生物膜簡介
生物被膜是微生物有組織生長的集聚體。真菌不可逆的附著于惰性或活性實(shí)體的表面,飼養(yǎng)、分化,并分泌一些黃酮基質(zhì),將菌體群落包裹其中而產(chǎn)生的真菌集聚體膜狀物。單個(gè)生物被膜可由一種或多種不同的微生物產(chǎn)生。
通過對(duì)微生物在固體表面栽植中起支配作用的特殊現(xiàn)象進(jìn)行了大量研究,逐步認(rèn)識(shí)到這種微生膜的產(chǎn)生包含復(fù)雜的理化過程和生物群落的互相作用。
在海洋環(huán)境中,所有類型的表面,如巖石、植物、動(dòng)物和裝配式結(jié)構(gòu)都可能被生物膜侵吞。
近些年來細(xì)胞膜選擇性通透,隨著醫(yī)學(xué)界對(duì)個(gè)別環(huán)境中常見真菌所致的一些慢性和頑固性疾患的深入了解,發(fā)覺生物被膜是造成這種真菌性癌癥無法治療的主要誘因。以生物被膜方式存在的真菌不同于底棲真菌,它們對(duì)青霉素等滅菌劑、惡劣環(huán)境及寄主免疫防御機(jī)制有很強(qiáng)的抗性,生物被膜內(nèi)的真菌在生理、代謝、對(duì)底物的降解或借助和對(duì)環(huán)境的抵抗能力等方面都具有奇特的性質(zhì)。
真菌生物被膜主要包括分泌的鞣質(zhì)蛋白、多糖基質(zhì)、纖維蛋白、脂蛋白等黃酮蛋白復(fù)合物。成熟生物被膜模型從外到內(nèi)包括主體生物膜層、連接層、條件層、基質(zhì)層。
生物膜的功能
生物膜的存在細(xì)胞膜選擇性通透,除了作為屏障為細(xì)胞的生命活動(dòng)創(chuàng)造了穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,介導(dǎo)了細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的聯(lián)接,并且還承當(dāng)了物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息的跨膜傳遞和能量轉(zhuǎn)換等功能,那些都是由生物膜的結(jié)構(gòu)決定的。
物質(zhì)運(yùn)輸
生物膜因其半私密性而成為具有高度選擇性的通透屏障。細(xì)胞生長所須要的水、氧及其他營養(yǎng)物質(zhì)被運(yùn)進(jìn)細(xì)胞,細(xì)胞內(nèi)形成的激素、毒素和個(gè)別酶被運(yùn)出細(xì)胞,細(xì)胞內(nèi)代謝形成的CO2、NH3等廢物被運(yùn)出細(xì)胞,這種過程都與生物膜的物質(zhì)運(yùn)輸機(jī)制有關(guān)。
(1)被動(dòng)運(yùn)輸
被動(dòng)運(yùn)輸是小分子物質(zhì)和離子通過細(xì)胞膜的運(yùn)輸機(jī)制之一,它不須要能量。
①簡單擴(kuò)散
像O2、N2、CO2和NO等二氧化碳,甾體激素等脂胺類小分子,水、甘油、尿素等不帶電的極性小分子均可經(jīng)此方法自由通過生物膜。這種物質(zhì)可由高含量的兩側(cè)通過膜向低含量的右邊擴(kuò)散,這個(gè)過程或方法即簡單擴(kuò)散。這些運(yùn)輸形式的速度取決于被運(yùn)輸物質(zhì)在膜外側(cè)的含量差,并最后趨向達(dá)到擴(kuò)散平衡。其特征在于不與膜上任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),也不消耗能量。
通常來講,生物膜的阻值較高,不帶電荷的脂胺類物質(zhì)較易通過,即帶電荷或極性官能團(tuán)的親水物質(zhì)則不易自由通過,但上述幾種則例外。通常講,物質(zhì)在質(zhì)膜上的私密性主要取決于分子的大小和極性。小分子物質(zhì)比大分子物質(zhì)更易通過,非極性分子比極性分子更易通過。小的疏水分子和小的不帶電的極性分子能否通過人工膜;水具有一定的透性,離子和大的不帶電的極性分子不能通過膜。