Χαρακτηριστικά βιοφίλμ, σχηματισμός, τύποι και παραδείγματα

Το βιοφίλμ o βιοφίλμ είναι κοινότητες μικροοργανισμών συνδεδεμένων με μια επιφάνεια, που ζουν σε μια αυτο-δημιουργούμενη μήτρα εξωκυτταρικών πολυμερικών ουσιών. Αρχικά περιγράφηκε από τον Antoine von Leeuwenhoek, όταν εξέτασε το «animas» (που βαπτίστηκε από αυτόν), σε μια πλάκα υλικού δικών του δοντιών τον δέκατο έβδομο αιώνα.

Η θεωρία που συνειδητοποιεί τα βιοφίλμ και περιγράφει τη διαδικασία σχηματισμού τους δεν είχε αναπτυχθεί μέχρι το 1978. Ανακαλύφθηκε ότι η ικανότητα των μικροοργανισμών να σχηματίζουν βιολογικές ταινίες φαίνεται να είναι καθολική.

Βιοφίλμ μπορεί να υπάρχουν σε τέτοια ποικίλα περιβάλλοντα, όπως τα φυσικά συστήματα, υδραγωγεία, δεξαμενές αποθήκευσης νερού, βιομηχανικά συστήματα και σε μια ποικιλία τρόπων, όπως ιατρικά όργανα και συσκευές πέρασε σε ασθενείς νοσοκομείων (όπως καθετήρες, για παράδειγμα).

Μέσω της χρήσης του ηλεκτρονίου μικροσκοπία σάρωσης και σάρωσης με λέιζερ συνεστιακή μικροσκοπία, διαπιστώθηκε ότι βιοφίλμ δεν είναι ομοιογενείς καταθέσεις, αποδομημένο κυττάρων και συσσωρευμένων λάσπη, αλλά πολύπλοκες ετερογενείς δομές.

Τα βιοφίλμ είναι σύνθετες κοινότητες συνδεδεμένων κυττάρων σε μια επιφάνεια, που περιλαμβάνονται σε μια πολύ ενυδατωμένη πολυμερή μήτρα, της οποίας το νερό κυκλοφορεί μέσω ανοικτών διαύλων της δομής.

Πολλοί οργανισμοί που έχουν πετύχει στην επιβίωσή τους εκατομμύρια χρόνια στο περιβάλλον, για παράδειγμα είδη των γενών Ψευδομονάδα και Legionella, χρησιμοποιούν τη στρατηγική βιοφίλμ σε περιβάλλοντα διαφορετικά από το φυσικό τους περιβάλλον.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά των βιοφίλμ
  • 1.1 Χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά της μήτρας βιοφίλμ
  • 1.2 Οικοφυσιολογικά χαρακτηριστικά των βιοφίλμ
• 2 σχηματισμός βιοφίλμ
  • 2.1 Αρχική πρόσφυση στην επιφάνεια
  • 2.2 Δημιουργία μίας μονοστρωματικής στοιβάδας και μικροκολόνες σε πολλαπλά στρώματα
  • 2.3 Παραγωγή της πολυμερικής εξωκυτταρικής μήτρας και ωρίμανση του τρισδιάστατου βιοφίλμ
• 3 Τύποι βιοφίλμ
  • 3.1 Αριθμός ειδών
  • 3.2 Κατάρτιση περιβάλλοντος
  • 3.3 Τύπος διεπαφής όπου παράγονται
• 4 Παραδείγματα βιοφίλμ
  • 4.1 - Η οδοντική πλάκα
  • 4.2-Bio με μαύρο νερό
  • 4.3 - Υπογέφυρες βιοφίλμ
  • 4.4 - Βιοφίλμ των αιτιολογικών παραγόντων των ανθρώπινων ασθενειών
  • 4.5 - Μπουζονική πανούκλα
  • 4.6 - Κτηνιατρικοί φλεβικοί καθετήρες
  • 4.7 - Στον κλάδο
• 5 Αντίσταση βιοφίλμ σε απολυμαντικά, μικροβιοκτόνα και αντιβιοτικά
• 6 Αναφορές

Χαρακτηριστικά των βιοφίλμ

Χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά της μήτρας βιοφίλμ

-Εξωκυτταρική πολυμερείς ουσίες που εκκρίνονται από τους μικροοργανισμούς στο βιοφίλμ, μακρομόρια των πολυσακχαριτών, πρωτεϊνών, νουκλεϊκά οξέα, λιπίδια και άλλα βιοπολυμερή, μόρια ως επί το πλείστον πολύ υδρόφιλο, τέμνονται να σχηματίσουν μία τρισδιάστατη δομή που ονομάζεται μήτρα βιοφίλμ.

-Η δομή της μήτρας είναι υψηλά ιξωδοελαστική, έχει ιδιότητες ελαστικού, είναι ανθεκτική σε έλξη και μηχανική ρήξη.

-Η μήτρα έχει την ικανότητα να προσκολλάται σε επιφάνειες μεταξύ των φάσεων, συμπεριλαμβανομένων των εσωτερικών χώρων πορώδους μέσου, μέσω εξωκυτταρικών πολυσακχαριτών που δρουν ως προσκολλημένα κόμμεα.

-Η πολυμερής μήτρα είναι κατά κύριο λόγο ανιονική και περιλαμβάνει επίσης ανόργανες ουσίες όπως μεταλλικά κατιόντα.

-Έχει κανάλια νερού μέσω των οποίων κυκλοφορούν οξυγόνο, θρεπτικά συστατικά και ουσίες αποβλήτων που μπορούν να ανακυκλωθούν.

-Αυτή η μήτρα του βιοφίλμ, λειτουργεί ως μέσο προστασίας και επιβίωσης σε αντίξοες συνθήκες, εμπόδιο κατά των φαγοκυτταρικών εισβολέων και κατά της εισόδου και διάχυσης απολυμαντικών και αντιβιοτικών.

Οικοφυσιολογικά χαρακτηριστικά των βιοφίλμ

-Ο σχηματισμός της μήτρας σε ανομοιογενείς διαβαθμίσεις παράγει μια ποικιλία μικρο-οικοτόπων, που επιτρέπει τη βιοποικιλότητα να υπάρχει μέσα στο βιοφίλμ.

-Μέσα στη μήτρα, ο κυτταρικός τρόπος ζωής είναι ριζικά διαφορετικός από την ελεύθερη ζωή, που δεν συνδέεται. Οι μικροοργανισμοί του βιοφίλμ είναι ακινητοποιημένοι, πολύ κοντά ο ένας στον άλλο, που σχετίζονται με αποικίες. αυτό το γεγονός επιτρέπει την εμφάνιση έντονων αλληλεπιδράσεων.

-Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ μικροοργανισμών βιοφίλμ περιλαμβάνουν την επικοινωνία μέσω χημικών σημάτων σε έναν κώδικα που ονομάζεται "αίσθηση απαρτίας".

-Υπάρχουν και άλλες σημαντικές αλληλεπιδράσεις όπως η γονιδιακή μεταφορά και ο σχηματισμός συνεργικών μικροδιαμεταδόσεων.

-Ο φαινότυπος του βιοφίλμ μπορεί να περιγραφεί με όρους των γονιδίων που εκφράζονται από τα συνδεδεμένα κύτταρα. Αυτός ο φαινότυπος μεταβάλλεται σε σχέση με τον ρυθμό ανάπτυξης και τη γενετική μεταγραφή.

-Οι οργανισμοί μέσα στο βιοφίλμ μπορούν να μεταγράψουν γονίδια που δεν μεταγράφουν τις πλακτονικές ή ελεύθερες μορφές ζωής τους.

-Η διαδικασία σχηματισμού βιοφίλμ ρυθμίζεται από ειδικά γονίδια, που μεταγράφονται κατά την αρχική κυτταρική προσκόλληση.

-Στο περιορισμένο χώρο του πίνακα υπάρχουν μηχανισμοί συνεργασίας και ανταγωνισμού. Ο ανταγωνισμός δημιουργεί μια συνεχή προσαρμογή στους βιολογικούς πληθυσμούς.

-Δημιουργείται ένα συλλογικό εξωτερικό πεπτικό σύστημα, το οποίο διατηρεί τα εξωκυτταρικά ένζυμα κοντά στα κύτταρα.

-Αυτό το ενζυματικό σύστημα επιτρέπει την απομόνωση, συσσώρευση και μεταβολισμό, διαλυμένων, κολλοειδών και / ή αιωρημένων θρεπτικών ουσιών.

-Η μήτρα λειτουργεί ως μια κοινή εξωτερική ζώνη ανακύκλωσης, αποθήκευσης των συστατικών των λυμένων κυττάρων, που επίσης χρησιμεύει ως συλλογικό γενετικό αρχείο.

-Βιοφίλμ λειτουργεί ως προστατευτικό φράγμα σε δομικές μεταβολές του περιβάλλοντος όπως η ξήρανση, η δράση των βιοκτόνων, αντιβιοτικά, υποδοχής ανοσοαποκρίσεις, οξειδωτικούς παράγοντες, κατιόντα μετάλλου, και η υπεριώδης ακτινοβολία είναι επίσης άμυνα ενάντια σε πολλούς αρπακτικά όπως φαγοκυτταρικά πρωτόζωα και έντομα.

-Η μήτρα του βιοφίλμ αποτελεί ένα μοναδικό οικολογικό περιβάλλον για τους μικροοργανισμούς, που επιτρέπει έναν δυναμικό τρόπο ζωής στη βιολογική κοινότητα. Τα βιοφίλμ είναι αληθινά μικρο-οικοσυστήματα.

Ο σχηματισμός βιοφίλμ

Ο σχηματισμός βιοφίλμ είναι μια διαδικασία στην οποία οι μικροοργανισμοί κινούνται από μια νομαδική μονοκύτταρη, ελεύθερη-ζωντανή κατάσταση σε μια πολυκυτταρική καθιστική κατάσταση, όπου η επακόλουθη ανάπτυξη παράγει δομημένες κοινότητες με κυτταρική διαφοροποίηση.

Η ανάπτυξη βιοφίλμ λαμβάνει χώρα ως απόκριση σε εξωκυτταρικά περιβαλλοντικά σήματα και σήματα που παράγονται από τον ίδιο το χρήστη.

Οι ερευνητές που έχουν μελετήσει βιολογικές ταινίες συμφωνούν ότι είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένα γενικευμένο υποθετικό μοντέλο για να εξηγήσει τη διαμόρφωσή τους.

Αυτό το μοντέλο σχηματισμού βιοφίλμ αποτελείται από 5 στάδια:

1. Αρχική πρόσφυση στην επιφάνεια.
2. Δημιουργία μονοστοιβάδας.
3. Μετανάστευση για τον σχηματισμό μικροκολονιών σε πολλαπλά στρώματα.
4. Παραγωγή της πολυμερικής εξωκυτταρικής μήτρας.
5. Η ωρίμανση του τρισδιάστατου βιοφίλμ.

Αρχική πρόσφυση στην επιφάνεια

Ο σχηματισμός του βιοφίλμ αρχίζει με την αρχική προσκόλληση μικροοργανισμών στην στερεά επιφάνεια, όπου ακινητοποιούνται. Έχει ανακαλυφθεί ότι οι μικροοργανισμοί έχουν επιφανειακούς αισθητήρες και ότι οι επιφανειακές πρωτεΐνες εμπλέκονται στο σχηματισμό της μήτρας.

Σε μη κινητούς οργανισμούς, όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ευνοϊκές, η παραγωγή προσκολλητίνης στην εξωτερική τους επιφάνεια αυξάνεται. Με αυτό τον τρόπο αυξάνεται η ικανότητα συγκόλλησης κυττάρου-κυττάρου και κυτταρικής επιφανείας.

Στην περίπτωση των κινητών ειδών, οι μεμονωμένοι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε μια επιφάνεια και αυτό είναι το σημείο εκκίνησης προς μια ριζική αλλαγή στο νομαδικό κινητό τους τρόπο ζωής, καθιστική, σχεδόν αβέβαιη.

Η ικανότητα μετακίνησης χάνεται επειδή στο σχηματισμό της μήτρας, οι διαφορετικές δομές συμμετέχουν σαν flagella, cilia, pilus και fimbrias, εκτός από τις συγκολλητικές ουσίες.

Στη συνέχεια, και στις δύο περιπτώσεις (κινητοί και μη κινητοί μικροοργανισμοί), σχηματίζονται μικρά συσσωματώματα ή μικρο-αποικίες και δημιουργείται μια πιο έντονη επαφή κυττάρου-κυττάρου. Προσαρμοστικές φαινοτυπικές αλλαγές συμβαίνουν στο νέο περιβάλλον, στα ομαδοποιημένα κύτταρα.

