Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти вопросы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
лактобактерии | |
---|---|
лактобактерии сп. рядом с плоскоклеточным эпителием | |
Научная классификация | |
Домен: | Бактерии |
Тип: | бациллота |
Сорт: | бациллы |
Заказ: | лактобациллы |
Семья: | лактобациллы |
Род: | Lactobacillus Beijerinck 1901 (утвержденные списки 1980 г.) [1] |
Типовые виды | |
лактобациллы дельбруки (Лейхманн, 1896 г.) Бейеринк, 1901 г. (Утвержденные списки 1980 г.) [1] | |
Разновидность | |
См. текст |
Lactobacillus — род грамположительных аэротолерантных анаэробов или микроаэрофильных палочковидных неспорообразующих бактерий.__ [2] [3] До марта 2020 года род Lactobacillus насчитывал более 260 филогенетически, экологически и метаболически разнообразных видов; таксономическая ревизия рода в 2020 году отнесла лактобациллы к 25 родам (см. § Таксономия ниже). [3]
Виды Lactobacillus составляют значительный компонент микробиоты человека и животных в ряде участков тела, таких как пищеварительная система и женская половая система . [4] У женщин европейского происхождения виды Lactobacillus обычно составляют основную часть микробиоты влагалища . [5] [6] Лактобациллы образуют биопленки в микробиоте влагалища и кишечника [ 7] , что позволяет им сохраняться в суровых условиях окружающей среды и поддерживать достаточное количество популяций. [8] Lactobacillus проявляет мутуалистическуювзаимосвязь с человеческим организмом, так как он защищает хозяина от потенциальных вторжений патогенов , и, в свою очередь, хозяин обеспечивает источник питательных веществ. [9] Лактобациллы являются одними из наиболее распространенных пробиотиков , содержащихся в пищевых продуктах, таких как йогурт, и они разнообразны в своем применении для поддержания благополучия человека, поскольку они могут помочь в лечении диареи, вагинальных инфекций и кожных заболеваний, таких как экзема. [10]
Этот раздел нуждается в дополнительных ссылках для проверки . ( апрель 2015 г. ) |
Лактобациллы являются гомоферментативными , т.е. гексозы метаболизируются путем гликолиза с образованием лактата в качестве основного конечного продукта, или гетероферментативными, т.е. гексозы метаболизируются фосфокетолазным путем с образованием лактата, СО 2 и ацетата или этанола в качестве основных конечных продуктов. [11] Большинство лактобацилл аэротолерантны , а некоторые виды дышат, если в питательной среде присутствуют гем и менахинон. [11] Аэротолерантность лактобацилл зависит от марганца и была исследована (и объяснена) на Lactiplantibacillus plantarum (ранее Lactobacillus plantarum ) . [12]Лактобациллы обычно не нуждаются в железе для роста. [13]
Lactobacillaceae - единственное семейство молочнокислых бактерий (LAB), которое включает гомоферментативные и гетероферментативные организмы; у Lactobacillaceae гомоферментативный или гетероферментативный метаболизм характерен для всех штаммов рода. [3] [11] Все виды Lactobacillus являются гомоферментативными, не экспрессируют пируватформиатлиазу, и большинство видов не ферментируют пентозы. [3] [11] У L. crispatus метаболизм пентозы зависит от штамма и приобретается путем латерального переноса генов. [14]
Метаболизм триптофана микробиотой желудочно-кишечного тракта человека ( ) |
Геномы лактобацилл сильно различаются по размеру от 1,2 до 4,9 Мб (мегабаз). [3] Соответственно, количество генов, кодирующих белок, колеблется от 1267 до примерно 4758 генов (у Fructilactobacillus sanfranciscensis и Lentilactobacillus parakefiri соответственно). [19] [20] Даже в пределах одного вида могут быть существенные различия. Например, штаммы L. crispatus имеют размер генома от 1,83 до 2,7 Мб, или от 1839 до 2688 открытых рамок считывания . [21] Lactobacillus содержит множество сложных микросателлитов в кодирующей области генома, которые несовершенны и имеют различные мотивы. [22]Многие лактобациллы также содержат несколько плазмид. Недавнее исследование показало, что плазмиды кодируют гены, необходимые для адаптации лактобацилл к данной среде. [23]
Род Lactobacillus включает следующие виды: [24] [25]
Род Lactobacillus в настоящее время включает 44 вида, адаптированных к позвоночным хозяевам или насекомым. [3] В последние годы другие представители рода Lactobacillus (ранее известные как Leuconostoc ветвь Lactobacillus ) были реклассифицированы в роды Atopobium , Carnobacterium , Weissella , Oenococcus и Leuconostoc . Вид Pediococcus P. dextrinicus был реклассифицирован как Lapidilactobacillus dextrinicus [3] [26] , и большинство лактобацилл было отнесено кParalactobacillus или один из 23 новых родов Lactobacillaceae. [3] Два веб-сайта сообщают об отнесении видов к новым родам или видам ( http://www.lactobacillus.uantwerpen.be/ ; http://www.lactobacillus.ualberta.ca/ ).
