Левилактобацилла бревис
| Левилактобацилла бревис | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | Л. Бревис |
| Биномиальное имя | |
| Левилактобацилла бревис (Орла-Йенсен, 1919) Чжэн и др . 2020 год [1] | |
| Синонимы | |
| |
Levilactobacillus brevis представляет собой грамположительный палочковидный вид молочнокислых бактерий , который является гетероферментативным, образуя CO 2 , молочную кислоту и уксусную кислоту или этанол во время ферментации. L. brevis — типовой вид рода Levilactobacillus (ранее группа L. brevis ), который включает 24 вида. [1] [2] [1] [2] Его можно найти во многих различных средах, например, в ферментированных продуктах и в нормальной микробиоте. L. brevis содержится в таких продуктах, как квашеная капуста и соленые огурцы . Это также одна из наиболее частых причин порчи пива . Было доказано, что прием внутрь улучшает иммунную функцию человека , и это было запатентовано несколько раз. Нормальная кишечная микробиота L. brevis обнаруживается в кишечнике , влагалище и фекалиях человека .
L. brevis — одна из основных лактобактерий, обнаруженных в зернах тибикоса , используемых для приготовления кефира , но виды Lentilactobacillus ответственны за выработку полисахаридов ( декстрана и кефирана), из которых образуются зерна. [3] Основные метаболиты L. brevis включают молочную кислоту и этанол . штаммы L. brevis и L. hilgardii Было обнаружено, что продуцируют биогенные амины тирамин и фенилэтиламин .
История
[ редактировать ]Э.Б.Фред, У.Х. Петерсон и Дж.А. Андерсон первоначально открыли этот вид в 1921 году, и он был классифицирован на основе способности метаболизировать определенные углеродные соединения, такие как сахара. Это раннее исследование показало, что при этом могут образовываться уксусная кислота, углекислый газ и большое количество маннита. Маннит – еще один источник углерода, который можно использовать для производства молочной кислоты. [4]
Рост и обмен веществ
[ редактировать ]L. brevis Было показано, что активно транспортирует глюкозу и галактозу . Когда фруктоза использовалась в качестве источника углерода, наблюдался лишь некоторый рост, и L. brevis смогла частично метаболизировать фруктозу до маннита . Есть некоторые штаммы, которые плохо метаболизируют глюкозу, но предпочитают дисахариды в качестве источника углерода.
При использовании пути ферментации в результате получают молочную кислоту и уксусную кислоту. [5] Похоже, что в условиях высокой температуры (50°C) и в кислой среде эти бактерии выживают дольше, чем большинство бактерий: в кислых условиях бактерии могут жить около 45 минут. [6]
Устойчивость к антибиотикам приобретается посредством конъюгации — метода размножения бактерий. Конъюгация позволяет делиться ДНК, позволяя бактериям идентифицировать различные антибиотики при воздействии, и эта информация передается посредством репликации между бактериями.
L. brevis производит больше органических кислот, особенно уксусной кислоты и этанола . Это значит, что данная бактерия вырабатывает повышенную кислую среду и спирт. Условия роста зависят от местоположения бактерии в кишечнике. Похоже, что они неспособны существенно размножаться в анаэробной среде. [5]
L. brevis является гетероферментативным и использует фосфокетолазный путь для метаболизма пентоз и гексоз. [7]
Консервация продуктов питания
[ редактировать ]L. brevis содержится в таких продуктах, как квашеная капуста и соленые огурцы . Это также одна из наиболее частых причин порчи пива . Хмель , который является антимикробным горьким ароматизатором пива, не может подавить некоторые штаммы L. brevis, поскольку они производят транспортер, который выкачивает активные вещества хмеля из бактериальной клетки. [8] [9] L. brevis — одна из основных лактобактерий, обнаруженных в зернах тибикоса (или кефирных зернах в воде), и была идентифицирована как вид, ответственный за выработку полисахарида ( декстрана ) , из которого образуются зерна. Основные метаболиты L. brevis включают молочную кислоту и этанол . штаммы L. brevis и L. hilgardii Было обнаружено, что продуцируют биогенные амины тирамин , который обнаруживается в метаболическом пути ферментации и обычно встречается в испорченных или ферментированных продуктах, а также фенилэтиламин , который содержится в шоколаде, но также может вызывать рыбный привкус. запах других продуктов питания.
