細(xì)菌成膜——成“魔”的細(xì)菌

文小喵

肉眼看不到的微觀世界里活躍著一群小小的細(xì)菌。它們充滿了智慧，有時(shí)候甚至能讓聰明的人類頭疼不已。今天想給大家介紹細(xì)菌的一項(xiàng)超能力一一形成生物被膜（bioflim）。細(xì)菌一旦成膜，就仿佛“成魔”了一般，難以消除、難以戰(zhàn)勝！

細(xì)菌的生活狀態(tài)

大致講來，細(xì)菌可以有三種存活狀態(tài)。

一種是單獨(dú)行動(dòng)的細(xì)菌，它們自己跑來跑去，即使和小伙伴們交流或合伙兒辦點(diǎn)什么事，彼此之間也沒啥肢體上的接觸，我們稱它們?yōu)橛坞x菌。

還有一些細(xì)菌呢，它們長在生物被膜的深層之中，真可謂是“四面環(huán)菌”，這樣一來就接觸不到很多空氣和營養(yǎng)啦，生長得很緩慢，這部分菌被稱為深層菌。

另外有些細(xì)菌會(huì)挨著其他細(xì)菌長在一起，它們一起分泌一些黏糊糊的胞外多糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等物質(zhì)，把彼此結(jié)合在一起，形成了一種具有三維空間結(jié)構(gòu)的生物被膜。在生物被膜中，有些細(xì)菌生長在表層，能夠接觸到大量的空氣、食物和水分，因此能夠迅速地分裂生長，這部分菌稱為表層菌。

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你可能會(huì)心存疑惑，細(xì)菌選擇哪種生活狀態(tài)，是隨機(jī)的嗎？絕不是！它們所選取的生活狀態(tài)永遠(yuǎn)都是為了讓自己更好地生存。細(xì)菌成膜是細(xì)菌的一種具有保護(hù)性的生長模式，比如說要是有抗生素存在的話，生物被膜使細(xì)菌的耐藥性能增加10～1000倍，儼然一副“成魔”的樣子！另外，它們的生活狀態(tài)并不是一成不變的。事實(shí)上，形成生物被膜的黏附細(xì)菌群也可以釋放出生長迅速的游離菌，是潛在的“菌巢”呢！

細(xì)菌成膜的過程

那么小小的細(xì)菌是怎么形成具有三維結(jié)構(gòu)、連接緊密、精巧無比的生物被膜的呢（7

第一步，浮游細(xì)菌黏附到物體的表面。既然是一層膜，細(xì)菌得找東西黏附上去吧。

第二步，黏附上去的細(xì)菌大量分裂繁殖，“人數(shù)”越來越多啦，然后分泌大量胞外黏糊糊的基質(zhì)（多糖、脂質(zhì)、核酸等），彼此交聯(lián)在一塊，形成比較小的“微菌落”。

第三步，由于各個(gè)“微菌落”之間的成長，它們之間也會(huì)相互黏合，大量微菌落不斷堆積，造成生物膜不斷增厚增大。

凡事都有一個(gè)度，當(dāng)細(xì)菌們逐漸意識(shí)到自己的生物被膜已經(jīng)發(fā)展到頂峰的時(shí)候，開辟新的領(lǐng)域才是上上之策，這個(gè)時(shí)候就到達(dá)第四步——散播。

第五步，成熟的生物被膜蔓延、脫落或釋放出游離細(xì)菌。

游離細(xì)菌將重復(fù)這個(gè)過程。

細(xì)菌成膜=細(xì)菌成魔

細(xì)菌所選擇黏附的東西是多種多樣的，比如植入體內(nèi)的醫(yī)療器械或死骨；另外，它們也可形成于活體組織上，如呼吸道黏膜或心內(nèi)膜，對(duì)人體造成巨大損傷。更可怕的是，這些小小的細(xì)菌群還會(huì)彼此交流，相互配合，提高戰(zhàn)斗力！

細(xì)菌成膜后的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是對(duì)抗生素的抵抗能力增強(qiáng)了。抗生素是一個(gè)偉大的發(fā)明，很多細(xì)菌感染都可以用它治愈，可是它對(duì)于生物被膜的治療效果令人大跌眼鏡。那么，細(xì)菌成膜之后是怎么擁有這種抵抗抗生素的魔鬼般的能力呢？

首先，不讓抗生素進(jìn)來。生物被膜那么厚，結(jié)構(gòu)又很致密，抗生素進(jìn)來都很難，接觸到生物被膜深層的細(xì)菌則是難上加難啊！

另外，生物被膜的環(huán)境讓抗生素很不喜歡。試想一下，在狹小的空間里，“菌疊菌”的生長模式會(huì)產(chǎn)生什么樣的后果？菌菌大家族搶奪氧氣，導(dǎo)致環(huán)境中氧氣不足；菌菌吃完飯后大量的代謝廢物就積累到一起了，尤其是一些酸性物質(zhì)的積累，導(dǎo)致生物被膜有些局部區(qū)域偏酸性。抗生素在這樣一種自己不喜歡的環(huán)境下，戰(zhàn)斗力就會(huì)削弱很多。

其次，就算抗生素排除萬難，接觸到了深層菌，也不能發(fā)揮很好的作用。之前已經(jīng)介紹過，在生物被膜中，細(xì)菌所能接觸到的營養(yǎng)由外向內(nèi)呈梯級(jí)下降，所以很多深層菌營養(yǎng)不良，它們長得慢、個(gè)頭小，甚至停止分裂進(jìn)入休眠。可是，這個(gè)在平常是劣勢的特點(diǎn)此時(shí)卻成為了優(yōu)勢一一它們能抵抗抗生素的攻擊！

還有一點(diǎn)也很重要，有時(shí)候生物被膜不僅僅是由一種細(xì)菌大家族，而是很多種細(xì)菌混合在一起形成的。我們說“八仙過海，各顯神通”，在眾多細(xì)菌中，哪怕只有一種細(xì)菌能夠破壞抗生素，就可以保護(hù)其他原本沒有還手能力的細(xì)菌呢！

消滅這些“成魘”的細(xì)菌正是科學(xué)家們目前置于心頭的一個(gè)偉大愿望呀，現(xiàn)在針對(duì)此問題的研究也是鋪天蓋地……相信這個(gè)難題總有一天會(huì)被攻克的！

雖然生物被膜很多表層的細(xì)菌被抗生素殺死了，它們也發(fā)揮著“化作春泥更護(hù)花”的巨大作用，深層菌利用表層這些死掉的細(xì)菌作為營養(yǎng)，迅速繁殖，數(shù)小時(shí)便可恢復(fù)原有狀態(tài)。