Для того чтобы вызывать инфекцию, многие бактерии сначала должны прикрепиться к мукозальной поверхности. Поскольку алиментарный слизистый мукозальный слой постоянно очищается посредством выхода слизи из гоблетовых клеток и постоянного перистальтического движения кишечного содержимого по эпителию, а в респираторном тракте силиарные клетки смывают слизистый мукозный слой и бактерии – происходит постоянное и быстрое обновление эпителия (кишечный эпителиальный монослой полностью обновляется в течение 48 ч). Бактерии должны прикрепиться к эпителию и размножиться, прежде чем клетки слизистого слоя будут обновлены. Для обеспечения данной функции бактерии синтезируют ряд структур, например пили (фимбрии), посредством которых происходит их прикрепление к эпителиальной клетке. Эти структуры называют факторами колонизации или адгезии (адгезины). Механизм специфической адгезии включает две фазы: обратимую и необратимую. Обратимая фаза может быть обеспечена гидрофобным взаимодействием, электростатическим притяжением, броуновским движением, а также атомными и молекулярными вибрациями. Необратимая специфическая фаза обеспечивается множеством связей типа замок-ключ между комплементарными молекулами на каждой из клеточных поверхностей. Как только эти связи сформировались, прикрепление бактерий становится необратимым.
Известно, что один штамм Е.соli способен экспрессировать разные типы фимбрий, которые кодируются различными хро-мосомальными или плазмидными генами. Это генетическое разнообразие позволяет клеткам адаптироваться к изменяющейся окружающей среде и использовать эту возможность по отношению к различным поверхностным структурам хозяина. Тип 1 фимбрий связывается с остатками D-маннозы на поверхности клеток. Этот тип называют маннозочувствительным адгезином, так как экзогенная манноза препятствует связыванию бактерий с рецепторами на поверхности эритроцитов. Активный центр этого адгезина находится в концевом белке фимбрии, который генетически разнообразен и может модифицироваться. Например, этот белок на пиелонефритассоциированных пилях имеет специфичность по отношению к дисахариду галактоза-галактоза, а концевой белок на S-фимбриях специфичен по отношению к сиаловой кислоте. У Pseudomonas, Vibrio и Neisseria имеется фимбриальная субъединица, содержащая метилированный фенилаланин на N-конце. Этот тип адгезина называют типом IV, и он рассматривается как важный фактор патогенности в патогенезе P. aeruginosa – инфекции при фиброзно-кистозном поражении легких.