细菌生物被膜是细菌及其分泌物积聚而形成的。生物被膜的产生会使细菌突变率增加,具有极强的抗药性及抗吞噬、抗趋化作用。
有研究发现,生物被膜上细菌群体耐药性可以达到该细菌浮游状态的1000倍。
此外,生物被膜具有的高密度结构、群体感应机制及氧化应激反应等共同作用进一步提高了细菌对抗生素的抵抗力。
细菌生物被膜具有三维结构,细菌含量不到1/3,而绝大部分是细菌分泌的粘性物质。
生长在细菌生物被膜上的细菌在其生物学特性上,与浮游菌有显著不同,主要体现在二者的代谢繁殖速率上。
浮游菌易获得营养和氧气,也易于排出代谢物,故繁殖较快。而被膜菌由于胞外多糖基质的屏障难以获得营养供给,故代谢较慢。
有研究指出,生物被膜中含有大量水、营养物质、细菌、细菌分泌的大分子多聚物、细菌代谢产物及细菌裂解产物等。
生物被膜最大的特点是内部细胞功能的异质性,即不同部位的细菌展现不同的基因表达模式,发挥不同的功能。
研究发现,生物被膜上细菌被大量的胞外多糖包围,减缓代谢速率,菌与多糖相互缠绕形成微克隆。这些微克隆相互凸起,之间含有通道,通道中充满水,可以用于运输营养物质和废物。
从垂直方向观察细菌生物被膜,发现其中不同层面上细菌含量、蛋白质合成情况、呼吸代谢等均不同。
此外,生物被膜不同层面上细菌具有不同的pH和氧化还原电位等,会导致遗传学上相同的细菌个体表现出不同的特征,如产生毒素不同,其中一些细菌个体对宿主失去危害,而另 一些细菌则可能对宿主有致命威胁。
有研究发现,抗生素的大量使用,能使畜禽体内心脏瓣膜、肺部等形成细 菌生物被膜。美国国立卫生研究所(NIH)指出,人类细菌性感染约有65%是由生物被膜引起的。
MBEC,生物膜细菌的最低清除浓度。研究发现,细菌的MBEC往往远高于该浮游细菌的MIC(最低抑菌浓度),一般为后者的数倍甚至于上百倍。
如果单纯以浮游细菌的MIC给药来清除生物被膜菌,往往会导致抗感染治疗的失败。
血根碱,一种天然的植物源性抗菌物质,是植物博落回提取液中的主要成分。主要存在于根博落回的地上部分,属于卞基异喹啉类生物碱的一种。
在目前世界上记载植物种类最丰富的巨著《中国植物志》中写道,“博落回 入药治跌打损伤、关节炎、汗斑、恶痛、蜂螯伤及麻醉镇痛、消肿;做农药可防治稻椿象、钉螺等”。
此外,在《简明中医大辞典》上也有记载:“博落回属罂粟科植物,外用有消肿解毒、杀虫止痒等功效”。
血根碱是芳香氨基酸脱羧酶抑制剂,可以阻断5-羟色胺的形成,从而使畜禽不易产生饱腹感,增加采食量,促进食欲。同时血根碱还可以缓解肠道微生物感染。
血根碱的体外抑菌研究
血根碱和盐酸金霉素对于致病菌和非致病菌都有抑菌效果,但抑菌效果之间有显著差异。
对于致病菌,除蜡样芽胞杆菌外,对于金黄色葡萄球菌、侵袭性大肠埃希氏菌、 甲型副伤寒沙门氏菌,血根碱作用后的抑菌圈直径大于盐酸金霉 素,说明血根碱的抑菌作用强于金霉素。
对于枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌作用,金霉素强于血根碱,然而,枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌属于非致病菌。
血根碱对细菌生物被膜形成的影响
对比发现,对于大肠杆菌、沙门氏菌生物被膜,血根碱的清除效果优于盐酸金霉素。
血根碱能有效抑制沙门氏菌、大肠杆菌产生胞外多糖。沙门氏菌、大肠杆菌生物被膜所产的胞外多糖在血根碱处理后都有明显减少。
血根碱对细菌生物被膜上细菌藻酸盐的影响
血根碱可以促进细菌生物被膜上藻酸盐降解,从而加速生物被膜的降解。
血根碱对细菌生物被膜形态的影响
血根碱作用前生物被膜上细菌呈现抱团状,并分泌大量粘液物质,多层大量细菌粘附在粘液中。
血根碱作用后 细菌成堆状态减少,离散度变大,细菌量也下降。
综上所述,血根碱对细菌生物被膜清除效果明显。
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