Biofilme: Bakterielle Vorteile und Herausforderungen verstehen

Ein Biofilm ist ein Kollektiv von Bakterien, das auf einer Oberfläche wächst und von einem Film seiner eigenen Sekrete umgeben ist. Während eine Biofilm-Struktur Bakterien bestimmte Vorteile bietet, kann der Biofilm auch Probleme für Menschen verursachen und Krankheiten auslösen. Laut den National Institutes of Health sind diese Biofilme für mehr als 65 Prozent der mikrobiellen Infektionen verantwortlich.

Biofilm-Probleme

In industriellen Umgebungen wurde bekannt, dass Biofilme Rohre verstopfen und sie korrodieren. Es kann auch Lebensmittelprodukte kontaminieren. Biofilme wurden auch mit Zuständen wie Arteriosklerose, chronischer Sinusitis, Ohreninfektionen, Infektionen der Harnwege und Zahnfleischerkrankungen in Verbindung gebracht.

Erhöhte Resistenz

Durch die Bildung eines Biofilms erwerben Bakterien ein höheres Maß an Resistenz gegenüber den Antimykotika des menschlichen Körpers sowie gegenüber allen Antibiotika, die Sie erhalten könnten. Tatsächlich könnten Bakterien in einem Biofilm ein vielfaches der Resistenz eines einzelnen Bakteriums derselben Art entwickeln. Der Biofilm ermöglicht es Bakterien auch, anderen Arten von Stress wie Hitze und Kälte zu überleben.

Weniger günstige Umgebungen

Wenn die Umgebung für Bakterien weniger gastfreundlich wird, kann die Biofilm-Gemeinschaft in einen Ruhezustand eintreten. Wenn zum Beispiel Nahrung nicht leicht verfügbar ist, wurden Biofilm-Gemeinschaften dafür bekannt, dies zu tun. Von Zeit zu Zeit sendet der Biofilm Fühler aus, in Form einiger weniger wiederbelebter Zellen, um zu sehen, ob es eine Veränderung in der Umgebung gibt. Wenn die aktiven Zellen feststellen, dass Nahrung leichter verfügbar ist, kommunizieren sie dies, sodass der gesamte Biofilm wieder aktiv werden kann.

Ernährungsvorteile

Bakterien in einem Biofilm können aufgrund ihrer Nähe Nährstoffe austauschen. Ebenso ermöglicht die Struktur eines Biofilms eine bessere Wasserverfügbarkeit, was bedeutet, dass die Bakterien weniger Gefahr einer Austrocknung laufen. Da sich Zellen in einem reifen Biofilm in der Regel nicht teilen, hilft dies, Energie zu sparen. Die Bakterien nutzen diese zusätzliche Energie, um ihre Ernährungsbedürfnisse zu befriedigen, wie die Produktion von Exopolysacchariden, die als Nährstoff für die Biofilmzellen dienen.