ลักษณะทางชีวภาพการก่อตัวประเภทและตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2025

ไบโอฟิล์มหรือแผ่นชีวะชุมชนของเชื้อจุลินทรีย์ที่ติดอยู่กับพื้นผิวที่อาศัยอยู่ในเมทริกซ์ของสารสารพอลิเมอตัวเอง - สร้าง Antoine von Leeuwenhoek ได้รับการอธิบายในขั้นต้นเมื่อเขาตรวจดู "สัตว์ชนิดหนึ่ง" (ซึ่งตั้งชื่อตามชื่อเขา) บนจานวัสดุจากฟันของเขาเองในศตวรรษที่ 17

ทฤษฎีที่กำหนดแนวความคิดของฟิล์มชีวภาพและอธิบายกระบวนการก่อตัวของพวกมันยังไม่ได้รับการพัฒนาจนถึงปี พ.ศ. 2521 พบว่าความสามารถของจุลินทรีย์ในการสร้างฟิล์มชีวภาพดูเหมือนจะเป็นสากล

รูปที่ 1. ฟิล์มชีวภาพที่ผลิตโดย Staphylococcus aureus ในสายสวน ที่มา: CDC / Rodney M. Donlan, Ph.D .; Janice Carr (PHIL # 7488), 2005 ผ่าน https://commons.wikimedia.org

ไบโอฟิล์มสามารถอยู่ได้ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันไปเช่นระบบธรรมชาติท่อระบายน้ำถังเก็บน้ำระบบอุตสาหกรรมรวมถึงสื่อต่างๆเช่นอุปกรณ์ทางการแพทย์และอุปกรณ์สำหรับผู้ป่วยในโรงพยาบาล (เช่นสายสวนเป็นต้น)

จากการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและกล้องจุลทรรศน์เลเซอร์แบบคอนโฟคอลสแกนพบว่าฟิล์มชีวภาพไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกันมีการสะสมของเซลล์ที่ไม่มีโครงสร้างและตะกอนสะสม แต่มีโครงสร้างที่แตกต่างกันค่อนข้างซับซ้อน

ไบโอฟิล์มเป็นชุมชนที่ซับซ้อนของเซลล์ที่เกี่ยวข้องบนพื้นผิวซึ่งฝังอยู่ในเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่ให้ความชุ่มชื้นสูงซึ่งน้ำจะไหลเวียนผ่านช่องเปิดในโครงสร้าง

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่ประสบความสำเร็จในการอยู่รอดเป็นเวลาหลายล้านปีในสิ่งแวดล้อมเช่นสายพันธุ์ Pseudomonas และ Legionella ใช้กลยุทธ์ฟิล์มชีวภาพในสภาพแวดล้อมอื่นที่ไม่ใช่สิ่งแวดล้อมดั้งเดิม

ลักษณะของฟิล์มชีวภาพ

ลักษณะทางเคมีและกายภาพของเมทริกซ์ฟิล์มชีวภาพ

- สารโพลีเมอร์นอกเซลล์ที่หลั่งออกมาจากจุลินทรีย์ไบโอฟิล์มโมเลกุลโพลีแซคคาไรด์โปรตีนกรดนิวคลีอิกลิพิดและไบโอโพลิเมอร์อื่น ๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลที่ชอบน้ำสูงข้ามไปสร้างโครงสร้างสามมิติที่เรียกว่าเมทริกซ์ฟิล์มชีวภาพ

- โครงสร้างของเมทริกซ์มีความหนืดสูงมีคุณสมบัติเป็นยางทนต่อแรงดึงและการสลายตัวทางกล

- เมทริกซ์มีความสามารถในการยึดติดกับพื้นผิวอินเทอร์เฟซรวมถึงช่องว่างภายในของสื่อที่มีรูพรุนผ่านโพลีแซ็กคาไรด์นอกเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็นเหงือกที่ยึดติด

- เมทริกซ์พอลิเมอร์เป็นประจุลบส่วนใหญ่และยังรวมถึงสารอนินทรีย์เช่นไอออนบวกโลหะ

- มีช่องทางน้ำซึ่งออกซิเจนสารอาหารและของเสียหมุนเวียนซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

