词条 | 生物薄膜 |
释义 | 简介生物薄膜(biofilm),又译作生物膜,是一些微生物细胞由自身产生的多聚物基质(主要为多糖)所包围而形成,且附着在浸有液体的惰性或生物表面的,具有结构的群落。 特点生物膜中的细胞和游离细胞有很多不同点: 生物膜中的细菌对抗生素、过氧化氢或者去污剂的抗性比游离细胞高可达400倍。 通过二维蛋白质电泳,发现生物膜中的细菌可能表达40%和游离细胞不同的蛋白。 生物膜中的细菌可以不分裂而维持生存(休眠)很长时间。 生物膜中的生物合成更多的向外分泌的多糖,并进行不同的次级代谢。 生物膜中的细菌对外界环境条件改变(如pH、离子浓度、渗透压、黏度、营养、气体交换)作出的反应更迅速。 结构生物膜体积的90%由聚合物基质或水管道构成。生物膜具有结构而非均一,管道可用于生物膜内部的细菌交换物质。生物膜中,构成底层和表层的细菌种类和比例也不同。 生物膜的细胞可通过群体感应(quorum sensing)调整自身的生理状况。 形成生物膜的形成有以下步骤: 细菌的可逆吸附(秒) 细菌的不可逆附着,改变被附着表面的特性,使其更易被附着(秒~分) 细菌的生长和分裂(小时~天) 胞外聚合物的产生,生物膜开始形成(小时~天) 其他生物在生物膜上的附着(天~月) 重要性生物膜在医学、工业和生态上都具有重要意义。 在医学中,人类大约65%的细菌性疾病有生物膜参与。如在口腔中,牙齿表面的生物膜可形成齿菌斑、龋齿和牙龈感染。生物膜也可导致器官移植后(如心脏起搏器)的感染。空调中的肺炎军团菌(Legionella pneumoniae)形成生物膜可导致军团病。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在肺部感染的形成囊性纤维变性、肺结核、尿路感染、呼吸道感染和大约25%的肾结石也是由生物膜造成的。 输油管道中形成的生物膜会严重影响管道输送能力。 防止为防止某些情况下的生物膜形成,有如下办法: 预防性: 防止营养物沉积 特殊的表面使细菌无法附着(“荷叶效应”) 物理方法: 超声 高电压 磁场 化学方法: 抗生素 去污剂 过氧化氢 螯合剂(如EDTA) 生物调控方法: 加入群体感性中诱导物的相似物质从而抑制群体感应 |
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