Микробная физиология
[ редактировать ]как бактерия обладает некоторыми физическими признаками L. brevis , общими для всех бактерий. Грамположительные бактерии состоят из внешней плазматической мембраны, за которой следует периплазматическое пространство и, наконец, слой пептидогликана , обращенный внутрь бактерии. Внешняя плазматическая мембрана очень важна для бактерий, поскольку именно с ее помощью клетки распознают возможный патогенез бактерий. Пептидогликан также называется муреином и состоит из ряда сахаров и мономеров аминокислот. У грамположительных бактерий слой пептидогликана значительно толще, чем у грамотрицательных бактерий. Реальная решетка, содержащая пептидогликан, называется S-слоем; эта решетка связана со слоем пептидогликана. Однако S-слой обычно теряется при обработке бактерий в лабораторных условиях, что может повлиять на измерение адгезии. Когда S-слой растворяется при высоких концентрациях веществ, разрушающих водородные связи, время выживания S-слоев составляет около 20 минут с каждым поколением. L. brevis содержит примерно два промотора в этой области, что означает значительную транскрипцию S-слоя за счет высоких уровней транскрипции гена sIpA. [10] SipA — это ген, который, как было обнаружено, помогает кодировать выработку мурина (пептидогликана) внутри бактерий. Цель транскрипции — копирование ДНК в мРНК, которая используется для создания белков. Промотор используется во время транскрипции для определения подходящего места для начала транскрипции. В пробиотиках на самом деле это S-слой, который прикрепляется к клеточной стенке желудочно-кишечного тракта. [11]
Пробиотики
[ редактировать ]Было доказано, что прием пробиотиков улучшает иммунную функцию человека , а L. brevis была запатентована несколько раз. L. brevis Было показано, что выживает в желудочно-кишечном тракте человека и поэтому может использоваться в качестве пробиотика . В настоящее время бактерии не способны превращать молоко в йогурт, однако их можно использовать в качестве альтернативы другим пробиотикам в йогуртах. Было показано, что у пожилых людей использование бактерий в молоке повышает клеточный иммунитет. Диетические пробиотические добавки усиливают активность естественных клеток-киллеров у пожилых людей (исследование возрастных иммунологических изменений). L. brevis считается подходящим для использования с пробиотиками, поскольку наблюдается значительный рост при pH 4–5, в частности, pH = 5 обычно является подходящим диапазоном для молока и йогуртов. [12] [13]
Биотерапия
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в более надежных медицинских справках для проверки или слишком сильно полагается на первоисточники . ( декабрь 2012 г. ) |  |
Во влагалище обитают важные вагинальные бактерии, и L. brevis включена в этот микробиом, который представляет собой совокупность различных бактерий. Бактерии совместно защищают влагалище и поддерживают влагалище. У женщин детородного возраста имеется значительное количество L. brevis , которое обычно обнаруживается в здоровом влагалище. [14] При некоторых заболеваниях или нарушениях работы влагалища эти бактерии можно использовать для восстановления микробиома. Большинство лактобактерий оказались полезными для профилактики инфекций мочевыводящих путей. Эффективность, с которой бактерия может защитить организм, равна: [15]
- Их симбиоз с потенциальными возбудителями.
- Их способность производить антибактериальные материалы, такие как перекись водорода , для ограничения роста патогенов.
- Они производят биосурфактанты , которые подавляют прикрепление патогенов.
- Их способность активировать макрофаги, лейкоциты, цитокины и другие защитные силы хозяина.
Во время нормальных родов новорожденные через несколько дней получают передачу L. brevis от матери. Судя по всему, передача происходит через грудное вскармливание или при естественном рождении ребенка. [16] У младенцев эта резистентность также помогает защитить кишечник от различных желчи и кислот. Helicobacter pylori , который является распространенным кишечным патогеном у людей, исследования показали, что некоторые штаммы L. brevis успешно борются с этим патогеном.
