Lactobacillus paracasei (обычно сокращенно L. paracasei ) - это грамположительные , факультативно гетероферментативные виды молочнокислых бактерий , которые обычно используются при ферментации молочных продуктови пробиотиков . L. paracasei - это бактерия, которая действует посредством комменсализма . Он обычно встречается во многих местах обитания человека, таких как пищеварительный тракт и ротовая полость человека, а также сточные воды, силос и ранее упомянутые молочные продукты. [1] Название включает морфологию , палочковидную ( палочковидную shape) бактерии шириной от 2,0 до 4,0 мкм и длиной от 0,8 до 1,0 мкм.
Lactobacillus paracasei | |
---|---|
Lactobacillus bulgaricus , морфологически идентичный Lactobacillus paracasei | |
Научная классификация | |
Домен: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | |
Разновидность: | L. paracasei |
Подвиды: | Lactobacillus paracasei ssp. paracasei Lactobacillus paracasei ssp. толеранс |
Биномиальное имя | |
Lactobacillus paracasei Коллинз, Филлипс и Занони, 1989 |
К настоящему времени тридцать четыре различных штамма L. paracasei были выделены из различных сред. Шестнадцать из этих штаммов были выделены из молочных продуктов, десять - из растений и восемь - из желудочно-кишечного тракта человека и животных . [2] Л. paracasei является генотипически и фенотипически неотличимы от других членов его рода , таких как Lactobacillus Casei и лактобактерии рамнозус . [3] Однако их легко отличить друг от друга по профилю ферментации . [4] Его ферментативные свойства позволяют использовать его в качестве биологической пищевой добавки и добавки при диетах и заболеваниях, особенно в желудочно-кишечном тракте . [5]
Хотя пробиотики считаются безопасными, они могут вызывать взаимодействие бактерий с хозяином и неблагоприятные последствия для здоровья. В некоторых случаях при использовании пробиотиков существует риск бактериемии . [6] [7] В настоящее время пробиотический штамм, частота, доза и продолжительность пробиотической терапии не установлены. [6]
Физиология
Lactobacillus paracasei - грамположительный , факультативно гетероферментативный, неспорообразующий микроорганизм. [8] Клетки L. paracasei обычно имеют форму палочек с диапазоном размеров от 2,0 мкм до 4,0 мкм в ширину и от 0,8 до 1,0 мкм в длину. [3] Организм неподвижен. Клетки L. paracasei часто имеют квадратные концы и могут существовать как в одиночной форме, так и в цепочках. [3]
L. paracasei оптимально растет в диапазоне температур от 10 до 37 ° C. [9] При температуре выше 40 ° C рост не происходит. Организм способен выжить примерно 40 секунд при максимальной температуре 72 ° C. [3] Поскольку L. paracasei является факультативно гетероферментативным : молочная кислота производится из большинства штаммов.
L. paracasei существуют как обычные обитатели желудочно-кишечного тракта человека как часть нормальной флоры. [8] Естественно ферментированные овощи, молоко и мясо также могут содержать штаммы L. paracasei . [9]
Филогения
Lactobacillus paracasei принадлежит к царству бактерий . L. paracasei является частью подразделения Firmicutes , а также относится к классу Bacilli . [3] Отряд и семейство - Lactobacillales и Lactobacillaceae соответственно. [3] Аргумент по номенклатуре из L. paracasei против Л. Casei был один из интенсивных дискуссий. Было обнаружено, что большинство видов, обозначенных как L. casei или L. paracasei , относятся к одному и тому же виду. [2] В 1989 году было предложено обозначить L. paracasei как подвид (paracasei), чтобы учесть виды, с которыми он имеет гомологию ДНК . [3] Было показано, что их имена взаимозаменяемы в научной литературе. [2] Гомология последовательности 16S РНК подтвердила родство между этими видами. [3]
Исторически разница между Lactobacillus paracasei и другими лактобациллами основана на биохимических характеристиках. Между casei , paracasei и rhamnosus существует примерно 90% идентичности последовательностей . [2] Однако есть несколько дифференциальных критериев, которые обычно используются для их различения. Эти дифференциальные критерии включают потребности в питании и среду роста. [2] Было обнаружено, что L. paracasei имеет специфические отличия от других Lactobacillus spp. в том, что он в некоторой степени термостойкий, хорошо растет при созревании сыра и обладает высокой протеолитической активностью. [10]
Было обнаружено, что L. paracasei имеет 34 штамма. [2] Эти штаммы были выделены из разных стран мира. Хотя существует небольшая корреляция между филогенетическим родством и происхождением изоляции, в настоящее время недостаточно доказательств, подтверждающих прямое доказательство этой взаимосвязи. [2]
Геномика
