LACTOBACILLUS RHAMNOSUS: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA - BIOLOGIA - 2026

Lactobacillus rhamnosus jest bakterią Gram-dodatnią, o kształcie pałeczki, mikroaerofilną i fakultatywnie beztlenową. Może rosnąć pojedynczo lub w krótkich łańcuchach. Nie tworzy zarodników, jest ruchliwy i ujemny pod względem katalazy. Jest mezofilna, ale niektóre szczepy mogą rosnąć w temperaturach poniżej 15 ° C lub powyżej 40 ° C.

Niektóre szczepy L. rhamnosus są stosowane w przemyśle spożywczym ze względu na ich działanie probiotyczne i przeciwdrobnoustrojowe. Ma zastosowanie nie tylko jako probiotyki, ale także jako środki ochronne do sfermentowanych i niefermentowanych produktów mlecznych, napojów, dań gotowych do spożycia, kiełbas i sałatek.

Lactobacillus rhamnosus. Zrobione i zredagowane z http://www.ghostshipmedia.com/tag/lactobacillus-rhamnosus/

cechy

Lactobacillus rhamnosus jest bakterią bardzo wymagającą pod względem wymagań żywieniowych. Aby rosnąć, potrzebujesz kwasu foliowego i innych witamin, takich jak ryboflawina, niacyna lub kwas pantotenowy. Wymaga również wapnia mineralnego. Jego początkowy wzrost wymaga kwaśnego podłoża o pH od 4,5 do 6,4.

Jego metabolizm jest fakultatywnie heterofermentacyjny. Zamień heksozy na L (+) - kwas mlekowy zgodnie ze szlakiem Embden-Meyerhof. Fermentuje również pentozy. W przypadku braku glukozy wytwarza kwas mlekowy, octowy, mrówkowy i etanol.

Taksonomia

Lactobacillus jest najbardziej zróżnicowanym z trzech rodzajów z rodziny Lactobacillaceae, należącym do gromady Firmicutes, klasy Bacilli, rzędu Lactobacillales.

Rodzaj ten dzieli się na trzy grupy (A, B i C) w zależności od rodzaju fermentacji: A) obejmuje gatunki obligatoryjnie homofermentacyjne, B) gatunki fakultatywnie heterofermentacyjne i C) gatunki obligatoryjne heterofermentatywne.

Lactobacillus rhamnosus należy do grupy B tego podziału. Należy również do grupy funkcjonalnej bakterii kwasu mlekowego (LAB). LAB to bakterie, które w wyniku fermentacji węglowodanów wytwarzają głównie kwas mlekowy jako końcowy metabolit.

Gatunek ten był początkowo uważany za podgatunek L. casei, później dzięki badaniom genetycznym został podniesiony do poziomu gatunku, ze względu na duże podobieństwa morfologiczne i charakterystyczne.

Ten i dwa inne gatunki tworzą kompleks Lactobacillus casei, grupę funkcjonalną bez trafności taksonomicznej. Jeden z najlepiej przebadanych szczepów tego gatunku, L. rhamnosus GG, jest izolowany z ludzkiego jelita.

Morfologia

Lactobacillus rhamnosus to bakteria w kształcie pałeczki o wymiarach w zakresie od 0,8 do 1,0 μm szerokości i od 2,0 do 4,0 μm długości. Może rosnąć pojedynczo lub w krótkich łańcuchach. Nie ma wici, przez co brakuje mu ruchu. Może mieć pilis i plazmidy.

Lactobacillus rhamnosus ma szeroką gamę szczepów, które rosną w różnych środowiskach, w tym w pochwie i przewodzie pokarmowym ludzi. Każda odmiana ma zdolność przystosowania się do wielu różnych środowisk.

Jego centralny genom zawiera 2164 genów, z 4711 wszystkich genów. Szczep L. rhamnosus LRB ma kolisty chromosom o wielkości 2934,954 pz i zawartość GC 46,78%.

Ściana komórkowa

Ściana komórkowa składa się głównie z grubej warstwy peptydoglikanu (PG), polimeru aminocukrowego usieciowanego mostkami peptydowymi. Za utrzymanie kształtu komórki odpowiada ściana komórkowa. Pomaga również chronić bakterie przed wewnętrznymi stresami osmotycznymi, które mogą powodować lizę komórek.

Cukier składowy PG składa się z naprzemiennie ułożonych N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuraminowego. Łańcuch boczny peptydu, składający się z trzech do pięciu aminokwasów, wiąże się z kwasem N-acetylomuraminowym. Dokładny skład peptydowego łańcucha bocznego i wiązań poprzecznych zależy od gatunku.

Impresja artystyczna Lactobacillus rhamnosus, fot .: Zakład Mikroskopii Elektronowej, Instytut Biotechnologii, Helsinki. Zrobione i zredagowane z https://www.micropia.nl/en/discover/news/2015/12/8/new-bacteria-duo-to-fight-diarrhoea-in-africa/

Aplikacje

Lactobacillus rhamnosus stosowany jest w przemyśle spożywczym do produkcji jogurtu, mleka fermentowanego i niepasteryzowanego oraz serów półtwardych.

Zastosowania medyczne

Lactobacillus rhamnosus jest uważany za przydatny probiotyk w leczeniu różnych chorób. Wykazano, że szczep Lactobacillus rhamnosus GG ma wiele aktualnych i potencjalnych zastosowań w medycynie do leczenia chorób.

