Biofilmes Bacterianos

Transcrição

1 Biofilmes Bacterianos

2 Biofilmes Bactérias isoladas x Bactérias em associação Biofilmes: Comunidades de bactérias aderidas a superfícies sólidasou semi-sólidas, envoltas por uma matriz de polímeros extracelulares

3 Biofilmes

4 Estrutura dos Biofilmes -Composição Depende dos seguintes fatores: -Disponibilidade de matéria orgânica; - Presença de matéria orgânica relativamente inerte particulada ou dissolvida, como, por exemplo, substâncias húmicas, que podem ser incorporadas em biofilmes; - Presença de partículas de compostos inorgânicos; - Disponibilidade de compostos inorgânicos; Carbono orgânico de biofilmes de esgoto: -35% matéria orgânica não identificada; -25% proteínas extracelulares; -16% substâncias húmicas; -15% associado aos microrganismos; -7% polissacarídeos; -1% DNA

5 Estrutura dos Biofilmes As células aderidas são designadas por sésseis, enquanto aquelas livres e dispersas são denominadas por planctônicas. Um biofilme corresponde a uma comunidade de células sésseis aderidas a um substrato, embebidas em uma matriz de polímeros extracelulares, na qual existem diferenciados fenótipos, metabolismo, fisiologia e transcrição genética.

6 Exopolissacarídeos A matriz de polímeros extracelulares (EPS) de natureza polissacaridica ou protéica, expõe-se exteriormente à membrana externa das células Gram negativas e ao peptideoglicano das Gram positivas, é sintetizado por polimerases, constituindo-se em uma estrutura complexa bem hidratada. Em alguns casos o EPS é capaz de sequestrar cátions, metais e toxinas, conferindo também proteção contra radiações UV, alterações de ph, choques osmóticos e dessecação.

7 Exopolissacarídeos Biofilmes são as únicas estruturas microbianas que permitem a coexistência de organismos aeróbios e anaeróbios estritos a distâncias de poucas centenas de micrômetros um do outro.

8 Arquitetura quorum sensing A arquitetura dos biofilmes é formada por microcanais interno, adequados na distribuição de nutrientes e água, no escoamento de metabólitos, alguns potencialmente patogênicos ao homem, nas enzimas alginatoliases e as proteases, necessárias ao destacamento de células do biofilme e na distribuição de moléculas sinalizadoras de quorum sensing.

9 As vantagens do Biofilme para a bactéria

10 Etapas de formação do biofilme As etapas de formação de biofilme incluem: bioadesão, sucessão da fase planctonica para séssil, formação de microcolônias, maturação do biofilme e o destacamento das células retomando a fase planctônica.

11 Etapas de formação do biofilme

12 Etapas de formação do biofilme

13 IMPACTOS POSITIVOS: Importância dos biofilmes Estações de tratamento de águas ou de efluentes; Bioprocessos: - Biorreatores para a produção de fermentados; - Produção de Vinagre; - Ácido Cítrico; - Vinhos.

14 IMPACTOS NEGATIVOS: Importância dos biofilmes - Aumento da resistência à troca de calor em 50% em 3 meses; - Aumento do coeficiente de fricção em superfícies. 1 mm de biofilme em casco de porta aviões reduz a velocidade máxima do navio em 15% e pode tornar impossível o lançamento de aviões em dias de calmaria; - Danos em processos de filtração, com redução pela metade; -Biocorrosão; -Deterioração de materiais de construções naturais ou sintéticas; - Drenagem ácida, a mobilização de metais e de acidez através da ação de biofilmes microbianos sobre resíduos de mineração; - Formação de biofilmes em superfícies de implantes e de órgãos; -Biofilmes em sistemas de distribuição de água ou de ar condicionado podem servir de reservatórios para bactérias patogênicas e compostos alergênicos; -Contaminação em indústrias de alimentos.

15 IMPACTOS NEGATIVOS: Importância dos biofilmes

16 Biofilmes nas unidades processadoras de alimentos e nas indústrias Microrganismos com potencial patogênico que estão em alimentos podem constituir facilmente parte da comunidade de microrganismos presentes em um biofilme: Escherichia coli; Salmonella sp; Staphylococcus aureus; Listeria monocytogenes; Bacillus cereus; Yersinia enterocolitica

17 Biofilmes nas unidades processadoras de alimentos e nas indústrias A adesão bacteriana e formação de biofilme pode ocorrer em praticamente todas as superfícies envolvidas no processamento de alimentos, desde as rugosas que apresentam fissuras e fendas até mesmo as mais lisas

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