Геном L. paracasei содержит кольцевую ДНК и незначительно варьируется среди разных выделенных штаммов. В среднем геномы составляют от 2,9 до 3,0 миллионов пар оснований (обычно сокращенно Mb). Он имеет GC-содержание от 46,2 до 46,6% и, по прогнозам, кодирует от 2800 до 3100 белков. Разница в геномах этих штаммов заключается в вариантах оболочки клеток , секреторных белках и полисахаридах . Многие из обычно кодируемых белков представляют собой гидролазы клеточной стенки, связанные с поверхностью клетки, которые защищают клетку от апоптоза . Было показано, что эти ферменты обеспечивают клеточную защиту эпителиальных клеток человека. [2]
Генетическое разнообразие для различных геномов L. paracasei оценивали с использованием мультилокусного типирования последовательностей (MLST) и полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (AFLP). MLST - это метод, используемый для классификации микробов с использованием фрагментов ДНК основных генов организма. [11] AFLP - это инструмент полимеразной цепной реакции (ПЦР), используемый при профилировании ДНК для амплификации желаемого фрагмента ДНК с использованием рестрикционных ферментов и лигандов . [12]
Клинические и исследовательские приложения
Lactobacillus paracasei был идентифицирован как бактерия, обладающая пробиотическими свойствами. [1] L. paracasei является частью нормальной микробиоты кишечника человека. [10] [13] L. paracasei IMPC2.1 может быть химиопрофилактическим средством в клетках желудочно-кишечного тракта . [14] Клетки желудочно-кишечного тракта чувствительны к апоптозу и росту клеток как из убитых нагреванием, так и из жизнеспособных штаммов IMPC2.1. [1] L. paracasei 8700: 2 был выделен из здоровой слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта и человеческих фекалий. [10] Было также обнаружено, что штамм 8700: 2 ингибирует Salmonella enterica и Helicobacter pylori , два патогена, обычно обнаруживаемых в желудочно-кишечном тракте. Штамм 8700: 2 расщепляет олигофруктозу и инулин , а также быстро растет на обоих и продуцирует молочную кислоту в качестве конечного продукта. [13]
Композиция из живых бактерий, включая L. paracasei, может использоваться в сочетании с традиционными методами лечения язвенного колита . [15] Систематический обзор предоставил значительные доказательства положительного клинического и иммунологического воздействия штаммов L. paracasei LP-33 при лечении аллергического ринита. [16]
Липотейхоевая кислота из клеточной стенки убитого нагреванием Lactobacillus paracasei D3-5 уменьшает раздражение кишечника, вызванное старением, воспаление и улучшает физические и когнитивные функции у мышей [17]
Проблемы со здоровьем
Манипуляции с микробиотой кишечника сложны и могут вызвать взаимодействие бактерий с хозяином. Хотя пробиотики считаются безопасными, при их пероральном применении существует риск переноса жизнеспособных бактерий из желудочно-кишечного тракта во внутренние органы (бактериальная транслокация) и последующей бактериемии, что может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья. [6] Некоторые люди, например, люди с ослабленным иммунитетом, синдромом короткой кишки, центральными венозными катетерами, заболеванием сердечного клапана и недоношенными детьми, могут подвергаться более высокому риску развития побочных эффектов. [7]
В настоящее время штамм пробиотиков, частота, доза и продолжительность пробиотической терапии не установлены. [6] Живые бактерии могут быть не важны, потому что полезные эффекты пробиотиков, по-видимому, опосредуются их ДНК и секретируемыми растворимыми факторами, а их терапевтический эффект может быть получен путем системного введения, а не перорального приема. [6] [18]
История
LAB ( молочнокислые бактерии ) были классифицированы и сгруппированы в начале 1900-х годов после привлечения внимания ученых после наблюдения за взаимодействием бактерий в различных продуктах питания, особенно в молочных продуктах. В 1991 году голландский микробиолог Мартинус Бейеринк выделил лактобациллы как грамположительные бактерии из ранее известной группы LAB. [19] L. paracasei недавно был отнесен к группе пробиотиков Lactobacillus casei . [1] Однако четкой таксономической позиции у него нет . Название L. paracasei было предложено для отказа в 1996 г. Диксом, Дюплесси, Деллаглио и Лауэром. [3]
Рекомендации
- ^ a b c d Орландо, А .; Рефоло, MG; Messa, C .; Amati, L .; Lavermicocca, P .; Guerra, V .; Руссо, Ф. (октябрь 2012 г.). «Антипролиферативные и проапоптотические эффекты жизнеспособных или убитых нагреванием IMPC2.1 и GG в клеточных линиях HGC-27 желудка и DLD-1 толстой кишки». Питание и рак . 64 (7): 1103–1111. DOI : 10.1080 / 01635581.2012.717676 . PMID 23061912 . S2CID 42939326 .
