Біоплівка – місто бактерій

Биопленка

Земля – це планета бактерій. Вони знаходяться всюди: у воді, в ґрунті та в повітрі. Людина, тварини та рослини також є зоною їх проживання. Щоб вижити мікроорганізмам, як і всім іншим живим істотам, доводиться боротися та пристосовуватися. І вони з цим блискуче справляються.

Ми хочемо познайомити Вас з таким феноменом, як біоплівки (biofilm). Можливо, деякі з Вас подумають: «Це чиста наука, і навіщо мені це знати»? Не поспішайте перемикатися! Це надзвичайно цікаве явище, познайомившись з яким Ви зрозумієте сутність багатьох процесів, що відбуваються в навколишньому світі та в Вас самих.

Раніше вважали, що єдиною формою існування мікроорганізмів є поодинокі, вільно плаваючі клітини. В кінці ХХ століття завдяки застосуванню нових методів дослідження (електронна мікроскопія) визначили, що основна частина мікроорганізмів (більше 90%) існують не ізольовано, а в формі організованих спільнот, які отримали назву біоплівок. Формування біоплівок відзначено у більшості бактерій в природних, клінічних і промислових умовах. В даний час вчені вважають, що створення біоплівок – основний спосіб виживання мікроорганізмів в природі Ви неодноразово стикалися з біоплівками в повсякденному житті.

Як відбувається утворення біоплівки?

Потрапляючи на будь-яку поверхню, мікробні клітини оцінюють її на наявність або відсутність поживних речовин. Це явище назвали «клітинним розпізнаванням». І якщо ця поверхня їм підходить, вони закріплюються на ній і починають синтезувати спеціальну полімерну речовину, яку називають «позаклітинним матриксом». Іншими словами – «будують собі дім». Матрикс пронизаний системою пір і канальців, по яких надходять поживні речовини та виводяться продукти метаболізму. Тому біоплівку називають «містом бактерій».
Матрикс є основним фактором стійкості біоплівок. З його допомогою бактерії захищаються від негативного впливу навколишнього середовища та від впливу імунної системи організму-господаря. У матриксі міститься приблизно 5-35% бактерій.

Утворення біоплівок і їх функціонування – приклад складної соціальної поведінки бактерій. При досягненні певної «щільності населення», мікроорганізми в спільнотах здатні до спілкування за допомогою специфічних сигнальних молекул. Це унікальне явище отримало назву «почуття кворуму» – quorum sensing (QS). «Почуттям кворуму» називають здатність деяких мікроорганізмів до спілкування за допомогою специфічних сигнальних молекул, які використовуються для координації дій членів спільноти. Як це відбувається? Бактерії в популяції виділяють сигнальну речовину, і коли кількість цієї речовини досягає певної концентрації, всі клітини дружно міняють свою поведінку.

Періодично частина мікроорганізмів біоплівки залишають рідний дім і відправляються в подорож. Знайшовши відповідний притулок, вони створюють нові мікробні спільноти. При цьому вони зберігають придбані раніше властивості (наприклад, антибіотикорезистентність).

Мікроорганізми в біоплівках виявилися здатними витримувати концентрації антибіотиків в 100 і навіть в 1000 разів більше терапевтичних дозувань, що пригнічують поодинокі бактеріальні клітини. Матрикс біоплівки може пов’язувати, не пропускати або інактивувати антибіотики.

Тому однією з основних проблем практичної медицини стає лікування інфекційних хвороб, викликаних антибіотикорезистентними збудниками, асоційованими в біоплівки. А їх зараз 65-80%. Біоплівки формуються на катетерах (серцевих, внутрішньовенних, сечовивідних), штучних клапанах серця (будучи основною причиною інфекційних ендокардитів), штучних суглобах, контактних лінзах та ін. Вони перешкоджають нормальній імунній відповіді організму-господаря, призводять до затяжного перебігу хвороби та неефективності антибактеріальної терапії.

Що ж робити, якщо антибіотики вже не справляються? Учені пішли по шляху блокування бактеріальних комунікацій в біоплівках. Вже отримано багато сполук, здатних блокувати на різних стадіях бактеріальне спілкування. Їх назвали «антікворумними препаратами». Може бути, вони прийдуть на зміну антибіотикам. Але поки ефективність цих препаратів підтверджена тільки в лабораторних умовах. І за найоптимістичнішими прогнозами, їх масштабне застосування – питання двох найближчих десятиліть. Але мені чомусь здається, що і з цією проблемою мікроби в кінці кінців впораються. Недарма великий Пастер говорив, що останнє слово завжди буде за мікробами.

І тому ми радимо Вам зміцнювати свій імунітет і приймати живі пробіотики «Симбітер», які допоможуть Вам протистояти інфекціям.