LACTOBACILLUS RHAMNOSUS: KARAKTERISTIKA, MORFOLOGI - BIOLOGI - 2025

Lactobacillus rhamnosus er en Gram-positiv, stavformet, mikroaerofil og fakultativt anaerob bakterie. Det kan vokse enkeltvis eller i korte kæder. Det er ikke sporedannende, mobilt og katalase-negativ. Det er mesofilt, men nogle stammer kan vokse ved temperaturer under 15 ° C eller over 40 ° C.

Nogle stammer af L. rhamnosus anvendes i fødevareindustrien på grund af deres probiotiske og antimikrobielle aktiviteter. Dets anvendelser inkluderer ikke kun som probiotika, men også som beskyttelsesmidler til gærede og ikke-fermenterede mejeriprodukter, drikkevarer, klar til at spise mad, pølser og i salater.

Lactobacillus rhamnosus. Taget og redigeret fra

egenskaber

Lactobacillus rhamnosus er en meget krævende bakterie med hensyn til dens ernæringsmæssige behov. For at vokse har du brug for folsyre og andre vitaminer som riboflavin, niacin eller pantothensyre. Det kræver også mineralsk calcium. Dens første vækst kræver sure medier med en pH-værdi mellem 4,5 og 6,4.

Dens stofskifte er fakultativ heterofermentativ. Konverter hexoser til L (+) - mælkesyre i henhold til Embden-Meyerhof-stien. Det fermenterer også pentoserne. I fravær af glukose producerer det mælkesyre, eddikesyre, myresyre og ethanol.

Taksonomi

Lactobacillus er den mest forskelligartede af de tre slægter inden for familien Lactobacillaceae, der tilhører phylum Firmicutes, klasse Bacilli, orden Lactobacillales.

Denne slægt er opdelt i tre grupper (A, B og C) i henhold til deres gæringstype: A) inkluderer obligate homofermentative arter, B) fakultativt heterofermentative arter og C) obligatoriske heterofermentative arter.

Lactobacillus rhamnosus tilhører gruppe B i denne afdeling. Det er også inkluderet i den funktionelle gruppe af mælkesyrebakterier (LAB). LAB'er er bakterier, der ved kulhydratfermentering hovedsageligt producerer mælkesyre som den endelige metabolit.

Denne art blev oprindeligt betragtet som en underart af L. casei, senere blev den hævet til artsniveauet takket være genetiske undersøgelser på grund af de store morfologiske og karakteristiske ligheder.

Denne og to andre arter udgør Lactobacillus casei-komplekset, en funktionel gruppe uden taxonomisk gyldighed. En af de mest studerede stammer af denne art, L. rhamnosus GG, er isoleret fra den humane tarme.

Morfologi

Lactobacillus rhamnosus er en stavformet bakterie med målinger fra 0,8 til 1,0 um i bredden og fra 2,0 til 4,0 um i længden. Det kan vokse enkeltvis eller i korte kæder. Det har ikke et flagellum, og derfor mangler det bevægelse. Det kan have pilis og plasmider.

Lactobacillus rhamnosus har en lang række stammer, der vokser i forskellige miljøer, herunder vagina og mave-tarmkanalen hos mennesker. Hver stamme har evnen til at tilpasse sig en lang række miljøer.

Dets centrale genom indeholder 2.164 gener, ud af 4.711 gener i alt. L. rhamnosus LRB-stammen har et cirkulært kromosom på 2.934.954 bp med et GC-indhold på 46,78%.

Cellular væg

Cellevæggen består primært af et tykt lag af peptidoglycan (PG), en aminosukkerpolymer tværbundet med peptidbroer. Cellevæggen er ansvarlig for at bevare cellens form. Det hjælper også med at beskytte bakterier mod indre osmotiske belastninger, der kan forårsage cellelysering.

Komponentets sukker af PG består af N-acetylglucosamin og N-acetyl-muraminsyre, der er anbragt skiftevis. Sidekæden af ​​peptidet, fra tre til fem aminosyrer, binder til N-acetyl-muraminsyre. Den nøjagtige sammensætning af peptidsidekæden og tværbindinger er artsspecifik.

Kunstnerisk indtryk af Lactobacillus rhamnosus, Foto af: Electron Microscopy Unit, Institute of Biotechnology, Helsinki. Taget og redigeret fra

Applikationer

Lactobacillus rhamnosus bruges i fødevareindustrien til produktion af yoghurt, gæret og upasteuriseret mælk og halvhård ost.

Medicinske applikationer

Lactobacillus rhamnosus betragtes som et nyttigt probiotikum til behandling af forskellige sygdomme. Lactobacillus rhamnosus GG-stammen har vist sig at have flere aktuelle og potentielle anvendelser inden for medicin til behandling af sygdomme.

