Biofilm

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Biofilm wytworzony na kateterze przez gronkowca złocistego.
5 etapów powstawania biofilmu. 1. początkowe przywiązanie; 2. nieodwracalne przywiązanie; 3. dojrzewanie I; 4. dojrzewanie II; 5. rozproszenie. Każdemu etapowi powstawania biofilmu na schemacie odpowiada mikrofotografia powstającego biofilmu P. aeruginosa. Wszystkie mikrofotografie są przedstawione w tej samej skali.

Biofilm (z ang. film – warstwa) zwany także błoną biologiczną (ang. biological membrane) – złożona wielokomórkowa struktura bakterii (i innych organizmów) otoczona warstwą substancji organicznych i nieorganicznych, produkowanych przez te drobnoustroje, wykazująca adhezję zarówno do powierzchni biologicznych jak i abiotycznych. Błona biologiczna może odkładać się na granicy faz niezależnie od ich rodzaju. Drobnoustroje wolno żyjące nazywane są planktonem.

Złoże biologiczne (inne nazwy: filtr biologiczny, biofiltr) jest urządzeniem oczyszczalni ścieków do intensywnego biologicznego oczyszczania ścieków w środowisku powietrznym.Plankton (gr. planktós – błąkający się) – zespół organizmów żywych unoszących się w wodzie. Nawet jeśli mają narządy ruchu, to są one zbyt słabe, by organizmy te mogły się aktywnie przeciwstawić prądom wodnym i wiatrom, wystarczą natomiast do biernego utrzymywania się w stanie zawieszenia. Zazwyczaj plankton stanowią drobne organizmy, ale zalicza się do niego również meduzy, które mogą mieć znaczne rozmiary. Plankton stanowi pożywienie wielu zwierząt wodnych.

Do najlepiej poznanych mikroorganizmów tworzących biofilm można zaliczyć:

  • Vibrio fischeri, Vibrio harveyi
  • Staphylococcus epidermidis
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Escherichia coli
  • Enterococcus faecalis
  • Candida albicans
  • i wiele innych
  • Błona biologiczna jest strukturą złożoną pod względem architektury, jak i składu gatunkowego. Przyjmuje się, że w środowisku naturalnym nie występują biofilmy składające się z jednego gatunku. Warto też wspomnieć, że spotykano błony zapewniające środowisko życia organizmów z różnych domen. Przyjmuje się, że 95% drobnoustrojów w środowisku za podstawową formę bytowania przyjmuje formę błony biologicznej.

    PMID (ang. PubMed Identifier, PubMed Unique Identifier) – unikatowy identyfikator przypisany do każdego artykułu naukowego bazy PubMed.Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.

    Formowanie się matrycy biofilmu ma na celu ochronę mikroorganizmów (tworzących biofilm) przed degradacyjną działalnością czynników środowiskowych, w tym na działanie antybiotyków. Biofilm ma udział w patogenezie chorób przewlekłych, zwłaszcza zakażeń towarzyszących stosowaniu cewników, drenów, zakładaniu implantów. Stanowi poważny problem w zakażeniach wewnątrzszpitalnych. Złożona struktura biofilmu i odmienne cechy fizjologiczne drobnoustrojów go tworzących, tłumaczą po części ich wysoką oporność na działanie różnych czynników bakteriobójczych, w tym oporność na antybiotyki.

    Bakterie (łac. bacteria, od gr. bakterion – pałeczka) – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.Antybiotyki (z greki anti – przeciw, bios – życie) – naturalne wtórne produkty metabolizmu drobnoustrojów, które działając wybiórczo w niskich stężeniach wpływają na struktury komórkowe lub procesy metaboliczne innych drobnoustrojów hamując ich wzrost i podziały. Antybiotyki są przedmiotem badań auksanografii, stosuje się je jako leki w leczeniu wszelkiego rodzaju zakażeń bakteryjnych. Bywają także używane profilaktycznie w zapobieganiu zakażeniom bakteryjnym w przypadku osłabienia odporności, np. neutropenii, a także w profilaktyce bakteryjnego zapalenia wsierdzia.

    Zwarta struktura biofilmu jest bardzo trudna do usunięcia, dlatego też mycie i dezynfekcja są ważnymi czynnikami mającymi na celu zapobieganie akumulacji materii mikrobiologicznej.

    W stomatologii wyróżniamy biofilm wczesny oraz biofilm późny. Różnią się one pod względem zawartości bakterii oraz grubością.

    Do negatywnych aspektów obecności biofilmów zalicza się również zjawisko biofoulingu, czyli niepożądanego narastania materiału biologicznego na powierzchniach urządzeń. Wskutek tego zjawiska dochodzi między innymi do zmniejszania wydajności wymienników ciepła, zmniejszania efektywności separacji membranowej oraz wzrostu sił tarcia działających na kadłuby okrętów.

