Bifipro
Kontakt
198 West 21th Street, Suite 721
New York, NY 10010
youremail@yourdomain.com
+48 794 319 678
Biofilm - bakterie Legionella

Biofilm bakteryjny miejscem rozwijania się bakterii

Możemy spotkać go w instalacji ciepłej wody użytkowej, instalacjach wody zimnej i przeciwpożarowej, w naturalnych i sztucznych zbiornikach wodnych ale również w jamie ustnej, płucach i ranach. Czym jest więc biofilm? Dlaczego warto przyjrzeć mu się bliżej, szczególnie w przypadku zwalczania bakterii Legionella? Jakie są przyczyny jego powstawania oraz w jaki sposób można go usunąć? W poniższym artykule postaramy się odpowiedzieć na te pytania.

biofilm - bakterie Legionella

Co to jest biofilm?

Biofilm (biological membrane – ang. biologiczna membrana) to wielokomórkowy twór złożony z drobnoustrojów przytwierdzony do ciała stałego lub komórek innego organizmu. Biofilm powstaje najczęściej na granicy dwóch różnych faz: w miejscu styku ciała stałego z powietrzem, cieczy z powietrzem bądź dwóch cieczy o różnych gęstościach. Tworzą go głównie bakterie, ale również pierwotniaki, grzyby oraz glony. Otoczony jest glikokaliksem, który umożliwia przytwierdzenie do podłoża, a także zapewnia wysoką odporność na działanie czynników zewnętrznych, na przykład substancji dezynfekujących. We wnętrzu biofilmu nigdy nie znajduje się jeden gatunek bakterii. Z reguły jest on mieszkaniem dla kilku ich rodzajów, dlatego jego obecność w instalacjach wodnych może być szczególnie niebezpieczna dla człowieka. Przyjmuje się, że 95% drobnoustrojów w środowisku za podstawową formę bytowania przyjmuje formę błony biologicznej.

 

Czym charakteryzuje się biofilm bakteryjny?

Komórki mikroorganizmów wchodzące w skład biofilmu bakteryjnego różnią się od tych, które występują w postaci planktonu, to jest pojedynczych, rozproszonych komórek. Komórki tworzące biofilm charakteryzują się specjalizacją komórek do pełnienia konkretnych funkcji- komórki biofilmu komunikują się ze sobą za pomocą substancji sygnałowych, a następnie różnicują pod względem pełnionych funkcji.

Taki sposób organizacji komórek chroni je przed niekorzystnym wpływem czynników zewnętrznych oraz stwarza możliwość łatwiejszego dostępu do substancji odżywczych. Z tych względów biofilm może występować w warunkach, w których trudne, a nawet niemożliwe byłoby przetrwanie pojedynczych komórek. Dlatego komórki bakteryjne występujące w biofilmie dużo trudniej usunąć, niż komórki występujące w formie planktonu. Dla przykładu, oporność wobec antybiotyków komórek występujących w biofilmie w porównaniu z formami planktonowymi może być nawet 1000-krotnie większa.

 

Gdzie występuje biofilm?

Biofilm znajdziemy praktycznie w każdym zbiorniku wodnym (naturalnym i sztucznym). Co ciekawe, jego obecność można zaobserwować również w ludzkim organizmie: w jamie ustnej, płucach czy ranach. Biofilm jest idealnym miejscem bytowania groźnej dla człowieka bakterii z rodziny Legionellaceae. Legionella jest bakterią, która może powodować ciężkie choroby płuc, a niewłaściwie leczona może prowadzić nawet do śmierci. Legionella, która znajduje się w biofilmie jest trudna do usunięcia z instalacji wodnych w budynkach użyteczności publicznej. Bakterie Legionella występują w wodzie głównie w postaci biofilmu- jedynie około 2% tych bakterii występuje w formie rozproszonej. Często konwencjonalne metody dezynfekcji dają jedynie chwilowe efekty i usuwają bakterie występujące w formie planktonu. Pozostałe, które wchodzą w skład biofilmu, przeżywają i bardzo szybko odnawiają swoją populacje. Źródłami zakażenia bakterią Legionella mogą być prysznice, wieże chłodnicze, nawilżacze do powietrza, fontanny miejskie, a także klimatyzacja.

Drobnoustrojami, które równie chętnie tworzą biolofm, są najczęściej najstarsze genetycznie bakterie, takie jak: Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanniii oraz inne Acinetobacter oraz Listeria monocytogenes.

 

Jak powstaje biofilm?

