Факторы, влияющие на образование и стадии формирования микробной биоплёнки

Актуальность. Известно, что микробные популяции в биопленках существенно отличаются по физиологическим и биохимическим свойствам от суспензионных культур. Реализация определенного фенотипа биопленок определяет повышенную устойчивость биопленок к стрессовым факторам, антибиотикам и другим биоцидам. Большое количество работ посвящено изучению механизмов устойчивости биопленок. Среди возможных причин повышенной устойчивости к противомикробным препаратам исследователи называют индукцию систем, которые вызывают выведение антибиотиков из клеток, низкую скорость диффузии антибиотиков через внеклеточный полимерный матрикс, появление устойчивых клеток и снижение скорости метаболизма бактерий. в биопленках. Описан интересный механизм прото-кооперативных отношений в условиях бинарной биопленки: галотолерантный масляный оксидант не только выживает, но и размножается при концентрации NaCl, которая является летальной для чистой планктонной культуры этого галотолеранта из-за накопления осмозащитных веществ. вещество (эктоин) в биопленке галофильным спутником. В случае устойчивости биопленки к неблагоприятным физическим и химическим факторам окружающей среды (таким как pH и температура) некоторые авторы предполагают важную роль матрицы биопленки.

---

Если вам необходимо выполнить чертежные работы на заказ , закажите их выполнение на сайте Work5.

---

. Однако экспериментальных доказательств механизма этого явления нет. Поэтому механизмы устойчивости биопленок к антимикробным веществам и стрессовым факторам окружающей среды, а также роль внеклеточного полимерного матрикса в этих процессах заслуживают более детального изучения. Следует отметить, что из-за различий в используемых методах и экспериментальных подходах в процессе получения биопленок появилось много разных, а иногда и альтернативных взглядов на механизмы этой стабильности. Кроме того, большинство этих исследований ограничено клиническими штаммами микроорганизмов. Это связано с тем, что многие патогенные микроорганизмы образуют биопленки в инфицированном макроорганизме или на поверхности медицинского оборудования (катетеры, линзы и т. д.), что приводит к трудноизлечимым рецидивам заболеваний. Между тем изучение механизмов устойчивости биопленок сапротрофных микроорганизмов является не менее важной задачей. В частности, необходимо знать, существует ли прямая связь между повышенной резистентностью биопленок и патогенностью входящих в них микроорганизмов (например, с образованием факторов патогенности). Понимание механизмов устойчивости сапротрофных микроорганизмов - важный шаг на пути к разработке методов борьбы с нежелательным образованием биопленок (в процессах биокоррозии и биообрастания технологического оборудования). С другой стороны, знание механизмов устойчивости может быть ценным инструментом для стимулирования образования биопленок, если активность биопленок используется в процессах очистки природной среды от загрязнения (например, в системах очистки воды). Эти знания также могут быть полезны для понимания процессов формирования и функционирования микробных сообществ в естественных экотопах. Цель – изучить факторы, влияющие на образование и стадии формирования микробной биоплёнки. Задачи: – рассмотреть образование биопленок; – рассмотреть историю изучения биопленок; – проанализировать биопленку: новый взгляд на бляшку; – проанализировать биопленку как эндодонтическая инфекция. Объект – биопленка. Предмет – микробная биопленка. Методы исследования в работе – сравнительно-аналитические. Структурно работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.

