زیست لایه

زیست لایه ( به انگلیسی: Biofilm ) اجتماعی از سلولهای میکروارگانیسمی است که به یک سطح متصل شده اند و توسط مواد پلی مری خارج سلولی پوشیده شده اند. گاهی زیست لایه را می توان به عنوان استراتژی دانست که بعضی از میکروارگانیسمها از آن استفاده می کنند تا بتوانند خود را از اثرات و نیروهای زیانباری که در محیط طبیعی و بدن میزبان است حفظ کرده و اینگونه شانس بقای خود را افزایش دهند. زیست لایه توسط گروه های مختلفی از باکتریها ساخته می شود و به علت مشکلاتی که به وجود می آورند در پزشکی و صنعت از اهمیت بالایی برخوردارند. زیست لایه ها در سال ۱۹۷۸ توسط کاسترتون در مورد باکتری ها شرح داده شدند. در زیست لایه های باکتریال، باکتری ها می توانند از اجتماع یک گونه واحد باکتریایی باشند یا می توانند اجتماعی از چند گونه متفاوت باشند. [ ۱] [ ۲]
زیست لایه ها و توده های میکروبی ویژگی های فیزیکی شیمیایی دارند که برای کارکرد آن ها در طبیعت، ارزش سرنوشت سازی دارند. این ویژگی ها عبارتند از:
• پایداربودن نسبت به اصطکاک.
• پایداری مکانیکی زیست لایه ها و توده ها.
• پایداری هیدرولیتیکی زیست لایه در غشاهای جدا کننده.
• مقاومت به هدایت گرمایی در نوسان های دما.
• مقاومت انتشاری ماتریکس زیست لایه در رآکتورهای زیست لایه ای.
• گنجایش جذب سطحی، به ویژه سازوکار زیست لایه ها در جذب سطحی بیولوژیکی.
• ویژگی پیوند با ملکولهای آب.
• معماری ماتریکس و پیچیدگی ساختار پلی ساکاریدها و آنزیمهای خارج سلولی. [ ۳] [ ۴]
مراحل تشکیل بیوفیلیم در باکتری ها از یک مدل کلی پیروی می کند؛ به این صورت که در اولین مرحله اتصال و استقرار میکروارگانیسم با سطح زنده یا غیر زنده اتفاق می افتد. اتصال اولیه با سطح غیر اختصاصی بوده و توسط پیوندهای آب گریزی، واندروالسی و الکترواستاتیک صورت می پذیرد. در این حالت وضعیت میکروارگانیسم از فرم پلانکتونی به فرم ثابت تغییر می یابد.
پس از اتصال اولیه، پروتئین های سطح میکروب متصل شونده به ماتریکس به صورت اختصاصی اتصال باکتری را به سطح قوی تر می کند، با تکثیر باکتری میکروکلنی باکتریایی تشکیل می شود و به دنبال آن ساختار سه بعدی که همان بیوفیلم بالغ است شکل می گیرد. این بیوفیلم بالغ پس از مدتی متلاشی شده اما سلول های باکتریایی آزاد شده می توانند در مکان های دیگر ایجاد عفونت و کانون جدید بیوفیلمی نمایند.