    Pałeczka ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa) – Gram-ujemna bakteria o wymiarach 0,5-0,8 µm na 1,5-3,0 µm, żyjąca głównie w glebie i wodzie oraz na powierzchni roślin i rzadko na skórze zwierząt. Niekiedy można ją również wyizolować ze skóry ludzi o prawidłowej czynności układu odpornościowego (patrz niżej). Jedną z jej cech charakterystycznych jest zdolność do wytwarzania barwników.Biblioteka Narodowa Francji (fr. Bibliothèque nationale de France, BnF) – francuska biblioteka narodowa, znajdująca się w Paryżu. Przewidziana jest jako repozytorium dla wszystkich materiałów bibliotecznych, wydawanych we Francji. Obecnym dyrektorem Biblioteki jest Bruno Racine.

    Obecność biofilmów może również wywierać pozytywne skutki, wynikające ze zdolności niektórych mikroorganizmów do rozkładu szkodliwych związków. Cecha ta wykorzystywana jest w procesie bioremediacji, czyli unieszkodliwianiu zanieczyszczeń obecnych w wodach podziemnych i glebach. Kontrolowaną degradację związków toksycznych prowadzi się również w przeznaczonych do tego celu bioreaktorach. Dzięki obecności biofilmów możliwe jest znaczne zwiększenie wydajności procesów mikrobiologicznych. Wynika to ze znacznie większej gęstości biomasy w porównaniu do mikroorganizmów unoszących się w cieczy oraz z faktu, że znajdujące się na stałym podłożu mikroorganizmy nie są wymywane z urządzenia wraz z przepływającą cieczą. Do tej pory opracowano wiele rozwiązań konstrukcyjnych bioreaktorów, w których dochodzi do zamierzonego narastania biofilmu. Do takich urządzeń zalicza się między innymi złoże biologiczne zraszane, rotacyjny bioreaktor dyskowy, bioreaktor fluidyzacyjny, czy bioreaktor z wewnętrzną cyrkulacją.

    Bioremediacja - technologia usuwania zanieczyszczeń (głównie substancji ropopochodnych) z gleby i wód podziemnych za pomocą żywych mikroorganizmów w celu katalizowania, destrukcji lub transformacji różnego rodzaju zanieczyszczeń w formy mniej szkodliwe. W bioremediacji wykorzystywane są naturalne zdolności mikroorganizmów do rozkładu węglowodorów ropy naftowej.Staphylococcus epidermidis - to gatunek bakterii Gram-dodatnich, należący do rodzaju gronkowców, wywołujący zakażenia oportunistyczne. Jest zaliczany do grupy gronkowców koagulazo ujemnych (CoNS). Nie wywołuje infekcji u ludzi zdrowych, jednak dla osób z ciałem obcym może być bardzo niebezpieczny.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Katarzyna Czaczyk i Kamila Wojciechowska, Tworzenie biofllmów bakteryjnych istota zjawiska i mechanizmy oddziaływań, „Biotechnologia” (3 (62)), 2003, s. 180-192.
    2. Biofilm bakteryjny - informacje i porady - Anaftin, www.anaftin.pl [dostęp 2021-07-28] (pol.).
    3. Marcin Krufczyk, Płytka nazębna - biofilm - Dentysta.eu - Marcin Krufczyk, „Dentysta.eu - Marcin Krufczyk”, 17 stycznia 2017 [dostęp 2017-01-28] (pol.).
    4. Flemming i inni, Marine and industrial biofouling, Springer, 2009.
    5. P. Sriyutha Murthy i inni, Biofilm control for plate heat exchangers using surface seawater from the open ocean for the OTEC power plant, „International Biodeterioration & Biodegradation”, 53 (2), 2004, s. 133–140, DOI10.1016/j.ibiod.2003.11.003 [dostęp 2017-03-01].
    6. Flemming i inni, Biofouling—the Achilles heel of membrane processes, „Desalination”, 113 (2), 1997, s. 215-225.
    7. M.P. Schultz i inni, Economic impact of biofouling on a naval surface ship, „Biofouling”, 27 (1), 2011, s. 87–98, DOI10.1080/08927014.2010.542809, ISSN 0892-7014, PMID21161774 [dostęp 2017-03-01].1 stycznia
    8. Szymon Skoneczny, Bolesław Tabiś, The method for steady states determination in tubular biofilm reactors, „Chemical Engineering Science”, 137, 2015, s. 178–187, DOI10.1016/j.ces.2015.06.024 [dostęp 2017-03-01].
    9. Szymon Skoneczny, Bolesław Tabiś, Dynamic properties of a continuous stirred tank biofilm bioreactor for aerobic processes, „AIChE Journal”, 2016, n/a–n/a, DOI10.1002/aic.15591, ISSN 1547-5905 [dostęp 2017-03-01] (ang.).
    10. Cristiano Nicolella, Mark C.M. van Loosdrecht, Sef J. Heijnen, Particle-based biofilm reactor technology, „Trends in Biotechnology”, 18 (7), s. 312–320, DOI10.1016/s0167-7799(00)01461-x.
    Gronkowiec złocisty (łac. Staphylococcus aureus) – gram-dodatnia bakteria występująca w jamie nosowo-gardłowej oraz na skórze ludzi i zwierząt. Nosicielstwo występuje szczególnie często pośród personelu szpitalnego, co ma szczególne znaczenie dla szerzenia się zakażeń wewnątrzszpitalnych. Gronkowce wytwarzają termoodporną enterotoksynę tylko w zakażonym produkcie spożywczym. Toksyna gronkowca jest bardzo odporna na działanie wysokiej temperatury, nie niszczy jej nawet gotowanie przez 30 minut. Optymalna temperatura do rozwoju gronkowca wynosi 37 °C. Zatrucia gronkowcem mają krótki okres inkubacji - średnio 2h. Zakażenie gronkowcem może prowadzić do: wymiotów, biegunki, spadku ciśnienia krwi, wstrząsu, a nawet śmierci. Gronkowce nie wytwarzające przetrwalników, łatwo giną przy ogrzewaniu. Natomiast enterotoksyna Staphylococcus aureus, odporna na ogrzewanie, może nie zostać rozłożona nie tylko w czasie gotowania, ale nawet pieczenia produktów uprzednio zakażonych. Przyczyną zatruć gronkowcowych mogą być różne produkty spożywcze takie jak: wędliny, potrawy mięsne, sałatki, ciastka, mleko i przetwory mleczne, kremy, chałwy, lody. Te ostatnie są dość częstą przyczyną zatruć wtedy, gdy mieszanka przeznaczona do zamrożenia nie została natychmiast schłodzona po pasteryzacji lub gdy rozmrożone lody zostały powtórnie zamrożone. Enterotoksyna obecna w produkcie spożywczym nie zmienia zwykle smaku ani zapachu tego produktu. Nie powoduje także bombażu konserw, ponieważ gronkowce nie wytwarzają gazu.Candida albicans – gatunek bezotoczkowego grzyba zaliczany do rzędu drożdżaków (Saccharomycetes), wywołujący zakażenia oportunistyczne u chorych z obniżoną odpornością. Stanowi on florę fizjologiczną przewodu pokarmowego u 40-80% populacji.