Род | Значение названия рода | Свойства рода |
---|---|---|
лактобактерии | Палочковидная палочка из молока | Типовой вид: L. delbrueckii . Гомоферментативный со штаммоспецифической способностью ферментировать пентозы, термофильный, чувствительный к ванкомицину, адаптированный к позвоночным или насекомым-хозяевам. |
Хольцапфелия | лактобациллы Вильгельма Хольцапфеля | Типовой вид: H. floricola . Гомоферментативный, чувствительный к ванкомицину, экология неизвестна, но, вероятно, адаптировался к хозяину. |
амилолактобактерии | лактобациллы, разлагающие крахмал | Типовой вид: A. amylophilus . Часто встречаются гомоферментативные, чувствительные к ванкомицину внеклеточные амилазы, экология которых неизвестна, но, вероятно, они адаптированы к хозяину. |
Бомбилактобациллы | Лактобактерии пчел и шмелей | Типовой вид: B. melifer . Гомоферментативный, термофильный, устойчивый к ванкомицину, небольшой размер генома, адаптированный к пчелам и шмелям |
Компанилактобациллы | Лактобациллы-компаньоны, растущие вместе с другими лактобациллами при ферментации зерновых, мясных и овощных культур. | Типовой вид: C. alimentarius . Гомоферментативный со штаммо- или видовоспецифичной способностью ферментировать пентозы, устойчивый к ванкомицину, неизвестная экология, вероятно, кочевой |
Лапидилактобациллы | Лактобактерии из камней | Типовой вид: L. concavus . Гомоферментативный, со штаммовой или видовой специфичной способностью ферментировать пентозы, устойчивый к ванкомицину, экология неизвестна. |
Агрилактобациллы | лактобациллы с полей | Типовой вид: A. composti . Гомоферментативный, аэротолерантный и устойчивый к ванкомицину. Размер генома, содержание G+C в геноме и происхождение двух видов предполагают свободный образ жизни этого рода. |
Шлейферилактобациллы | Лактобациллы Карла Хайнца Шлейфера | Типовой вид: S. perolens . Гомоферментативный, устойчивый к ванкомицину, аэротолерантный. Шлейферилактобациллы spp. имеют большой размер генома, ферментируют широкий спектр углеводов и портят пиво и молочные продукты обильным производством диацетила. |
Лойголактобациллы | (Еда) порча лактобацилл | Типовой вид: L. coryniformis . Гомоферментативные, устойчивые к ванкомицину, мезофильные или психротрофные микроорганизмы. |
Лактоказеибациллы | Лактобактерии, связанные с сыром | Типовой вид: L. casei . Гомоферментативный, устойчивый к ванкомицину; многие виды ферментируют пентозы и устойчивы к окислительному стрессу. L. casei и родственные виды ведут кочевой образ жизни. |
Латилактобациллы | Широко распространенные лактобациллы | Типовой вид: Л. сакеи . Гомоферментативные, мезофильные свободноживущие и экологические лактобациллы. Многие штаммы являются психротрофами и растут при температуре ниже 8 °C. |
Деллаглиа | Лактобациллы Франко Деллаглио | Типовой вид: D. algidus . Гомоферментативные, устойчивые к ванкомицину, аэротолерантные и психрофильные. |
Ликорилактобациллы | Лактобациллы из спиртных напитков или жидкостей | Типовой вид: L. mali . Гомоферментативные, устойчивые к ванкомицину, подвижные организмы, растущие в жидких средах обитания, связанных с растениями. Многие ликворилактобациллы продуцируют ЭПС из сахарозы и расщепляют фруктаны внеклеточными фруктаназами. |
Лигилактобациллы | Объединение (адаптированных к хозяину) лактобацилл | Типовой вид: L. salivarius . Гомоферментативные, устойчивые к ванкомицину, большинство лигилактобацилл адаптированы к хозяину, и многие штаммы подвижны. Несколько штаммов Ligilactobacillus экспрессируют уреазу, чтобы противостоять кислотности желудочного сока. |
лактиплантибактерии | Лактобациллы, относящиеся к растениям | Типовой вид: L. plantarum . Гомоферментативные, устойчивые к ванкомицину организмы, ведущие кочевой образ жизни, которые ферментируют широкий спектр углеводов; большинство видов метаболизируют фенольные кислоты под действием эстеразной, декарбоксилазной и редуктазной активности. L. plantarum проявляет активности псевдокаталазы и нитратредуктазы. |
Фурфурилактобациллы | Лактобациллы из отрубей | Типовой вид: F. rossiae . Гетероферментативный, устойчивый к ванкомицину, с большим размером генома, широким метаболическим потенциалом и неизвестной экологией. |
Пауцилактобациллы | Лактобациллы, ферментирующие мало углеводов | Типовой вид: P. vaccinostercus . Гетероферментативные, устойчивые к ванкомицину, мезофильные или психротрофные, аэротолерантные, большинство штаммов ферментируют пентозы, но не дисахариды. |
