細菌成膜——成“魔”的細菌

文小喵

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

細菌的生活狀態

大致講來，細菌可以有三種存活狀態。

一種是單獨行動的細菌，它們自己跑來跑去，即使和小伙伴們交流或合伙兒辦點什么事，彼此之間也沒啥肢體上的接觸，我們稱它們為游離菌。

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

另外有些細菌會挨著其他細菌長在一起，它們一起分泌一些黏糊糊的胞外多糖、蛋白質、脂質等物質，把彼此結合在一起，形成了一種具有三維空間結構的生物被膜。在生物被膜中，有些細菌生長在表層，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。

知道更多

你可能會心存疑惑，細菌選擇哪種生活狀態，是隨機的嗎？絕不是！它們所選取的生活狀態永遠都是為了讓自己更好地生存。細菌成膜是細菌的一種具有保護性的生長模式，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，它們的生活狀態并不是一成不變的。事實上，形成生物被膜的黏附細菌群也可以釋放出生長迅速的游離菌，是潛在的“菌巢”呢！

細菌成膜的過程

那么小小的細菌是怎么形成具有三維結構、連接緊密、精巧無比的生物被膜的呢（7

第一步，浮游細菌黏附到物體的表面。既然是一層膜，細菌得找東西黏附上去吧。

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

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

凡事都有一個度，當細菌們逐漸意識到自己的生物被膜已經發展到頂峰的時候，開辟新的領域才是上上之策，這個時候就到達第四步——散播。

第五步，成熟的生物被膜蔓延、脫落或釋放出游離細菌。

游離細菌將重復這個過程。

細菌成膜=細菌成魔

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

細菌成膜后的一個顯著特點就是對抗生素的抵抗能力增強了。抗生素是一個偉大的發明，很多細菌感染都可以用它治愈，可是它對于生物被膜的治療效果令人大跌眼鏡。那么，細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，不讓抗生素進來。生物被膜那么厚，結構又很致密，抗生素進來都很難，接觸到生物被膜深層的細菌則是難上加難啊！

另外，生物被膜的環境讓抗生素很不喜歡。試想一下，在狹小的空間里，“菌疊菌”的生長模式會產生什么樣的后果？菌菌大家族搶奪氧氣，導致環境中氧氣不足；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的積累，導致生物被膜有些局部區域偏酸性。抗生素在這樣一種自己不喜歡的環境下，戰斗力就會削弱很多。

其次，就算抗生素排除萬難，接觸到了深層菌，也不能發揮很好的作用。之前已經介紹過，在生物被膜中，細菌所能接觸到的營養由外向內呈梯級下降，所以很多深層菌營養不良，它們長得慢、個頭小，甚至停止分裂進入休眠。可是，這個在平常是劣勢的特點此時卻成為了優勢一一它們能抵抗抗生素的攻擊！

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

消滅這些“成魘”的細菌正是科學家們目前置于心頭的一個偉大愿望呀，現在針對此問題的研究也是鋪天蓋地……相信這個難題總有一天會被攻克的！

雖然生物被膜很多表層的細菌被抗生素殺死了，它們也發揮著“化作春泥更護花”的巨大作用，深層菌利用表層這些死掉的細菌作為營養，迅速繁殖，數小時便可恢復原有狀態。