Σχηματισμός μιας μονοστιβάδας και μικροκολόνες σε πολλαπλές στρώσεις

Η παραγωγή εξωκυτταρικών πολυμερικών ουσιών αρχίζει, αρχίζει ο σχηματισμός μονοστιβάδας και η επακόλουθη ανάπτυξη σε πολυστρωματικές.

Παραγωγή της πολυμερικής εξωκυτταρικής μήτρας και ωρίμανση του τρισδιάστατου βιοφίλμ

Τέλος, το βιοφίλμ φτάνει στο στάδιο της ωριμότητάς του, με μια τρισδιάστατη αρχιτεκτονική και την παρουσία καναλιών μέσω των οποίων κυκλοφορούν νερό, θρεπτικά συστατικά, χημικές ενώσεις επικοινωνίας και νουκλεϊνικά οξέα..

Η μήτρα του βιοφίλμ διατηρεί τα κύτταρα και τα διατηρεί μαζί, προάγοντας έναν υψηλό βαθμό αλληλεπίδρασης με τη διακυτταρική επικοινωνία και τον σχηματισμό συνεργιστικών κοινοπραξιών. Τα κύτταρα του βιοφίλμ δεν είναι πλήρως ακινητοποιημένα, μπορούν να κινηθούν μέσα σε αυτό και επίσης να αποκολληθούν.

Τύποι βιοφίλμ

Αριθμός ειδών

Σύμφωνα με τον αριθμό των ειδών που συμμετέχουν στο βιοφίλμ, τα τελευταία μπορούν να ταξινομηθούν σε:

• Βιοφίλμ ενός είδους. Για παράδειγμα, βιοφίλμ που σχηματίζεται από Streptococcus mutans o Vellionela parvula.
• Βιοφίλμ δύο ειδών. Για παράδειγμα, η ένωση των Streptococcus mutans και Vellionela parvula σε βιοφίλμ.
• Πολυμικροβιακά βιοφίλμ, αποτελούμενα από πολλά είδη. Για παράδειγμα, οδοντική πλάκα.

Περιβάλλον κατάρτισης

Επίσης, ανάλογα με το περιβάλλον όπου σχηματίζονται, τα βιοφίλμ μπορεί να είναι:

• Φυσικά
• Βιομηχανική
• Εγχώρια
• Νοσοκομεία

Τύπος διεπαφής όπου παράγονται

Από την άλλη πλευρά, ανάλογα με τον τύπο διεπαφής όπου σχηματίζονται, είναι δυνατόν να ταξινομηθούν σε:

• Βιοφίλμ διαφραγμάτων στερεών-υγρών, όπως αυτές που σχηματίζονται σε υδραγωγεία και δεξαμενές, σωλήνες και δεξαμενές νερού γενικά.
• Διαφωστικές βιολογικές ταινίες στερεών αερίων (SAB για τις συντομογραφίες του στα Αγγλικά Sub Aereal Biofilms). που είναι μικροβιακές κοινότητες που αναπτύσσονται σε στερεές ορυκτές επιφάνειες, εκτίθενται άμεσα στην ατμόσφαιρα και την ηλιακή ακτινοβολία. Βρίσκονται σε κτίρια, γυμνά πετρώματα της ερήμου, βουνά, μεταξύ άλλων.

Παραδείγματα βιοφίλμ

-Η οδοντική πλάκα

Η οδοντική πλάκα έχει μελετηθεί, ως ένα ενδιαφέρον παράδειγμα μιας πολύπλοκης κοινότητας που ζει σε βιολογικές ταινίες. Τα βιοφίλμ των οδοντικών πλακών είναι σκληρά και όχι ελαστικά, λόγω της παρουσίας ανόργανων αλάτων, τα οποία δίνουν ακαμψία στην πολυμερή μήτρα.

Οι μικροοργανισμοί της οδοντικής πλάκας είναι πολύ ποικίλοι και υπάρχουν μεταξύ 200 και 300 ειδών που σχετίζονται με το βιοφίλμ.

