18新利最新登入生物膜是如何工作的

在我们深入研究生物膜的生命周期,重要的是要了解什么是通常在这些发现细胞集群。微生物,或者生物太小看到裸体眼睛,是生物膜的构建块。不同种类的细菌、原生动物、藻类、酵母和真菌能形成生物膜。与大多数生物膜从几微米到数百微米(一微米是1000000米)厚,难怪科学家更喜欢使用显微镜。

需要开始一个生物膜是什么?

一般来说,你所需要的是一个富含水分的表面浸在水或其他水解决方案、微生物和有利条件。不过,它不是那么简单。并非所有的生物膜增长以同样的速度,甚至要求类似的条件下生存,每种类型的微生物都有自己的需求。仍然有一些因素会影响生物膜的依恋和增长无论物种:

最终,要明白微生物不一定“思考”,而形成生物膜;如果条件有利。如果微生物被水推流或不小心撞到一个表面上,它可能会或可能不会把第一次,甚至在所有。目前尚不清楚是什么原因导致细胞附着表面,和一些研究人员说,多种因素,包括剪切率、静电力、调节层(表面碎片已经)和微生物营养充足,比单因素[来源:更有影响力Sturman]。

经常与微生物环境的摆布,令人惊讶的是一些小东西,比如一个细菌能在一个表面上解决的新家。18新利最新登入

继续读下去,开始理解为什么生物膜是一种虚伪的事情。

从自由微生物过渡到一个固定使生物膜独特的相比细胞在试管中成长。但是微生18新利最新登入物如何坚持长期表面?

首先,你需要知道,一旦开始自由浮动的细胞生物膜或成为一个现有的一部分,它使用不同的基因创造出蛋白质和其他物质,这将有助于它适应新的生活方式。开关基因“关闭”和“在”会导致细胞改变其行为。例如,一些基因控制微生物如细菌是否可以自行移动,而其他人可以命令细胞进入休眠状态如果条件苛刻。相似的基因,使我们能够消化牛奶中的酶如婴儿,但可以切换“关”在断奶期后,如个人与乳糖不耐受度[来源:博文]。

不管物种,所有生物膜包含胞外多糖物质,也叫支付系统【来源:柠檬等。]。这个词听起来复杂,但想想EPS的粘性矩阵的糖,蛋白质和其它遗传物质释放细胞生物膜。系统不仅有助于细胞生物膜的在一起,他们扮演了一个重要的角色在保护殖民地。在大多数情况下,系统占据了绝大多数的生物膜的质量[来源:克里斯坦和Characklis]。

自锁在一个表面上后,细胞会产生粘性的矩阵系统根自己更好,方便其他细胞加入殖民地。一旦其他细胞坚持矩阵和决定留下来,他们生产一种矩阵的粘合剂。

在你知道它之前,微生物在生物膜创造了复杂的三维结构类似胶质的塔在显微镜下。虽然有些生物膜只有几个细胞,别人可以有数百万甚至数十亿——交织在一个生物膜的细胞黏液。但是我们会注意后,生物膜增长放缓或停止有时,主要由细胞之间的竞争和环境因素[来源:Sturman]。

有趣的是,公共生活也让细胞更容易发送信号通过一个方法调用群体感应。这个活动帮助细胞传递信息对他们的邻居和周围环境。18luck手机登录群体感应是导致行为的变化在细胞和可以提供深入了解为什么细胞决定从生物膜分离;18新利最新登入然而,这些信号的含义还没有完全理解科学家[来源:唐兰]。

人多力量大的概念可以应用到生物膜?读到自己的生物膜是如何18新利最新登入micro-cities在下一个页面上。

生物膜在某种意义上,就像城市。类似于城市居民,微生物通过单独生活集体生活[来源:Watnick和科特勒]。我们将使用Watnick和科特勒的比喻描述生物膜微生物“城市”了解细胞生物膜的相互作用。18新利最新登入

正如我们前面所讨论的,微生物在表面构建生物膜的基础。在定居之前,一些细胞移动使用鞭毛或其他移动结构,直到他们找到一个合适的地方呆,就像城市的新居民访问不同的社区在选择一个家。18新利最新登入

移动后,新居民可能会添加一个新家园的空间为人们创造更多的空间在拥挤的房子里。相比之下,细胞生物膜会产生胞外多糖物质(系统)包括从外部新细胞和其他细胞中创建社区。在基本层面上,城市和生物膜提供居民免受外部力量。抗生素对于细菌,这些部队可以甚至人类的免疫系统[来源:柠檬等。]。科学家认为生物膜的整体厚度和密度提供了一些保护[来源:蒙大拿州立大学CBE]。