- เมทริกซ์ของฟิล์มชีวภาพนี้ทำหน้าที่เป็นวิธีการป้องกันและการอยู่รอดจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยซึ่งเป็นอุปสรรคต่อผู้รุกรานฟาโกไซติกและต่อต้านการเข้าและการแพร่กระจายของสารฆ่าเชื้อและยาปฏิชีวนะ

ลักษณะทางนิเวศวิทยาของฟิล์มชีวภาพ

- การก่อตัวของเมทริกซ์ในการไล่ระดับสีที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันก่อให้เกิด microhabitats ที่หลากหลายซึ่งช่วยให้ความหลากหลายทางชีวภาพมีอยู่ภายในฟิล์มชีวภาพ

- ภายในเมทริกซ์รูปแบบชีวิตของเซลล์จะแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับชีวิตอิสระไม่เกี่ยวข้อง จุลินทรีย์ไบโอฟิล์มถูกตรึงไว้ใกล้กันมากเกี่ยวข้องกับอาณานิคม ข้อเท็จจริงนี้ทำให้เกิดการโต้ตอบที่รุนแรงได้

- ปฏิสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์ในฟิล์มชีวภาพรวมถึงการสื่อสารผ่านสัญญาณทางเคมีในรหัสที่เรียกว่า“ quorum sensing”

- มีปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญอื่น ๆ เช่นการถ่ายโอนยีนและการก่อตัวของ micro-consortia ที่ทำงานร่วมกัน

- ฟีโนไทป์ของฟิล์มชีวภาพสามารถอธิบายได้ในรูปแบบของยีนที่แสดงออกโดยเซลล์ที่เกี่ยวข้อง ฟีโนไทป์นี้เปลี่ยนแปลงไปตามอัตราการเติบโตและการถอดความยีน

- สิ่งมีชีวิตภายในฟิล์มชีวภาพสามารถถ่ายทอดยีนที่ไม่ได้ถ่ายทอดรูปแบบชีวิตที่เป็นแพลงก์ตอนหรืออิสระ

- กระบวนการสร้างฟิล์มชีวภาพถูกควบคุมโดยยีนเฉพาะซึ่งถ่ายทอดระหว่างการยึดเกาะของเซลล์เริ่มต้น

- ในพื้นที่ จำกัด ของเมทริกซ์มีกลไกของความร่วมมือและการแข่งขัน การแข่งขันทำให้เกิดการปรับตัวอย่างต่อเนื่องในประชากรทางชีววิทยา

- ระบบย่อยอาหารภายนอกโดยรวมถูกสร้างขึ้นซึ่งเก็บรักษาเอนไซม์นอกเซลล์ไว้ใกล้เซลล์

- ระบบเอนไซม์นี้ช่วยให้สามารถกักเก็บสะสมและเผาผลาญอาหารละลายคอลลอยด์และ / หรือสารอาหารแขวนลอย

- เมทริกซ์ทำหน้าที่เป็นพื้นที่รีไซเคิลภายนอกทั่วไปการจัดเก็บส่วนประกอบของเซลล์ที่ถูกไลเซดยังทำหน้าที่เป็นที่เก็บถาวรทางพันธุกรรมโดยรวม

- ฟิล์มชีวภาพทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันโครงสร้างป้องกันการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเช่นการผึ่งให้แห้งการกระทำของสารฆ่าเชื้อยาปฏิชีวนะการตอบสนองภูมิคุ้มกันของโฮสต์สารออกซิไดซ์ไอออนบวกโลหะรังสีอัลตราไวโอเลตและยังเป็นเกราะป้องกันผู้ล่าหลายชนิดเช่นโปรโตซัว phagocytic และแมลง

- เมทริกซ์ของฟิล์มชีวภาพประกอบด้วยสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์สำหรับจุลินทรีย์ซึ่งช่วยให้วิถีชีวิตแบบไดนามิกสำหรับชุมชนทางชีววิทยา ไบโอฟิล์มเป็นระบบนิเวศขนาดเล็กที่แท้จริง