Сегодня под термином биоплёнка понимают особую форму существования микроорганизмов и их сообществ, образующуюся на границе раздела фаз (обычно твёрдой и жидкой) и характеризующуюся набором свойств, отличных от совокупности автономных клеток микроорганизмов в чистой культуре. К образованию биоплёнок способно подавляющее большинство микроорганизмов. Биоплёнка - множество (конгломерат) микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу. Обычно клетки погружены в выделяемое ими внеклеточное полимерное вещество - слизь. Биоплёнка - обладающее пространственной и метаболической структурой сообщество (колония) микроорганизмов, расположенных на поверхности раздела сред и погружённых во внеклеточный полимерный матрикс (слизь). Обычно биоплёнки образуются в контакте с жидкостями при наличии необходимых для роста веществ. Поверхность, к которой прикреплена биоплёнка, может быть как неживой (камни), так и поверхностью живого организма (стенки кишечника). Считается, что 95-99% всех микроорганизмов в естественной среде существует в виде биоплёнки. 95-99% всех микроорганизмов в естественной среде существует в виде биоплёнки. Это касается и нашего кишечника, в котором, в свою очередь, сосредоточено около 70% всех иммунных клеток организма человека. Так как основной функцией иммунной системы кишечника является защита от проникновения бактерий в кровь, а также устранение патогенов, то состояния биопленки, которая является микробиологической составляющая эпителиального барьера кишечника, во многом зависит эффективность иммунитета. Эпителиальный барьер в целом - это микроколонии бактерий и их метаболиты, пищевые волокна, слизь, гликокаликс, эпителиоциты, клетки стромы слизистой оболочки (фибробласты, лейкоциты, лимфоциты и др.). Именно правильный состав и метаболическая активность собственной микрофлоры, активные эпителиальные клетки слизистой с рабочими сайтами адгезии, качественное питание (содержащее пищевые волокна, витамины и минералы), а также моторно-эвакуаторное функционирование ЖКТ – все это является основой защиты кишечника от его заселения патогенными и условно-патогенными микроорганизмами. Микробная биопленка – это сложный комплекс, образованный многовидовыми микробными ассоциациями и поверхностными структурами организма, к которым они адгезировались. Биопленка может быть «плохой» (патогенной) и «хорошей» (из защитной микрофлоры). От состава и активности микрофлоры биопленок зависят гомеостаз и гемостаз любого живого организма. Симбиотические ассоциации, составляющие нормальную микрофлору человека и животных, сформировались в результате взаимодействия макро- и микроорганизмов, эволюционирующих параллельно и взаимосвязано. При этом произошел отбор видов микробов, способных к прикреплению (адгезии) и колонизации слизистых и кожных покровов и использующих организм хозяина в качестве среды обитания. Без прямого или косвенного участия микрофлоры не обходится ни один процесс, ни одна функция в организме. Без микрофлоры нет иммунитета (а без дисбиоза нет инфекционного процесса). Микробиом контролирует не только иммунитет и пищеварение, но и гормональную систему, и условно-рефлекторную деятельность.

