细菌会“膜”法

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河边岩石上滑溜溜的一层东西就是生物膜
细菌会“膜”法1
牙菌斑

或许你不熟悉“细菌生物膜” 这个词,但它其实并不鲜见:河边石头上滑溜溜的一层东西、蓄水池底黏糊糊的胶状物质、牙齿表面的牙菌斑……任何有水分和可供附着表面的环境都可能存在细菌生物膜,甚至植入人体内的起搏器和导管上也不例外。

细菌的“巨宅”

滑腻腻的细菌生物膜究竟是什么?

当浮游细菌黏附到一个实体表面后,便会开始分裂繁殖,并合成、分泌黏胶状的胞外基质(主要为糖、蛋白质、脂质等),形成菌落。如果环境适宜,一个地方就会有很多细菌放弃四海为家的生活而尝试定居,随后多个菌落融合生长,形成细菌生物膜。也就是说,细菌生物膜是由多个细菌菌落聚集而成的,好比一所容纳无数细菌生活的“巨宅”。

不过,等到细菌生物膜内的细菌数量多到一定程度时,膜内的酶或外部环境就会导致这个“巨宅”被破坏,其内部大量的细菌被释放出来,扩散到其他地方,为下一个细菌生物膜“巨宅”添砖加瓦。

细菌会“膜”法2

“巨宅”有什么好?

事实上,大多数细菌的生存方式都是以细菌生物膜为主,以浮游状态为辅。这是因为生物膜“巨宅”能为细菌带来许多生存优势,就如同房子能为人类提供保护一样。为什么这样说呢?

第一,生物膜就像一处避难所,其中的水分和营养物质能为细菌提供稳定的生活环境,而且厚厚的黏性胞外基质将细菌包裹起来,牢牢地黏附在各种物体表面,很难被擦除干净。

第二,生物膜中的细菌组成了团结友爱的大家庭,它们可以感应其他同胞分泌的化合物,然后靠着这些化学信号通信“交流”、互补配合,调控基因表达。

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当细菌在生物膜中使用“水解大法”时,抗菌药可能还没穿透生物膜就因水解而失活了

正所谓团结就是力量,细菌生物膜中细菌的整体耐药性要比浮游细菌强100~1000倍。此外,某些细菌还会制造“生化武器”——水解酶,当这些细菌在生物膜中使用“水解大法”时,抗菌药可能还没穿透生物膜就因水解而失活了。

第三,在生物膜内的不同位置,细菌的营养状态、生长速度和机能状态都不尽相同。由于营养供给不够,部分细菌长期处于饥饿状态,几乎停止生长繁殖。不过塞翁失马焉知非福,这些处于饥饿状态的细菌对抗菌药物并不敏感,因此其生存概率比活跃的细菌要大得多,等到抗菌药停止进攻,存活下来的这一点兵力就会利用同类遗留下的营养物质生长繁殖,只需要数小时即可“卷土重来”。

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要想防治细菌生物膜类感染,最根本的措施就是不接触细菌,可惜这根本无法实现

据估计,60%~80%导致人类患病的细菌都是在细菌生物膜的保护下生存的。细菌生物膜类感染是慢性顽固性细菌感染的常见原因,而细菌生物膜内释放出来的浮游细菌往往会造成慢性感染急性发作。要想防治细菌生物膜类感染,最根本的措施就是不接触细菌,可惜这根本无法实现。在科学家彻底攻克细菌生物膜类感染之前,保持健康的生活习惯才是行之有效的方法,因为大自然馈赠给我们的免疫系统才是真正的“魔法”,只有这个“魔法”才能打败细菌“膜”法。

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