การสร้างฟิล์มชีวภาพ

การสร้างฟิล์มชีวภาพเป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์เปลี่ยนจากสถานะเซลล์เดียวที่มีชีวิตอิสระเร่ร่อนไปสู่สถานะอยู่ประจำที่หลายเซลล์ซึ่งการเจริญเติบโตในเวลาต่อมาก่อให้เกิดชุมชนที่มีโครงสร้างที่มีความแตกต่างของเซลล์

การพัฒนาไบโอฟิล์มเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณสิ่งแวดล้อมภายนอกเซลล์และสัญญาณที่สร้างขึ้นเอง

นักวิจัยที่ศึกษาไบโอฟิล์มยอมรับว่าเป็นไปได้ที่จะสร้างแบบจำลองสมมุติฐานทั่วไปเพื่ออธิบายการก่อตัวของพวกมัน

รูปแบบการสร้างฟิล์มชีวภาพนี้ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน:

1. การยึดเกาะเริ่มต้นกับพื้นผิว
2. การก่อตัวของ monolayer
3. การโยกย้ายเพื่อสร้างไมโครโคโลนีหลายชั้น
4. การผลิตเมทริกซ์นอกเซลล์พอลิเมอร์
5. การเจริญเติบโตของฟิล์มชีวภาพสามมิติ

รูปที่ 2. กระบวนการสร้างฟิล์มชีวภาพ ที่มา: D.Davis ผ่าน Wikimedia Commons

การยึดเกาะเริ่มต้นกับพื้นผิว

การก่อตัวของฟิล์มชีวภาพเริ่มต้นด้วยการยึดเกาะของจุลินทรีย์กับพื้นผิวของแข็งซึ่งจะถูกตรึงไว้ มีการค้นพบว่าจุลินทรีย์มีเซ็นเซอร์พื้นผิวและโปรตีนบนพื้นผิวมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างเมทริกซ์

ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เมื่อสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวยการผลิตสารยึดเกาะบนพื้นผิวภายนอกจะเพิ่มขึ้น ด้วยวิธีนี้จะช่วยเพิ่มความสามารถในการยึดเกาะของเซลล์และเซลล์ผิว

ในกรณีของสายพันธุ์เคลื่อนที่จุลินทรีย์แต่ละชนิดจะอยู่บนพื้นผิวและนี่คือจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในวิถีชีวิตของพวกเขาจากการเร่ร่อนอยู่ประจำและแทบจะไม่เคลื่อนที่

ความสามารถในการเคลื่อนที่จึงหายไปในการก่อตัวของเมทริกซ์โครงสร้างที่แตกต่างกันเช่นแฟลกเจลลาซิเลียพิลัสและฟิมเบรียมีส่วนร่วมนอกเหนือจากสารยึดเกาะ

จากนั้นในทั้งสองกรณี (จุลินทรีย์ที่เคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่) จะมีการรวมตัวกันขนาดเล็กหรือไมโครโคโลนีและการสัมผัสเซลล์กับเซลล์ที่เข้มข้นขึ้นจะเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ที่ปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่เกิดขึ้นในเซลล์คลัสเตอร์

การก่อตัวของ monolayer และ microcolonies ในหลายชั้น

การผลิตสารพอลิเมอร์นอกเซลล์จะเริ่มขึ้นการก่อตัวเริ่มต้นในชั้นเดียวเกิดขึ้นและการพัฒนาต่อมาในหลายชั้น

การผลิตเมทริกซ์นอกเซลล์พอลิเมอร์และการสุกของฟิล์มชีวภาพสามมิติ

ในที่สุดฟิล์มชีวภาพก็มาถึงขั้นตอนการเจริญเติบโตโดยมีสถาปัตยกรรมสามมิติและการมีช่องทางที่น้ำสารอาหารสารเคมีสื่อสารและกรดนิวคลีอิกไหลเวียน

เมทริกซ์ฟิล์มชีวภาพจับเซลล์และยึดไว้ด้วยกันส่งเสริมการมีปฏิสัมพันธ์ในระดับสูงกับการสื่อสารระหว่างเซลล์และการก่อตัวของกลุ่มที่เสริมกัน เซลล์ของฟิล์มชีวภาพไม่ได้ถูกตรึงอย่างสมบูรณ์พวกมันสามารถเคลื่อนที่เข้าไปข้างในและแยกออกจากกันได้