- ^ Б с д е е г ч Смоквина, Тамара; Wels, Michiel; Полька, Юстина; Черво, Кристиан; Брисс, Сильвен; Boekhorst, Jos; Влиг, Йохан Е.Т. ван Хилкама; Siezen, Roland J .; Горец, Сара К. (19 июля 2013 г.). «Сравнительная геномика Lactobacillus paracasei: на пути к определению пангенома видов и использованию разнообразия» . PLOS ONE . 8 (7): e68731. Bibcode : 2013PLoSO ... 868731S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0068731 . PMC 3716772 . PMID 23894338 .
- ^ Б с д е е г ч I КОЛЛИНС, доктор медицины; ФИЛЛИПС, BA; ЗАНОНИ П. (1 апреля 1989 г.). «Исследования гомологии дезоксирибонуклеиновой кислоты Lactobacillus casei , Lactobacillus paracasei sp. Nov., Subsp. Paracasei и subsp. Tolerans, и Lactobacillus rhamnosus sp. Nov., Comb. Nov.» . Международный журнал систематической бактериологии . 39 (2): 105–108. DOI : 10.1099 / 00207713-39-2-105 .
- ^ Уорд, LJH; Тимминс, MJ (август 1999). «Дифференциация Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus rhamnosus с помощью полимеразной цепной реакции» . Письма по прикладной микробиологии . 29 (2): 90–92. DOI : 10.1046 / j.1365-2672.1999.00586.x . PMID 10499296 .
- ^ Фельтен, А; Барро, К; Бизе, К; Лагранж, PH; Филиппон, А (март 1999 г.). «Идентификация видов Lactobacillus, продукция H2O2, устойчивость к антибиотикам и корреляция с клиническим статусом человека» . Журнал клинической микробиологии . 37 (3): 729–33. DOI : 10.1128 / JCM.37.3.729-733.1999 . PMC 84537 . PMID 9986841 .
- ^ а б в г д Durchschein F, Петрич W, Hammer HF (2016). «Диетотерапия при воспалительных заболеваниях кишечника: известное и новое» . World J Gastroenterol (Обзор). 22 (7): 2179–94. DOI : 10,3748 / wjg.v22.i7.2179 . PMC 4734995 . PMID 26900283 .
- ^ а б Дорон С, Снидман Д.Р. (2015). «Риск и безопасность пробиотиков» . Clin Infect Dis (Обзор). 60 Приложение 2: S129–34. DOI : 10,1093 / CID / civ085 . PMC 4490230 . PMID 25922398 .
- ^ а б HESSLE; ХАНСОН; WOLD (май 1999 г.). «Лактобациллы слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта человека являются сильными стимуляторами выработки ИЛ-12» . Клиническая и экспериментальная иммунология . 116 (2): 276–282. DOI : 10.1046 / j.1365-2249.1999.00885.x . PMC 1905267 . PMID 10337019 .
- ^ а б Роган, WJ; Глэйден, Британская Колумбия ; Hung, KL; Кунг, SL; Shih, LY; Тейлор, Дж. С.; Wu, YC; Ян, Д; Раган, Н.Б .; Hsu, CC (15 июля 1988 г.). «Врожденное отравление полихлорированными бифенилами и их загрязняющими веществами на Тайване» . Наука . 241 (4863): 334–6. Bibcode : 1988Sci ... 241..334R . DOI : 10.1126 / science.3133768 . PMID 3133768 . S2CID 38175194 .
