Lactobacillus

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Lactobacillus
Lactobacillus sp 01.png
Lactobacillus бактерии во близина на епителијална клетка
Научна класификација
Домен: Bacteria
Колено: Firmicutes
Класа: Bacilli
Ред: Lactobacillales
Семејство: Lactobacillaceae
Род: Lactobacillus
Beijerinck 1901

Lactobacillus е род на Грам-позитивни, факултативно анаеробни или микроаерофилни бактерии со стапчест облик кои не формираат ендоспори.[1] Тие сочинуваат голем дел од бактериите на млечно-киселинското вриење (т.е. ги разградуваат шеќерите до ниво на млечна киселина). Кај луѓето, тие се значајна компонента од микрофлората на дигестивниот, уринарниот и гениталниот систем. Кај жените од европско потекло, Lactobacillus видовите нормално се среќаваат како значајна компонента на вагиналната микрофлора.[2][3][4] Lactobacillus бактериите формираат биофилмови во цревната и вагиналната микрофлора, каде одржуваат големи популации.[5] Тие имаат мутуалистички однос со човековиот организам бидејќи го заштитуваат домаќинот од потенцијално патогени инвазии, а за возврат, домаќинот им обезбедува хранливи материи.[6] Lactobacillus е најчестиот пробиотик во храната (на пр. јогуртот) и има различни апликации во медицината, како што се лекувањето на дијареа, третманот на вагиналните инфекции и некои кожни заболувања како екземата.[7]

Метаболизам[уреди | уреди извор]

Повеќето лактобацили имаат хомоферментативен метаболизам (продуцираат само млечна киселина од шеќери), додека некои видови имаат хетероферментативен метаболизам (продуцираат или алкохол или млечна киселина од шеќерите).[8] Тие се аеротолерантни и покрај целосното отсуство на респираторна верига.[9][10] Аеротолеранцијата е зависна од манган и е истражена (и објаснета) кај видот Lactobacillus plantarum.[11] На многу видови од овој род не им е потребно железото за раст и имаат исклучително висока толеранција на водород пероксид.

Геном[уреди | уреди извор]

Геномите на лактобацилите се многу варијабилни, а се движат во големина од 1.2 до 3.3 Mb (мегабази). Соодветно на тоа, бројот на гените кои кодираат за протеини се движи од 1100 до околу 3200.[12]

Lactobacillus видовите имаат многу микросателити во кодирачкиот регион на геномот, кои се несовршени и имаат варијантни мотиви.[13]

Таксономија[уреди | уреди извор]

Родот Lactobacillus моментално содржи преку 180 видови.[14] Родот е полифилетичен, со тоа што родот Pediococcus ја дели групата L. casei, и видовите L. acidophilus, L. salivarius и L. reuteri се претставници на три различни подкладови. Родот Paralactobacillus спаѓа во групата на L. salivarius. Во скорешно време други членови на родот Lactobacillus (порано познати како гранката Leuconostoc на Lactobacillus) се прекласифицирани во родовите Atopobium, Carnobacterium, Weissella, Oenococcus, и Leuconostoc. Неодамна, видот Pediococcus dextrinicus беше прекласифициран во родот Lactobacillus.[15] Врз основа на метаболизмот, Lactobacillus видовите можат да се поделат во три групи:

  • Облигатно хомоферментативни (група I):
    • L. acidophilus, L. delbrueckii, L. helveticus, L. salivarius
  • Факултативно хомоферментативни (група II):
    • L. casei, L. curvatus, L. plantarum, L. sakei
  • Облигатно хетероферментативни (група III):
    • L. brevis, L. buchneri, L. fermentum, L. reuteri

Лактобацилите и човечкото здравје[уреди | уреди извор]

Вагинален тракт[уреди | уреди извор]

Женскиот генитален тракт е орган со богата микрофлора и постои голем интерес за врската помеѓу бактерискиот состав на оваа микрофлора и здравствената состојба на гениталниот тракт. Кај 70% од сите жени, Lactobacillus видовите се доминантни во вагиналната микрофлора, иако утврдено е дека постојат варијации помеѓу жените од европско потекло и жените од африканско потекло, со тоа што се покажало дека втората група има поголем диверзитет на микрофлората.

