(4)生物膜的播散期(Detachment):播散是一个用于描述细菌从生物膜或载体表面释放出来的习惯用语。成熟生物膜通过蔓延、部分脱落或释放出浮游细菌
(4)生物膜的播散期(Detachment):播散是一个用于描述细菌从生物膜或载体表面释放出来的习惯用语。成熟生物膜通过蔓延、部分脱落或释放出浮游细菌等方式进行扩展,从生物膜中脱落或释放出来的细菌重新变为浮游生长的细菌,它们又可以在物体表面形成新的生物膜。通过双向凝胶蛋白电泳图谱的比较分析,与浮游细菌和成熟的生物膜细菌相比,铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)的离散细菌更像浮游细胞,这一研究结果表明离散的生物膜细菌重新返回了浮游生长模式,完成了生物膜发展的一个循环。活跃的播散是一种生理调控,但目前只有少数研究论证了这一过程的生物学基础[4]。
1.1.3 生物被膜形成的影响因素
影响细菌附着于表面的因素有:营养物质的表面可用性,营养浓度,pH,温度,电解质浓度,材料和表面类型的通量。如:高表面能材料,是带负电荷的亲水材料,如玻璃,金属或矿物。低表面能材料,是低正或低负电荷的疏水材料,例如由有机聚合物组成的塑料较高的表面能表示较高的活性,导致溶解的溶质或营养物质的吸附更多,这在很大程度上影响了表面细菌定植的速度[5, 6]。细菌定植后,生物膜表面变得不均匀。其原因可能如下:(1)一种或多种细菌生物被吸引到受上述因素影响的表面;(2)主要的定植细菌附着在表面并繁殖,通过其代谢活动在已建立的微小菌落周围产生改变的微环境;(3)在细菌进行初次定植后,均质环境转化为异质性环境,这种改变的异质环境吸引其他细菌和物种;(4)一系列定植细菌附着在表面上,导致生物膜的形成,直到产生一系列复杂的社。每个细菌群落都可以帮助另一个代谢副产物,或通过由糖萼保持在一起而得到帮助。生物膜厚度的限制是腐蚀,脱落或磨损过程的结果,并且可以由去除生物膜的固着细胞或切片而产生。侵蚀导致生物膜连续损失细胞。生物膜的厚度,流体剪切应力和流体速度都会影响侵蚀速率。在体积庞大的生物膜的情况下观察到细胞流失,并引起材料大量迅速的损失[7]。
从生物膜来看,当某些物体与生物膜反复碰撞时,会发生磨损。与浮游生物生长相比,浸没表面的无菌细菌微菌落的生长具有显着的优势。与固体形式相比,即使在较高浓度下,抗微生物剂也能够很容易地消除细菌的浮游生物群体。以前,外多糖糖萼被认为是物理屏障,其不允许抗微生物剂到达固着细菌的微菌落。然而,通过共聚焦扫描激光显微镜(CSLM)和傅里叶透射红外光谱(FTIR)的分析,发现其有助于开发生物膜和固着细菌的变体。在卡尔加里大学,Jana等[8]进行的FTIR研究表明,虽然抗生素能够快速渗透生物膜并到达薄膜下面,但是它们无法有效地渗入位于团块或微小菌落中的无柄细胞。抗生素对浮游生物群体和微菌落外缘的几个固着细胞有效,内细胞停止抗菌处理后仍然可行。针对抗生素受损障碍的理论,其他科学家[8]已经根据生长速度和依赖性差异基因表达之间可能的生理差异提供了解释。在生物膜形成过程中,营养物质的浓度可直接影响膜中生长的细胞。围绕无菌细菌微菌落的聚阴离子外多糖基质用作离子交换柱,将营养物和离子尤其是来自周围液体的阳离子聚集,从而增加生长营养物质的可利用性。生物膜中浓缩营养物质的存在有助于可食用细菌消除直接阻碍浮游生物生长的不利散播液体状况。在结合水分子的高度水合的糖萼下可以存在保护细菌细胞免受干燥的影响。对于直接依赖于周围环境的可用性的浮游细菌,同样的保护措施是不可用的。生物膜内细菌物种形成联合体以去除由一种物质产生的毒素,以复合底物的降解或用作能量或碳源的纤维素之间的相互作用,循环利用裂解产生的物质或细胞死亡不同微生物群落的紧密接近可以带来复杂和快速的微生物降解。