- ^ а б в Molin, G .; Jeppsson, B .; Johansson, M.-L .; Ahrné, S .; Nobaek, S .; Ståhl, M .; Бенгмарк, С. (март 1993 г.). «Числовая таксономия видов Lactobacillus, связанных со здоровой и больной слизистой оболочкой кишечника человека». Журнал прикладной бактериологии . 74 (3): 314–323. DOI : 10.1111 / j.1365-2672.1993.tb03031.x . PMID 8468264 .
- ^ Дева, Мартин; Джейн Бигрейвс; Эдвард Фейл (6 января 1998 г.). «Мультилокусное типирование последовательностей: портативный подход к идентификации клонов в популяциях патогенных микроорганизмов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (6): 3140–3145. Bibcode : 1998PNAS ... 95.3140M . DOI : 10.1073 / pnas.95.6.3140 . PMC 19708 . PMID 9501229 .
- ^ Кумар, Аваниш; Анурадха Дубе (февраль 2013 г.). «Полиморфизм длины амплифицированного фрагмента: эффективный метод картирования генома, генетической дифференциации и внутривидовой изменчивости простейших паразитов [Электронный ресурс]». Паразитологические исследования . 112 (2): 457–466. DOI : 10.1007 / s00436-012-3238-6 . PMID 23254590 . S2CID 9794144 .
- ^ а б Макрас, Л .; Ван Акер, G .; Де Вуйст, Л. (3 ноября 2005 г.). «Lactobacillus paracasei subsp. Paracasei 8700: 2 разлагает фруктаны инулина, проявляющие различные степени полимеризации» . Прикладная и экологическая микробиология . 71 (11): 6531–6537. DOI : 10,1128 / AEM.71.11.6531-6537.2005 . PMC 1287650 . PMID 16269678 .
- ^ Бернштейн, Чарльз N; Наджент, Зоанн; Бланшар, Джеймс Ф (15 марта 2011 г.). «5-Аминосалицилат не является химиопрофилактическим средством от колоректального рака при ВЗК: популяционное исследование». Американский журнал гастроэнтерологии . 106 (4): 731–736. DOI : 10.1038 / ajg.2011.50 . PMID 21407180 . S2CID 24239882 .
- ^ Гури, Йезаз А; Ричардс, Дэвид М; Рахими, Эрик Ф.; Крилл, Джозеф Т; Елинек, Кэтрин А; Дюпон, Эндрю В. (9 декабря 2014 г.). «Систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при воспалительном заболевании кишечника» . Clin Exp Gastroenterol . 7 : 473–487. DOI : 10,2147 / CEG.S27530 . PMC 4266241 . PMID 25525379 .
- ^ Guvenc, IA; Мулук, Н. Баяр; Mutlu, FS; Eski, E .; Altintoprak, N .; Октемер, Т .; Чинги, К. (2016-07-20). «У пробиотиков есть роль в лечении аллергического ринита ?: всесторонний систематический обзор и метаанализ». Американский журнал ринологии и аллергии . 30 (5): 157–175. DOI : 10,2500 / ajra.2016.30.4354 . ISSN 1945-8932 . PMID 27442711 . S2CID 6338249 .
- ^ Ван, Шаохуа; Ахмади, Шокух; Нагпал, Рэвиндер; Джайн, Шалини; Mishra, Sidharth P .; Кавана, Кайли; Чжу, Сюэвэй; Ван, Чжань; Макклейн, Дональд А .; Кричевский, Стивен Б .; Кицман, Далан В. (2019-12-08). «Липотейхоевая кислота из клеточной стенки убитого нагреванием Lactobacillus paracasei D3-5 уменьшает повышенную проницаемость кишечника, воспаление и улучшает физические и когнитивные функции: от C. elegans до мышей» . Геронаука . 42 (1): 333–352. DOI : 10.1007 / s11357-019-00137-4 . ISSN 2509-2723 . PMC 7031475 . PMID 31814084 .
- ^ Дотан I, Рахмилевиц D (2005). «Пробиотики при воспалительном заболевании кишечника: возможные механизмы действия». Curr Opin Gastroenterol (Обзор). 21 (4): 426–30. PMID 15930982 .
- ^ Стайлз, ME; Holzapfel, WH (29 апреля 1997 г.). «Молочнокислые бактерии пищевых продуктов и их текущая систематика». Международный журнал пищевой микробиологии . 36 (1): 1-29. DOI : 10.1016 / s0168-1605 (96) 01233-0 . PMID 9168311 .
Внешние ссылки
- Типовой штамм Lactobacillus paracasei в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию