CCI20130725131

133

8.2. Tworzenie biofilmu

kolonie mikroorganizmów

powierzchnia nośnika

Rys. 8.2. Współpracujące ze sobą kolonie i konsorcja bakterii oraz innych mikroorganizmów w biofilmie

Powstawanie biofilmu bakteryjnego składa się z trzech etapów:

1.    Adhezja pojedynczych komórek do powierzchni

Adhezją nazywa się zespól zdarzeń fizykochemicznych zachodzących w trakcie przyłączania się komórki bakteryjnej do powierzchni. Uważa się, że powstanie sygnału stymulującego bakterie do przejścia w osiadłą fazę wzrostu, spowodowane jest zmianą dostępności substratów metabolicznych w środowisku. Adhezja mikroorganizmów do powierzchni stałych zachodzi w dwóch fazach: początkowej i zasadniczej (rys. 8.3).

2.    Powstawanie mikrokolonii i różnicowanie populacji bakterii

Etap ten jest związany głównie z syntezą i wydzielaniem EPS, co jest spowodowane ekspresją odpowiednich cech fenotypowych bakterii. Różnicowanie osiadłej populacji bakterii dokonuje się pod wpływem indukcji bądź supresji poszczególnych genów. Ten etap powstawania biofilmu jest uważany za odwracalny, gdyż biofilm może być stosunkowo łatwo usunięty z powierzchni wypełnienia, a ewentualnie zastosowane środki dezynfekcyjne uszkadzają komórki bakteryjne.

Adhezja mikroorganizmów

Faza początkowa

■    odległość pomiędzy komórką a podłożem wynosi ponad 150 nm;

■    największą rolę odgrywają oddziaływania fizyczne siły hydrodynamiczne, dyfuzja, grawitacja, ruchy Browna, sity van der Waalsa, elektrostatyczny ładunek powierzchni, atakże ruchliwość komórek.

Faza zasadnicza

■    odległość pomiędzy komórką a podłożem wynosi ok.3nm;

■    największe znaczenie posiadają sity chemiczne (wiązania wodorowe), tworzenie par i kompleksów jonowych ze szczególnym uwzględnieniem wiązań kowalencyjnych C-C;

■    całkowita energia tych słabych interakcji potęgowana jest przez dużą liczbę potencjalnych miejsc nowych wiązań.

Rys. 8.3. Mechanizm osadzania komórek bakteryjnych na powierzchni