ประเภทของฟิล์มชีวภาพ

จำนวนชนิด

ตามจำนวนสายพันธุ์ที่เข้าร่วมในฟิล์มชีวภาพสามารถจำแนกได้เป็น:

• ไบโอฟิล์มชนิดหนึ่ง ตัวอย่างเช่นฟิล์มชีวภาพที่เกิดจาก Streptococcus mutans หรือ Vellionela parvula
• ไบโอฟิล์มสองชนิด ตัวอย่างเช่นมีการค้นพบความสัมพันธ์ของ Streptococcus mutans และ Vellionella parvula ในฟิล์มไบโอฟิล์ม
• ไบโอฟิล์ม Polymicrobial สร้างขึ้นจากหลายสายพันธุ์ ตัวอย่างเช่นคราบฟัน

สภาพแวดล้อมการฝึกอบรม

นอกจากนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้นฟิล์มไบโอฟิล์มสามารถ:

• โดยธรรมชาติ
• ด้านอุตสาหกรรม
• ในประเทศ
• ใจดี

รูปที่ 3. ไบโอฟิล์มของแบคทีเรียทนความร้อนในมิคกี้ฮอตสปริงส์รัฐโอเรกอนสหรัฐอเมริกา ที่มา: Amateria1121 จาก Wikimedia Commons

ประเภทของอินเทอร์เฟซที่สร้างขึ้น

ในทางกลับกันตามประเภทของอินเทอร์เฟซที่เกิดขึ้นสามารถแบ่งประเภทออกเป็น:

• ไบโอฟิล์มที่เป็นของแข็งและของเหลวเช่นที่เกิดขึ้นในท่อระบายน้ำและถังท่อและถังเก็บน้ำโดยทั่วไป
• ไบโอฟิล์มส่วนต่อประสานของแข็ง - แก๊ส (SAB สำหรับตัวย่อในภาษาอังกฤษ Sub Aereal Biofilms); ซึ่งเป็นชุมชนจุลินทรีย์ที่พัฒนาบนพื้นผิวแร่ของแข็งสัมผัสกับบรรยากาศและรังสีดวงอาทิตย์โดยตรง พบได้ในอาคารหินในทะเลทรายภูเขาและอื่น ๆ

ตัวอย่างของฟิล์มชีวภาพ

- คราบฟัน

ได้รับการศึกษาคราบจุลินทรีย์เป็นตัวอย่างที่น่าสนใจของชุมชนที่ซับซ้อนซึ่งอาศัยอยู่ในฟิล์มชีวภาพ ไบโอฟิล์มของแผ่นทันตกรรมมีความแข็งและไม่ยืดหยุ่นเนื่องจากมีเกลืออนินทรีย์ซึ่งให้ความแข็งแกร่งกับเมทริกซ์โพลีเมอร์

จุลินทรีย์ของคราบจุลินทรีย์มีความหลากหลายมากและมีสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องระหว่าง 200 ถึง 300 ชนิดในฟิล์มชีวภาพ

ในบรรดาจุลินทรีย์เหล่านี้ ได้แก่ :

• สกุล Streptococcus ; ประกอบด้วยแบคทีเรียที่เป็นกรดที่ทำลายเคลือบฟันและเนื้อฟันและก่อให้เกิดโรคฟันผุ ตัวอย่างเช่นสายพันธุ์: mutans, S. sobrinus, S. sanguis, S. salivalis, S. mitis, S. oralis และ S. milleri
• สกุล Lactobacillusประกอบด้วยแบคทีเรียที่เป็นกรดซึ่งทำลายโปรตีนในเนื้อฟัน ตัวอย่างเช่นสายพันธุ์: casei, L. fermentum, L. acidophillus
• สกุล Actinomycesซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่เป็นกรดและโปรตีโอไลติก ในจำนวนนี้สายพันธุ์: viscosus, A. odontoliticus และ A. naeslundii
• และสกุลอื่น ๆเช่น Candida albicans, Bacteroides forsythus, Porphyromonas gingivalis และ Actinobacillus actinomycetecomitans