Wśród chorób leczonych pozytywnie tym szczepem są: różnego rodzaju biegunka, głównie wywołana rotawirusem u dzieci; ostre zapalenie żołądka i jelit u dzieci; Transport żołądkowo-jelitowy Enterococcus opornych na wankomycynę u pacjentów z chorobami nerek; Wykazano również, że jest pomocny w zmniejszaniu możliwości wystąpienia zespołu Aspergera.

Wśród chorób, które można potencjalnie leczyć lub im zapobiegać podając L. rhamnosus GG, są infekcje dróg oddechowych u dzieci; zespół jelita drażliwego; atopowe zapalenie skóry, egzema; infekcje dróg moczowo-płciowych; niepokój i nadciśnienie.

Doświadczenia in vitro wykazały, że może on modulować odporność gospodarza poprzez zmniejszenie produkcji zapalnych cytokin przez różne eukarionty. Indukuje również ekspresję genów mucyny jelitowej, hamując przyleganie patogenów.

Inne zastosowania medyczne obejmują zmniejszenie przepuszczalności jelit u dzieci z zespołem jelita drażliwego. Pomaga również zwiększyć utratę wagi u pacjentów odchudzających się.

Używa jako probiotyku

Szczep L. rhamnosus GG wykazuje również działanie probiotyczne i przeciwdrobnoustrojowe, które są wykorzystywane w przemyśle spożywczym. Szczep ten indywidualnie jest zdolny do hamowania Clostridium histolyticum, C. difficile i Salmonella enterica.

W połączeniu z innymi szczepami L. rhamnosus lub innymi niepatogennymi gatunkami bakterii hamują również rozwój bakterii wysoce zjadliwych. Szczep L. rhamnosus LC705 hamuje wzrost niektórych drożdży i pleśni.

Patogeniczność

Lactobacillus rhamnosus jest powiązany z różnymi typami zakażeń, głównie pochodzenia śródszpitalnego, dotykającymi pacjentów z osłabionym układem odpornościowym.

U tych pacjentów pierwotnymi chorobami zawsze były złośliwe lub ciężkie zaburzenia żołądkowo-jelitowe. Wśród chorób związanych z tym gatunkiem są: bakteriemia, zapalenie wsierdzia, zapalenie opon mózgowych i otrzewnej.

Ogólnie pałeczki kwasu mlekowego są oporne na wankomycynę. Lactobacillus rhamnosus jest wrażliwy na penicylinę i aminoglikozydy, a jego czułość sięga 70%.

Jednak niektóre szczepy są oporne na standardowe schematy antybiotyków. Daptomycyna może być stosowana jako alternatywa dla penicyliny; wrażliwość na cefalosporyny jest mniejsza. Mutacje chromosomalne u L. rhamnosus mogą zmniejszać powinowactwo erytromycyny do rybosomu.

Zapalenie wsierdzia wywołane przez Lactobacillus jest uważane za chorobę trudną do wykorzenienia. Mogą wystąpić nawroty, głównie z powodu braku odpowiednich badań dotyczących wrażliwości drobnoustrojów.

Nie ma również standardowych metod leczenia, które mogą nasilać nawroty, a nawet śmierć. Prawdopodobnie produkcja kwasu mlekowego przez pałeczki kwasu mlekowego mogłaby zmniejszyć skuteczne stężenia antybiotyków, zmniejszając ich działanie.

Bibliografia

1. LM Lehtoranta, A. Pitkäranta, R. Korpela (2012). Probiotyk Lactobacillus rhamnosus GG a choroby układu oddechowego u dzieci. Agro Food Industry Hi Tech, 23, 6, Seria suplementów monograficznych: Dietary Fibers & Pre / Probiotics.
2. L. Valík, A. Medveďová, D. Liptáková (2008). Charakterystyka wzrostu Lactobacillus rhamnosus GG w mleku w temperaturach suboptymalnych. Journal of Food and Nutrition Research.
3. P. Boonma, JK Spinler, X. Qin, C. Jittaprasatsin, DM Muzny, H. Doddapaneni, R. Gibbs, J. Petrosino, S. Tumwasorn, J. Versalovic (2014). Szkic sekwencji genomu i opis szczepów Lactobacillus rhamnosus L31, L34 i L35. Standardy w naukach genomicznych.
4. I. Felekos, G. Lazaros, A. Tsiriga, M. Pirounaki, G. Stavropoulos, J. Paraskevas, M. Toutouza, D. Tousoulis (2016). Zapalenie wsierdzia wywołane przez Lactobacillus rhamnosus: Niezwykły winowajca u pacjenta z chorobą Barlowa. Greckie Towarzystwo Kardiologiczne.
5. KA Nocianitri, NS Antara, IM Sugitha, IDM Sukrama, Y. Ramona, IN Sujaya (2017). Wpływ dwóch szczepów Lactobacillus rhamnosus na profil lipidowy krwi szczurów karmionych dietą wysokotłuszczową. International Food Research Journal.
6. EJC Goldstein, KL Tyrrell, DM Citron (2015). Gatunki Lactobacillus: złożoność taksonomiczna i kontrowersyjna podatność. Kliniczne choroby zakaźne