stringtranslate.com

Бифидобактерия

Бифидобактерии — род грамположительных , неподвижных , часторазветвленных анаэробных бактерий . Они являются повсеместными обитателями желудочно-кишечного тракта [2] [3], хотя штаммы были выделены из влагалища [4] и рта ( B. dentium ) млекопитающих, включая человека. Бифидобактерии — один из основных родов бактерий, составляющих микробиоту желудочно-кишечного тракта млекопитающих. Некоторые бифидобактерии используются в качестве пробиотиков .

До 1960-х годов виды Bifidobacterium собирательно назывались Lactobacillus bifidus .

История

Некоторые бактерии Bifidobacterium Animalis обнаружены в образце йогурта «Активия»: пронумерованные деления на весах находятся на расстоянии 10 микрометров друг от друга.

В 1899 году Анри Тиссье, французский педиатр из Института Пастера в Париже, выделил бактерию, характеризующуюся Y-образной морфологией («раздвоенная»), в микробиоте кишечника грудных детей и назвал ее «бифидос». [5] В 1907 году Эли Мечников , заместитель директора Института Пастера, выдвинул теорию о том, что молочнокислые бактерии полезны для здоровья человека. [5] Мечников заметил, что долголетие болгар было результатом употребления ими кисломолочных продуктов . [6] Мечников также предположил, что «пероральное введение культур ферментативных бактерий приведет к имплантации полезных бактерий в кишечный тракт». [7]

Метаболизм

Род Bifidobacterium обладает уникальным механизмом фруктозо-6-фосфатфосфокетолазы , используемым для ферментации углеводов . [ нужна цитата ]

Многие метаболические исследования бифидобактерий были сосредоточены на метаболизме олигосахаридов , поскольку эти углеводы доступны в их среде обитания с ограниченным количеством питательных веществ. Филотипы бифидобактерий, ассоциированные с младенцами, по-видимому, развили способность ферментировать олигосахариды молока , тогда как виды, ассоциированные со взрослыми особями, используют растительные олигосахариды в соответствии с тем, с чем они сталкиваются в соответствующей среде обитания. Поскольку дети, находящиеся на грудном вскармливании, часто содержат кишечные консорциумы с преобладанием бифидобактерий, многочисленные применения пытаются имитировать бифидогенные свойства олигосахаридов молока. Их широко классифицируют как фруктоолигосахариды растительного происхождения или галактоолигосахариды молочного происхождения , которые метаболизируются по-разному и отличаются от катаболизма молочных олигосахаридов . [3]

Реакция на кислород

Чувствительность представителей рода Bifidobacterium к O 2 обычно ограничивает активность пробиотиков в анаэробных средах обитания. Недавние исследования показали, что некоторые штаммы бифидобактерий демонстрируют различные типы роста в кислороде. Низкие концентрации O 2 и CO 2 могут оказывать стимулирующее действие на рост этих штаммов бифидобактерий . На основании профилей роста при различных концентрациях O 2 виды Bifidobacterium были разделены на четыре класса: O 2 -гиперчувствительные, O 2 -чувствительные, O 2 -толерантные и микроаэрофильные . Предполагается, что основным фактором, ответственным за ингибирование аэробного роста, является продукция перекиси водорода (H 2 O 2 ) в питательной среде. AH 2 O 2 -образующая НАДН- оксидаза была очищена от O 2 -чувствительных Bifidobacterium bifidum и идентифицирована как дигидрооротатдегидрогеназа b- типа . Кинетические параметры позволили предположить, что фермент может участвовать в производстве H 2 O 2 в сильно аэрированной среде. [8]

Геномы

Представители рода Bifidobacterium имеют размеры генома от 1,73 ( Bifidobacterium indicum ) до 3,25 Мб ( Bifidobacterium biavati ), что соответствует 1352 и 2557 предсказанным открытым рамкам считывания , кодирующим белок , соответственно. [9]

Функциональная классификация генов бифидобактерий , включая пангеном этого рода, выявила, что 13,7% выявленных генов бифидобактерий кодируют ферменты, участвующие в углеводном обмене . [9]

Клиническое использование

Было показано, что добавление Bifidobacterium в качестве пробиотика к традиционному лечению язвенного колита связано с увеличением показателей ремиссии и улучшением поддержания ремиссии. [10] Некоторые штаммы бифидобактерий считаются важными пробиотиками и используются в пищевой промышленности. Различные виды и/или штаммы бифидобактерий могут оказывать ряд полезных эффектов на здоровье, включая регуляцию микробного гомеостаза кишечника , ингибирование патогенов и вредных бактерий, которые колонизируют и/или инфицируют слизистую оболочку кишечника, модуляцию местных и системных иммунных реакций. , подавление проканцерогенной ферментативной активности в микробиоте, выработку витаминов и биоконверсию ряда пищевых соединений в биоактивные молекулы. [3] Бифидобактерии улучшают барьер слизистой оболочки кишечника и снижают уровень липополисахаридов в кишечнике. [11]

Бифидобактерии также могут облегчить боль в животе у пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК), хотя исследования на сегодняшний день не дали окончательных результатов. [12]

Встречающиеся в природе виды Bifidobacterium . может препятствовать росту грамотрицательных патогенов у младенцев. [13]

Материнское молоко содержит высокие концентрации лактозы и меньшее количество фосфатов ( рН-буфер ). Следовательно, когда материнское молоко сквашивается молочнокислыми бактериями (включая бифидобактерии) в желудочно-кишечном тракте ребенка, pH может снизиться, что затрудняет рост грамотрицательных бактерий. [ нужна цитата ]

Бифидобактерии и кишечник ребенка

Кишечник ребенка относительно стерилен вплоть до рождения, где он поглощает бактерии из окружающей среды и матери. [14] Микробиота кишечника младенцев отличается от кишечника взрослого человека. Младенец достигает взрослой стадии своего микробиома примерно в трехлетнем возрасте, когда разнообразие его микробиома увеличивается, стабилизируется и ребенок переключается на твердую пищу. Младенцы, находящиеся на грудном вскармливании, колонизируются бифидобактериями раньше по сравнению с младенцами, которые в основном находятся на искусственном вскармливании. [15] Бифидобактерии являются наиболее распространенными бактериями в микробиоме кишечника ребенка. [16] Генотипы младенцев с течением времени более изменчивы , что делает их менее стабильными по сравнению со взрослыми Bifidobacterium . Младенцы и дети в возрасте до трех лет демонстрируют низкое разнообразие бактерий микробиома, но большее разнообразие между людьми по сравнению со взрослыми. [17] Уменьшение количества бифидобактерий и увеличение разнообразия микробиома кишечника ребенка происходит при меньшем потреблении грудного молока и увеличении потребления твердой пищи. Молоко млекопитающих содержит олигосахариды , свидетельствующие о естественном отборе [ необходимы разъяснения ] . Олигосахариды грудного молока не перевариваются ферментами и остаются в пищеварительном тракте в целости, прежде чем разрушаться в толстой кишке микробиотой. Геномы видов Bifidobacterium B. longum , B. bifidum, B. breve содержат гены, которые могут гидролизовать некоторые олигосахариды грудного молока, и они обнаруживаются в большем количестве у младенцев, находящихся на грудном вскармливании. Гликаны , вырабатываемые человеком, превращаются в пищу и энергию для B. bifidum. показывая пример коэволюции . [18]