Blandt de sygdomme, der er positivt behandlet med denne stamme, er: diarré af forskellige typer, hovedsageligt på grund af rotavirus hos børn; akut gastroenteritis hos børn; Gastrointestinal transport af vancomycinresistent Enterococcus hos nyrepatienter; Det har også vist sig at være nyttigt at reducere muligheden for at udvikle Aspergers syndrom.

Blandt de sygdomme, der potentielt kunne behandles eller forhindres ved at give L. rhamnosus GG, er luftvejsinfektioner hos børn; irritabelt tarmsyndrom; atopisk dermatitis, eksem; urogenitale kanalinfektioner; angst og hypertension.

In vitro-oplevelser har vist, at det kan modulere værtens immunitet ved at reducere produktionen af ​​inflammatoriske cytokiner fra forskellige eukaryoter. Det inducerer også genekspression af tarmmucin og hæmmer adhæsionen af ​​patogener.

Andre medicinske anvendelser inkluderer reduktion af tarmpermeabilitet hos børn med irritabel tarm-syndrom. Det hjælper også med at øge vægttab hos diætpatienter.

Bruger som et probiotikum

Stammen L. rhamnosus GG udviser også probiotiske og antimikrobielle aktiviteter, der anvendes i fødevareindustrien. Denne stamme er individuelt i stand til at hæmme Clostridium histolyticum, C. difficile og Salmonella enterica.

Kombineret med andre stammer af L. rhamnosus eller med andre ikke-patogene bakteriearter hæmmer de også væksten af ​​stærkt patogene bakterier. Stammen L. rhamnosus LC705 undertrykker væksten af ​​nogle gærer og forme.

patogenicitet

Lactobacillus rhamnosus har været relateret til forskellige typer infektioner, hovedsageligt af intrahospital oprindelse, der påvirker patienter med svækket immunsystem.

Hos disse patienter har de underliggende sygdomme altid været ondartede eller svære gastrointestinale lidelser. Blandt de sygdomme, der er forbundet med denne art, er: bakteræmi, endocarditis, meningitis og peritonitis.

Lactobacilli er generelt resistente over for vancomycin. Lactobacillus rhamnosus er modtagelige for penicillin og aminoglycosider med en følsomhed på op til 70%.

Nogle stammer er imidlertid resistente over for standard antibiotiske regimer. Daptomycin kunne bruges som et alternativ til penicillin; følsomheden over for cephalosporiner er lavere. Kromosomale mutationer i L. rhamnosus kan reducere erythromycins affinitet for ribosomet.

Lactobacillus endocarditis betragtes som en vanskelig sygdom til at udrydde. Tilbagefald kan forekomme, hovedsageligt på grund af manglen på tilstrækkelige undersøgelser af mikrobiel følsomhed.

Der er heller ingen standardiserede behandlinger, som kan øge tilbagefald og endda død. Sandsynligvis kunne produktionen af ​​mælkesyre ved hjælp af lactobacilli reducere de effektive koncentrationer af antibiotika og reducere deres virkning.

Referencer

1. LM Lehtoranta, A. Pitkäranta, R. Korpela (2012). Probiotisk Lactobacillus rhamnosus GG og luftvejssygdom hos børn. Agro Fødevareindustri Hi Tech, 23, 6, Monografisk tillægsserie: Diætfibre og præ / probiotika.
2. L. Valík, A. Medveďová, D. Liptáková (2008). Karakterisering af væksten af ​​Lactobacillus rhamnosus GG i mælk ved suboptimale temperaturer. 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). Udkast til genomsekvenser og beskrivelse af Lactobacillus rhamnosus-stammer L31, L34 og L35. Standarder i genomiske videnskaber.
4. I. Felekos, G. Lazaros, A. Tsiriga, M. Pirounaki, G. Stavropoulos, J. Paraskevas, M. Toutouza, D. Tousoulis (2016). Lactobacillus rhamnosus endocarditis: En usædvanlig synder hos en patient med Barlows sygdom. Hellenic Society of Cardiology.
5. KA Nocianitri, NS Antara, IM Sugitha, IDM Sukrama, Y. Ramona, IN Sujaya (2017). Virkningen af ​​to Lactobacillus rhamnosus-stammer på blodlipidprofilen hos rotter fodret med kost med højt fedtindhold. International Food Research Journal.
6. EJC Goldstein, KL Tyrrell, DM Citron (2015). Lactobacillus-arter: Taksonomisk kompleksitet og kontroversiel følsomhed. Kliniske infektionssygdomme