Levilactobacillus brevis
| Levilactobacillus brevis | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: | |
| Gatunek: |
L. brevis
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Levilactobacillus brevis (Orla-Jensen 1919) Zheng i in . 2020
|
|
| Synonimy | |
|
|
Levilactobacillus brevis to Gram-dodatnie , pałeczkowate bakterie kwasu mlekowego , które są heterofermentatywne, tworząc podczas fermentacji CO 2 , kwas mlekowy i kwas octowy lub etanol. L. brevis jest gatunkiem typowym rodzaju Levilactobacillus (wcześniej grupa L. brevis ), który obejmuje 24 gatunki ( http://www.lactobacillus.ualberta.ca/ , http://www.lactobacillus.uantwerpen.be/ ) . Można go znaleźć w wielu różnych środowiskach, takich jak sfermentowana żywność i jako normalna mikrobiota. L. brevis znajduje się w żywności, takiej jak kapusta kiszona i pikle . Jest to również jedna z najczęstszych przyczyn piwa . Wykazano, że spożycie poprawia funkcje odpornościowe człowieka i zostało to kilkakrotnie opatentowane . Normalna mikroflora jelitowa L. brevis znajduje się w ludzkich jelitach , pochwie i kale .
L. brevis jest jedną z głównych pałeczek kwasu mlekowego występujących w ziarnach tibicos , używanych do produkcji kefiru , ale gatunki Lentilactobacillus są odpowiedzialne za produkcję polisacharydu ( dekstranu i kefiranu), który tworzy ziarna. Główne metabolity L. brevis to kwas mlekowy i etanol . Stwierdzono, że szczepy L. brevis i L. hilgardii wytwarzają biogenne aminy tyraminę i fenyloetyloamina .
Historia
EBFred, WH Peterson i JA Anderson początkowo odkryli ten gatunek w 1921 roku i został on sklasyfikowany na podstawie zdolności do metabolizowania niektórych rodzajów węgla i cukrów. To wczesne badanie wykazało, że może to wytwarzać kwas octowy, dwutlenek węgla i duże ilości mannitolu. Mannitol, który jest kolejnym źródłem węgla, które można wykorzystać do produkcji kwasu mlekowego.
Wzrost
Wykazano, że L. brevis aktywnie transportuje glukozę i galaktozę . Gdy jako źródło węgla użyto fruktozy , nastąpił tylko niewielki wzrost i L. brevis była w stanie częściowo metabolizować fruktozę do mannitolu . Istnieje kilka szczepów, które słabo metabolizują glukozę, ale preferują disacharydy jako źródło węgla.
Dzięki wykorzystaniu szlaku fermentacji efektem końcowym jest kwas mlekowy i kwas octowy. Okazuje się, że w warunkach wysokiej temperatury, 50 stopni Celsjusza iw środowisku kwaśnym przeżywalność tej bakterii jest dłuższa niż większości bakterii w środowisku kwaśnym, bakteria może przeżyć około 45 minut.
Oporność na antybiotyki nabywa się poprzez koniugację , metodę rozmnażania bakterii. Koniugacja umożliwia dzielenie się DNA, umożliwiając bakteriom poznanie różnych antybiotyków poprzez ekspozycję, a informacja ta jest przekazywana poprzez replikację między bakteriami.
L. brevis wytwarza więcej kwasów organicznych, zwłaszcza kwasu octowego i etanolu . Oznacza to, że bakteria ta wytwarza zwiększone kwaśne środowisko i alkohol. Warunki wzrostu zależą od umiejscowienia bakterii w jelitach. Wydaje się, że nie są w stanie znacząco replikować się w beztlenowym .
Szlak metaboliczny
Szlaki metaboliczne definiuje się jako procesy chemiczne zachodzące w organizmie. L. brevis jest heterofermentatywny i wykorzystuje szlak fosfoketolazy do metabolizowania pentoz i heksoz.
