Biofilm màng sinh học

BIOFILM

GIỚI THIỆU
•
Biofilm (màng sinh học) là mô hình phát triển tự bảo vệ
của vi khuẩn.
•
Biofilm được quan tâm nhiều trong môi trường, công
nghiệp, y học và vệ sinh thực phẩm do các màng này
chứa các vi khuẩn gây hư hỏng và gây bệnh, làm tăng
nguy cơ cho sức khỏe cộng đồng.
•
Tế bào vi sinh trong biofilm đề kháng hơn với việc làm vệ
sinh và khử trùng.
•
Sự hình thành biofilm liên quan đến các cơ chế di truyền
và nhiều yếu tố như các đặc tính của các bề mặt bám và
bề mặt tế bào vi khuẩn.

1. Mối liên quan giữa bề mặt và biofilm
Bề mặt môi trường sống đối với vi sinh vật quan trọng vì:
•
Nhận được chất dinh dưỡng nhiều hơn.
•
Bảo vệ khỏi tấn công; sự thay đổi về hóa lý của môi trường.
•
Phương tiện để các tế bào duy trì sự sống trong môi trường
thuận lợi và không bị rửa trôi.
Hình ảnh vi sinh vật trên bề mặt (a: rễ cây; b: phiến kính)

2. Biofilm
•
Khi các tế bào vi khuẩn phát triển trên bề mặt chúng
thường tạo biofilm. Các tế bào vi khuẩn gắn vào bề mặt,
chèn trong các mạng lưới kết dính do tế bào tiết ra.
•
Các biofilm bẫy chất dinh dưỡng để phát triển vi sinh và
giúp ngăn các tế bào tách ra trên các bề mặt nước chảy.
•
Biofilm chứa vài lớp có lỗ, và các tế bào trong mỗi lớp có
thể kiểm tra bằng kính hiển vi quét laser đồng tiêu điểm.
a) Mặt cắt ngang của 1
biofilm thực nghiệm
tạo bởi P. aeruginosa.
b) Kính hiển vi quét
laser đồng tiêu điểm
của một biofilm tự
nhiên.

Biofilm của vi khuẩn oxi hóa sắt.
•
Biofilm là cộng đồng vi sinh vật phát triển.
•
Có sự khác biệt giữa sự phát triển vi sinh trong biofilm với
tế bào lơ lửng trong môi trường.

Sự gắn dính
(dính vài tế
bào vào bề
mặt rắn thích

hợp)
Tạo quần thể
(thông tin giữa các
tế bào, phát triển và
hình thành
polysaccharide)
Phát triển
(sự phát triển và
hình thành
polysaccharide
nhiều hơn)
3. Sự hình thành biofilm

Hình ảnh vi thể của biofilm nhuộm DAPI màng phát
triển trên ống thép không rỉ

Cơ chế việc chuyển từ tế bào phát triển tự do sang phát triển
biofilm là do sản xuất c-di-GMP tạo ra từ 2 phân tử GTP
Chất truyền thông tin thứ hai này là phân tử điều hòa nội bào
chuyển thông tin từ môi trường bên ngoài (thông tin thứ nhất)
đến các bộ máy tế bào tạo đáp ứng thích hợp, gồm di chuyển,
độc tính và hình thành biofilm.

4. Tại sao vi khuẩn tạo biofilm?
•
Đây là cách tự đề kháng để gia tăng khả năng
sống sót.
•
Biofilm cho phép tế bào duy trì ở 1 nơi thích
hợp.

•
Biofilm cho phép các tế bào vi khuẩn sống
gần nhau hơn,
•
Biofilm dường như là cách tế bào vi khuẩn
phát triển trong tự nhiên. (môi trường có nồng
độ chất dinh dưỡng cực thấp)

5. Kiểm soát biofilm
•
Trong cơ thể, các tế bào vi khuẩn trong biofilm được bảo
vệ khỏi sự tấn công của hệ thống miễn dịch, kháng sinh
và các tác nhân kháng khuẩn khác thường khó xâm nhập
vào biofilm.
•
Trong công nghiệp, biofilm khởi đầu việc phân hủy các
vật ngâm trong nước. Khi biofilm hình thành trong các
đường ống dẫn nước, sự an toàn nước uống có thể bị
ảnh hưởng.
•
Hiện nay người ta đang quan tâm đến các tác nhân kháng
khuẩn mới ngăn ngừa hình thành biofilm tác động đến
các thông tin giữa các tế bào. Furanones bền và một số
không độc, có thể sử dụng làm chất chống biofilm.
•
Việc hình thành màng sinh học trong thực phẩm có thể
được kiểm soát bằng cách thiết kế bề mặt thiết bị, giảm
các chất dinh dưỡng và hàm lượng nước; nỗ lực tập
trung vào làm sạch hiệu quả các vi khuẩn có tiềm năng
tăng trưởng.

6. Các vi khuẩn sản xuất màng sinh học thực phẩm phổ
biến:
Các vi khuẩn sản xuất màng sinh học thực phẩm phổ
biến nhất thuộc chi Pseudomonas, Listeria, Enterobacter,
Flavobacterium, Staphylococcus, Bacillus.
Sự hiện diện của màng sinh học trong ngành công
nghiệp thực phẩm là vấn đề lớn cần giải quyết về công
nghệ và y tế công cộng. Các đặc tính và hình thức phát
triển của vi khuẩn trong màng sinh học liên quan đến quá
trình khử trùng, làm sạch. Vì vậy, màng sinh học gây khó
khăn cho cơ sở chế biến thực phẩm khi chọn một chiến
lược cụ thể nhằm kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn.



Sự suy giảm chất lượng nước trong quá trình lưu trữ và trong hệ thống phân phối
là một trong các khó khăn chính của các nhà cung cấp nước uống. Màng sinh học
hình thành trên bề mặt kim loại gây ăn mòn bề mặt do acid sản xuất bởi các vi
khuẩn.

Các mảng bám hình thành trên răng của một người vệ sinh răng miệng kém là
một loại màng sinh học như là nhớt lớp đá gần suối hoặc ao

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN !