LACTOBACILLUS RHAMNOSUS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE - BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus rhamnosus je gram-pozitivní, tyčinkovitá, mikroaerofilní a fakultativně anaerobní bakterie. Může růst samostatně nebo v krátkých řetězcích. Není to spórotvorné, mobilní a katalázové negativní. Je mezofilní, ale některé kmeny mohou růst při teplotách pod 15 ° C nebo nad 40 ° C.

Některé kmeny L. rhamnosus se v potravinářském průmyslu používají kvůli jejich probiotickým a antimikrobiálním účinkům. Mezi jeho použití patří nejen jako probiotika, ale také jako ochranné prostředky pro fermentované a nefermentované mléčné výrobky, nápoje, hotová jídla, klobásy a saláty.

Lactobacillus rhamnosus. Převzato a upraveno z adresy

vlastnosti

Lactobacillus rhamnosus je velmi náročná bakterie z hlediska nutričních požadavků. K růstu potřebujete kyselinu listovou a další vitamíny, jako je riboflavin, niacin nebo kyselina pantothenová. Vyžaduje také minerální vápník. Jeho počáteční růst vyžaduje kyselá média s pH mezi 4,5 a 6,4.

Její metabolismus je fakultativní heterofermentativní. Převeďte hexózy na L (+) - kyselinu mléčnou podle cesty Embden-Meyerhof. Fermentuje také pentózy. V nepřítomnosti glukózy produkuje kyselinu mléčnou, kyselinu octovou, kyselinu mravenčí a ethanol.

Taxonomie

Lactobacillus je nejrozmanitější ze tří rodů v rodině Lactobacillaceae patřící do kmene Firmicutes, třída Bacilli, řád Lactobacillales.

Tento rod je rozdělen do tří skupin (A, B a C) podle jejich typu kvašení: A) zahrnuje povinné homofermentativní druhy, B) fakultativně heterofermentativní druhy a C) povinné heterofermentativní druhy.

Lactobacillus rhamnosus patří do skupiny B této divize. Je také součástí funkční skupiny bakterií mléčného kvašení (LAB). LAB jsou bakterie, které fermentací uhlohydrátů produkují hlavně kyselinu mléčnou jako konečný metabolit.

Tento druh byl původně považován za poddruh L. casei, později byl díky genetickým zkoumáním díky velké morfologické a charakteristické podobnosti povýšen na druhovou úroveň.

Tento a dva další druhy tvoří komplex Lactobacillus casei, funkční skupinu bez taxonomické platnosti. Jeden z nejvíce studovaných kmenů tohoto druhu, L. rhamnosus GG, je izolován z lidského střeva.

Morfologie

Lactobacillus rhamnosus je bakterie ve tvaru tyčinky, jejíž rozměry se pohybují od 0,8 do 1,0 μm na šířku a od 2,0 do 4,0 μm na délku. Může růst samostatně nebo v krátkých řetězcích. Nemá bičík, proto postrádá pohyb. Může mít pilis a plasmidy.

Lactobacillus rhamnosus má širokou škálu kmenů, které rostou v různých prostředích, včetně vagíny a gastrointestinálního traktu člověka. Každý kmen má schopnost přizpůsobit se širokému spektru prostředí.

Její centrální genom obsahuje 2 164 genů, z celkem 4 711 genů. Kmen LRB L. rhamnosus má kruhový chromozom 2 934 954 bp s obsahem GC 46,78%.

Buněčná zeď

Buněčná stěna sestává primárně ze silné vrstvy peptidoglykanu (PG), amino-cukrového polymeru zesítěného peptidovými můstky. Buněčná stěna je zodpovědná za udržování tvaru buňky. Pomáhá také chránit bakterie před interními osmotickými stresy, které mohou způsobit lýzu buněk.

Složkový cukr PG sestává z N-acetylglukosaminu a kyseliny N-acetyl-muramové uspořádaných střídavě. Postranní řetězec peptidu se třemi až pěti aminokyselinami se váže na N-acetyl-muramovou kyselinu. Přesné složení postranního řetězce peptidu a zesítění je druhově specifické.

Umělecký dojem z Lactobacillus rhamnosus, Fotograf: Electron Microscopy Unit, Biotechnologický ústav, Helsinky. Pořízeno a upraveno z

Aplikace

Lactobacillus rhamnosus se používá v potravinářském průmyslu pro výrobu jogurtu, fermentovaného a nepasterizovaného mléka a polotvrdého sýra.

