biofilm je populace bakterií, řas, kvasinek nebo hub, které rostou připojené k povrchu. Povrch může být živý nebo neživý. Příklady živých povrchů, kde mohou růst biofilmy, zahrnují zuby, dásně a buňky, které lemují střevní a vaginální trakt. Příklady neživých povrchů zahrnují
horniny ve vodních tocích a implantované zdravotnické prostředky, jako jsou katétry.
základní znalost přítomnosti biofilmů je známa po staletí., Například, bakterie Acetobacter aceti připojené k dřevěné třísky se používá k výrobě octa od devatenáctého století. I přes tuto historii, biofilmy byly vnímány jako spíše ze zvědavosti až 1980. Opravdu, hodně z toho, co je známo o mikroorganismy, a o konkrétních oblastech, jako jsou bakteriální rezistence vůči antibiotikům je výsledkem použití bakterií roste jako plovoucí (planktonu) populace v tekuté růst zdrojů.,
Začátek v roce 1980, nahromaděné důkazy, které vedlo k uznání, že plovoucí formě bakteriální růst je umělý, a že biofilm forma růstu je přirozený a preferovaný způsob růstu mikrobů. Nyní se uznává, že prakticky každý povrch, který přichází do styku s mikroorganismy, je schopen udržet tvorbu biofilmu.
hodně z toho, co je známo o biofilmech, pochází ze studie bakterií. Biofilm studovaný v laboratoři se obvykle skládá z jednoho bakteriálního typu., Pozorování pouze jedné rostoucí bakterie usnadňuje studium tvorby a chování biofilmu. V přirozeném prostředí se však biofilm často skládá z různých bakterií. Zubní plak je dobrým příkladem. V biofilmu, který se tvoří na povrchu zubů a dásní, mohou být přítomny stovky druhů bakterií.
tvorba biofilmu začíná, když plovoucí bakterie narazí na povrch. Připojení může nastat nespecificky nebo konkrétně., Specifické připojení zahrnuje rozpoznání povrchové molekuly jinou molekulou na povrchu mikroorganismu. Bakteriální připojení může být podporováno přílohami, jako jsou bičíky, řasinky nebo holdfast Caulobacter crescentus.po připojení
následuje dlouhodobější spojení s povrchem. U bakterií tato asociace zahrnuje strukturální a genetické změny. Geny jsou vyjádřeny po připojení povrchu., Zvláště výrazným výsledkem této preferenční genetické aktivity je produkce velkého množství sladkého materiálu známého jako glykokalyx nebo exopolysacharid. Vrstva cukru pohřbívá bakteriální populaci a vytváří biofilm.
jak plyne čas, biofilm může zesílit. Starší, zralejší, biofilm se liší od mladšího biofilmu., Studie s použitím nástrojů, které může sonda do biofilmu, aniž by fyzicky narušení jeho struktury prokázaly, že bakterie hlouběji do biofilmu zastavit výrobu expopolysaccharide a zpomalit jejich tempo růstu, aby se stal téměř spící. Naproti tomu bakterie na okraji biofilmu rostou rychleji a produkují velké množství exopolysacharidu. Tyto činnosti se vyskytují současně a jsou skutečně koordinovány. Bakterie mohou chemicky komunikovat mezi sebou., Tento jev, který se nazývá kvorum sensing, umožňuje biofilmu růst a povzbuzuje bakterie, aby opustily biofilm a vytvořily nové biofilmy jinde.
Další rozdíl v biofilmech, které se vyvíjejí v průběhu času, se týká jejich trojrozměrné struktury. Mladý biofilm má poměrně jednotnou strukturu, přičemž bakterie jsou rovnoměrně uspořádány v celém biofilmu., V kontrastu, dobře zavedené biofilm se skládá z bakterií, seskupených dohromady v microcolonies, s okolními regiony exopolysaccharide a otevřené kanály vody, které umožňují potraviny, aby se snadno dostat bakterie a odpadní materiál, aby se snadno přenést z biofilmu.
bakteriální biofilmy jsou důležité při vytváření a léčbě infekcí. V rámci biofilmu jsou bakterie velmi odolné vůči chemikáliím, jako jsou antibiotika, která by jinak zabila bakterie., Biofilmy odolné vůči antibiotikům se vyskytují na inertních površích, jako jsou umělé srdeční chlopně a močové katétry, a na živých površích, jako jsou žlučové kameny a v plicích postižených cystickou fibrózou. Při cystické fibróze biofilm tvořený bakteriemi, hlavně Pseudomonas aeruginosa, chrání bakterie před imunitním systémem hostitele. Imunitní odpověď může přetrvávat po celá léta, což dráždí a poškozuje plicní tkáň.