maintien de la croissance microbienne

le schéma de croissance illustré à la Figure 7.5 se déroule dans un environnement fermé; les nutriments ne sont pas ajoutés et les déchets et les cellules mortes ne sont pas éliminés. Dans de nombreux cas, cependant, il est avantageux de maintenir les cellules dans la phase logarithmique de croissance. Un exemple est dans les industries qui récoltent des produits microbiens. Un chémostat (Figure 7.7) est utilisé pour maintenir une culture continue dans laquelle les nutriments sont fournis à un rythme régulier., Une quantité contrôlée d’air est mélangée pour les processus aérobies. La suspension bactérienne est éliminée au même rythme que les nutriments pour maintenir un environnement de croissance optimal.

• pendant quelle phase la croissance se produit-elle au rythme le plus rapide?
• nommez deux facteurs qui limitent la croissance microbienne.

Biofilms

dans la nature, les micro-organismes se développent principalement dans les biofilms, des écosystèmes complexes et dynamiques qui se forment sur une variété de surfaces environnementales, des conduits industriels et des canalisations de traitement de l’eau aux roches dans les lits des rivières. Cependant, les Biofilms ne sont pas limités aux substrats de surface solide., Presque toutes les surfaces dans un environnement liquide contenant des nutriments minimes finiront par développer un biofilm. Tapis microbiens qui flottent sur l’eau, par exemple, sont des biofilms qui contiennent de grandes populations de microorganismes photosynthétiques. Les Biofilms trouvés dans la bouche humaine peuvent contenir des centaines d’espèces bactériennes. Quel que soit l’environnement où ils se produisent, les biofilms ne sont pas des collections aléatoires de micro-organismes; ce sont plutôt des communautés hautement structurées qui offrent un avantage sélectif à leurs micro-organismes constitutifs.,

structure du Biofilm

des Observations en microscopie confocale ont montré que les conditions environnementales influencent la structure globale des biofilms. Les biofilms filamenteux appelés streamers se forment dans l’eau qui coule rapidement, comme les ruisseaux d’eau Douce, Les tourbillons et les cellules d’écoulement de laboratoire spécialement conçues pour reproduire les conditions de croissance dans les fluides en mouvement rapide. Les banderoles sont ancrées au substrat par une  » tête « et la” queue » flotte en aval dans le courant. Dans l’eau calme ou lente, les biofilms prennent principalement une forme de champignon., La structure des biofilms peut également changer avec d’autres conditions environnementales telles que la disponibilité des nutriments.

des observations détaillées de biofilms sous laser confocal et microscopes électroniques à balayage révèlent des amas de micro-organismes enchâssés dans une matrice entrecoupée de canaux d’eau ouverts. La matrice extracellulaire est constituée de substances polymères extracellulaires (EPS) sécrétées par les organismes dans le biofilm. La matrice extracellulaire représente une grande fraction du biofilm, représentant 50% à 90% de la masse sèche totale., Les propriétés de L’EPS varient en fonction des organismes résidents et des conditions environnementales, mais il est composé principalement de polysaccharides et contient d’autres macromolécules telles que des protéines, des acides nucléiques et des lipides. Il joue un rôle clé dans le maintien de l’intégrité et de la fonction du biofilm. Les canaux dans L’EPS permettent le mouvement des nutriments, des déchets et des gaz dans tout le biofilm. Cela maintient les cellules hydratées, empêchant la dessiccation. L’EPS protège également les organismes du biofilm de la prédation par d’autres microbes ou cellules (par exemple, les protozoaires, les globules blancs dans le corps humain).,

formation de Biofilm

Les cellules microbiennes flottantes qui vivent dans un milieu aquatique sont appelées cellules planctoniques. La formation d’un biofilm implique essentiellement la fixation de cellules planctoniques à un substrat, où elles deviennent sessiles (attachées à une surface). Cela se produit par étapes, comme illustré à la Figure 7.8. La première étape consiste à fixer des cellules planctoniques à une surface recouverte d’un film de conditionnement de matière organique., À ce stade, l’attachement au substrat est réversible, mais comme les cellules expriment de nouveaux phénotypes qui facilitent la formation d’EPS, elles passent d’un mode de vie planctonique à un mode de vie sessile. Le biofilm développe des structures caractéristiques, y compris une matrice étendue et des canaux d’eau. Les appendices tels que les fimbriae, les pili et les flagelles interagissent avec les EPS, et la microscopie et l’analyse génétique suggèrent que de telles structures sont nécessaires pour l’établissement d’un biofilm mature., Dans la dernière étape du cycle de vie du biofilm, les cellules à la périphérie du biofilm reviennent à un mode de vie planctonique, se détachant du biofilm mature pour coloniser de nouveaux sites. Cette étape est appelée dispersion.

au sein d’un biofilm, différentes espèces de microorganismes établissent des collaborations métaboliques dans lesquelles le déchet d’un organisme devient le nutriment d’un autre. Par exemple, les micro-organismes aérobies consomment de l’oxygène, créant des régions anaérobies qui favorisent la croissance des anaérobies. Cela se produit dans de nombreuses infections polymicrobiennes qui impliquent à la fois des agents pathogènes aérobies et anaérobies.