1. Афиногенова А. Г. Микробные биопленки ран: состояние вопроса / А. Г. Афиногенова, Е. Н. Даровская // Травматология и ортопедия России. - 2011. - № 3(61). - С. 119-125. 2. Влияние бигуанидов на формирование стрептококковой биопленки на модели культуры клеток фибробластов кожи эмбриона человека / А. Г. Афиногенова, К. Б. Грабовская, Е. В. Кулешевич и др. // Инфекции в хирургии. - 2011. - № 1. - С. 3-11. 3. Гостев В. В. Бактериальные биопленки и инфекции / В. В. Гостев, С. В. Сидоренко // Журнал инфектологии. - 2010. - Т. 2. - № 3. - С. 4-15. 4. Ермолов А. С. Хирургия желчнокаменной болезни / А. С. Ермолов // Анналы хирургии. - 1998. - № 3. - С. 13-24. 5. Зубарева Н. А. О возможном механизме инфицирования желчных путей при холелитиазе / Н. А. Зубарева, П. Я. Сандаков, Т. И. Карпунина // Анналы хирургии. - 1998. - № 1. - С. 55-57. 6. Изучение процесса образования биопленки патогенными микроорганизмами на поверхности почечных камней / Э. Р. Толордава, Т. С. Перепанова, Д. К. Егамбердиев, Ю. М. Романова // Клиническая лабораторная диагностика. - 2010. - № 9. - С. 31-32. 7. Ильина Т. С. Биопленки как способ существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина: феномен, генетический контроль и системы регуляции их развития / Т. С. Ильина, Ю. М. Романова, А. Л. Гинцбург // Генетика. - 2004. - № 40. - С. 1-12. 8. Микробиологические аспекты хирургической патологии билиарной системы / В. А. Черкасов, Н. А. Зубарева, П. Я. Сандаков, Э. С. Горовиц // Вестник хирургии. - 2003. - Т. 162, № 2. - С. 109-113. 9. Михайлова Е. С. Микробиоценозы эзофагогастродуоденальной зоны у больных с патологией желчевыводящих путей: автореф. дис. ... канд. мед. наук / Е. С. Михайлова. - М., 2009. - 24 с. 10. Серова Е. В. Профилактика постхолецистэктомического синдрома у больных острым калькулезным холециститом: автореф. дис. ... канд. мед. наук / Е. В. Серова. - Красноярск, 2010. - 25 с. 11. Товмасян А. С. Значение симбиотических взаимодействий пиогенного стрептококка при хроническом тонзиллите: Автореферат дисс. ... канд. мед. наук. - М., 2009. - 24 с. 12. Черкасов В. А. Антибиотики в хирургии желчных путей / В. А. Черкасов, Н. А. Зубарева, Э. С. Горовиц // Вестник хирургии. - 2002. - Т. 161, № 2. - С. 111-114. 13. Biofilms, Infection, and Antimicrobial Therapy / ed. J. L. Pace, [et. al.]. - Boca Raton: Taylor & Francis Group, 2006. - 495 p. 14. Donlan R. M. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms / R. M. Donlan, J. W. Costerton // Clin. Microbiol. Rev. - 2002. - Vol. 15, № 2. - P. 167-193. 15. Flemming H. C. The EPS matrix: the "house of biofilm cells" / H. C. Flemming, T. R. Neu, D. J. Wozniak // J. Bacteriol. - 2007. - Vol. 189, N 22. - P. 7945-7947. 16. Hall-Stoodley L. Evolving concepts in biofilm infections / L. Hall-Stoodley, P. Stoodley // Cell Microbiol. - 2009. - Vol. 11, №7. - P. 1034-1043. 17. Manos J. Transcriptome analyses and biofilm-forming characteristics of a clonal Pseudomonas aeruginosa frоm the cystic fibrosis lung / J. Manos, [et. al.] // J. of Med. Microb. - 2008. - № 57. - P.1454-1465. 18. Pascual A. Pathogenesis of catheter-related infections: lessons for new designs / A. Pascual // Clin. Microbiol.Infect. - 2002. - Vol. 8, № 5. - P. 256-264. 19. Qiu D. ClpXP proteases positively regulate alginate overexpression and mucoid conversion in Pseudomonas aeruginosa / D. Qiu, [et. al.] // Microbiology. - 2008. - № 154. - P. 2119 -2130. 20. Roberts M. E. Modelling protection frоm antimicrobial agents in biofilms through the formation of persister cells / M.E. Roberts, P.S. Stewart // Microbiology. - 2005. - № 151. - P. 75-80. 21. Tomaras A. P. Characterization of a two-component regulatory system frоm Acinetobacter baumannii that controls biofilm formation and cellular morphology / A. P. Tomaras, [et. al.] // Microbiology. - 2008. - № 154. - P. 3398-3409. 22. Williams P. Quorum sensing, communication and crosskingdom signalling in the bacterial world / P. Williams // Microbiology. - 2007. - № 153. - P. 3923-3938. 23. Xiong Y. Q. Phenotypic and Genotypic Characteristics of Persistent Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Bacteremia In Vitro and in an Experimental Endocarditis Model / Yan Q. Xiong, [et. al.] // J. of Inf. Dis. - 2009. - № 199. - P. 201-209.