- ไบโอฟิล์มในน้ำดำ

อีกตัวอย่างหนึ่งที่น่าสนใจคือน้ำเสียในประเทศซึ่งจุลินทรีย์ไนไตรต์ที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียมไนไตรต์และแบคทีเรียไนไตรต์ออโตโทรฟิคอาศัยอยู่ในฟิล์มชีวภาพที่ติดกับท่อ

ในบรรดาแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียมในฟิล์มไบโอฟิล์มเหล่านี้สปีชีส์ที่โดดเด่นในเชิงตัวเลข ได้แก่ แบคทีเรียสกุล Nitrosomonas ซึ่งกระจายอยู่ทั่วทั้งเมทริกซ์ฟิล์มชีวภาพ

ส่วนประกอบส่วนใหญ่ในกลุ่มของไนไตรต์ออกซิแดนต์คือพวกไนโตรสปิราซึ่งอยู่ในส่วนภายในของฟิล์มชีวภาพเท่านั้น

- ฟิล์มชีวภาพ Subaerie

ฟิล์มชีวภาพ Subaerie มีลักษณะการเติบโตเป็นหย่อม ๆ บนพื้นผิวแร่ที่เป็นของแข็งเช่นหินและอาคารในเมือง ฟิล์มชีวภาพเหล่านี้นำเสนอความสัมพันธ์ที่โดดเด่นของเชื้อราสาหร่ายไซยาโนแบคทีเรียแบคทีเรียที่แตกต่างกันโปรโตซัวและสัตว์ที่มีกล้องจุลทรรศน์

โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟิล์มชีวภาพ SAB มีจุลินทรีย์เคมีโมลิโทโทรฟิกซึ่งสามารถใช้สารเคมีแร่อนินทรีย์เป็นแหล่งพลังงานได้

จุลินทรีย์เคโมลิโธโทรฟิกมีความสามารถในการออกซิไดซ์สารประกอบอนินทรีย์เช่น H ₂ , NH ₃ , NO ₂ , S, HS, Fe ²⁺และใช้ประโยชน์จากพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากการออกซิเดชั่นในการเผาผลาญของพวกมัน

ในบรรดาสายพันธุ์จุลินทรีย์ที่มีอยู่ในฟิล์มชีวภาพย่อย ได้แก่ :

• แบคทีเรียในสกุล Geodermatophilus; ไซยาโนแบคทีเรียของสกุล C hrococcoccidiopsis, coccoid และสายพันธุ์ที่มีเส้นใยเช่น Calothrix, Gloeocapsa, Nostoc, Stigonema, Phormidium,
• สาหร่ายสีเขียวของสกุล Chlorella, Desmococcus, Phycopeltis, Printzina, Trebouxia, Trentepohlia และ Stichococcus
• แบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟิก (เด่นในฟิล์มชีวภาพใต้อากาศ): Arthrobacter sp., Bacillus sp., Micrococcus sp., Paenibacillus sp., Pseudomonas sp. และ Rhodococcus sp.
• Chemoorganotrophic แบคทีเรียและเชื้อราเช่น Actynomycetales (streptomycetes และ Geodermatophilaceae), Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria และ Bacteroides-cytophaga-Flavobacterium

- ภาพยนตร์ชีวภาพของตัวแทนสาเหตุของโรคในมนุษย์

แบคทีเรียหลายชนิดที่เรียกว่าสาเหตุของโรคในมนุษย์อาศัยอยู่ในฟิล์มชีวภาพ ในจำนวนนี้ ได้แก่ Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio fischeri, Vellionela parvula, Streptococcus mutans และ Legionella pneumophyla

-กาฬโรค

สิ่งที่น่าสนใจคือการแพร่กระจายของกาฬโรคโดยหมัดกัดซึ่งเป็นการปรับตัวเมื่อไม่นานมานี้ของตัวแทนแบคทีเรียที่รับผิดชอบต่อโรคนี้ Yersinia pestis