Μεταξύ αυτών των μικροοργανισμών, είναι:

• Το φύλο Streptococcus? που αποτελείται από τα όξινα βακτήρια που απομεταλλώνουν το σμάλτο και την οδοντίνη και ξεκινούν την οδοντική τερηδόνα. Για παράδειγμα, το είδος: mutans, S. sobrinus, S. sanguis, S. salivalis, S. mitis, δ. oralis και S. milleri.
• Το φύλο Lactobacillus, που σχηματίζεται από τα οξεοφιλικά μετουσιωτικά βακτήρια των πρωτεϊνών οδοντίνης. Για παράδειγμα, το είδος: casei, L. fermentum, L. acidophilus.
• Το φύλο Actinomyces, που είναι όξινοι και πρωτεολυτικοί μικροοργανισμοί. Μεταξύ αυτών, το είδος: viscosus, Α. odontoliticus και A. naeslundii.
• Και άλλα είδη, όπως: Candida albicans, Bacteroides forsythus, Porphyromonas gingivalis και Actinobacillus actinomycetecomitans.

-Βιοφίλμ σε μαύρο νερό

Ένα άλλο ενδιαφέρον παράδειγμα οικιακών λυμάτων, όπου ζουν στο βιοφίλμ τήρηση των σωληνώσεων, την οξείδωση των μικροοργανισμών νιτροποιητικά νιτρώδες αμμώνιο και αυτοτροφικής βακτήρια νιτροποίησης.

Μεταξύ των οξειδωτικών βακτηρίων αμμωνίου αυτών των βιοφίλμ, απαντώνται ως αριθμητικά κυρίαρχα είδη, εκείνα του γένους Νιτροσόμωνες, κατανεμημένη σε ολόκληρη τη μήτρα βιοφίλμ.

Τα κυριότερα συστατικά μέσα στην ομάδα των οξειδωτικών νιτρώδους είναι εκείνα του γένους Nitrospira, που βρίσκονται μόνο στο εσωτερικό μέρος του βιοφίλμ.

-Υπογείες βιοφίλμ

Οι υποαίριες βιολογικές ταινίες χαρακτηρίζονται από την ανάπτυξη επιθεμάτων στις στερεές ορυκτές επιφάνειες όπως οι βράχοι και οι αστικές κατασκευές. Αυτές οι βιολογικές ταινίες έχουν δεσπόζοντες συνδυασμούς μυκήτων, φύκη, κυανοβακτήρια, ετερότροφα βακτήρια, πρωτόζωα, καθώς και μικροσκοπικά ζώα.

Συγκεκριμένα, τα SAB βιοφίλμ διαθέτουν χηλολιθοτροφικούς μικροοργανισμούς, ικανούς να χρησιμοποιούν ορυκτές ανόργανες χημικές ουσίες ως πηγές ενέργειας.

Οι χημολιθοτροφικοί μικροοργανισμοί έχουν την ικανότητα οξειδώσεως ανόργανων ενώσεων όπως Η₂, NH₃, Όχι₂, S, HS, Πίστη²⁺ και να επωφεληθούν από το ηλεκτρικό δυνητικό ενεργειακό προϊόν των οξειδώσεων στο μεταβολισμό τους.

Μεταξύ των μικροβιακών ειδών που απαντώνται στα υποεριακά βιοφίλμ είναι:

• Βακτήρια του γένους Geodermatophilus; κυανοβακτήρια των γενών Chrococcoccidiopsis, κοκκοειδή και νηματώδη είδη όπως Calothrix, Gloeocapsa, Nostoc, Stigonema, Phormidium,
• Πράσινα άλγη των γένη Chlorella, Desmococcus, Phycopeltis, Printzina, Trebouxia, Trentepohlia και Stichococcus.
• Ετεροτροφικά βακτηρίδια (κυρίαρχα σε υποεριακά βιοφίλμ): Arthrobacter sp., Bacillus sp., Micrococcus sp., Paenibacillus sp., Ψευδομονάδα sp. και Rhodococcus sp.
• Chemogorganotrophic βακτήρια και μύκητες όπως Ακετυνομύκητες (στρεπτομύκητες και Geodermatophilaceae), Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria και bacteroides-cytophaga-Flavobacterium.

-Βιοφίλμ των αιτιολογικών παραγόντων των ανθρώπινων ασθενειών

Πολλά από τα βακτηρίδια που είναι γνωστά ως αιτιολογικοί παράγοντες ανθρώπινων ασθενειών ζουν σε βιοφίλμ. Μεταξύ αυτών, είναι: Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio fischeri, Vellionela parvula, Streptococcus mutans και Legionella pneumophyla.