Лимосилактобациллы | Слизистые (биопленкообразующие) лактобациллы | Типовой вид: L. fermentum . Гетероферментативные, термофильные, устойчивые к ванкомицину, за двумя исключениями, виды Limosilactobacillus являются адаптированными позвоночными и обычно образуют экзополисахариды из сахарозы, поддерживая образование биопленок в верхних отделах кишечника животных. |
фруктилактобациллы | Лактобактерии, любящие фруктозу | Типовой вид: F. fructivorans . Гетероферментативный, устойчивый к ванкомицину, мезофильный, аэротолерантный, малый размер генома. Фруктилактобациллы приспособлены к узким экологическим нишам, относящимся к насекомым, цветам или и тому, и другому. |
ацетилактобациллы | Лактобактерии из уксуса | Типовой вид: A. jinshani . Гетероферментативные, устойчивые к ванкомицину, растут в диапазоне рН 3 – 5; ферментируют дисахариды и сахарные спирты, но мало гексоз и не пентоз. |
Апилактобациллы | Лактобактерии от пчел | Типовой вид: A. kunkeei . Гетероферментативный, устойчивый к ванкомицину, небольшой размер генома, ферментирующий только несколько углеводов, адаптированный к пчелам и/или цветам. |
левилактобациллы | (Тесто)-разрыхлители лактобактерий | Типовой вид: L. brevis . Гетероферментативный, устойчивый к ванкомицину, мезофильный или психротрофный, метаболизирующий агматин, образ жизни, связанный с окружающей средой или растениями. |
Секундилактобациллы | Вторые лактобактерии, растущие после того, как другие организмы истощили гексозы. | Типовой вид: S. collinoides . Гетероферментативный, устойчивый к ванкомицину, мезофильный или психротрофный, экологический или связанный с растениями образ жизни. Адаптированные к среде обитания, обедненной гексозой, большинство штаммов не восстанавливают фруктозу до маннита, а метаболизируют агматин и диолы. |
Лентилактобациллы | Медленно растущие лактобациллы | Типовой вид: L. buchneri . Гетероферментативный, устойчивый к ванкомицину, мезофильный, ферментирующий широкий спектр углеводов. Большинство лентилактобацилл связаны с окружающей средой или растениями, метаболизируют агматин и превращают лактат и/или диолы. L. Senioris и L. kribbianus составляют внешнюю группу рода; оба вида были изолированы от позвоночных и могут перейти к адаптированному образу жизни. |
Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот со статусом в номенклатуре [24] , а филогения основана на полногеномных последовательностях. [3]
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Женские половые пути являются одним из основных мест колонизации микробиотиков человека , и существует интерес к взаимосвязи между их присутствием и здоровьем человека, при этом доминирование одного вида коррелирует с общим благополучием и хорошими исходами беременности. Примерно у 70% женщин доминирует вид Lactobacillus , хотя было обнаружено, что он различается между американскими женщинами европейского происхождения и женщинами африканского происхождения, последняя группа, как правило, имеет более разнообразную вагинальную микробиоту. Подобные различия также были выявлены при сравнении бельгийских и танзанийских женщин. [5]
Лактобациллы продуцируют перекись водорода , которая ингибирует рост и вирулентность грибкового патогена Candida albicans in vitro и in vivo . [27] [28] Исследования in vitro также показали, что лактобациллы снижают патогенность C. albicans за счет продукции органических кислот и некоторых метаболитов. [29] Как присутствие метаболитов, таких как бутират натрия, так и снижение pH окружающей среды, вызванное органическими кислотами, уменьшают рост гиф у C. albicans , что снижает его патогенность. [29] Лактобациллы также снижают патогенностьC. albicans за счет снижения образования биопленки C. albicans . [29] Образование биопленок снижается как за счет конкуренции со стороны лактобацилл, так и за счет образования дефектных биопленок, что связано с уменьшением роста гиф, упомянутым ранее. [29] С другой стороны, после антибиотикотерапии некоторые виды Candida могут подавлять повторный рост лактобацилл в тех местах тела, где они сосуществуют, например, в желудочно-кишечном тракте. [27] [28]
Помимо воздействия на C. albicans , Lactobacillus sp. также взаимодействуют с другими возбудителями. Например, Limosilactobacillus reuteri (ранее Lactobacillus reuteri ) не может ингибировать рост многих различных видов бактерий, используя глицерин для производства противомикробного вещества, называемого реутерином . [30] Другим примером является Ligilactobacillus salivarius ( ранее Lactobacillus salivarius ), который взаимодействует со многими патогенами посредством продукции саливарицина B, бактериоцина. [31]