同样,与邻居交流可以更容易如果你住接近他们。同样的原则也适用于细胞生物膜在群体感应,当细胞不足以有效信号。研究人员假设,这种方法可用于不同生物膜殖民地之间建立边界[来源:Watnick和科特勒]。生活在生物膜使细胞更容易共轭,或转移遗传物质。

另一个重要概念,生物膜结构灵活。这就是为什么他们可以是有问题的。大多数科学家使用术语粘弹性来描述生物膜,这意味着它们可以被拉伸像油灰的流动液体拉或推殖民地[来源:蒙大拿州立大学CBE]。这些剪切力,或液体流率,可以塑造一个生物膜殖民地和导致团断开或下跌。

如果我们的新城市厌倦了生活在一个拥挤的地区?他们可能移动到其他地方。细胞生物膜的分离可以做同样的殖民地,恢复他们的机动性和继续生活漂浮的微生物。分离可能是一个更艰巨的任务对于细胞嵌入在其他层的细胞和支付系统。分离后,微生物甚至可能开始自己的生物膜或住在另一个社区建立了细胞。我们不知道是什么原因导致超然,但科学家们说,物种类型,生物膜内的环境压力和竞争发挥强有力的作用。人类和其他动物、微生物经常迁移到别处,当事情变得棘手的生存。

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你有没有想过为什么你的牙齿牙医清洗是必要的吗?你已经自己刷牙,对吧?

有超过500个别物种的细菌在我们的嘴巴,可以肯定的说,生物膜会带来一个问题,如果我们让他们[来源:Cromie;蒙大拿州立大学CBE]。刷牙了牙菌斑,生物膜上的一种牙齿,还把它从偏远地区我们牙龈线附近往往是留给专业的牙科保健员。如果留在我们的牙齿,牙菌斑可以导致龋齿和牙周炎牙龈感染的医学术语。

外你的嘴,biofilm-related健康问题比你想象的更常见。新利国际网站品牌官网有什么惊人的生物膜感染是一些不容易摆脱,可以容忍抗菌抗生素等治疗。这意味着一些药物不会工作的人从生物膜感染病。生物膜会导致各种各样的健康问题,从一个共同的耳痛到一个特定的细菌新利国际网站品牌官网感染患者中发现称为囊性纤维化的基因疾病。

但生物膜尤其关心患者的一个领域植入医疗器械。他们发现了一些设备超过其他人,包括:

在医院,微生物形成的生物膜通常输入患者体内被植入或内部转移病人从病人自己,事先访客或医院工作人员。某些类型的生物膜,如属葡萄球菌,更有害,因为它们释放毒素,可以高度耐抗生素,特别是如果他们在病人的身体形成生物膜18新利最新登入金黄色葡萄球菌感染是如何工作的阅读更多)。

去除生物膜,特别是葡萄球菌,可以为患者植入是一个挑战,但有一些选项。有时移除植入物会奏效,除非生物膜形成了现场组织[来源:唐兰]。其他技术包括应用更大剂量的抗菌药物的表面植入前放置在病人或尝试植入内衬银抗菌性。

不幸的是,没有普遍的长期治疗医学生物膜。在第一时间阻止生物膜形成是最有前途的策略。患者应该经常咨询他们的医生可能对生物膜感染治疗。

人体并不是唯一的舞台在我们对抗有害的生物膜。阅读在学习这些持续的负面影响产业集18新利最新登入群如何设置和环境。

我们得知,这些公共微生物可以适应生活在许多表面,包括我们的牙齿和身体,但是绝大多数的生物膜是在自然界中发现。例如,您可能会觉得生物膜的存在在浅的岩石水遍历,创建一个光滑的表面。与生物膜研究在实验室里,这些聚合是自然发生的是一个更大的一部分生态系统。

今天,我们对环境的影响往往导致生态系统的失衡。例如,浪费径流可以导致一个地区比平时更高水平的某些营养素。一些微生物,这意味着更多食物吃,他们的人口可能会失控。但是为了分解营养物质,一些微生物需要氧气,他们将使用比平时更多的分解营养过剩。这种除氧从一个生态系统可以给其他生物造成麻烦,共享相同的栖息地,有时导致死区。如果考虑到营养生长失控,自由浮动的微生物和久坐不动的生物膜都可以蓬勃发展,在一个区域中使用所有的氧气,使环境很难或不可能住在其他微生物和动物。

在工业环境中,生物膜是一个不容小觑的力量。因为大多数生产设施利用水来冷却设备或依靠管道运输资源,有巨大风险的发展中生物膜对这些设备和管道系统。据估计,生物膜造成超过十亿美元的每年造成的损失在工业生产中,影响人类健康和公司的能力有效地制造他们的产品[来源:新利国际网站品牌官网蒙大拿州立大学CBE;Sturman]。造纸设备对生物膜的问题,尤其面临风险,因为制造纸需要大量的水,为微生物的生长提供了一个温暖和营养环境[来源:Sturman]。