Разновидность

Род Bifidobacterium включает следующие виды: [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Орла-Йенсен С. (1924). «Классификация молочнокислых бактерий». Ле Лайт . 4 (36): 468–474. дои : 10.1051/lait:19243627 .
  2. ^ Шелл М.А., Кармиранцу М., Снел Б., Виланова Д., Бергер Б., Песси Г., Цвален MC, Дезиер Ф., Борк П., Делли М., Придмор Р.Д., Аригони Ф. (октябрь 2002 г.). «Последовательность генома Bifidobacterium longum отражает ее адаптацию к желудочно-кишечному тракту человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (22): 14422–7. Бибкод : 2002PNAS...9914422S. дои : 10.1073/pnas.212527599 . ПМЦ 137899 . ПМИД  12381787. 
  3. ^ abc Mayo B, ван Синдерен D, ред. (2010). Бифидобактерии: геномика и молекулярные аспекты . Кайстер Академик Пресс . ISBN 978-1-904455-68-4.[ нужна страница ]
  4. ^ Альберт, Арианна Ю.К.; Чабан, Бонни; Вагнер, Эмили К.; Шелленберг, Джон Дж.; Линкс, Мэтью Г.; Шалквик, Джули ван; Рид, Грегор; Хеммингсен, Шон М.; Хилл, Джанет Э.; Деньги, Дебора; Группа, VOGUE Research (12 августа 2015 г.). «Исследование вагинального микробиома у здоровых канадских женщин с использованием молекулярного профилирования на основе cpn60 выявило различные типы состояний сообщества подгруппы гарднереллы». ПЛОС ОДИН . 10 (8): e0135620. Бибкод : 2015PLoSO..1035620A. дои : 10.1371/journal.pone.0135620 . ПМЦ 4534464 . ПМИД  26266808. 
  5. ^ ab «Потенциал пробиотиков как биотерапевтических средств, воздействующих на врожденную иммунную систему» ​​(PDF) . Африканский журнал биотехнологии . Февраль 2005 г.
  6. ^ «Пробиотики: 100 лет (1907–2007) после наблюдения Эли Мечникова» (PDF) . Информирование о текущих исследованиях, образовательных темах и тенденциях в области прикладной микробиологии . Февраль 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 4 октября 2012 г.
  7. ^ «Пионеры пробиотиков». Европейская пробиотическая ассоциация . Февраль 2012 г. Архивировано из оригинала 22 июля 2013 г. Проверено 1 июля 2013 г.
  8. ^ Сономото К., Ёкота А., ред. (2011). Молочнокислые бактерии и бифидобактерии: современный прогресс в перспективных исследованиях . Кайстер Академик Пресс . ISBN 978-1-904455-82-0.[ нужна страница ]
  9. ^ ab Милани С, Туррони Ф, Дуранти С, Лугли Г.А., Манкабелли Л, Феррарио С, ван Синдерен Д, Вентура М (февраль 2016 г.). «Геномика рода Bifidobacterium выявляет видовую адаптацию к богатой гликанами кишечной среде». Прикладная и экологическая микробиология . 82 (4): 980–991. Бибкод : 2016ApEnM..82..980M. дои : 10.1128/AEM.03500-15. ПМЦ 4751850 . ПМИД  26590291. 
  10. ^ Гури Я.А., Ричардс Д.М., Рахими Э.Ф., Крилл Дж.Т., Елинек К.А., DuPont AW (9 декабря 2014 г.). «Систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при воспалительных заболеваниях кишечника». Клиническая и экспериментальная гастроэнтерология . 7 : 473–87. дои : 10.2147/CEG.S27530 . ПМЦ 4266241 . ПМИД  25525379. 
  11. ^ Пинзоне М.Р., Селесия Б.М., Ди Роза М., Какопардо Б., Нуннари Г. (2012). «Микробная транслокация при хронических заболеваниях печени». Международный журнал микробиологии . 2012 : 694629. doi : 10.1155/2012/694629 . ПМЦ 3405644 . ПМИД  22848224. 
  12. ^ Пратт, Шарлотта; Кэмпбелл, Мэтью Д. (18 ноября 2019 г.). «Влияние бифидобактерий на уменьшение симптоматической боли в животе у пациентов с синдромом раздраженного кишечника: систематический обзор». Пробиотики и антимикробные белки . 12 (3): 834–839. дои : 10.1007/s12602-019-09609-7 . ISSN  1867-1306. ПМК 7456408 . ПМИД  31741311. 
  13. ^ Лиевин В., Пайффер И., Юдо С., Роша Ф., Брассар Д., Нисер-младший, Сервин А.Л. (ноябрь 2000 г.). «Штаммы бифидобактерий из резидентной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека у младенцев обладают противомикробной активностью». Гут . 47 (5): 646–52. дои :10.1136/gut.47.5.646. ПМК 1728100 . ПМИД  11034580. 
  14. ^ Фам В.Т., Лакруа С., Бреггер С.П., Чассар С. (июль 2016 г.). «Ранняя колонизация функциональных групп микробов в кишечнике ребенка». Экологическая микробиология . 18 (7): 2246–58. Бибкод : 2016EnvMi..18.2246P. дои : 10.1111/1462-2920.13316. ПМИД  27059115.
  15. ^ Бурлье С, Бузерзур К, ФерреБернар С, Бурго CL, Шевер С, Менар О, Деглэр А, Кюне I, Руйе PL, Боном С, Дюпон Д (2015). «Взаимодействие с детскими смесями и влияние источника жира на пищеварение новорожденных и микробиоту кишечника». Европейский журнал липидной науки и технологий . 117 (10): 1500–1512. дои : 10.1002/ejlt.201500025. ISSN  1438-9312.
  16. ^ Туррони Ф, Пеано С, Пасс Д.А., Форони Э, Севергнини М, Клаессон МДж, Керр С, Хурихейн Дж, Мюррей Д, Фулиньи Ф, Геимонд М, Марголь А, Де Беллис Г, О'Тул ПВ, ван Синдерен Д, Маркези-младший, Вентура М (11 мая 2012 г.). «Разнообразие бифидобактерий в микробиоте кишечника ребенка». ПЛОС ОДИН . 7 (5): e36957. Бибкод : 2012PLoSO...736957T. дои : 10.1371/journal.pone.0036957 . ПМЦ 3350489 . ПМИД  22606315. 
  17. ↑ Матаморос С, Гра-Леген С, Ле Вакон Ф, Потель Дж, де Ла Кочетьер МФ (апрель 2013 г.). «Развитие микробиоты кишечника у детей раннего возраста и ее влияние на здоровье». Тенденции в микробиологии . 21 (4): 167–73. дои : 10.1016/j.tim.2012.12.001. ПМИД  23332725.
  18. ^ Туррони Ф, Милани С, Дуранти С, Феррарио С, Лугли Г.А., Манкабелли Л, ван Синдерен Д, Вентура М (январь 2018 г.). «Бифидобактерии и кишечник младенца: пример коэволюции и естественного отбора». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 75 (1): 103–118. дои : 10.1007/s00018-017-2672-0. PMID  28983638. S2CID  24103287.
  19. ^ Эзеби JP, Парте AC. «Актиномицетовые». Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 17 июня 2021 г.

Внешние ссылки

Wikispecies содержит информацию о бифидобактериях .