Взаимодействие микроорганизмов с твердыми материалами оказывает существенное влияние на физиологическую активность микробных популяций, изменяя интенсивность и направленность биохимических процессов, скорость размножения микроорганизмов, интенсивность нарастания биомассы, размеры и морфологию клеток. К настоящему времени опубликовано большое количество работ по влиянию адгезии микроорганизмов на их жизнедеятельность. Контактное взаимодействие бактерий с твердыми поверхностями может снижать их физиологическую активность в связи с экранированием части клеточной поверхности твердыми материалами, уменьшать интенсивность переноса субстратов в клетку и метаболитов из нее. Подтверждением такой возможности служат результаты по ингибированию низкими концентрациями глинистых минералов дыхания Histoplasma capsulatum. По мнению авторов, ингибирование дыхания этих микроорганизмов обусловлено прикреплением частиц минерала к гифам гриба и созданием помех переносу источников питания, в частности железа, через клеточную стенку.

В ряде случаев снижение метаболической активности микроорганизмов при их взаимодействии с высокодисперсными материалами имеет важное биотехнологическое значение. Это прежде всего касается производства бактериальных препаратов, а также консервирования клеток животных. Блокируя клеточную поверхность и создавая для бактерий или клеток определенное микроокружение, высокодисперсные материалы способствуют выживанию этих биологических объектов при их длительном хранении.

По многочисленным данным, при взаимодействии микроорганизмов с твердыми материалами их физиологическая активность чаще всего повышается по сравнению с клетками, функционирующими в жидкой среде. Активность бактерий, ассоциированных в водной среде с твердыми частицами, может более чем в 40 раз превышать активность свободноживущих микроорганизмов.

Ранее предполагалось, что силы адсорбции сами по себе не оказывают существенного влияния на развитие микроорганизмов. Однако по мнению М. Флетчер, при взаимодействии бактерий с твердыми материалами могут наблюдаться деформации клеточных мембран, следствием чего может быть изменение физиологической активности микроорганизмов.

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что физиологическая реакция микробных культур на взаимодействие с твердыми материалами в значительной степени определяется свойствами поверхности клеток и адсорбента, физиологическим состоянием микроорганизмов, особенностями потребляемых субстратов и соотношением бактерий и субстрата. В ряде систем стимулирующее влияние твердых материалов на жизнедеятельность микроорганизмов проявляется лишь в неоптимальных условиях их культивирования. Иногда при контакте с твердыми поверхностями физиологическая активность микроорганизмов не изменяется или снижается.

Таким образом, свойства твердых поверхностей оказывают существенное влияние на метаболическую активность бактерий, что в значительной степени обусловлено различными сорбционной способностью и доступностью для микроорганизмов источников их питания. Поскольку удельная площадь поверхности возрастает с уменьшением размеров частиц, особо заметное влияние на физиологическую активность микроорганизмов наблюдается при взаимодействии с высокодисперсными материалами.

- Читать далее "Взаимодействие микроорганизмов с минералами. Взаимодействие микроорганизмов с кремнеземом"