Интеракции со други патогени[уреди | уреди извор]

Видовите на Lactobacillus создаваат водород пероксид кој го инхибира растот и вирулентноста на габичниот патоген Candida albicans.[16][17] Ин витро студиите покажале дека Lactobacillus sp. ја редуцира патогеноста на C. albicans со производство на органски киселини и одредени метаболити.[18] Присуството на овие метаболити, како што е натриум бутиратот, и намалувањето на pH вредноста од страна на органските киселини го инхибира растот на хифите на C. albicans, со што се намалува нејзината патогеност. Lactobacillus, исто така, ја намалува патогеноста на C. albicans со инхибиција на создавањето на нејзини биофилмови. Од друга страна, по антибиотска терапија, одредени видови на кандида можат да ја потиснат регенерацијата на Lactobacillus микрофлората во гастроинтестиналниот тракт, која била делумно уништена поради дејството на антибиотикот.

Покрај со C. albicans, Lactobacillus видовите стапуваат во интеракција и со други патогени. На пример, Lactobacillus reuteri може да го инхибира растот на различни бактериски видови така што од глицерол ја синтетизира антимикробната супстанца наречена реутерин.[19] Друг пример е Lactobacillus salivarius, кој стапува во интеракција со многу патогени преку создавање на бактерицидниот пептид salivaricin B.[20]

Пробиотици[уреди | уреди извор]

Lactobacillus видовите во комбинација со други пробиотици се користат во третман на colon irritabile, иако степенот на ефикасност се уште е неизвесен.[21] Пробиотиците помагаат во лекувањето на colon irritabile со тоа што ја враќаат хомеостазата кога цревната микрофлора има невообичаено високо ниво на опортунистички бактерии. Освен тоа, Lactobacillus видовите можат да се користат како пробиотици во случаи на инфекција со Helicobacter pylori.[22] Исто така, Lactobacillus се користат во контролата на урогенитални и вагинални инфекции, како што е вагиналната бактериоза. Тие продуцираат пептидни соединенија наречени бактериоцини кои го сузбиваат растот на одредени патогени бактерии,[23] а исто така продуцираат млечна киселина и H2O2 (водороден пероксид). Млечната киселина ја одржува pH вредноста на вагината околу 4.5 или помалку, ограничувајќи го на тој начин растот на другите бактерии, а H2O2 ја возобновува нормалната бактериска флора и нормалната вагинална pH. Кај децата, L. rhamnosus е одговорна за  намалување на појавата на атопичен дерматит, поради антивоспалителните цитокини кои ги излачува оваа пробиотска бактерија.

Орално здравје[уреди | уреди извор]

Некои видови на Lactobacillus се одговорни за појавата на кариес. Млечната киселина која е продукт на метаболизмот на овие бактерии делува нагризувачки на забната глеѓ. Меѓутоа, истражувањата во областа на вистинскиот однос помеѓу лактобацилите и оралното здравје се уште се во почетна фаза на развој, со досега само неколку објавени студии.[24][25] Некои студии покажуваат дека одредени видови на лактобацили можеби се корисни за оралното здравје, па дури и помагаат во спречување на појавата на кариес.[26] Постојат и докази дека одредени лактобацили помагаат во спречување на појавата на гингивит и пародонтит.

Производство на храна[уреди | уреди извор]

Lactobacillus видовите се користат како стартер култури во индустријата за производство на јогуртсирењакисела зелкакисели краставичкипивојаболково винокефиркимчи и други видови на ферментирана храна, како и сточна храна.

