Adhesión de bacterias a hidroxiapatita: validez de los modelos clásicos de adsorción

VENEGAS S. C.; APELLA M. C.; MORANDO P. J.

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica. Salta-Argentina; 2009

Asociación Argentina de Fisicoquímica y Univesidad Nacional de Salta

Diversos autores han intentado aplicar, a procesos de adhesión bacteriana a distintos sustratos, los modelos clásicos, fundamentalmente el de Langmuir. En el caso de la hidroxiapatita (HAP), existen referencias de su aplicación a ensayos realizados sobre polvos, polvos sobre perlas de vidrio y discos con resultados variables. En el presente trabajo se realizó un estudio de la adsorción sobre pastillas de HAP de dos cepas bacterianas de origen bucal, se procesaron los resultados y se comparó la utilización del modelo langmuiriano con la aplicación de un modelo mixto Langmuir-Hill. Se discute la capacidad predictiva de los modelos a partir del no cumplimiento de las premisas básicas de los mismos. La tarea experiemental consistió en medir isotermas de  adsorción de Lactobacillus  casei y Lactobacillus  salivarius sobre pastillas de HAP, utilizando técnicas de marcación isotópica con timidina tritiada en presencia y ausencia de Ca2+ exógeno. Los valores experimentales pueden ser ajustados con una isoterma de tipo Langmuir obteniéndose los parámetros que se indican en la tabla CEPA [Ca2+]exog (mol dm-3) 107KL (mL UFC-1) {Bact}máx (UFC µm-2) L.. casei 1 × 10-2 12,00 0,04 0 0,18 0,17 L.. salivarius 1 × 10-2 0,58 0,28 Los mismos indican que el número de sitios activos disminuye al aumentar la concentración de Ca2+, lo cual no se condice con el modelo de adsorción propuesto basado en la formación de puentes HAP-Ca-Bacteria. Por otra parte este mecanismo deja abierta la posibilidad de formación de capas múltiples, lo que, en determinadas condiciones, parece estar de acuerdo con nuestros datos experimentales. Con este antecedente se planteó la aplicación de un modelo mixto donde a baja concentración bacteriana primaría una adsorción tipo Langmuir y a alta concentración se volvería importante la formación de capas múltiples, modelables por la ecuación de Hill. Se logró un excelente ajuste de los datos para L. salivarius en presencia de Ca2+ y para L. casei  en ausencia de dicho ion. Sin embargo el modelo no permite reproducir, en todo el intervalo de concentraciones estudiado,  la isoterma para L. casei en presencia de Ca2+. En este caso, se observa un descenso en la adsorción para altos valores de concentración bacteriana, hecho que también se encuentra en la adsorción sobre polvos de HAP a altas concentraciones de Ca2+ y que es explicable a partir de los procesos repulsivos entre superficies de igual carga y a la autoagregación microbiana. En conclusión, al no cumplirse las premisas básicas de los modelos de adsorción, aunque los mismos ajusten los datos experimentales, no tienen, en sistemas de este tipo, ningún valor predictivo. Por lo tanto, no pueden ser utilizados para extrapolar la interacción bacteria-sustrato en condiciones distintas a las exploradas.