    Warto wiedzieć że... beta

    DOI (ang. digital object identifier – cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego) – identyfikator dokumentu elektronicznego, który w odróżnieniu od identyfikatorów URL nie zależy od fizycznej lokalizacji dokumentu, lecz jest do niego na stałe przypisany.
    Kontrola autorytatywna – w terminologii bibliotekoznawczej określenie procedur zapewniających utrzymanie w sposób konsekwentny haseł (nazw, ujednoliconych tytułów, tytułów serii i haseł przedmiotowych) w katalogach bibliotecznych przez zastosowanie wykazu autorytatywnego zwanego kartoteką wzorcową.
    International Standard Serial Number, ISSN czyli Międzynarodowy Znormalizowany Numer Wydawnictwa Ciągłego – ośmiocyfrowy niepowtarzalny identyfikator wydawnictw ciągłych tradycyjnych oraz elektronicznych. Jest on oparty na podobnej koncepcji jak identyfikator ISBN dla książek, ISAN dla materiałów audio-wideo. Niektóre publikacje wydawane w seriach mają przyporządkowany zarówno numer ISSN, jak i ISBN.
    Dezynfekcja (po polsku dosłownie oznacza odkażanie) – postępowanie mające na celu niszczenie drobnoustrojów i ich przetrwalników. Dezynfekcja niszczy formy wegetatywne mikroorganizmów, ale nie zawsze usuwa formy przetrwalnikowe. Zdezynfekowany materiał nie musi być jałowy. Dezynfekcja, w przeciwieństwie do antyseptyki dotyczy przedmiotów i powierzchni użytkowych.
    Pałeczka okrężnicy (łac. Escherichia coli) – Gram-ujemna względnie beztlenowa bakteria należąca do rodziny Enterobacteriaceae. Wchodzi w skład fizjologicznej flory bakteryjnej jelita grubego człowieka oraz zwierząt stałocieplnych. W jelicie ta symbiotyczna bakteria spełnia pożyteczną rolę, uczestnicząc w rozkładzie pokarmu, a także przyczyniając się do produkcji witamin z grupy B i K. Pałeczka okrężnicy w określonych warunkach wykazuje chorobotwórczość dla człowieka, wywołując głównie schorzenia: układu pokarmowego i moczowego. Nazwa bakterii pochodzi od nazwiska jej odkrywcy, austriackiego pediatry i bakteriologa Theodora Eschericha.
    Oporność na antybiotyki – cecha części szczepów bakteryjnych, która umożliwia im przeciwstawianie się wpływowi antybiotyku. W zależności od pochodzenia, dzieli się ją na pierwotną (naturalna struktura bakterii uniemożliwiająca działanie leku) lub nabytą – na skutek nabycia genów oporności od innych bakterii lub spontanicznych mutacji. Częsta oporność wśród bakterii wiąże się z nieracjonalną antybiotykoterapią oraz zbyt dużym zużyciem tych leków w przemyśle spożywczym.

    Reklama