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Makarova, K.; Slesarev, A.; Wolf, Y.; Sorokin, A.; Mirkin, B.; Koonin, E.; Pavlov, A.; Pavlova, N.; и др. (октомври 2006 г). Comparative genomics of the lactic acid bacteria. „Proc Natl Acad Sci U S A“ том  103 (42): 15611–6. doi:10.1073/pnas.0607117103. PMID 17030793. 
  2. Petrova, Mariya I.; Lievens, Elke; Malik, Shweta; Imholz, Nicole; Lebeer, Sarah. Lactobacillus species as biomarkers and agents that can promote various aspects of vaginal health. „Frontiers in Physiology“ том  6. doi:10.3389/fphys.2015.00081. ISSN 1664-042X. 
  3. Ma, Bing; Forney, Larry J.; Ravel, Jacques (20 септември 2012 г). Vaginal Microbiome: Rethinking Health and Disease. „Annual Review of Microbiology“ том  66 (1): 371–389. doi:10.1146/annurev-micro-092611-150157. ISSN 0066-4227. PMID 22746335. PMC: 3780402. http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-micro-092611-150157. 
  4. Fettweis, JM; Brooks, JP; Serrano, MG; Sheth, NU; Girerd, PH; Edwards, DJ; Strauss, JF; Jefferson, KK; и др.. Differences in vaginal microbiome in African American women versus women of European ancestry. „Microbiology“ том  160 (Pt 10): 2272–82. doi:10.1099/mic.0.081034-0. PMID 25073854. 
  5. Salas-Jara, Maria Jose; Alejandra Ilabaca; Marco Vega; Apolinaria García (20 септември 2016 г). Biofilm Forming Lactobacillus: New Challenges for the Development of Probiotics. „NCBI“ том  4 (3): 35. doi:10.3390/microorganisms4030035. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5039595/. посет. 23 септември 2017 г. 
  6. Martin, Rebeca; Sylvie Miquel; Jonathan Ulmer; Noura Kechaou; Philippe Langella; Luis G Bermúdez-Humarán (23 јули 2013 г). Role of commensal and probiotic bacteria in human health: a focus on inflammatory bowel disease. „NCBI“ том  12 (71). doi:10.1186/1475-2859-12-71. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3726476/. посет. 7 октомври 2017 г. 
  7. Inglin, Raffael. „PhD Thesis - Combined Phenotypic-Genotypic Analyses of the Genus Lactobacillus and Selection of Cultures for Biopreservation of Fermented Food“. ETH Zurich. https://doi.org/10.3929/ethz-b-000214904. посет. 3 јануари 2018 г. 
  8. Zaunmüller, T.; Eichert, M.; Richter, H.; Unden, G. (септември 2006 г). Variations in the energy metabolism of biotechnologically relevant heterofermentative lactic acid bacteria during growth on sugars and organic acids. „Applied Microbiology and Biotechnology“ том  72 (3): 421–429. doi:10.1007/s00253-006-0514-3. 
  9. Archibald, Frederick S.; Fridovich, Irwin (јуни 1981 г). Manganese, Superoxide Dismutase, and Oxygen Tolerance in Some Lactic Acid Bacteria. „Journal of Bacteriology“ том  146 (3): 928–936. http://jb.asm.org/content/146/3/928.full.pdf+html. посет. 5 октомври 2017 г. 
  10. Smalla, Pamela LC; Watermanb, Scott R (јуни 1998 г). Acid stress, anaerobiosis and gadCB: lessons from Lactococcus lactis and Escherichia coli. „Trends in Microbiology“ том  6 (6): 214–216. doi:10.1016/S0966-842X(98)01285-2. 
  11. Archibald, Frederick S.; Fridovich, Irwin (јуни 1981 г). Manganese, Superoxide Dismutase, and Oxygen Tolerance in Some Lactic Acid Bacteria. „Journal of Bacteriology“ том  146 (3): 928–936. http://jb.asm.org/content/146/3/928.full.pdf+html. посет. 5 октомври 2017 г. 
  12. Mendes-Soares, Helena; Suzuki, Haruo; Hickey, Roxana J.; Forney, Larry J. (1 април 2014 г). Comparative Functional Genomics of Lactobacillus spp. Reveals Possible Mechanisms for Specialization of Vaginal Lactobacilli to Their Environment (на en). „Journal of Bacteriology“ том  196 (7): 1458–1470. doi:10.1128/JB.01439-13. ISSN 0021-9193. PMID 24488312. PMC: 3993339. http://jb.asm.org/content/196/7/1458. 
  13. Basharat, Z; Yasmin, A (2015 г). Survey of compound microsatellites in multiple Lactobacillus genomes. „Canadian Journal of Microbiology“ том  61 (12): 898–902. doi:10.1139/cjm-2015-0136. ISSN 0008-4166. http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/cjm-2015-0136. 
  14. „Archived copy“. http://www.bacterio.cict.fr/l/lactobacillus.html. посет. 2 февруари 2007 г. 
  15. (IJSEM, Paper in Press).