生物膜也可以影响饮用水的质量。废水处理后,它流经清洁管道运输我们的水龙头。但是在某些情况下,在这个过程中生物膜可以是一个麻烦。生物膜水处理设施的科学家们发现,管道仍然形式干净的水,这re-contaminates水。在研究这个问题,他们发现干净的饮用水,治疗包含细菌的有机碳,出去好好吃一顿。幸运的是,除去有机碳处理水限制这些细菌生物膜的形成在清洁水管,给予你的水龙头水安全的旅行[来源:Sturman]。

生物膜会造成问题,但它们也可以是有益的。继续下一个页面阅读关于生物膜技术可以清理环境混乱。18新利最新登入

当我们刚学,微生物会导致不平衡的环境如果条件是正确的。具有讽刺意味的是,这就是为什么微生物也可以是有益的。例如,事实证明,同样的nutrient-hungry细菌分解碳治疗水还可以恢复平衡面积情况出现时吃过量的碳。

当油不小心风在本质上(见石油泄漏),微生物缓慢分解油粒子。自石油主要是由碳,有各种各样的细菌分解小油分子食物。这种思路,认为这是可行的生物膜可以潜在的工具清理环境混乱。以这种方式使用生物膜的一个例子生物修复,或者返回一个环境改变的状态回到其自然微生物的帮助。尽管石油和运行它通过收集生物膜过滤一些不是一个常见的方法清理石油泄漏今天,它可能是一个有趣的选项来探索未来。

生物膜甚至在采矿业。通常,有价值的矿石分开正常岩石开采设置。但在水和氧气的存在,某些类型的剩余压碎岩可以创建一个硫酸溶液如果独处。一旦发生反应,这种酸和其他径流很难清理,可以污染附近的水源。但是如果你拿出一个等式的一部分,岩石材料不会变成酸性,可以处理不同。原来放置biofilm-forming需要氧气的细菌在这些岩石地带从其表面元素和禁用这种酸径流的形成[来源:Sturman]。

除了生物修复,可以用于生物膜生物膜滴滤将废水[来源:Sturman]。在这个过程中,生物膜生长在岩石上或塑料碎片清理废物的水慢慢地流淌着。在小范围内,这个过程足够有效,但大多数市政水处理中心仍然依赖于大量的细菌对废水。

生物膜也其他生物体在自然界中获益。地下,在根际微生物会形成一层生物膜,或根和土壤之间的区域,植物。化学相互作用在这种共生关系给予双方获得营养,否则不可用。生物膜的形成对植物根系生物膜为什么生态重要的其中一个例子。

认为你知道生物膜吗?找出方法来战斗的殖民地。

生物膜的最大问题是,他们似乎形成领域,也难以获得或微妙的治疗。移除一个导管生物膜细菌侵染,代之以一个新的会奏效;但是那些依靠人工心脏瓣膜生存?

找到答案并不容易。根据生物膜,有些可以轻轻刮掉,而其他人可能有足够强大的附件腐蚀表面他们称之为家。尽管你以前的成功压力清洗你的家或使用水流掉自己的污垢,增加水龙头的水流不会脱落的生物膜。当然,你会删除一些细胞在短期内,但生物膜将习惯于流体剪切力越高,会变得更薄,更顽强地附着生物膜从长远来看[来源:Sturman]。即使你成功地去除生物膜,你怎么能保证你驱逐每一个细胞?18新利最新登入

这就是为什么科学家在分子水平上研究生物膜。他们想知道哪些条件会使不同种类的微生物分离从生物膜的殖民地和表面。科学家们正在接近理解这种关系在一些物种了。在一项研究中,研究人员发现一个特定的蛋白质似乎控制分离几个类型的细菌(来源:戴维斯等。]。同样,其他研究人员专注于发现的基因,让细胞附着在表面或生物膜,希望他们可能揭示如何分离微生物甚至削弱他们的细胞矩阵增加抗菌素的有效性。18新利最新登入

研究成果还专注于如何植入医疗设备,同时减少生物膜感染。普遍的想法是,使用的技术可以根据物种在生物膜和病人的状况。如果你想做自己的一部分在防止微生物的蔓延在医疗环境中,一定要洗手,避免接触病人不必要的,听医务人员你可以做什么来帮助降低微生物的传播。

也许最大的武器对有害生物膜在第一时间阻止他们殖民。保持表面清洁总是在正确的方向上迈出的一步。

最终,重要的是要意识到,直到先进的显微镜的出现,对生物膜所知甚少。现在,这些殖民地被成千上万的科学家在研究深度在世界各地不同的学科。我们仍然有很长的路要走,但研究人员正在努力回答生物膜的棘手的问题。这些迷人的殖民地发现提高我们的知识,让我们更接近控制生物膜和使用它们更好。

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