¿Qué son las biopelículas? – Definición, formación y ejemplos

¿Qué son las biopelículas?

¿Alguna vez recogió una piedra de un arroyo cercano y se preguntó por qué es viscosa en la superficie? Esa capa viscosa es en realidad un grupo de microorganismos, llamados colectivamente biopelícula. Una biopelícula es una comunidad de bacterias que se adhieren a una superficie excretando una sustancia pegajosa y azucarada que engloba a las bacterias en una matriz. Esta podría ser la primera vez que escuche el término biopelícula, pero en realidad están a nuestro alrededor, en arroyos, desagües, peceras, incluso en nuestros dientes.

Una biopelícula puede estar compuesta por una sola especie o un conglomerado de especies. En muchos casos, las biopelículas son solo bacterias, pero también pueden incluir otros seres vivos, como hongos y algas, creando una especie de estofado microbiano. Las biopelículas son sistemas complejos que a veces se comparan con organismos multicelulares.

¿Cómo se forman las biopelículas?

La formación de biopelículas comienza con bacterias planctónicas o que nadan libremente, que aterrizan en una superficie. Las bacterias pueden adherirse a una variedad de superficies, desde maderas, metales y plásticos hasta tejidos vivos y agua estancada. Las células pueden adherirse a la superficie excretando una molécula azucarada que las mantiene unidas y las adhiere a la superficie. Esta sustancia azucarada se llama sustancia polimérica extracelular , o EPS, y tiene una estructura en forma de hebra que le permite unirse a la superficie y a otras células, creando una matriz.

Esta matriz de células y hebras puede ser bastante compleja: las células pueden incluso compartir material genético y tener una estructura organizada. Una biopelícula puede ser tan delgada como una sola célula o tan gruesa como varias pulgadas, dependiendo de las condiciones del entorno. A medida que una biopelícula crece y se desarrolla, se espesa y madura. Si hay suficiente agua y nutrientes, la biopelícula se desarrollará hasta que pequeñas porciones se desprendan y floten a otra superficie y colonicen.

Biofilms que afectan a los humanos

Las biopelículas pueden tomar una variedad de formas, desde la placa en los dientes hasta la acumulación de baba en el fregadero. Estos organismos microscópicos pueden causar miles de millones de dólares en daños cada año en entornos industriales, médicos y domésticos al obstruir los equipos y albergar bacterias infecciosas.

Un tipo de biopelícula es la placa dental , que se adhiere a los dientes y causa caries y enfermedades de las encías. Más de 500 especies de bacterias se han implicado en la formación de placa dental. Los aparatos orales, como las dentaduras postizas y los protectores bucales, son un lugar privilegiado para el crecimiento de biopelículas. En el equipo médico, las biopelículas pueden disminuir la efectividad de los procedimientos de esterilización, lo que resulta en un aumento de las infecciones médicas. Las biopelículas se han asociado con infecciones en lentes de contacto, catéteres, válvulas cardíacas, marcapasos y articulaciones artificiales.

Supervivencia de la biopelícula

Recientemente, ha habido un mayor esfuerzo de investigación para comprender mejor las biopelículas y su mecanismo de unión y supervivencia. La investigación ha demostrado que la formación de biopelículas puede hacer que las bacterias sean menos susceptibles a los productos antimicrobianos. La capa espesa y viscosa puede proteger a las bacterias en el medio del biofilm de los efectos de un antimicrobiano. Esto es especialmente preocupante donde la salud humana puede verse afectada (por ejemplo, en dispositivos médicos o en áreas de manipulación de alimentos). El poder de supervivencia de las bacterias en una biopelícula es mucho mayor que el de las bacterias planctónicas.

Beneficios del biofilm

Si bien el crecimiento bacteriano viscoso puede parecer negativo, existen algunos beneficios sorprendentes de las biopelículas. En el lado positivo, las biopelículas se pueden utilizar para filtrar y limpiar aguas residuales. También pueden reducir los desechos peligrosos a través del proceso de biorremediación , donde las bacterias descomponen los desechos en productos no peligrosos. Los investigadores también han descubierto que nuestro intestino grueso sustenta una biopelícula de bacterias beneficiosas que nos ayudan a digerir nuestros alimentos y pueden ayudarnos a formar un sistema inmunológico saludable.

Resumen de la lección

Una biopelícula puede estar formada por muchas especies diferentes de bacterias e incluso puede incluir algas y hongos. Comienzan con células de bacterias planctónicas que se adhieren a una superficie y, a partir de ahí, las células crecen y se multiplican. Se producen hebras de material azucarado llamado sustancia polimérica extracelular , que unen la célula a la superficie de la sustancia. Esto da como resultado una matriz de células y azúcares que crea la capa viscosa de biofilm. Estas capas pueden variar desde una sola celda hasta varias pulgadas de espesor. Las biopelículas pueden afectar negativamente a los equipos y maquinaria médicos al obstruir los mecanismos o reducir la eficacia de los agentes antimicrobianos.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección, debería tener la capacidad de:

• Describe qué es una biopelícula
• Recuerde ejemplos de dónde se pueden encontrar biopelículas
• Explica cómo se forman las biopelículas.
• Comprender cómo las biopelículas pueden afectar nuestra salud.
• Discutir cómo las biopelículas ayudan a la supervivencia bacteriana
• Resuma algunos de los beneficios de las biopelículas