Ферментирующие бактерии, такие как молочнокислые бактерии (LAB), производят перекись водорода, которая защищает себя от отравления кислородом. Исследователи продемонстрировали накопление перекиси водорода в питательной среде и ее антагонистическое действие на Staphylococcus aureus и Pseudomonas . LAB-культуры использовались в качестве заквасок для создания ферментированных пищевых продуктов с начала 20 века. Эли Мечников получил Нобелевскую премию в 1908 году за свою работу над LAB. [32]
Лактобациллы, вводимые в сочетании с другими пробиотиками , помогают при синдроме раздраженного кишечника (СРК), хотя степень эффективности все еще неясна. [33] Пробиотики помогают лечить СРК, восстанавливая гомеостаз, когда микробиота кишечника испытывает необычно высокий уровень условно-патогенных бактерий. [9] Кроме того, лактобациллы можно вводить в качестве пробиотиков в случаях инфицирования вызывающей язву бактерией Helicobacter pylori . [34] Helicobacter pylori связана с раком, а устойчивость к антибиотикам препятствует успеху современных методов эрадикации на основе антибиотиков. [34]Когда пробиотические лактобактерии вводят вместе с лечением в качестве адъюванта , его эффективность существенно повышается, а побочные эффекты могут быть уменьшены. [34] Кроме того, лактобациллы используются для борьбы с урогенитальными и вагинальными инфекциями, такими как бактериальный вагиноз (БВ). Лактобациллы продуцируют бактериоцины для подавления патогенного роста некоторых бактерий [35] , а также молочную кислоту и H 2 O 2 (перекись водорода) . Молочная кислота снижает pH влагалища примерно до 4,5 или меньше, препятствуя выживанию других бактерий и H 2 O 2восстанавливает нормальную бактериальную микробиоту и нормальный рН влагалища. [35] У детей лактобактерии, такие как Lacticaseibacillus rhamnosus (ранее L. rhamnosus ), связаны с уменьшением атопической экземы, также известной как дерматит , из-за противовоспалительных цитокинов , секретируемых этими пробиотическими бактериями. [9] Кроме того, лактобациллы с другими пробиотическими [36] микроорганизмами в созревшем молоке и йогурте способствуют развитию иммунитета в слизистой кишечника у людей за счет повышения количества LgA (+).
Некоторые лактобациллы были связаны со случаями кариеса (полостей). Молочная кислота может разъедать зубы, а количество лактобацилл в слюне уже много лет используется в качестве «теста на кариес». Лактобациллы обычно вызывают прогрессирование существующих кариозных поражений, особенно при коронковом кариесе. Однако проблема сложна, так как недавние исследования показывают, что пробиотики могут позволить полезным лактобактериям заселять участки на зубах, предотвращая закрепление стрептококковых патогенов и вызывая кариес . Научные исследования лактобацилл в отношении здоровья полости рта являются новой областью, и было опубликовано лишь несколько исследований и результатов. [37] [38]Некоторые исследования предоставили доказательства того, что некоторые лактобациллы могут быть пробиотиками для здоровья полости рта. [39] Некоторые виды, но не все, демонстрируют доказательства в защиту кариеса. [39] Благодаря этим исследованиям такие пробиотики нашли применение в жевательной резинке и леденцах. [39] Имеются также данные о том, что некоторые лактобациллы полезны для защиты от заболеваний пародонта, таких как гингивит и пародонтит. [39]
Лактобациллы составляют большинство пищевых ферментирующих молочнокислых бактерий [40] [41] и используются в качестве закваски в промышленности для контролируемой ферментации при производстве вина , йогурта , сыра , квашеной капусты , солений , пива , сидра , кимчи , какао , кефира и т.д. другие ферментированные продукты, а также корма для животных и удобрение для почвы бокаши . Виды Lactobacillus доминируют в ферментациях йогурта, сыра и закваски. [40] [41]Антибактериальная и противогрибковая активность лактобацилл зависит от продукции бактериоцинов и низкомолекулярных соединений, подавляющих эти микроорганизмы. [42] [43]
Хлеб на закваске готовят либо спонтанно, используя бактерии, естественным образом присутствующие в муке, либо с использованием «стартовой культуры», которая представляет собой симбиотическую культуру дрожжей и молочнокислых бактерий , растущих в среде воды и муки . [44] Бактерии метаболизируют сахара в молочную кислоту, которая снижает pH окружающей их среды и создает характерную кислотность, характерную для йогурта, квашеной капусты и т. д.