Tworzenie się biofilmu jest ściśle związane ze zjawiskiem adhezji, która pozwala bakteriom na przytwierdzenie do podłoża. Sam proces jest skomplikowany i należy wyróżnić 5 etapów:

  1. Adhezja odwracalna – trwa od kilku sekund do kilku minut. Początkowy etap, w którym pojedyncze bakterie zaczynają przylegać do powierzchni. W tej fazie bardzo łatwo usunąć niebezpieczne mikroorganizmy.
  2. Adhezja nieodwracalna – trwa od kilku godzin do kilku dni. Bakterie zaczynają tworzyć powłokę wokół skupisk i środowisko życia w biofilmie – matrix (macierz) w której skład wchodzą biopolimery.
  3. Tworzenie mikrokolonii – na tym etapie komórki mikroorganizmów zaczynają się namnażać. Nad pierwotną warstwą bakterii powstają kolejne, aż do osiągnięcia dojrzałości biofilmu. Co ciekawe, w biofilmie dochodzi do hamowania ekspresji niektórych genów drobnoustrojów, dzięki czemu wytwarza się pewnego rodzaju podział obowiązków pomiędzy poszczególnymi warstwami (np. warstwa odpowiedzialna za przytwierdzenie do podłoża). Bakterie w biofilmie często zachowują się całkiem inaczej niż w postaci planktonu.
  4. Dojrzewanie biofilmu – na tym etapie regulują się procesy metaboliczne. Związane jest to z ograniczoną ilością tlenu w głębszych warstwach biofilmu; rozwijają się alternatywne szlaki oddychania. Mikroorganizmy w wewnętrznych warstwach są mniej aktywne od tych znajdujących się w strukturach zewnętrznych.
  5. Uwalnianie się bakterii – proces ten następuje w przypadku ograniczonej ilości substancji pokarmowych w biofilmie. Jako iż bakterie w formie planktonu mogą przyswoić więcej składników odżywczych (ze względu na większą powierzchnie wchłaniania), następuje uwolnienie bakterii. Wolne bakterie mogą rozpocząć kolonizacje kolejnych powierzchni.

biofilm - rozwój bakterii legionella

Jak usunąć biofilm?

Biofilm jest częściowo odporny na działanie wysokich temperatur [3]. Dezynfekcja termiczna może pozbawić życia bakterii, które znajdują się w instalacji wodnej, natomiast te z nich, które są w środku biofilmu często nie są likwidowane. Wysoka temperatura powoduje sparzenie jedynie wierzchnich warstw komórek biofilmu. Alternatywną metodą jest wykorzystanie jonów srebra i miedzi. Jony srebra i miedzi wchłaniają się w głąb biofilmu, niszczą błony komórkowe i zatrzymują procesy życiowe mikroorganizmów. Komórki tworzące biofilm umierają i możliwe jest wypłukanie go z instalacji. Dlaczego tak się dzieje? Dodatnio naładowane jony miedzi są przyciągane przez bakterie, wirusy i grzyby w wodzie w podobny sposób, jak działa magnes. Jony miedzi osłabiają ściany komórkowe i integralność komórki jako całości, zwiększają porowatość błony. Jony srebra przenikają do wnętrza komórki, gdzie zaburzają procesy metaboliczne mikroorganizmu, prowadząc do jego śmierci.

 

Watro pamiętać!

Aby skutecznie usunąć Legionelle z instalacji należy pozbyć się biofilmu. Zabicie samych bakterii często nie wystarcza, gdyż wracają one ponownie. Usunięcie ich naturalnego środowiska życia umożliwia oczyszczenie instalacji oraz zabezpieczenie przed ich powrotem.

 

Źródła:

[1] Kołwzan B: Analiza zjawiska biofilmu– warunki jego powstawania i funkcjonowania. Ochrona środowiska. 2011; 33, 3-14

[2] Strużycka I, Stępień I: Biofilm – nowy sposób rozumienia mikrobiologii. Nowa Stomatologia 3/2009, s. 85-89

[3] Farhat M., Trouilhe´ M.C., Briand E., Moletta-Denat M., Robine E. and Fre` re J: Development of a pilot-scale 1 for Legionella elimination in biofilm in hot water network: heat shock treatment evaluation

Zapisz się do newslettera

i otrzymaj 10% rabatu na zakup szybkiego testu do badania Legionelli!

Zapisz mnie do newslettera (możesz zrezygnować w każdej chwili).

 

Zostaw numer. Oddzwonimy!


lub zadzwoń 794 319 678!