-Βουλκανιστική πανούκλα

Είναι ενδιαφέρον η μετάδοση της παρωτίτιδας πανώλης με δάγκωμα ψύλλων, μια σχετικά πρόσφατη προσαρμογή του αιτιολογικού βακτηριακού παράγοντα αυτής της νόσου, Yersinia pestis.

Αυτό το βακτήριο αναπτύσσεται ως ένα βιοφίλμ προσαρτημένο στο άνω πεπτικό σύστημα του φορέα (ο ψύλλος). Κατά τη διάρκεια ενός δαγκώματος, ο ψύλλος ανατρέπει το βιοφίλμ που περιέχει Yersinia pestis στο χόριο και έτσι ξεκινά η μόλυνση.

-Νοσοκομειακοί φλεβικοί καθετήρες

Μεταξύ των απομονώσεων του βιοφίλμ σε κεντρικών φλεβικών καθετήρων εκφυτευμένες βρήκαν μια εκπληκτική ποικιλία από Gram-θετικών και Gram-αρνητικών βακτηριδίων, και άλλους μικροοργανισμούς.

Αρκετές επιστημονικές μελέτες αναφέρουν ως θετικά κατά Gram βακτήρια βιοφίλμ σε φλεβικούς καθετήρες: Corynebacterium spp., Enterococcus sp., Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Staphylococcus spp., Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus spp. και Streptococcus pneumoniae.

Μεταξύ των Gram-αρνητικών βακτηρίων που απομονώνονται από αυτές τις βιολογικές ταινίες αναφέρονται: Acinetobacter spp., Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter anitratus, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogens, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida, Proteus spp., Providencia spp. και Serratia marcescens.

Άλλοι οργανισμοί που απαντώνται σε αυτά τα βιοφίλμ είναι: Candida spp., Candida albicans, Candida tropicalis και Mycobacterium chelonei.

-Στον κλάδο

Όσον αφορά τη λειτουργία της βιομηχανίας, βιομεμβράνες δημιουργούνται αποφράξεις σωληνώσεων, ζημιά στον εξοπλισμό, διεργασίες παρεμβολές όπως επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας για την κάλυψη εναλλάκτες, ή διάβρωση των μεταλλικών μερών.

Βιομηχανία τροφίμων

Η δημιουργία ταινιών στις βιομηχανίες του κλάδου της διατροφής μπορεί να δημιουργήσει σημαντικά λειτουργικά προβλήματα και προβλήματα δημόσιας υγείας.

Τα συνδεδεμένα παθογόνα σε βιοφίλμ μπορούν να μολύνουν τα τρόφιμα με παθογόνα βακτήρια και να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα δημόσιας υγείας στους καταναλωτές.

Μεταξύ των βιοφίλμ των παθογόνων που σχετίζονται με τη βιομηχανία τροφίμων, υπάρχουν:

Listeria monocytogenes

Αυτό το παθογόνο χρησιμοποιεί στο αρχικό στάδιο σχηματισμού βιοφίλμ, μαστιγίων και μεμβρανικών πρωτεϊνών. Μορφή βιοφίλμ στις χαλύβδινες επιφάνειες των μηχανών τεμαχισμού.

Στη γαλακτοκομική βιομηχανία μπορούν να παραχθούν βιοφίλμ Listeria monocytogenes σε υγρό γάλα και γαλακτοκομικά προϊόντα. Τα υπολείμματα γαλακτοκομικών προϊόντων σε σωληνάρια, δεξαμενές, δοχεία και άλλες συσκευές ευνοούν την ανάπτυξη βιολογικών ταινιών αυτού του παθογόνου παράγοντα που τα χρησιμοποιούν ως διαθέσιμα θρεπτικά συστατικά.

Ψευδομονάδα spp.

Βιοφίλμ αυτών των βακτηρίων μπορεί να βρεθεί σε εγκαταστάσεις βιομηχανίας τροφίμων, όπως δάπεδα, αποχετεύσεις και τις επιφάνειες των τροφίμων όπως το κρέας, τα λαχανικά και τα φρούτα, μαζί με παράγωγα οξέος γάλα χαμηλής.

Pseudomonas aeruginosa μυστικά αρκετές εξωκυτταρικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στον σχηματισμό της πολυμερούς μήτρας του βιοφίλμ, προσκολλώντας σε μια μεγάλη ποσότητα ανόργανων υλικών όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας.

