Biofilme

Biofilme formate pe suprafaţa interioară a conductelor de apă

1. Introducere

Biofilm = ansamblul de produse organice având incluse microorganisme (bacterii Gram negative) capabile să secrete produse macromoleculare, pe suprafaţa unor materiale.

Biofilmul reprezintă o structură biologică comună şi este întâlnit pe orice suport solid care se află în contact cu apa. Poate fi definit ca o populaţie de bacterii aderente una de alta. În unele cazuri, biofilmul cauzează probleme datorită prezenţei sale în interiorul conductelor sau instrumentelor chirurgicale.

Pe de altă parte, biofilmul este folositor, utilizat în special, în industrie, în cadrul proceselor biologice din cadrul staţiilor de epurare.

Procesul se poate desfasura în una sau doua faze, în funcţie de încarcare: a) la încarcari mari - biooxidare;

b) la încarcari mici - nitrificare-denitrificare, ciliate protozoare, flagelate, protozoare

metazoare, viermi, crustacei.

Prima faza se desfasoara în mediu oxido-reducator. Microaerofilele domina pe suprafaţa biofilmului, iar anaerobele facultative în adâncimea biofilmului. Datorita încarcarilor mari, biofilmul este format din reprezentanţi ai primului nivel trofic, saprofite care realizează hidroliza si fermentaţia compusilor organici.

A doua faza se desfasoara în mediul oxidativ. Încarcarea mai redusa si saprobitatea corespunzatoare permit dezvoltarea unicelularelor bacterivore – protozoare, reprezentante ale celui de al doilea nivel trofic, cu nutriţie de tip holozoic.

Cea de a treia faza se caracterizează prin cantitatea crescuta de oxigen, încarcare mica si saprobitate. Condiţiile de mediu sunt favorabile dezvoltarii microorganismelor unicelulare – carnivore.

Cea de - a patra faza, cu cantitatea de oxigen aproape de limita de saturaţie si cu o foarte scăzută încărcare şi saprobitate, este favorabilă carnivorelor multicelulare si dezvoltarii detrivorelor, reprezentante ale celui de-al patrulea nivel trofic.

Microorganismele componente ale biofilmului au o homeostazie proprie si un “sistem circulator” primitiv precum si o cooperare metabolică, care fac ca celulele sesile să aibă o reacţie fundamental schimbata (integritate) fata de varianta planctonică.

Din punct de vedere fenotipic rezistenţa biofilmelor microbiene este determinată prin:

- aderenţa la substrat;

- agregarea celulelor între ele;

- secreţia exopolimerilor (cu rol în protecţia celulară);

- enzime degradative;

- rezistenţă la inhibitori (cum ar fi detergenţii, dezinfectanţii) determinată de subexprimarea genei ce codifică porina Omp F, care nu permite penetrarea în spatiul periplasmatic a acestora.