Во многих традиционных процессах маринования овощи погружают в рассол , а солеустойчивые лактобациллы питаются натуральными сахарами, содержащимися в овощах. Полученная смесь соли и молочной кислоты является враждебной средой для других микробов, таких как грибы , и таким образом овощи сохраняются, оставаясь съедобными в течение длительного времени.
Лактобациллы, особенно педиококки и L. brevis , являются одними из наиболее распространенных микроорганизмов, вызывающих порчу пива. Однако они необходимы для производства кислого пива, такого как бельгийский ламбик и американский дикий эль, придавая пиву отчетливый терпкий вкус.
лактобациллы
spp.
превращают триптофан в индол-3-альдегид (I3A) с помощью неустановленных ферментов [125].
Clostridium спорогены
превращают триптофан в IPA [6], вероятно, с помощью триптофандезаминазы. ... IPA также эффективно удаляет гидроксильные радикалы
Было показано, что продукция IPA полностью зависит от присутствия кишечной микрофлоры и может быть установлена путем колонизации бактерией
Clostridium sporogenes
.
[Индол-3-пропионовая кислота (IPA)] ранее была идентифицирована в плазме и спинномозговой жидкости человека, но ее функции неизвестны. ... В экспериментах по кинетической конкуренции с использованием агентов, улавливающих свободные радикалы, способность IPA улавливать гидроксильные радикалы превосходила способность мелатонина, индоламина, который считается наиболее мощным естественным поглотителем свободных радикалов. В отличие от других антиоксидантов, IPA не превращался в реакционноспособные промежуточные продукты с прооксидантной активностью.
Кроме того, грибковая инфекция ЖКТ регистрируется даже среди пациентов с нормальным иммунным статусом.
Грибковые инфекции, связанные с пищеварительной системой, могут быть вызваны как комменсальными условно-патогенными грибами, так и экзогенными патогенными грибами.
...
In vitro бактериальная перекись водорода или органические кислоты могут ингибировать
рост C. albicans.
рост и вирулентность 61
In vivo, Lactobacillus sp. может ингибировать колонизацию желудочно-кишечного тракта и инфекцию C. albicans 62
In vivo C. albicans может подавлять Lactobacillus sp. регенерация в желудочно-кишечном тракте после антибиотикотерапии 63, 64
Избыточный грибковый рост в тонком кишечнике (SIFO) характеризуется наличием избыточного количества грибковых организмов в тонком кишечнике, связанным с желудочно-кишечными (ЖКТ) симптомами. Известно, что кандидоз вызывает желудочно-кишечные симптомы, особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом или у тех, кто получает стероиды или антибиотики. Однако только недавно появилась литература о том, что чрезмерный рост грибка в тонкой кишке у людей без ослабленного иммунитета может вызывать необъяснимые симптомы со стороны ЖКТ. ... Грибково-бактериальное взаимодействие может действовать по-разному и может быть синергетическим, антагонистическим или симбиотическим [29]. Некоторые бактерии, такие как виды Lactobacillus , могут взаимодействовать и ингибировать как вирулентность, так и рост Candida .видов в кишечнике, производя перекись водорода [30]. Любое повреждение слизистого барьера или нарушение микробиоты ЖКТ при химиотерапии или применении антибиотиков, воспалительные процессы, активация иммунных молекул и нарушение восстановления эпителия могут вызывать избыточный рост грибов [27].
{{cite thesis}}
: Внешняя ссылка в |ref=
( помощь )