  16. Review article: fungal microbiota and digestive diseases. „Aliment. Pharmacol. Ther.“ том  39 (8): 751–766. април 2014 г. doi:10.1111/apt.12665. PMID 24612332. „In addition, GI fungal infection is reported even among those patients with normal immune status. Digestive system-related fungal infections may be induced by both commensal opportunistic fungi and exogenous pathogenic fungi. ...
    In vitro, bacterial hydrogen peroxide or organic acids can inhibit C. albicans growth and virulence61
    In vivo, Lactobacillus sp. can inhibit the GI colonisation and infection of C. albicans62
    In vivo, C. albicans can suppress Lactobacillus sp. regeneration in the GI tract after antibiotic therapy63, 64“. 
  17. Small intestinal fungal overgrowth. „Curr Gastroenterol Rep“ том  17 (4): 16. април 2015 г. doi:10.1007/s11894-015-0436-2. PMID 25786900. „Small intestinal fungal overgrowth (SIFO) is characterized by the presence of excessive number of fungal organisms in the small intestine associated with gastrointestinal (GI) symptoms. Candidiasis is known to cause GI symptoms particularly in immunocompromised patients or those receiving steroids or antibiotics. However, only recently, there is emerging literature that an overgrowth of fungus in the small intestine of non-immunocompromised subjects may cause unexplained GI symptoms. ... Fungal-bacterial interaction may act in different ways and may either be synergistic or antagonistic or symbiotic [29]. Some bacteria such as Lactobacillus species can interact and inhibit both the virulence and growth of Candida species in the gut by producing hydrogen peroxide [30]. Any damage to the mucosal barrier or disruption of GI microbiota with chemotherapy or antibiotic use, inflammatory processes, activation of immune molecules and disruption of epithelial repair may all cause fungal overgrowth [27].“. 
  18. Vilela, Simone FG; Barbosa, Júnia O; Rossoni, Rodnei D; Santos, Jéssica D; Prata, Marcia CA; Ana Lia Anbinder, Ana Lia (февруари 2015 г). Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 inhibits biofilm formation by C. albicans and attenuates the experimental candidiasis in Galleria mellonella. „Virulence“ том  6 (1): 29–39. doi:10.4161/21505594.2014.981486. 
  19. Axelsson, L. T.; Chung, T. C.; Dobrogosz, W. J.; Lindgren, S. E. (април 1988 г). Production of a Broad Spectrum Antimicrobial Substance by Lactobacillus reuteri. „Microbial Ecology in Health and Disease“ том  2 (2): 131–136. doi:10.3109/08910608909140210. 
  20. Brink, B. ten; Minekus, M.; van der Vossen, J.M.B.M.; Leer, R.J.; Huis in't Veld, J.H.J. (август 1994 г). Antimicrobial activity of lactobacilli: preliminary characterization and optimization of production of acidocin B, a novel bacteriocin produced by Lactobacillus acidophilus M46. „Journal of Applied Microbiology“ том  77 (2): 140–148. doi:10.1111/j.1365-2672.1994.tb03057.x. 
  21. Ford, Alexander C; Quigley, Eamonn M M; Lacy, Brian E; Lembo, Anthony J; Saito, Yuri A; Schiller, Lawrence R; Soffer, Edy E; Spiegel, Brennan M R; и др.. Efficacy of Prebiotics, Probiotics, and Synbiotics in Irritable Bowel Syndrome and Chronic Idiopathic Constipation: Systematic Review and Meta-analysis. „The American Journal of Gastroenterology“ том  109 (10): 1547–1561. doi:10.1038/ajg.2014.202. ISSN 0002-9270. PMID 25070051. 
  22. Ruggiero, Paolo (15 ноември 2014 г). Use of Probiotics in the fight against Helicobacter pylori. „NCBI“ том  5 (4): 384–391. doi:10.4291/wjgp.v5.i4.384. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4231502/. посет. 23 септември 2017 г. 
  23. Cribby, Sarah; Michelle Taylor; Greg Reid (9 март 2009 г). Vaginal Microbiota and the Use of Probiotics. „NCBI“ том  2008. doi:10.1155/2008/256490. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2662373/. 
  24. Twetman, S; Stecksén-Blicks, C. Probiotics and oral health effects in children. „International Journal of Paediatric Dentistry“ том  18 (1): 3–10. doi:10.1111/j.1365-263X.2007.00885.x. PMID 18086020. 
  25. Meurman, J. H.; Stamatova, I. Probiotics: Contributions to oral health. „Oral Diseases“ том  13 (5): 443–51. doi:10.1111/j.1601-0825.2007.01386.x. PMID 17714346. 
  26. Grenier, Daniel (октомври 2009 г). Probiotics for Oral Health: Myth or Reality?. „Professional Issues“ том  Vol. 75, NO. 8: 585–590. https://www.cda-adc.ca/jcda/vol-75/issue-8/585.pdf. 

Надворешни врски[уреди | уреди извор]