Lékařské aplikace

Lactobacillus rhamnosus je považován za užitečné probiotikum pro léčení různých nemocí. Ukázalo se, že kmen Lactobacillus rhamnosus GG má v medicíně několik současných a potenciálních použití pro léčení nemocí.

Mezi onemocnění pozitivně léčená tímto kmenem patří: průjem různých typů, zejména kvůli rotaviru u dětí; akutní gastroenteritida u dětí; Gastrointestinální transport enterokoků rezistentních na vankomycin u renálních pacientů; Ukázalo se také, že je užitečná při snižování možnosti rozvoje Aspergerova syndromu.

Mezi onemocnění, která by mohla být potenciálně léčena nebo jim mohla být zabráněno podáním L. rhamnosus GG, jsou infekce dýchacích cest u dětí; syndrom dráždivého tračníku; atopická dermatitida, ekzém; infekce urogenitálního traktu; úzkost a hypertenze.

Zkušenosti in vitro ukázaly, že může modulovat imunitu hostitele snížením produkce zánětlivých cytokinů z různých eukaryot. Rovněž indukuje genovou expresi střevního mucinu a inhibuje adherenci patogenů.

K dalším lékařským účelům patří snížení střevní propustnosti u dětí se syndromem dráždivého tračníku. Pomáhá také zvyšovat úbytek hmotnosti u pacientů s dietou.

Používá se jako probiotikum

Kmen L. rhamnosus GG také vykazuje probiotické a antimikrobiální aktivity, které se používají v potravinářském průmyslu. Tento kmen je individuálně schopen inhibovat Clostridium histolyticum, C. difficile a Salmonella enterica.

V kombinaci s jinými kmeny L. rhamnosus nebo s jinými nepatogenními bakteriálními druhy také inhibují růst vysoce patogenních bakterií. Kmen L. rhamnosus LC705 potlačuje růst některých kvasinek a plísní.

Patogenita

Lactobacillus rhamnosus souvisí s různými typy infekcí, zejména intrafosfitálního původu, které postihují pacienty s oslabeným imunitním systémem.

U těchto pacientů byly základní onemocnění vždy maligní nebo závažné gastrointestinální poruchy. Mezi nemoci spojené s tímto druhem patří: bakterémie, endokarditida, meningitida a peritonitida.

Laktobacily jsou obecně rezistentní na vankomycin. Lactobacillus rhamnosus je citlivý na penicilin a aminoglykosidy s mírou citlivosti až 70%.

Některé kmeny jsou však rezistentní na standardní antibiotické režimy. Daptomycin lze použít jako alternativu k penicilinu; citlivost na cefalosporiny je nižší. Chromozomální mutace u L. rhamnosus mohou snížit afinitu erytromycinu k ribozomu.

Endokarditida Lactobacillus je považována za obtížné onemocnění, které je třeba eradikovat. K relapsům může docházet zejména z důvodu nedostatečných studií o mikrobiální citlivosti.

Neexistují také žádné standardizované léčby, které mohou zvýšit relapsy a dokonce i smrt. Pravděpodobně by produkce kyseliny mléčné laktobacily mohla snížit účinné koncentrace antibiotik a snížit jejich účinek.

Reference

1. LM Lehtoranta, A. Pitkäranta, R. Korpela (2012). Probiotický Lactobacillus rhamnosus GG a respirační onemocnění u dětí. Agro Food Industry Hi Tech, 23, 6, Monografický doplněk série: Dietní vlákna a pre / probiotika.
2. L. Valík, A. Medveďová, D. Liptáková (2008). Charakterizace růstu Lactobacillus rhamnosus GG v mléce při suboptimálních teplotách. Žurnál výzkumu potravin 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 genomových sekvencí a popis kmenů L31, L34 a L35 Lactobacillus rhamnosus. Standardy v genomických vědách.
4. I. Felekos, G. Lazaros, A. Tsiriga, M. Pirounaki, G. Stavropoulos, J. Paraskevas, M. Toutouza, D. Tousoulis (2016). Endokarditida Lactobacillus rhamnosus: Neobvyklý viník u pacienta s Barlowovou chorobou. Řecká kardiologická společnost.
5. KA Nocianitri, NS Antara, IM Sugitha, IDM Sukrama, Y. Ramona, IN Sujaya (2017). Účinek dvou kmenů Lactobacillus rhamnosus na profil krevních lipidů u potkanů ​​krmených dietou s vysokým obsahem tuku. International Food Research Journal.
6. EJC Goldstein, KL Tyrrell, DM Citron (2015). Druh Lactobacillus: Taxonomická složitost a kontroverzní citlivost. Klinické infekční nemoci