Биопленка - форма существования микробных тел

Оказывается, бактерии, как и люди, да и все другие живые существа, сбиваются в стаи, ну то есть в организованные сообщества. У бактерий это довольно высокоорганизованные коммуны, называются они биопленочными сообществами. Строго говоря, живут там не только бактерии, но и вирусы с грибами. Такая биопленка делает микроорганизмы более защищенными, взаимно уравновешивает их взаимоотношения в пищевых цепочках, усиливает устойчивость и выживаемость, защищенность отдельного организма в таком сообществе. Как источник опасности для человека биопленочная инфекция (biofilm) в последнее время часто обсуждается из-за развивающейся устойчивости микробов к антибиотикам. Выяснилось, что биопленочные колонии бактерий умеют самоорганизовываться, окутывая себя в полисахаридную оболочку и пронизывая это образование водными каналами. По этим каналам бактерии получают питание и кислород. Тут и кроется проблема антибиотикорезистентности. Антибактериальные средства тоже поступают по этим каналам. Но внутрь биопленки антибиотики могут попасть с большим трудом, полисахариды этой оболочки надежно защищают сообщество. Поэтому бактерии в таком сообществе сохраняются жизнеспособными даже при высоких концентрациях антибиотика. Защитный полисахаридный слой служит к тому же своеобразным биоклеем, с помощью которого биопленка прикрепляется к различным поверхностям, например к стенке кишечника. Другое обнаруженное свойство биопленки – это чувство кворума. Это специальная система обмена информацией между микроорганизмами. Оказалось, что собираясь в подобные сообщества, микроорганизмы учатся общаться между собой и начинают координировать поведение, секретируя сигнальные молекулы. Таким образом, скорость размножения микроорганизмов многократно возрастает, а устойчивость такой биопленки к внешним воздействиям становится очень высокой. Ученые подсмотрели, как образуются биопленки – это очень красивое и логически выстроенное действо. В развитии биопленки наблюдается несколько стадий: 

1 - первичное прикрепление. Эта стадия еще обратима, путем адгезии микроб прикрепляется к тканям. 

2 – фиксация. Это уже необратимое прикрепление, микроорганизмы выделяют полимеры, с их помощью обеспечивается прочная адгезия. 

3 – созревание. Микроорганизмы, уже прикрепленные к эпителию, помогают прикрепиться новым клеткам, а объединяет всех вместе в колонию оболочка – внеклеточный матрикс. Происходит накопление питательных веществ и микроорганизмы начинают усиленно размножаться. 

4- стадия завершенного созревания. Зрелая биоплёнка достигает оптимального для себя размера, а внеклеточный матрикс полностью защищает ее. 

5 – Дисперсия. Создаются условия для распространения бактерий, при отрыве отдельных клеток, они способны образовывать новые колонии. 

В природе, в медицине, в быту, биопленки также распространены повсеместно. Они образуются в аквариумах, нефтепроводах, вокруг постоянных катетеров, имплантов, линз и протезов, на поверхности зубов. 

Биопленки могут нести угрозу эпидемий, как это случилось в Филадельфии в 1976 году, когда Болезнь легионеров унесла жизни 29 человек и оказалась связанной с биопленочной инфекцией в кондиционерах.