Konserwacja żywności
L. brevis znajduje się w żywności, takiej jak kapusta kiszona i pikle . Jest to również jedna z najczęstszych przyczyn piwa . Chmiel , który jest przeciwdrobnoustrojowym gorzkim środkiem smakowym w piwie, nie tłumi niektórych szczepów L. brevis, ponieważ wytwarzają one transporter, który wypompowuje aktywne składniki chmielu z komórki bakteryjnej . L. brevis jest jedną z głównych pałeczek kwasu mlekowego występujących w ziarnach tibicos (inaczej ziarna kefiru wodnego) i została zidentyfikowana jako gatunek odpowiedzialny za produkcję polisacharyd ( dekstran ), który tworzy ziarna. Główne metabolity L. brevis to kwas mlekowy i etanol . Stwierdzono, że szczepy L. brevis i L. hilgardii wytwarzają aminy biogenne , tyraminę , która jest znajdowana na szlaku metabolicznym fermentacji i jest powszechnie spotykana w zepsutej lub sfermentowanej żywności oraz fenyloetyloamina , która znajduje się w czekoladach, ale może również wytwarzać rybi posmak. zapach w innych produktach spożywczych.
Fizjologia drobnoustrojów
Jako bakteria istnieją pewne cechy fizyczne, które są wspólne dla wszystkich bakterii. Bakterie Gram-dodatnie składają się z zewnętrznej błony plazmatycznej, następnie przestrzeni peryplazmatycznej i wreszcie warstwy peptydoglikanu , który jest skierowany do wnętrza bakterii. Zewnętrzna błona plazmatyczna jest bardzo ważna dla bakterii, ponieważ w ten sposób komórki rozpoznają możliwą patogenezę bakterii. Peptydoglikan jest również nazywany mureiną i składa się z szeregu cukrów. U bakterii Gram-dodatnich warstwa peptydoglikanu jest znacznie grubsza niż u bakterii Gram-ujemnych. Rzeczywista sieć zawierająca peptydoglikan jest określana jako warstwa S; ta sieć jest połączona z warstwą peptydoglikanu. Niestety warstwa S jest zwykle tracona podczas przetwarzania bakterii w warunkach laboratoryjnych, co może wpływać na adhezję pomiarową. Kiedy warstwa S jest rozpuszczona w wysokich stężeniach substancji, które rozkładają wiązania wodorowe, warstwy S mają czas przeżycia około 20 minut z każdym pokoleniem. L. brevis zawiera w przybliżeniu dwa promotory w tym obszarze, co oznacza, że zachodzi znaczna transkrypcja warstwy S poprzez wysoki poziom transkrypcji genu sIpA. SipA to gen, który, jak stwierdzono, pomaga w kodowaniu produkcji myry (peptydoglikanu) w bakteriach. Celem transkrypcji jest skopiowanie DNA do mRNA, który jest używany do tworzenia białek. Promotor jest używany podczas transkrypcji do identyfikacji odpowiedniego miejsca do rozpoczęcia transkrypcji. W probiotykach to właściwie warstwa S, która przyczepia się do ściany komórkowej przewodu pokarmowego
Probiotyki
Wykazano, że przyjmowanie probiotyków poprawia funkcje odpornościowe człowieka , a L. brevis został kilkakrotnie opatentowany . Wykazano, że L. brevis przeżywa w przewodzie pokarmowym ludzi i dlatego może być stosowana jako probiotyk . Obecnie bakterie nie mają zdolności przekształcania mleka w jogurt, jednak nadają się do stosowania jako alternatywa dla innych probiotyków w jogurtach. W ramach geriatrii Wykazano, że populacyjne stosowanie bakterii w mleku zwiększa odporność komórkową. Dietetyczna suplementacja probiotykami zwiększa aktywność komórek NK u osób starszych (badanie zmian immunologicznych związanych z wiekiem). L. brevis nadaje się do stosowania jako probiotyk, ponieważ występuje znaczny wzrost przy pH 4–5, pH 5 jest zwykle odpowiednim zakresem dla mleka i jogurtów.
