3784503790

ZAŁĄCZNIK 2 Strona 8 z 42

układu odpornościowego gospodarza. Dojrzały biofilm ma charakter wielowarstwowy. Składa się z trzech głównych warstw: warstwy wewnętrznej (która styka się z powierzchnią stałą biomateriału), warstwy podstawowej (zawiera zwarcie ułożone komórki drobnoustrojów) oraz warstwy powierzchniowej (zawiera luźno ułożone komórki drobnoustrojów) [Tenke P i wsp., 2006; Różalski A i wsp., 2007].

Charakterystyczną cechą biofilmu jest występowanie w nim mieszaniny stanów metabolicznych. Komórki położone w głębszych warstwach są żywe, ale „uśpione” (znajdują się w stanie anabiozy). Główną przyczyną zmiany w metabolizmie komórki bakteryjnej jest zróżnicowanie środowiska chemicznego w obrębie biofilmu oraz ograniczony dostęp do składników odżywczych i tlenu. Drobnoustroje występujące w głębokiej warstwie biofilmu charakteryzują się większą opornością na chemioterapeutyki niż formy planktonowe. Oporność ta może wynikać z trudności przenikania tych substancji do wewnętrznych warstw biofilmu, pojawiania się wśród drobnoustrojów osiadłych form niewrażliwych lub o obniżonej wrażliwości (co wynika ze zmian fenotypowych oraz spowolnienia metabolizmu). Specjalną rolę w zjawisku oporności odgrywają „persister cells” komórki zdolne do przetrwania w środowisku czynników przeciwbakteryjnych. Stanowią one liczbowo małą część populacji bakteryjnej biofilmu, nie rosną, ale też nie giną charakteryzując się wieloraką opornością na chemioterapeutyki [Lewis K, 2005]. Drobnoustroje w warstwie powierzchniowej wykazują przejawy życia, takie jak np. wzrost, kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, szybki metabolizm dzięki łatwemu dostępowi do substancji odżywczych i tlenu, ale także są narażone w większym stopniu na działanie czynników odpornościowych gospodarza i środków bójczych lub hamujących ich wzrost. Mikroorganizmy mogą się odrywać od powierzchni biofilmu i przemieszczać w celu znalezienia bardziej dogodnego miejsca do rozwoju. Istotnym zjawiskiem dla żywotności biofilmu jest migracja komórek mikroorganizmów z peryferycznych części dojrzałego biofilmu do otaczającego środowiska i proces kolonizacji nowych miejsc [Costerton JW i wsp., 1999; Różalski A i wsp., 2007].

Bardzo ważną funkcję w powstawaniu, dojrzewaniu i ochronie biofilmu odgrywają bakteryjne polimery pozakomórkowe (EPS - extracellular polymeric substances), którymi są głównie egzopolisacharydy (neutralne, polianionowe). W zależności od gatunku, matryca EPS może stanowić od 50% do 90% całkowitej masy mikrokoloni [Tenke P i wsp., 2006]. Matryca EPS (mocno uwodniona) zapobiega odwodnieniu biofilmu; pośredniczy w adhezji; tworząc otoczki utrzymuje strukturę biofilmu; hamuje transport antybiotyków przez biofilm prawdopodobnie poprzez bezpośrednie wiązanie się z nimi;