แบคทีเรียนี้เติบโตเป็นฟิล์มชีวภาพที่ติดอยู่กับระบบย่อยอาหารส่วนบนของเวกเตอร์ (หมัด) ในระหว่างที่ถูกกัดหมัดจะสำรอกฟิล์มชีวภาพที่มี Yersinia pestis อยู่ในผิวหนังชั้นหนังแท้ซึ่งจะทำให้เกิดการติดเชื้อ

- สายสวนหลอดเลือดดำในโรงพยาบาล

สิ่งมีชีวิตที่แยกได้จากฟิล์มชีวภาพบนสายสวนหลอดเลือดดำส่วนกลางที่ระเบิดได้นั้นรวมถึงแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบที่น่าอัศจรรย์เช่นเดียวกับจุลินทรีย์อื่น ๆ

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์หลายชิ้นรายงานว่าเป็นแบคทีเรียแกรมบวกของฟิล์มชีวภาพในสายสวนหลอดเลือดดำ: Corynebacterium spp., Enterococcus sp., Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Staphylococcus spp., Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Stppreptococcus spp. และ Streptococcus pneumoniae

ในบรรดาแบคทีเรียแกรมลบที่แยกได้จากฟิล์มชีวภาพเหล่านี้มีรายงานดังต่อไปนี้: Acinetobacter spp., Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter anitratus, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogens, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Pseudomonas putppida . และ Serratia marcescens

สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่พบในฟิล์มชีวภาพเหล่านี้ ได้แก่ Candida spp., Candida albicans, Candida tropicalis และ Mycobacterium chelonei

- ในอุตสาหกรรม

เกี่ยวกับการดำเนินงานของอุตสาหกรรมฟิล์มไบโอฟิล์มจะสร้างสิ่งกีดขวางท่อความเสียหายของอุปกรณ์การรบกวนในกระบวนการต่างๆเช่นการถ่ายเทความร้อนเมื่อครอบคลุมพื้นผิวของตัวแลกเปลี่ยนหรือการกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะ

อุตสาหกรรมอาหาร

การสร้างฟิล์มในอุตสาหกรรมอาหารสามารถสร้างปัญหาด้านสาธารณสุขและการดำเนินงานที่สำคัญ

เชื้อโรคที่เกี่ยวข้องในไบโอฟิล์มสามารถปนเปื้อนผลิตภัณฑ์อาหารที่มีแบคทีเรียก่อโรคและก่อให้เกิดปัญหาด้านสาธารณสุขที่ร้ายแรงสำหรับผู้บริโภค

ในบรรดาฟิล์มชีวภาพของเชื้อโรคที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมอาหาร ได้แก่ :

Listeria monocytogenes

เชื้อโรคนี้ใช้ในระยะเริ่มต้นของการสร้างฟิล์มชีวภาพแฟลกเจลลาและโปรตีนเมมเบรน สร้างฟิล์มไบโอฟิล์มบนพื้นผิวเหล็กของเครื่องหั่น

ในอุตสาหกรรมนมไบโอฟิล์มของ Listeria monocytogenes สามารถผลิตได้ในน้ำนมและผลิตภัณฑ์จากนม การตกค้างของนมในท่อถังภาชนะและอุปกรณ์อื่น ๆ สนับสนุนการพัฒนาฟิล์มชีวภาพของเชื้อโรคนี้ซึ่งใช้เป็นสารอาหารที่มีอยู่

Pseudomonas

ไบโอฟิล์มของแบคทีเรียเหล่านี้สามารถพบได้ในโรงงานอุตสาหกรรมอาหารเช่นพื้นท่อระบายน้ำและบนพื้นผิวอาหารเช่นเนื้อสัตว์ผักและผลไม้รวมถึงอนุพันธ์ของนมที่เป็นกรดต่ำ

Pseudomonas aeruginosa จะหลั่งสารนอกเซลล์หลายชนิดซึ่งใช้ในการสร้างเมทริกซ์พอลิเมอร์ของฟิล์มชีวภาพโดยยึดติดกับวัสดุอนินทรีย์จำนวนมากเช่นสแตนเลส

Pseudomonas สามารถอยู่ร่วมกันภายในฟิล์มชีวภาพร่วมกับแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคอื่น ๆ เช่น Salmonella และ Listeria

