2020-01-14
80
Формирование биопленочных сообществ оказалось одной из основных стратегий выживания бактерий в занимаемых ими экологических нишах. Находясь в прикрепленном состоянии, в составе биопленок, бактерии защищены от повреждающих факторов внешней среды и действия антибактериальных веществ в окружающей среде и организме хозяина при инфекции.
Биопленки имеют сложную архитектуру - они заключены в экзополимерный матрикс, содержат каналы, наполненные жидкостью, через которые происходит приток питательных веществ и кислорода и выведение продуктов метаболизма бактерий. Основным компонентом матрикса являются экзополисахариды (ЭПС); матрикс содержит также белки, нуклеиновые кислоты и другие вещества; состав матрикса различен у бактерий разных таксономических групп.Каналы в матриксе создают своеобразную проводящую систему, по которой перемещаются вещества по градиентам концентрации, по ним также могут мигрировать бактерии. Важнейшей функцией матрикса, помимо каркасной, обеспечивающей стабильность биопленки, является защитная. Показано, что матрикс защищает бактерии в биопленке от антибактериальных препаратов, а также от неблагоприятных воздействий внешней среды
Способность формировать биопленки является составной частью жизненного цикла большинства микроорганизмов и успешной стратегией защиты бактерий от неблагоприятных факторов среды.
Способность бактерий формировать биопленки рассматривается в настоящее время как фактор их патогенности. Установлено, что многие хронические инфекции, возникновение которых связано с использованием медицинского имплантированного оборудования (линз, катетеров, протезов, искусственных клапанов сердца), обусловлены способностью бактерий расти в виде биопленок на поверхностях этих устройств. Биопленки могут образовываться на различных органах и тканях в организме человека
Охарактеризуйте стадии развития биопленки. Приведите примеры формирования бактериальных биопленок в организме человека.
Способность формировать биопленки является составной частью жизненного цикла большинства микроорганизмов и успешной стратегией защиты бактерий от неблагоприятных факторов среды.
Способность бактерий формировать биопленки рассматривается в настоящее время как фактор их патогенности. Установлено, что многие хронические инфекции, возникновение которых связано с использованием медицинского имплантированного оборудования (линз, катетеров, протезов, искусственных клапанов сердца), обусловлены способностью бактерий расти в виде биопленок на поверхностях этих устройств. Биопленки могут образовываться на различных органах и тканях в организме человека
Выделяют несколько последовательных этапов образования биопленок.
Стадии развития биопленки
1. Сначала происходит первичная прикрепление микроорганизмов к поверхности (адгезия, сорбция) из окружающей среды (обычно жидкости). это стадия обратима.
2. Окончательное (необратимое) прикрепление, иначе называемое фиксацией. На этой стадии микробы выделяют внеклеточные полимеры, обеспечивающие прочную адгезию. Характеризуется необратимым связыванием бактериальных клеток с поверхностью при помощи специфических молекул – адгезинов. При достижении определенной толщины слоя клеток наступает следущая стадия – стадия созревания
3. Созревание. Клетки, прикрепившись к поверхности, облегчают прикрепление последующих клеток, внеклеточный матрикс удерживает вместе всю колонию. Накапливаются питательные вещества, клетки начинают делиться. На стадии созревания биопленок в результате деления клеток возникают компактные микроколонии, объединенные внеклеточным полимерным матриксом. Микроколонии постепенно увеличиваются в размерах и объединяются с образованием макроколоний. Одновременно с увеличением толщины биопленки формируются ее специфические структуры - полости, выросты, поры и каналы Возможность роста любой биопленки ограничена доступностью питательных веществ и кислорода, проникновением их в различные слои биопленки, эффективностью удаления метаболических отходов, рН среды, осмолярностью и т.д.
4. Рост. Образована зрелая биопленка, и теперь на изменяет свой размер и форму. Внеклеточный матрикс служит защитой клеток от внешних угроз.
5. Дисперсия (выброс бактерий): в результате деления периодически от биопленки отрываются отдельные клетки, способные через некоторое время прикрепиться к поверхности и образовать новую колонию.
Представленные заболевания в хронической форме могут ассоциироваться с организмами, образующими биопленки: муковисцидоз, эндокардит, простатит, средний отит, периодонтит, остеомиелит, трофичекие язвы, пролежни, язвы дисбиотических стоп.
Микроорганизмы, часто образующие биопленки в медицинской практике: Staphylococci Coagulase, St. аureus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus spp. (протезы и катетеры)
Расшифруйте механизмы устойчивости бактерий в биопленках и пути ее преодоления
Механизмы устойчивости
1. затруднённое и замедленное проникновение антимикробных агентов через полисахаридный матрикс биопленки
2. замедленная скорость роста бактерий биопленки и обусловленное этим физиологические изменения
