A Brief Introduction to Biofilms (Română)

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., (curtoazie, Biblioteca de imagini ASM)

chiar dacă este posibil să nu fiți familiarizați cu termenul biofilm, ați întâlnit cu siguranță biofilme în mod regulat. De exemplu, placa care se formează pe dinți și provoacă cariile dentare este un tip de biofilm bacterian. „Gunk” care vă înfundă scurgerile de uz casnic este, de asemenea, un biofilm. Dacă ați mers vreodată într-un curs de apă sau râu, este posibil să fi alunecat pe pietre care erau slimy cu biofilm. O infecție persistentă pe o racla ai primit de la un prejudiciu de sport a fost probabil un biofilm., Și așa merge: biofilmele-sunt acolo unde vrei să fii.

deci, ce este un biofilm?

un biofilm este compus din microorganisme vii, reproducătoare, cum ar fi bacteriile, care există ca o colonie sau comunitate. Cu alte cuvinte, biofilmele sunt vii și au o structură socială complexă pe care oamenii de știință și inginerii încă încearcă să o descopere, o structură care le protejează și le permite să crească.

cum se formează biofilmele?,un biofilm se formează atunci când anumite microorganisme (de exemplu, unele tipuri de bacterii) aderă la suprafața unui obiect într-un mediu umed și încep să se reproducă. Microorganismele formează un atașament la suprafața obiectului prin secretarea unei substanțe asemănătoare lipiciului. Biofilmele pot forma pe aproape orice imaginabil suprafata: metale, materiale plastice, materiale naturale (cum ar fi pietre), implanturi medicale, contoare de bucătărie, lentile de contact, pereții de o cadă cu hidromasaj sau piscină (ai observat vreodată că părțile de o cadă cu hidromasaj sau piscină părea ușor lipicios?,), țesut uman și animal, și pe și de pe. Într-adevăr, ori de câte ori există combinația de umiditate, nutrienți și o suprafață, se vor găsi probabil și biofilme.o comunitate de biofilme poate fi formată dintr-un singur tip de microorganism, dar în natură biofilmele constau aproape întotdeauna din amestecuri de multe specii de bacterii, precum și ciuperci, alge, drojdii, protozoare și alte microorganisme, împreună cu resturi ne-vii și produse de coroziune. De exemplu, peste 500 de specii bacteriene au fost identificate în biofilmele tipice ale plăcii dentare!

cât de mare poate obține un biofilm?,

biofilmele pot fi atât de subțiri încât să evite detectarea cu ochiul liber—doar câteva straturi de celule groase. Biofilmele care există aproape sigur pe blatul dvs. de bucătărie, de exemplu, sunt în general nedetectabile pentru ochi (cu excepția cazului în care, la fel ca unii studenți, nu vă spălați contoarele foarte des). Ele pot crește, de asemenea, pentru a deveni mulți centimetri grosime; probabil nu pe un blat (cel puțin sperăm că nu), dar cu siguranță ca alge pe roci într-un pârâu.

ce face ca un biofilm să rămână împreună?,

inginerii și oamenii de știință au descoperit că biofilmele sunt ținute împreună de șuvițe moleculare zaharoase, denumite colectiv „substanțe polimerice extracelulare” (o gură a unui termen care înseamnă în esență „compuși sau substanțe care se formează în afara pereților celulelor”) sau „EPS.”Celulele produc fire de EPS și sunt ținute împreună de aceste fire, permițându-le să dezvolte comunități complexe, tridimensionale, atașate, care sunt rezistente la atacuri care ar distruge celulele individuale care nu fac parte dintr-o colonie de biofilm.,

cum pot fi tratate biofilmele dăunătoare?