Ψευδομονάδα μπορούν να συνυπάρχουν μέσα στο βιοφίλμ σε συνδυασμό με άλλα παθογόνα βακτήρια όπως το Salmonella και Listeria.

Salmonella spp.

Τα είδη του Salmonella είναι ο πρώτος αιτιώδης παράγοντας των ζωονόσων της βακτηριακής αιτιολογίας και των εστιών της τοξικής μόλυνσης των τροφίμων.

Οι επιστημονικές μελέτες το έχουν δείξει Salmonella μπορούν να προσκολληθούν με τη μορφή βιοφίλμ, στις επιφάνειες του τσιμέντου, του χάλυβα και του πλαστικού, των εγκαταστάσεων των μονάδων επεξεργασίας τροφίμων.

Τα είδη του Salmonella Έχουν επιφανειακές δομές με προσκολλημένες ιδιότητες. Επιπλέον, παράγει κυτταρίνη ως εξωκυτταρική ουσία, η οποία είναι το κύριο συστατικό της πολυμερούς μήτρας.

Escherichia coli

Χρησιμοποιεί πρωτεΐνες flagella και μεμβράνης στο αρχικό στάδιο του σχηματισμού βιοφίλμ. Παράγει επίσης εξωκυτταρική κυτταρίνη για τη δημιουργία του τρισδιάστατου πλέγματος της μήτρας στο βιοφίλμ.

Αντοχή των βιοφίλμ σε απολυμαντικά, μικροβιοκτόνα και αντιβιοτικά

Τα βιοφίλμ προσφέρουν προστασία στους μικροοργανισμούς που την κατατάσσουν, στη δράση των απολυμαντικών, των μικροβιοκτόνων και των αντιβιοτικών. Οι μηχανισμοί που επιτρέπουν τη λειτουργία αυτή είναι οι εξής:

• Η καθυστερημένη διείσδυση του αντιμικροβιακού παράγοντα μέσω της τρισδιάστατης μήτρας του βιοφίλμ, με πολύ αργή διάχυση και δυσκολία στην επίτευξη της αποτελεσματικής συγκέντρωσης.
• Τροποποιημένος ρυθμός ανάπτυξης και χαμηλός μεταβολισμός μικροοργανισμών στο βιοφίλμ.
• Μεταβολές στις φυσιολογικές αποκρίσεις μικροοργανισμών κατά την ανάπτυξη βιοφίλμ, με έκφραση αλλαγμένων γονιδίων ανθεκτικότητας.

Αναφορές

1. Bacterial Biofilms. (2008). Τρέχοντα θέματα στη μικροβιολογία και την ανοσολογία. Εκδότης Tony Romeo. Τόμος 322. Βερολίνο, Ανόβερο: Springer Verlag. pp301.
2. Donlan, R.M. και Costerton, J.W. (2002). Βιοφίλμ: μηχανισμοί επιβίωσης κλινικά σχετικών μικροοργανισμών. Κλινικές ανασκοπήσεις μικροβιολογίας.15 (2): 167-193. doi: 10.1128 / CMR.15.2.167-193.2002
3. Fleming, H.C. και Wingender, F. (2010). Η μήτρα βιοφίλμ. Φύση Κριτικές Μικροβιολογία. 8: 623-633.
4. Gorbushina, Α. (2007). Η ζωή στα βράχια. Περιβαλλοντική Μικροβιολογία. 9 (7): 1-24. doi: 10.1111 / j.1462-2920.2007.01301.x
5. O'Toole, G., Kaplan, Η.Β. και Kolter, R. (2000). Ο σχηματισμός βιοφίλμ ως μικροβιακή ανάπτυξη. Ετήσια ανασκόπηση της μικροβιολογίας.54: 49-79. doi: 1146 / annurev.microbiol.54.1.49
6. Hall-Stoodley, L., Costerton, J.W. και Stoodley, Ρ. (2004). Βακτηριακά βιοφίλμ: από το φυσικό περιβάλλον έως τις μολυσματικές ασθένειες. Φύση Κριτικές Μικροβιολογία. 2: 95-108.
7. Whitchurch, C. Β., Tolker-Nielsen, Τ., Ragas, Ρ. And Mattick, J. (2002). Το εξωκυτταρικό DNA που απαιτείται για τον σχηματισμό βακτηριακού βιοφίλμ. 259 (5559): 1487-1499. doi: 10.1126 / επιστήμη.295.5559.1487