Вагиноз является наиболее распространенной формой бактериальной инфекции. Его обычно диагностируют как дрожжевую инфекцию или трихомониаз , который является паразитом, передающимся половым путем, обычно приобретаемым во время полового акта. L. brevis вместе с Lactobacillus jensenii производят высокие уровни перекиси водорода, которая может быть способна устранить патогенез бактериального вагиноза. Было показано, что [17] L. brevis является широко используемым ингредиентом фармацевтических материалов, используемых для лечения вагиноза . Оценка ключевых клеток является одним из методов оценки вагиноза; Эта оценка выполняется путем помещения контрольных клеток и выделений из влагалища на предметное стекло с последующим добавлением хлорида натрия с последующей микроскопической оценкой, которая включает идентификацию бактерий. [17]
Помимо выживания в кишечнике организма, L. brevis может также ингибировать патогенное воздействие некоторых кишечных патогенов, а также может размножаться в присутствии дополнительных бактерий. Некоторые штаммы устойчивы к определенным антибиотикам , особенно к эритромицину и клиндамицину . [18] Эта устойчивость к антибиотикам может быть полезна для поддержания здорового микробиома кишечника при приеме назначенных антибиотиков.
Ссылки
[ редактировать ]- Тасли Л., Мат С., Де Симоне С., Язычи Х. (2006). «Пастилки с лактобактериями в лечении язв в полости рта при синдроме Бехчета» . Клин. Эксп. Ревматол . 24 (5 Приложение 42): S83–6. ПМИД 17067433 .
- Киши А., Уно К., Мацубара Ю., Окуда С., Кишида Т. (август 1996 г.). «Влияние перорального приема Lactobacillus brevis subsp. coagulans на способность человека продуцировать интерферон-альфа». J Am Coll Nutr . 15 (4): 408–12. дои : 10.1080/07315724.1996.10718617 . ПМИД 8829098 .
- Джаярам С., Касл ГСП и Маргаритис А. (2004). Кинетика стерилизации клеток Lactobacillus brevis применением импульсов высокого напряжения. Биотехнология и биоинженерия, 40 (11), 1412–1420.
- Драго Л., Жисмондо М.Р., Ломбарди А., де Хаен К. и Гоццини Л. (1997) Ингибирование in vitro роста энтеропатогенов новыми изолятами Lactobacillus кишечного происхождения человека. ФЭМС Микробиология Письма 153, 455–463
- Гилл, Х.С., Резерферд, К.Дж., и Кросс, М.Л. (2001). Диетические пробиотические добавки усиливают активность естественных клеток-киллеров у пожилых людей: исследование возрастных иммунологических изменений. Журнал клинической иммунологии, 21(4), 264-271.
- ^ Jump up to: а б Чжэн, Цзиньшуй; Виттук, Стейн; Салветти, Элиза; Франц, Чарльз МАП; Харрис, Хью МБ; Маттарелли, Паола; О'Тул, Пол В.; Пот, Бруно; Вандам, Питер; Уолтер, Йенс; Ватанабэ, Коичи (2020). «Таксономическая заметка о роде Lactobacillus : описание 23 новых родов, исправленное описание рода Lactobacillus Beijerinck 1901 и объединение Lactobacillaceae и Leuconostocaceae » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (4): 2782–2858. дои : 10.1099/ijsem.0.004107 . hdl : 10067/1738330151162165141 . ISSN 1466-5026 . ПМИД 32293557 .
- ^ Павлова С.И., Килич А.О., Килич С.С., Со Дж.С., Надер-Масиас М.Э., Симоэс Дж.А. и Тао Л. (2002). Генетическое разнообразие вагинальных лактобактерий женщин разных стран на основе последовательностей гена 16S рРНК. Журнал прикладной микробиологии, 92 (3), 451–459.
- ^ Пиду, М. (1989). «Микробная флора сладкого кефирного зерна (имбирное растение): биосинтез зерна из Lactobacillus hilgardii с образованием полисахаридного геля». МИРСЕН Журнал прикладной микробиологии и биотехнологии . 5 (2): 223–238. дои : 10.1007/BF01741847 . S2CID 83381986 .
- ^ ФРЕД, Э.Б., ПЕТЕРСОН, WH, И АНДЕРСОН, JA, J.Biol. хим., 48, 385 (1921).
