LACTOBACILLUS RHAMNOSUS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLÓGIA - BIOLÓGIE - 2025

Lactobacillus rhamnosus je gram-pozitívna, tyčinkovitá, mikroaerofilná a fakultatívne anaeróbna baktéria. Môže rásť jednotlivo alebo v krátkych reťazcoch. Nie je to spóra, mobilná a kataláza negatívna. Je mezofilný, ale niektoré kmene môžu rásť pri teplotách pod 15 ° C alebo nad 40 ° C.

Niektoré kmene L. rhamnosus sa používajú v potravinárskom priemysle kvôli ich probiotickým a antimikrobiálnym účinkom. Medzi jeho použitia patria nielen ako probiotiká, ale aj ako ochranné látky pre fermentované a nefermentované mliečne výrobky, nápoje, hotové jedlá, párky a šaláty.

Lactobacillus rhamnosus. Prevzaté a upravené z adresy http://www.ghostshipmedia.com/tag/lactobacillus-rhamnosus/

vlastnosti

Lactobacillus rhamnosus je veľmi náročná baktéria z hľadiska výživových požiadaviek. Na rast potrebujete kyselinu listovú a ďalšie vitamíny, ako je riboflavín, niacín alebo kyselina pantoténová. Vyžaduje tiež minerálny vápnik. Počiatočný rast vyžaduje kyslé médium s pH medzi 4,5 a 6,4.

Jeho metabolizmus je fakultatívny heterofermentatívny. Prevod hexózy na L (+) - kyselinu mliečnu podľa Embden-Meyerhofovej cesty. Fermentuje tiež pentózy. V neprítomnosti glukózy produkuje kyselinu mliečnu, kyselinu octovú, kyselinu mravčiu a etanol.

taxonómie

Lactobacillus je najrozmanitejší z troch rodov v rodine Lactobacillaceae patriacich do kmeňa Firmicutes, trieda Bacilli, rád Lactobacillales.

Tento rod je rozdelený do troch skupín (A, B a C) podľa ich typu fermentácie: A) zahŕňa obligátne homofermentatívne druhy, B) fakultatívne heterofermentatívne druhy a C) obligátne heterofermentatívne druhy.

Lactobacillus rhamnosus patrí do skupiny B tejto divízie. Je tiež zahrnutá do funkčnej skupiny baktérií mliečneho kvasenia (LAB). LAB sú baktérie, ktoré fermentáciou uhľohydrátov produkujú hlavne kyselinu mliečnu ako konečný metabolit.

Tento druh bol pôvodne považovaný za poddruh L. casei, neskôr bol vďaka genetickému výskumu zvýšený na druhovú úroveň kvôli veľkým morfologickým a charakteristickým podobnostiam.

Tento a dva ďalšie druhy tvoria komplex Lactobacillus casei, funkčnú skupinu bez taxonomickej platnosti. Jeden z najviac študovaných kmeňov tohto druhu, L. rhamnosus GG, je izolovaný z ľudského čreva.

morfológia

Lactobacillus rhamnosus je baktéria v tvare tyčinky s rozmermi v rozmedzí od 0,8 do 1,0 μm na šírku a od 2,0 do 4,0 μm na dĺžku. Môže rásť jednotlivo alebo v krátkych reťazcoch. Nemá bičík, preto mu chýba pohyb. Môže mať pilis a plazmidy.

Lactobacillus rhamnosus má širokú škálu kmeňov, ktoré rastú v rôznych prostrediach, vrátane vagíny a gastrointestinálneho traktu človeka. Každý kmeň má schopnosť prispôsobiť sa širokému spektru prostredí.

Jeho centrálny genóm obsahuje 2 164 génov, z celkového počtu 4 711 génov. Kmeň L.Rhamnosus LRB má kruhový chromozóm 2 934 954 bp s obsahom GC 46,78%.

Bunková stena

Bunková stena pozostáva predovšetkým z hrubej vrstvy peptidoglykánu (PG), polyméru aminocukru zosieťovaného peptidovými mostíkmi. Bunková stena je zodpovedná za udržiavanie tvaru bunky. Pomáha tiež chrániť baktérie pred vnútornými osmotickými stresmi, ktoré môžu spôsobiť lýzu buniek.

Zložkový cukor PG sa skladá z N-acetylglukozamínu a kyseliny N-acetyl-murámovej usporiadaných striedavo. Postranný reťazec peptidu, obsahujúci tri až päť aminokyselín, sa viaže na kyselinu N-acetyl-murámovú. Presná skladba peptidového postranného reťazca a zosieťovania je druhovo špecifická.

Umelecký dojem z Lactobacillus rhamnosus, Fotograf: Jednotka elektrónovej mikroskopie, Biotechnologický ústav, Helsinki. Vytvorené a upravené z https://www.micropia.nl/en/discover/news/2015/12/8/new-bacteria-duo-to-fight-diarrhoea-in-africa/

aplikácia

Lactobacillus rhamnosus sa používa v potravinárskom priemysle na výrobu jogurtu, fermentovaného a nepasterizovaného mlieka a polotvrdého syra.