Salmonella

สายพันธุ์ซัลโมเนลลาเป็นสาเหตุแรกของสาเหตุของเชื้อแบคทีเรียและการระบาดของอาหารเป็นพิษ

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าเชื้อ Salmonella สามารถยึดติดเป็นฟิล์มชีวภาพกับพื้นผิวคอนกรีตเหล็กและพลาสติกในโรงงานแปรรูปอาหาร

สายพันธุ์ Salmonella มีโครงสร้างพื้นผิวที่มีคุณสมบัติยึดติด นอกจากนี้ยังผลิตเซลลูโลสเป็นสารนอกเซลล์ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของเมทริกซ์พอลิเมอร์

Escherichia coli

ใช้แฟลกเจลลาและโปรตีนเมมเบรนในขั้นตอนเริ่มต้นของการสร้างฟิล์มชีวภาพ นอกจากนี้ยังผลิตเซลลูโลสนอกเซลล์เพื่อสร้างกรอบสามมิติของเมทริกซ์ในฟิล์มชีวภาพ

ความต้านทานของไบโอฟิล์มต่อสารฆ่าเชื้อสารฆ่าเชื้อโรคและยาปฏิชีวนะ

ไบโอฟิล์มให้การปกป้องจุลินทรีย์ที่ประกอบขึ้นเป็นตัวการของสารฆ่าเชื้อสารฆ่าเชื้อโรคและยาปฏิชีวนะ กลไกที่อนุญาตคุณสมบัตินี้มีดังต่อไปนี้:

• การซึมผ่านของสารต้านจุลชีพล่าช้าผ่านเมทริกซ์สามมิติของฟิล์มชีวภาพเนื่องจากการแพร่กระจายช้ามากและความยากในการเข้าถึงความเข้มข้นที่มีประสิทธิผล
• อัตราการเจริญเติบโตที่เปลี่ยนแปลงไปและการเผาผลาญของจุลินทรีย์ในฟิล์มชีวภาพต่ำ
• การเปลี่ยนแปลงการตอบสนองทางสรีรวิทยาของจุลินทรีย์ระหว่างการเจริญเติบโตของฟิล์มชีวภาพโดยมีการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนต้านทาน

อ้างอิง

1. ไบโอฟิล์มของแบคทีเรีย (2008) หัวข้อปัจจุบันทางจุลชีววิทยาและวิทยาภูมิคุ้มกัน Tony Romeo บรรณาธิการ เล่ม 322 เบอร์ลินฮันโนเวอร์: Springer Verlag pp301
2. Donlan, RM และ Costerton, JW (2002). ไบโอฟิล์ม: กลไกการอยู่รอดของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องทางคลินิก ความคิดเห็นทางจุลชีววิทยาทางคลินิก. 15 (2): 167-193. ดอย: 10.1128 / CMR.15.2.167-193.2002
3. Fleming, HC และ Wingender, F. (2010). เมทริกซ์ฟิล์มชีวภาพ จุลชีววิทยาคิดเห็นธรรมชาติ. 8: 623-633
4. กอร์บูชินา, A. (2007). ชีวิตบนโขดหิน จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม. 9 (7): 1-24. ดอย: 10.1111 / j.1462-2920.2007.01301.x
5. O'Toole, G. , Kaplan, HB และ Kolter, R. (2000). การสร้างฟิล์มชีวภาพเป็นการพัฒนาจุลินทรีย์ การทบทวนจุลชีววิทยาประจำปี 54: 49-79 ดอย: 1146 / annurev.microbiol.54.1.49
6. Hall-Stoodley, L. , Costerton, JW และ Stoodley, P. (2004). ไบโอฟิล์มของแบคทีเรีย: จากสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติไปจนถึงโรคติดเชื้อ จุลชีววิทยาคิดเห็นธรรมชาติ. 2: 95-108.
7. Whitchurch, CB, Tolker-Nielsen, T. , Ragas, P. และ Mattick, J. (2002). DNA ภายนอกเซลล์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างฟิล์มชีวภาพของแบคทีเรีย 259 (5559): 1487-1499 ดอย: 10.1126 / science.295.5559.1487