Bioterapie
Istnieją znaczące bakterie pochwowe, które znajdują się w pochwie, a L. brevis jest zawarty w tym mikrobiomie, który jest zbiorem różnych bakterii. Bakterie współpracują w ochronie pochwy i utrzymaniu pochwy. Kobiety w wieku rozrodczym mają znaczną ilość L. brevis , która normalnie występuje w zdrowej pochwie. W przypadku niektórych chorób lub zaburzeń pochwy bakterie te mogą pomóc w przywróceniu mikrobiomu. że większość pałeczek kwasu mlekowego jest przydatna w zapobieganiu infekcjom dróg moczowych. Skuteczność, z jaką bakteria może bronić organizmu, wynosi:
- Ich symbioza z potencjalnymi patogenami.
- Ich zdolność do wytwarzania materiałów antybakteryjnych, takich jak nadtlenek wodoru, w celu ograniczenia wzrostu patogenów.
- Ich produkcja biosurfaktantów, które hamują przyleganie patogenów.
- Ich zdolność do pobudzania makrofagów, leukocytów, cytokin i innych mechanizmów obronnych gospodarza.
Podczas normalnego porodu okazuje się, że noworodki po kilku dniach przenoszą L. brevis od matki. Wydaje się, że transmisja następuje poprzez karmienie piersią lub naturalny poród. U niemowląt ta odporność jest również pomocna w ochronie jelit przed różnymi kwasami i żółcią. Helicobacter pylori , który jest powszechnym patogenem jelitowym u ludzi, badania wykazały, że niektóre szczepy L. brevis skutecznie zwalczają ten patogen.
Zapalenie pochwy jest najczęstszą formą infekcji bakteryjnej, jest powszechnie diagnozowane jako infekcja drożdżakowa lub rzęsistkowica , która jest pasożytem przenoszonym drogą płciową, często nabytym podczas stosunku. Wykazano, że L. brevis wraz z Lactobacillus jensenii wytwarzają wysokie poziomy nadtlenku wodoru, który może być w stanie zaradzić patogenezie bakteryjnego zapalenia pochwy. L. Brevis jest powszechnie stosowanym składnikiem materiałów farmaceutycznych stosowanych w leczeniu zapalenia pochwy . Ocena komórek wskazujących jest jedną z metod oceny waginozy; ocena ta jest przeprowadzana poprzez umieszczenie komórek wskazujących i wydzieliny z pochwy na szkiełku, a następnie dodanie chlorku sodu, po czym następuje ocena mikroskopowa obejmująca identyfikację bakterii.
Oprócz przeżywania w jelitach organizmu L. brevis może również hamować patogenne działanie niektórych patogenów jelitowych, a także może namnażać się w obecności dodatkowych bakterii. Niektóre szczepy są oporne na niektóre antybiotyki , zwłaszcza na erytromycynę i klindamycynę . Ta oporność na antybiotyki może być pomocna w utrzymaniu zdrowego mikrobiomu jelitowego podczas przyjmowania przepisanych antybiotyków.
- Tasli L, Mat C, De Simone C, Yazici H (2006). „Lactobacilli pastylki do ssania w leczeniu owrzodzeń jamy ustnej zespołu Behçeta” . Clin. Do potęgi. Reumatol . 24 (5 Suppl 42): S83–6. PMID 17067433 .
- Kishi A, Uno K, Matsubara Y, Okuda C, Kishida T (sierpień 1996). „Wpływ doustnego podawania Lactobacillus brevis subsp. Coagulans na zdolność wytwarzania interferonu-alfa u ludzi”. J Am Coll Nutr . 15 (4): 408–12. doi : 10.1080/07315724.1996.10718617 . PMID 8829098 .
- Jayaram, S., Zamek, GSP i Margaritis, A. (2004). Kinetyka sterylizacji Lactobacillus brevis za pomocą impulsów wysokiego napięcia. Biotechnologia i bioinżynieria, 40 (11), 1412–1420.
- Drago, L., Gismondo, MR, Lombardi, A., de Haën, C. i Gozzini, L. (1997) Hamowanie wzrostu enteropatogenów in vitro przez nowe izolaty Lactobacillus pochodzenia jelitowego człowieka. FEMS Microbioloy Letters 153, 455–463
- Gill, HS, Rutherfurd, KJ i Krzyż, ML (2001). Dietetyczna suplementacja probiotykami zwiększa aktywność komórek NK u osób starszych: badanie zmian immunologicznych związanych z wiekiem. Dziennik immunologii klinicznej, 21(4), 264-271