Você sabia que esses agregados microbianos fazem parte do seu cotidiano, e está presente em diversos lugares, como na água que você consome?
Você nunca ouviu falar nos comerciais de enxaguante bucal nas temidas placas bacterianas??? Comumente comparadas com um "amontoado de bactérias" que vivem em nossa boca? Bom, essa informação não deixa de estar "correta". As placas bacterianas são os chamados biofilmes bacterianos. Os biofilmes bacterianos são basicamente uma comunidade de bactérias envolvidos por substâncias produzidas pelas próprias bactérias, principalmente açúcares, que conferem a esses microrganismos proteção contra diversos tipos de agressões que elas venham a sofrer. Logo, Biofilmes são uma espécie de pelÃcula protetora para comunidades microbianas viverem aderidas em superfÃcies. Por exemplo, quando estamos com problema na garganta e o médico nos receita um antibiótico. O antibiótico é um medicamento de origem animal ou sintética que inibe o crescimento ou ocasiona a morte de bactérias. Dessa maneira, o antibiótico é uma possÃvel agressão que essas bactérias possam a sofrer.
Os biofilmes não estão presentes somente nos dentes. Qualquer bactéria pode formar biofilme, inclusive dentro de nosso organismo. Uma das espécies bacterianas que pode formar o biofilme é a Escherichia coli, como demonstra a Figura abaixo.
Fonte: Departamento de microbiologia universidade de São Paulo.
Organização da "vida" dentro dos Biofilmes
O biofilme, em geral, possui uma aparência viscosa, constituÃda por um aglomerado de biopolÃmeros altamente hidratados, coletivamente chamados de substâncias poliméricas extracelulares. Dentre essas substâncias há compostos como DNA, proteÃnas, lipÃdeos e carboidratos, liberados pelas bactérias do biofilme.
A figura abaixo ilustra a Microscopia mostrando a formação de biofilme após 3 tempos de incubação.
Biofilmes então, de maneira simplificada são: "Um amontoado de microrganismos" e qualquer tipo de substância orgânica que possa ser secretada por eles. Nessa estrutura existe uma organização, um complexo mecanismo de expressão gênica envolvido na: formação, manutenção e comunicação dentro dos biofilmes.
Através do biofilme as bactérias conseguem se fixar em superfÃcies bióticas (sistema intestinal e dentes) e abióticas (plásticos, pedras e encanamentos). A formação dessas estruturas ocorre principalmente em superfÃcies onde não há interface entre sólido e lÃquido. A composição das substâncias da matriz pode variar muito entre cada biofilme, pois depende tanto de fatores externos (temperatura, radiação, tipo de substrato, entre outros) como das espécies que estão abrigadas na estrutura.
Os biofilmes na natureza abrigam diferentes espécies de microrganismos, os quais podem viver tanto competindo por espaço como em equilÃbrio. Na composição do biofilme, tem-se cerca de 10% da massa seca composto por microrganismos e o restante é substâncias poliméricas extracelulares.
Os benefÃcios de viver em comunidade...
São diversas as vantagens que os biofilmes conferem aos microrganismos:
Aumento da acessibilidade aos nutrientes;
reciclagem de nutrientes (Os nutrientes muitas vezes são provenientes de microrganismos mortos);
Proteção mecânica contra agentes externos (O biofilme acaba funcionando como uma barreira fÃsica que impede a rápida difusão dos agentes antimicrobianos).
Estrutura de um Biofilme é mostrada na Figura que prossegue.
Fonte: Profissão Biotec.
Estágios da formação de um Biofilme:
Fonte: Departamento de microbiologia universidade de São Paulo.
Primeira fase: Na formação do biofilme o primeiro passo é a adesão das bactérias planctônicas, ou seja, de vida livre à uma superfÃcie e ocorre de forma aleatória, (Etapa 1 da Figura). Esta primeira adesão é reversÃvel e é mantida por interações fÃsico-quÃmicas não especÃficas constituindo o alicerce para o crescimento do biofilme
Segunda fase: Adesão consiste na transição do estágio reversÃvel para o irreversÃvel (Etapa 2 da Figura).
Terceira fase: As bactérias passam a secretar substâncias que serão responsáveis pela manutenção da adesão e da camada que envolve o biofilme. Nesta fase há o inÃcio da formação de microcolônias e do desenvolvimento da arquitetura do biofilme maduro (Etapas 3 e 4 da Figura). Os biofilmes maduros apresentam estrutura semelhante a cogumelos, que são envoltos por diversas substâncias, principalmente açúcares e rodeados por poros e canais de água que funcionam como um sistema de troca de nutrientes, oxigênio e metabólitos que precisam ser secretados para fora do biofilme .
Quinta fase: Ocorre quando o ambiente não é mais favorável à sua manutenção, e consiste no descolamento do biofilme maduro (Etapa 5 da Figura) em forma de agregados celulares ou células planctônicas. Após desprendidas, as bactérias livres podem colonizar novos ambientes, reiniciando a formação de novos biofilmes.
Aplicabilidade dos Biofilmes:
Esses agregados podem ser encontrados nos mais diversos lugares:
As microbiotas que colonizam animais podem formar biofilmes. No trato gastrointestinal de seres humanos, bactérias de diversas espécies podem formar densos biofilmes na mucosa da superfÃcie intestinal, o que também pode ocorrer em outras superfÃcies;
Sistemas de distribuição de água potável. As bactérias podem se aderir e colonizar os encanamentos tanto da rede de distribuição quanto de propriedades, gerando um foco interno de proliferação de microrganismos;
Os biofilmes atrapalham o processo de transferência de calor. A bioacumulação também pode provocar corrosões e oxidações de materiais, e sua presença pode afetar a qualidade dos produtos;
Referências: