materiais naturais (tais como rochas), implantes médicos, contadores de cozinha, lentes de contacto, paredes de um jacuzzi ou piscina (alguma vez reparou que os lados de um jacuzzi ou piscina pareciam ligeiramente viscosos?,), tecido humano e animal, e sobre e sobre. Na verdade, onde quer que a combinação de umidade, nutrientes e uma superfície exista, biofilmes provavelmente serão encontrados também.
Um biofilme comunidade pode ser formada por um único tipo de micro-organismo, mas na natureza biofilmes quase sempre consistem em misturas de muitas espécies de bactérias, bem como fungos, algas, leveduras, protozoários e outros microrganismos, juntamente com os não-vivos detritos e produtos de corrosão. Por exemplo, mais de 500 espécies bacterianas foram identificadas em biofilmes típicos da placa dentária! qual o tamanho de um biofilme?,
Biofilms pode ser tão fino que evitar a detecção a olho nu—apenas algumas camadas celulares de espessura. Os biofilmes que quase certamente existem em seu balcão da cozinha, por exemplo, são geralmente indetectáveis aos olhos (a menos que, como alguns estudantes universitários, você não lavar seus contadores muito frequentemente). Eles também podem crescer para se tornar muitos centímetros de espessura; provavelmente não em uma bancada (pelo menos esperamos que não), mas, certamente, como algas em rochas em streambed. o que faz um biofilme ficar Unido?,engenheiros e cientistas descobriram que os biofilmes são mantidos juntos por cadeias moleculares açucaradas, coletivamente denominadas “substâncias poliméricas extracelulares” (um pedaço de um termo que essencialmente significa “compostos ou substâncias que se formam fora das paredes das células”) ou “EPS”.”As células produzem cadeias de EPS e são mantidas juntas por essas cadeias, permitindo-lhes desenvolver comunidades complexas, tridimensionais e ligadas que são resistentes a ataques que destruiriam células individuais que não faziam parte de uma colônia de biofilme.,
P. Dirckx, Centro de Biofilme de Engenharia, Universidade Estadual de Montana, Bozeman
a Figura 1. O Ciclo De Vida Do Biofilme.
1. Bactérias livres flutuantes, ou planctônicas, encontram uma superfície submersa e em poucos minutos podem ficar ligadas. Eles começam a produzir substâncias poliméricas extracelulares viscosas (EPS) e a colonizar a superfície. 2., A produção de EPS permite à comunidade de biofilmes emergente desenvolver uma estrutura complexa e tridimensional que é influenciada por uma variedade de fatores ambientais. As comunidades de Biofilm podem desenvolver-se em poucas horas. 3. Os biofilmes podem propagar – se através do desprendimento de pequenas ou grandes aglomerados de células, ou por um tipo de “dispersão semeadora” que liberta células individuais. Qualquer tipo de descolamento permite que as bactérias se liguem a uma superfície ou a um biofilme a jusante da Comunidade original. como podem ser tratados os biofilmes nocivos? Ah!, Agora chegamos ao cerne da questão dos biofilmes. Leia esta pequena seção com cuidado, porque quando você começa o ponto aqui, você vai entender por que o estudo de biofilmes é tão radical e importante, e o resto deste livro de hipertext irá fazer sentido para você. Você vê, o tratamento eficaz (isto é, destruição) de microorganismos prejudiciais, como bactérias, tem sido estudado por muitos anos a partir da perspectiva errada! Isso mesmo., Microorganismos prejudiciais foram estudados (e ainda são, infelizmente, em grande parte) em isolamento, não como membros de uma colônia de biofilme, onde eles realmente residem normalmente.
vamos discutir isso por meio de um exemplo. Você já ouviu falar de, digamos, um elixir bucal que é anunciado para ” matar milhões de germes em contato?”Esta é provavelmente uma declaração verdadeira da empresa de Elixir bucal (ei, nós não estamos tentando correr ninguém fora do negócio; no entanto, gostaríamos de ajudá-los a fazer melhor o seu negócio). Mas agora considere isto. Esses milhões de germes estão incorporados num biofilme da placa na tua boca., Como é que o Elixir bucal penetra no biofilme para realmente contactar cada um desses milhões de germes individuais? Boa pergunta. Lembre-se que dissemos que os biofilmes podem se tornar bastante grossos, e que eles parecem ter a capacidade de formar mecanismos defensivos contra ataques externos.,
O fato é que os elixires bucais atuais, antibióticos, produtos de limpeza domésticos, desinfetantes, e a maioria das outras fórmulas de tratamento foram desenvolvidos testando seu efeito em microorganismos nocivos em um estado planctônico (um estado em que os microorganismos flutuam em uma solução como indivíduos, não como parte de uma colônia de biofilme ligada a uma superfície). Assim, embora tais tratamentos possam de fato matar milhões de germes no contato, o efeito desses tratamentos é severamente limitado quando eles são aplicados a ambientes do mundo real em que os microorganismos a serem mortos são na verdade membros de um biofilme.,
A conclusão, e que está sendo agressiva, sendo perseguido por biofilme de pesquisadores de todo o mundo, é que todo o estudo do tratamento de microorganismos nocivos deve ser revisitado à luz da nova compreensão de como os microorganismos, na verdade, apresentar-se no nosso ambiente: como biofilmes. A estrutura, o crescimento, os mecanismos de defesa, a reprodução e todas as outras facetas dos biofilmes devem ser compreendidos, e novos tratamentos e métodos para avaliar a eficácia desses tratamentos devem ser desenvolvidos.,estes são os grandes desafios enfrentados por aqueles que entram no campo dos biofilmes. Já foram feitos muitos progressos, mas há muito mais para compreender e fazer, tanto em termos de desenvolvimento de tratamentos eficazes como na educação da sociedade sobre biofilmes e suas implicações. É por isso que dizemos que este é um bom campo para os jovens considerarem como um foco de carreira em biologia, microbiologia, Engenharia Ambiental e ciência, bioquímica e outras disciplinas.e vamos terminar a história do elixir bucal., Dado o que se sabe sobre placa dentária agora, você teria que gargarejar com um bom Elixir bucal por cerca de cinco minutos seguidos para matar aqueles milhões de germes presentes em dentes revestidos com uma quantidade “média” de placa.quais são os impactos financeiros dos biofilmes?os Biofilms custam aos EUA, literalmente, bilhões de dólares por ano em perdas de energia, danos em equipamentos, contaminação de produtos e infecções médicas., Mas os biofilmes também oferecem um enorme potencial para a biorremediação de locais de resíduos perigosos, a biofiltração de água e águas residuais municipais e industriais, e a formação de biobarradores para proteger o solo e as águas subterrâneas contra a contaminação. A complexidade da Atividade e comportamento do biofilme requer contribuições de pesquisa de muitas disciplinas como Bioquímica, Engenharia, Matemática e Microbiologia. Novos insights sobre os mistérios da biofilm estão sendo publicados regularmente em uma grande variedade de revistas de Ciência e engenharia.