Ah!, Acum ajungem la punctul crucial al problemei biofilmelor. Citiți cu atenție această mică secțiune, pentru că atunci când veți obține punctul aici, veți înțelege de ce studiul biofilmelor este atât de radical și important, iar restul acestui hipertext va avea sens pentru dvs. Vedeți, tratamentul eficient (adică distrugerea) microorganismelor dăunătoare, cum ar fi bacteriile, a fost studiat de mulți ani din perspectivă greșită! Așa e., Microorganismele dăunătoare au fost studiate (și încă sunt, din păcate, într-o mare măsură) izolate, nu ca membri ai unei colonii de biofilm, unde locuiesc în mod normal.

să discutăm acest lucru printr-un exemplu. Ați auzit vreodată de, să zicem, o apă de gură care este anunțată pentru a ” ucide milioane de germeni la contact?”Aceasta este probabil o declarație veridică a companiei de apă de gură (Hei, nu încercăm să scoatem pe nimeni din afaceri; cu toate acestea, am dori să-i ajutăm să-și facă afacerea mai bine). Dar acum ia în considerare acest lucru. Aceste milioane de germeni sunt încorporate într-un biofilm de placă din gură., Cum penetrează apa de gură biofilmul pentru a contacta efectiv fiecare dintre acele milioane de germeni individuali? Bună întrebare. Amintiți-vă că am spus că biofilmele pot deveni destul de groase și că par să aibă capacitatea de a forma mecanisme defensive împotriva atacurilor externe.,

faptul este că, astăzi, apă de gură, antibiotice, de curățare de uz casnic, dezinfectante, și cele mai multe alte formule de tratament au fost dezvoltate de testare efectul lor asupra microorganismelor dăunătoare într-o planctonice de stat (un stat în care microorganismele plutesc într-o soluție ca indivizi, nu ca parte a unui biofilm colonie atașat la o suprafață). Așa că, deși astfel de tratamente pot ucide într-adevăr, milioane de germeni pe contact, efectul acestor tratamente este sever limitată, când sunt aplicate în medii reale în care microorganismele să fie uciși sunt de fapt membri ai unui biofilm.,concluzia, și una care este în prezent urmărită agresiv de cercetătorii biofilmului din întreaga lume, este că întregul studiu al tratamentului microorganismelor dăunătoare trebuie revizuit în lumina acestei noi înțelegeri a modului în care aceste microorganisme se prezintă de fapt în mediul nostru: ca biofilme. Structura, creșterea, mecanismele de apărare, reproducerea și toate celelalte fațete ale biofilmelor trebuie înțelese și trebuie dezvoltate noi tratamente și metode de evaluare a eficacității acestor tratamente.,acestea sunt marile provocări cu care se confruntă cei care intră în domeniul biofilmelor. S-au făcut deja multe progrese, dar sunt mult mai multe de înțeles și de făcut, atât în ceea ce privește dezvoltarea unor tratamente eficiente, cât și în educarea societății cu privire la biofilme și implicațiile lor. De aceea, spunem că acesta este un domeniu bun pentru tineri să ia în considerare ca un accent de carieră în biologie, microbiologie, inginerie de mediu și știință, biochimie și alte discipline.

Oh, și să terminăm povestea despre apa de gură., Având în vedere ceea ce se știe despre placa dentară acum, ar trebui să ghemuiți cu o apă de gură bună timp de aproximativ cinci minute direct pentru a ucide acele milioane de germeni prezenți pe dinți acoperiți cu o cantitate „medie” de placă.

care sunt efectele financiare ale biofilmelor?

biofilmele costă SUA literalmente miliarde de dolari în fiecare an în pierderi de energie, deteriorarea echipamentelor, contaminarea produselor și infecții medicale., Dar biofilme, de asemenea, oferă un potențial imens pentru bioremediating deșeuri periculoase site-uri, biofiltering municipale și industriale de apă și apă uzată, și formarea biobarriers pentru protecția solului și a apelor subterane de la contaminare. Complexitatea activității și comportamentului biofilmului necesită contribuții de cercetare din mai multe discipline, cum ar fi biochimia, ingineria, matematica și microbiologia. Noi perspective asupra misterelor biofilmului sunt publicate în mod regulat într-o mare varietate de reviste științifice și inginerești.