Биопленка - сообщество микроорганизмов, которые прикреплены к поверхности какого либо тела или друг к другу, заключенные в экзополимерный матрикс, синтезированный ими внеклеточными полимерными веществами, имеют измененный фенотип, проявляющийся другими параметрами роста и экспрессией специфичных генов [7]. Формирование сообщества микроорганизмов в виде биопленки в последующем завершается образованием экзополимерного матрикса - продукта жизнедеятельности самих клеток, основного структурного компонента биопленки, покрывающего ее поверхность и обеспечивающего защиту от неблагоприятных воздействий. Экзополисахариды составляют значительную часть экзополимерного матрикса - 85% массы биопленки. Таким образом, бактерии в биопленке заключены в полимерный матрикс, свойства которого определяют взаимоотношения внутри клеточного сообщества и с внешней средой [5]. Pseudomonas aeruginosa в биопленках обильно синтезирует свой полисахарид альгинат [6]. На основании полученных нами ранее данных бактерии Pseudomonas aeruginosa способны расти на жидкой синтетической среде с сукцинатом натрия с признаками зрелой биопленки с образованием альгинатов [2, 3, 4]. Нами было показано влияние L-аргинина на образование экзополимерного матрикса у бактерий Pseudomonas aeruginosa [1]. Целью настоящего исследования являлось изучение возможности различных штаммов Pseudomonas aeruginosa формировать экзополимерный матрикс на жидкой синтетической среде в присутствии нитрата калия и нитрата натрия, а так же нитрита натрия в аэробных и анаэробных условиях. В ходе проведения эксперимента нами было использовано 5 штаммов Pseudomonas aeruginosa (№22; №52; №444; №М10; №128), полученных из музея кафедры микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ВСЭ ФГБОУ ВПО УГСХА им. П.А. Столыпина. В эксперименте использовалась синтетическая среда содержащая: хлорид натрия, сульфат магния, калий фосфорнокислый однозамещенный и двузамещенный, сукцинат натрия и L-аргинин в количестве 2,0 г/л. Исследуемые штаммы вносили в жидкую синтетическую среду, замещая включение в состав среды L-аргинина нитратом калия, затем нитратом натрия, и далее нитритом натрия. Нитраты и нитриты указанных металлов, при замещении L-аргинина, вносили в количестве 2,0 г/л. Культивирование штаммов Pseudomonas aeruginosa проводили в пробирках в аэробных и анаэробных условиях. Для создания анаэробных условий использовали способ снижения парциального давления кислорода охлаждением и добавлением вазелинового масла.

В качестве контроля использовали интактные пробирки с указанной выше средой. После внесения бактериальной культуры пробирки помещали в термостат на 120 часов при 37ºС. По истечении указанного срока, проводили учет результатов (таб. 1, 2, 3).

Таблица 1

Показатели формирования экзополимерного матрикса штаммов Pseudomonas aeruginosa на жидкой синтетической среде с нитратом калия (KNO₃)

Таблица 2

Показатели формирования экзополимерного матрикса штаммов Pseudomonas aeruginosa на жидкой синтетической среде с нитратом натрия (NaNO₃)

Таблица 3

Показатели формирования экзополимерного матрикса штаммов Pseudomonas aeruginosa на жидкой синтетической среде с нитритом натрия (NaNO₂)

Как видно из указанной выше таблицы 1 все штаммы Pseudomonas aeruginosa в аэробных условиях образуют вязкость и экзополимерный матрикс в виде светло-желтого сгустка в жидкой синтетической среде с нитратом калия, а пигментацию проявляют только три штамма (№128, №52 и №444). В анаэробных условиях процесса формирования биопленки не наблюдали. По данным из таблицы 2 и 3 показано, что штаммы в анаэробных условиях в жидкой синтетической среде в присутствии нитрата и нитрита натрия так же не проявляют ни каких признаков формирования биопленки. В аэробных условиях только штамм №444 дает пигментацию в среде и проявляет все вышеуказанные признаки формирования биопленки, а штамм №128 их не проявляет. Штаммы №52, №22 и №М10 проявляют признаки формирования экзополимерного матрикса биопленки, за исключением пигментации среды.

1. Штаммы бактерии Pseudomonas aeruginosa, за исключением № 128, способны к образованию экзополимерного матрикса в аэробных условиях в жидкой синтетической среде с сукцинатом в присутствии нитрата калия, нитрата натрия или нитрита натрия.

2. Штаммы бактерии Pseudomonas aeruginosa не способны к образованию экзополимерного матрикса в анаэробных условиях в жидкой синтетической среде с сукцинатом в присутствии нитрата калия, нитрата натрия или нитрита натрия.

Рецензенты:

Золотухин С.Н., д.б.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина», г.Ульяновск.

Нафеев А.А., д.м.н., заведующий отделом особо опасных инфекций, природно-очаговых инфекций и профилактики туберкулеза, ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ульяновской области», г.Ульяновск.