- ^ Jump up to: а б Аннук Х., Щепетова Дж., Куллисаар Т., Сонгисепп Э., Зилмер М. и Микельсаар М. (2003). Характеристика кишечных лактобацилл как потенциальных кандидатов на пробиотики. Журнал прикладной микробиологии, 94 (3), 403-412.
- ^ Саарела М., Рантала М., Халламаа К., Ногинек Л., Виркаярви И. и Мятто Дж. (2004). Стационарно-фазовая кислотная и термическая обработка для улучшения жизнеспособности пробиотических лактобактерий и бифидобактерий. Журнал прикладной науки.
- ^ Генцле, Майкл Г. (2015). «Возврат к метаболизму молочной кислоты: метаболизм молочнокислых бактерий при ферментации и порче пищевых продуктов» . Текущее мнение в области пищевой науки . Пищевая микробиология • Функциональные продукты и питание. 2 : 106–117. дои : 10.1016/j.cofs.2015.03.001 . ISSN 2214-7993 .
- ^ Сами М., Ямасита Х., Хироно Т., Кадокура Х., Китамото К., Йода К. и Ямасаки М. (1997). Устойчивые к хмелю Lactobacillus brevis содержат новую плазмиду, несущую ген, подобный множественной лекарственной устойчивости. Журнал ферментации и биоинженерии, 84 (1), 1-6.
- ^ Шмальрек, А.Ф., Тойбер, М., Райнингер, В., и Хартл, А. (1975). Структурные особенности, определяющие антибиотическую активность натуральных и синтетических смол хмеля, их предшественников и производных. Канадский журнал микробиологии, 21 (2), 205–212.
- ^ Сара, М., и Слейтр, UB (2000). Белки S-слоя. Журнал бактериологии, 182 (4), 859–868.
- ^ Хёнен У., Вестерлунд-Викстрем Б., Палва А. и Корхонен ТК (2002) Идентификация с помощью жгутика функции связывания эпителиальных клеток и фибронектина в поверхностном белке SipA Lactobacillus brevis . Заразить. Иммунитет. 184, 3360–3367.
- ^ Кейха М., Карбалаи М. Пробиотики как живые микроскопические борцы с желудочными инфекциями Helicobacter pylori. БМК Гастроэнтерол. 20 октября 2021 г.; 21 (1): 388. дои: 10.1186/s12876-021-01977-1. ПМИД 34670526; PMCID: PMC8527827
- ^ Хоман М., Орел Р. Полезны ли пробиотики для ликвидации Helicobacter pylori? Мир Дж Гастроэнтерол. 7 октября 2015 г.; 21 (37): 10644-53. doi: 10.3748/wjg.v21.i37.10644. ПМИД 26457024; PMCID: PMC4588086.
- ^ Васкес А., Якобссон Т., Арне С., Форсум У. и Молин Г. (2002). Вагинальная лактобактериальная флора здоровых шведских женщин. Журнал клинической микробиологии, 40 (8), 2746-2749.
- ^ Раз, Р., и Стамм, МЫ (1993). Контролируемое исследование интравагинального введения эстриола у женщин в постменопаузе с рецидивирующими инфекциями мочевыводящих путей. Медицинский журнал Новой Англии, 329 (11), 753–756.
- ^ Мацумия Ю., Като Н., Ватанабэ К. и Като Х. (2002). Молекулярно-эпидемиологическое исследование вертикальной передачи вагинальных видов Lactobacillus от матерей новорожденным в Японии с помощью полимеразной цепной реакции с произвольным праймером. Журнал инфекций и химиотерапии, 8 (1), 43-49.
- ^ Jump up to: а б Эшенбах Д.А., Дэвик П.Р., Уильямс Б.Л., Клебанофф С.Дж., Янг-Смит К., Кричлоу К.М. и Холмс К.К. (1989). Распространенность видов Lactobacillus , продуцирующих перекись водорода, у нормальных женщин и женщин с бактериальным вагинозом. Журнал клинической микробиологии, 27 (2), 251–256.
- ^ Дельгадо, С., Флорес, AB, и Мэйо, Б. (2005). Чувствительность к антибиотикам видов Lactobacillus и Bifidobacterium из желудочно-кишечного тракта человека. Текущая микробиология, 50 (4), 202–207.