Бифидобактерии -Bifidobacterium
Бифидобактерии являются родом из гр-положительные , неподвижные , часто разветвленных анаэробных бактерий . Они повсеместно обитают в желудочно-кишечном тракте , влагалище и ротовой полости ( B. dentium ) млекопитающих, в том числе человека. Бифидобактерии - один из основных родов бактерий, составляющих микробиоту желудочно-кишечного трактау млекопитающих. Некоторые бифидобактерии используются в качестве пробиотиков .
До 1960-х годов виды Bifidobacterium все вместе назывались « Lactobacillus bifidus ».
История
В 1899 году Анри Тиссье , французский педиатр из Института Пастера в Париже, выделил бактерию, характеризующуюся Y-образной морфологией («бифид») в кишечной микробиоте младенцев, вскармливаемых грудью, и назвал ее «бифидус». В 1907 году Эли Мечников , заместитель директора Института Пастера, выдвинул теорию о том, что молочнокислые бактерии полезны для здоровья человека. Мечников заметил, что долголетие болгар было результатом употребления ими кисломолочных продуктов . Мечников также предположил, что «пероральное введение культур ферментативных бактерий имплантировало бы полезные бактерии в кишечник».
Метаболизм
Род Bifidobacterium обладает уникальным метаболическим путем фруктозо-6-фосфатфосфокетолазы, который используется для ферментации углеводов .
Многие метаболические исследования бифидобактерий были сосредоточены на метаболизме олигосахаридов , поскольку эти углеводы доступны в местах их обитания, которые в остальном ограничены питательными веществами. Филотипы бифидобактерий, ассоциированные с младенцами, по- видимому, развили способность ферментировать олигосахариды молока , тогда как взрослые виды используют растительные олигосахариды в соответствии с тем, с чем они сталкиваются в своей среде. Поскольку у младенцев на грудном вскармливании часто преобладают кишечные консорциумы с преобладанием бифидобактерий, многочисленные приложения пытаются имитировать бифидогенные свойства олигосахаридов молока. Они широко классифицировать как растительное происхождение фруктоолигосахаридов или молочные производные галактоолигосахариды , которые по - разному метаболизируются и отличными от молока олигосахаридов катаболизма .
Ответ на кислород
Чувствительность представителей рода Bifidobacterium к O 2 обычно ограничивает пробиотическую активность анаэробными средами обитания. Недавние исследования показали, что некоторые штаммы Bifidobacterium демонстрируют различные типы токсического роста. Низкие концентрации O 2 и CO 2 могут оказывать стимулирующее действие на рост этих штаммов Bifidobacterium . Основываясь на профилях роста при различных концентрациях O 2 , виды Bifidobacterium были разделены на четыре класса: O 2 -чувствительные, O 2 -чувствительные, O 2 -толерантные и микроаэрофильные . Предполагается, что основным фактором, ответственным за ингибирование аэробного роста, является производство перекиси водорода (H 2 O 2 ) в среде для выращивания. AH 2 O 2 образующая НАДН - оксидаза была очищена от O 2 , чувствительных к бифидобактерии бифидума и была идентифицирована как б - типа дигидрооротатдегидрогеназы . Кинетические параметры предполагают, что фермент может участвовать в производстве H 2 O 2 в сильно аэрированной среде.
Геномы
Члены рода Bifidobacterium имеют размеры генома в диапазоне от 1,73 ( Bifidobacterium indicum ) до 3,25 МБ ( Bifidobacterium biavatii ), что соответствует 1352 и 2557 предсказанным открытым рамкам считывания , кодирующим белок , соответственно.
Функциональная классификация генов Bifidobacterium , включая пангеном этого рода, выявила, что 13,7% идентифицированных генов бифидобактерий кодируют ферменты, участвующие в метаболизме углеводов .
Клиническое использование
Было показано, что добавление Bifidobacterium в качестве пробиотика к традиционному лечению язвенного колита связано с улучшением показателей ремиссии и улучшенным поддержанием ремиссии. Некоторые штаммы Bifidobacterium считаются важными пробиотиками и используются в пищевой промышленности. Различные виды и / или штаммы бифидобактерий могут оказывать ряд полезных эффектов для здоровья, включая регуляцию микробного гомеостаза кишечника , ингибирование патогенов и вредных бактерий, которые колонизируют и / или инфицируют слизистую оболочку кишечника, модуляцию местных и системных иммунных ответов. подавление проканцерогенной ферментативной активности микробиоты, выработка витаминов и биоконверсия ряда пищевых соединений в биоактивные молекулы. Бифидобактерии улучшают барьер слизистой оболочки кишечника и снижают уровень липополисахаридов в кишечнике.
Бифидобактерии могут также уменьшить боль в животе у пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК), хотя исследования на сегодняшний день не дали результатов.
Встречающиеся в природе Bifidobacterium spp. может препятствовать росту грамотрицательных патогенов у младенцев.
Материнское молоко содержит высокие концентрации лактозы и меньшее количество фосфатов ( буфер pH ). Следовательно, когда материнское молоко ферментируется молочнокислыми бактериями (включая бифидобактерии) в желудочно-кишечном тракте младенца, pH может снижаться, что затрудняет рост грамотрицательных бактерий.
Бифидобактерии и кишечник младенца
Кишечник человеческого младенца относительно стерилен до рождения, где он принимает бактерии из окружающей среды и своей матери. Микрофлора , которая составляет кишечник ребенка отличается от взрослого кишечника. Младенец достигает взрослой стадии своего микробиома примерно в 3 года, когда его разнообразие микробиома увеличивается, стабилизируется и младенец переключается на твердую пищу. На грудном вскармливании младенцы колонизируются бифидобактериями раньше, чем младенцы, которые в основном находятся на искусственном вскармливании. Бифидобактерии - самые распространенные бактерии в микробиоме кишечника младенцев. Генотипы младенцев более изменчивы с течением времени, что делает их менее стабильными по сравнению со взрослыми Bifidobacterium . Младенцы и дети в возрасте до 3 лет демонстрируют низкое разнообразие микробиомных бактерий, но большее разнообразие между людьми по сравнению со взрослыми. Уменьшение количества Bifidobacterium и увеличение разнообразия микробиома кишечника младенца происходит при меньшем потреблении грудного молока и увеличении потребления твердой пищи. Все молоко млекопитающих содержит олигосахариды, демонстрирующие естественный отбор. Олигосахариды грудного молока не перевариваются ферментами и остаются целыми в пищеварительном тракте, прежде чем расщепляются микробиотой в толстой кишке. Геномы видов Bifidobacterium B. longum , B. bifidum, B. breve содержат гены, которые могут гидролизовать некоторые олигосахариды грудного молока, и в большем количестве они обнаруживаются у младенцев, находящихся на грудном вскармливании. Гликаны , производимые людьми, превращаются в пищу и энергию для B. bifidum. показывающий пример коэволюции .
Смотрите также
- Список микробиоты бактериального вагиноза
- Пробиотик
- Протеобиотики
- Пребиотики
- Bifidobacterium animalis
- Бифидобактерии бифидум
- Bifidobacterium breve
- Bifidobacterium longum (включая B. infantis )
использованная литература
внешние ссылки
- Бифидобактерии в Microbe Wiki
- База данных Genomes Online содержит множество проектов генома Bifidobacterium
- Сравнительный анализ геномов бифидобактерий (в системе IMG Министерства энергетики )
- Bifidobacterium в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию
- В центре внимания бифидобактерии