susținerea creșterii microbiene

modelul de creștere prezentat în figura 7.5 are loc într-un mediu închis; nu se adaugă nutrienți, iar deșeurile și celulele moarte nu sunt îndepărtate. În multe cazuri, totuși, este avantajos să se mențină celulele în faza logaritmică a creșterii. Un exemplu este în industriile care recoltează produse microbiene. Un chemostat (figura 7.7) este utilizat pentru a menține o cultură continuă în care nutrienții sunt furnizați la o rată constantă., O cantitate controlată de aer este amestecată pentru procesele aerobe. Suspensia bacteriană este îndepărtată în același ritm cu fluxul de nutrienți pentru a menține un mediu optim de creștere.

• În care faza de creștere nu apar la cea mai rapida rata?
• denumiți doi factori care limitează creșterea microbiană.în natură, microorganismele cresc în principal în biofilme, ecosisteme complexe și dinamice care se formează pe o varietate de suprafețe de mediu, de la conducte industriale și conducte de tratare a apei până la roci în albiile râurilor. Biofilmele nu sunt totuși limitate la substraturi solide de suprafață., Aproape orice suprafață dintr-un mediu lichid care conține unele substanțe nutritive minime va dezvolta în cele din urmă un biofilm. Covorașele microbiene care plutesc pe apă, de exemplu, sunt biofilme care conțin populații mari de microorganisme fotosintetice. Biofilmele găsite în gura umană pot conține sute de specii bacteriene. Indiferent de mediul în care apar, biofilmele nu sunt colecții aleatorii de microorganisme; mai degrabă, ele sunt comunități foarte structurate care oferă un avantaj selectiv microorganismelor lor constitutive.,

  structura biofilmului

  observațiile utilizând microscopia confocală au arătat că condițiile de mediu influențează structura generală a biofilmelor. Biofilmele filamentoase numite fanioane se formează în apa care curge rapid, cum ar fi fluxurile de apă dulce, vârtejurile și celulele de flux de laborator special concepute care reproduc condițiile de creștere în fluidele cu mișcare rapidă. Streamerele sunt ancorate de substrat printr-un” cap”, iar” coada ” plutește în aval în curent. În apa liniștită sau în mișcare lentă, biofilmele își asumă în principal o formă de ciupercă., Structura biofilmelor se poate modifica, de asemenea, cu alte condiții de mediu, cum ar fi disponibilitatea nutrienților.observațiile detaliate ale biofilmelor sub microscoapele electronice confocale cu laser și cu baleiaj dezvăluie grupuri de microorganisme încorporate într-o matrice intercalată cu canale de apă deschise. Matricea extracelulară constă din substanțe polimerice extracelulare (EPS) secretate de organismele din biofilm. Matricea extracelulară reprezintă o mare parte a biofilmului, reprezentând 50%-90% din masa totală uscată., Proprietățile EPS variază în funcție de organismele rezidente și condițiile de mediu, dar este compus în principal din polizaharide și care conțin alte macromolecule, cum ar fi proteine, acizi nucleici și lipide. Acesta joacă un rol-cheie în menținerea integrității și funcționării biofilmului. Canalele din EPS permit mișcarea nutrienților, a deșeurilor și a gazelor în întregul biofilm. Aceasta menține celulele hidratate, prevenind deshidratarea. EPS adăpostește, de asemenea, organismele din biofilm de la prădarea de către alți microbi sau celule (de exemplu, protozoare, celule albe din sânge în corpul uman).,celulele microbiene plutitoare libere care trăiesc într-un mediu acvatic se numesc celule planctonice. Formarea unui biofilm implică în esență atașarea celulelor planctonice la un substrat, unde devin sesile (atașate la o suprafață). Acest lucru are loc în etape, așa cum este descris în figura 7.8. Prima etapă implică atașarea celulelor planctonice la o suprafață acoperită cu un film de condiționare din material organic., În acest moment, atașarea la substrat este reversibilă, dar pe măsură ce celulele exprimă noi fenotipuri care facilitează formarea EPS, ele trec de la un stil de viață planctonic la un stil de viață Sesil. Biofilmul dezvoltă structuri caracteristice, inclusiv o matrice extinsă și canale de apă. Fanere, cum ar fi fimbriae, pili și flagella interacționează cu EPS, iar microscopia și analiza genetică sugerează că astfel de structuri sunt necesare pentru stabilirea unui biofilm Matur., În ultima etapă a ciclului de viață al biofilmului, celulele de la periferia biofilmului revin la un stil de viață planctonic, îndepărtând biofilmul matur pentru a coloniza noi situri. Această etapă este denumită dispersare.

  

  Într-un biofilm, diferite specii de microorganisme stabili metabolice colaborări în care deșeurile produsului de un organism devin hrană pentru altul. De exemplu, microorganismele aerobe consumă oxigen, creând regiuni anaerobe care promovează creșterea anaerobilor. Acest lucru se întâmplă în multe infecții polimicrobiene care implică atât agenți patogeni aerobi, cât și anaerobi.