Lekárske aplikácie

Lactobacillus rhamnosus sa považuje za užitočného probiotika na liečenie rôznych chorôb. Ukázalo sa, že kmeň GG Lactobacillus rhamnosus má v medicíne viacnásobné súčasné a potenciálne využitie na liečenie chorôb.

Medzi choroby pozitívne liečené týmto kmeňom patria: hnačky rôznych typov, najmä v dôsledku rotavírusu u detí; akútna gastroenteritída u detí; Gastrointestinálny transport vankomycínu rezistentného enterokoka u pacientov s obličkami; Ukázalo sa tiež, že je užitočné pri znižovaní možnosti rozvoja Aspergerovho syndrómu.

Medzi choroby, ktoré by sa mohli potenciálne liečiť alebo im predchádzať podávaním L. rhamnosus GG, patria infekcie dýchacích ciest u detí; syndróm dráždivého čreva; atopická dermatitída, ekzém; infekcie urogenitálneho traktu; úzkosť a hypertenzia.

Skúsenosti in vitro ukázali, že môže modulovať imunitu hostiteľa znížením produkcie zápalových cytokínov z rôznych eukaryot. Tiež indukuje génovú expresiu intestinálneho mucínu, čím inhibuje adherenciu patogénov.

Medzi ďalšie lekárske použitia patrí zníženie priepustnosti čriev u detí so syndrómom dráždivého čreva. Pomáha tiež zvyšovať chudnutie pacientov s diétou.

Používa sa ako probiotikum

Kmeň L. rhamnosus GG tiež vykazuje probiotické a antimikrobiálne účinky, ktoré sa používajú v potravinárskom priemysle. Tento kmeň je individuálne schopný inhibovať Clostridium histolyticum, C. difficile a Salmonella enterica.

V kombinácii s inými kmeňmi L. rhamnosus alebo s inými nepatogénnymi bakteriálnymi druhmi tiež inhibujú rast vysoko patogénnych baktérií. Kmeň L. rhamnosus LC705 potláča rast niektorých kvasiniek a plesní.

patogenitu

Lactobacillus rhamnosus súvisí s rôznymi druhmi infekcií, najmä intrafosfitálneho pôvodu, ktoré ovplyvňujú pacientov s oslabeným imunitným systémom.

U týchto pacientov boli základné ochorenia vždy malígne alebo závažné gastrointestinálne poruchy. Medzi choroby spojené s týmto druhom patria: bakterémia, endokarditída, meningitída a peritonitída.

Laktobacily sú všeobecne rezistentné na vankomycín. Lactobacillus rhamnosus je citlivý na penicilín a aminoglykozidy s mierou citlivosti až 70%.

Niektoré kmene sú však rezistentné na štandardné antibiotické režimy. Daptomycín sa môže použiť ako alternatíva k penicilínu; citlivosť na cefalosporíny je nižšia. Chromozomálne mutácie v L. rhamnosus môžu znížiť afinitu erytromycínu k ribozómu.

Endokarditída z Lactobacillus sa považuje za ťažké ochorenie, ktoré sa má eradikovať. Môžu sa vyskytnúť relapsy, hlavne kvôli chýbajúcim primeraným štúdiám o citlivosti mikróbov.

Neexistujú tiež štandardizované liečby, ktoré môžu zvýšiť relapsy a dokonca aj smrť. Produkcia kyseliny mliečnej laktobacilami by pravdepodobne mohla znížiť účinné koncentrácie antibiotík a znížiť ich účinok.

Referencie

1. LM Lehtoranta, A. Pitkäranta, R. Korpela (2012). Probiotické ochorenie Lactobacillus rhamnosus GG a choroby dýchacích ciest u detí. Agro Food Industry Hi Tech, 23, 6, Séria monografických doplnkov: Vlákna a diéta / probiotiká.
2. L. Valík, A. Medveďová, D. Liptáková (2008). Charakterizácia rastu GG Lactobacillus rhamnosus v mlieku pri suboptimálnych teplotách. Žurnál výskumu potravín a výživy.
3. P. Boonma, JK Spinler, X. Qin, C. Jittaprasatsin, DM Muzny, H. Doddapaneni, R. Gibbs, J. Petrosino, S. Tumwasorn, J. Versalovic (2014). Návrh genómových sekvencií a opis kmeňov L31, L34 a L35 Lactobacillus rhamnosus. Štandardy v genomických vedách.
4. I. Felekos, G. Lazaros, A. Tsiriga, M. Pirounaki, G. Stavropoulos, J. Paraskevas, M. Toutouza, D. Tousoulis (2016). Endokarditída Lactobacillus rhamnosus: Nezvyčajný vinník u pacienta s Barlowovou chorobou. Helénska kardiologická spoločnosť.
5. KA Nocianitri, NS Antara, IM Sugitha, IDM Sukrama, Y. Ramona, IN Sujaya (2017). Účinok dvoch kmeňov Lactobacillus rhamnosus na profil lipidov v krvi potkanov kŕmených stravou s vysokým obsahom tuku. International Food Research Journal.
6. EJC Goldstein, KL Tyrrell, DM Citron (2015). Druh Lactobacillus: Taxonomická komplexnosť a kontroverzná citlivosť. Klinické infekčné choroby