Bifidobakterium
| Bifidobakterium | |
|---|---|
 | |
| Bifidobacterium teenageris | |
Wissenschaftliche Klassifikation  | |
| Domain: | Bakterien |
| Stamm: | Aktinobakterien |
| Befehl: | Bifidobakterien |
| Familie: | Bifidobacteriaceae |
| Gattung: | Bifidobakterium Orla-Jensen 1924 |
| Spezies | |
B. actinocoloniiforme [1] | |
| Synonyme [ Zitieren erforderlich ] | |
| |
Bifidobacterium ist eine Gattung von grampositiven , unbeweglichen , oft verzweigte anaeroben Bakterien . Sie sind allgegenwärtige Bewohner des Magen-Darm-Trakts , der Vagina [2] [3] und des Mundes ( B. dentium ) von Säugetieren, einschließlich des Menschen. Bifidobakterien sind eine der wichtigsten Bakteriengattungen, die die Mikrobiota des Magen-Darm-Traktsbei Säugetieren bilden. Einige Bifidobakterien werden als Probiotika verwendet .
Vor den 1960er Jahren wurden Bifidobacterium- Arten zusammenfassend als „ Lactobacillus bifidus “ bezeichnet.
Geschichte
Im Jahr 1899 isolierte Henri Tissier , ein französischer Kinderarzt am Pasteur-Institut in Paris, ein Bakterium, das durch eine Y-förmige Morphologie ("bifid") in der Darmmikrobiota gestillter Säuglinge gekennzeichnet ist, und nannte es "bifidus". [4] Im Jahr 1907 stellte Élie Metchnikoff , stellvertretende Direktorin des Pasteur-Instituts, die Theorie vor, dass Milchsäurebakterien für die menschliche Gesundheit von Vorteil sind. [4] Metschnikoff stellte fest, dass die Langlebigkeit der Bulgaren das Ergebnis ihres Konsums von fermentierten Milchprodukten war . [5]Metchnikoff schlug auch vor, dass "die orale Verabreichung von Kulturen fermentativer Bakterien die nützlichen Bakterien in den Darmtrakt einpflanzen würde". [6]
Stoffwechsel
Die Gattung Bifidobacterium besitzt einen einzigartigen Fructose-6-Phosphat-Phosphoketolase- Weg, der verwendet wird, um Kohlenhydrate zu fermentieren . [ Zitat erforderlich ]
Ein Großteil der Stoffwechselforschung an Bifidobakterien hat sich auf den Oligosaccharid- Stoffwechsel konzentriert, da diese Kohlenhydrate in ihren ansonsten nährstoffarmen Lebensräumen verfügbar sind. Säuglingsassoziierte bifidobakterielle Phylotypen scheinen die Fähigkeit entwickelt zu haben, Milch-Oligosaccharide zu fermentieren , während erwachsene-assoziierte Arten Pflanzen-Oligosaccharide verwenden, die mit dem übereinstimmen, was sie in ihrer jeweiligen Umgebung antreffen. Da gestillte Säuglinge häufig von Bifidobakterien dominierte Darmkonsortien beherbergen, versuchen zahlreiche Anwendungen, die bifidogenen Eigenschaften von Milcholigosacchariden nachzuahmen. Diese werden grob als aus Pflanzen gewonnene Fructooligosaccharide oder aus Milchprodukten gewonnene Galactooligosaccharide klassifiziert, die unterschiedlich metabolisiert werden und sich vom Milcholigosaccharid - Katabolismus unterscheiden . [3]
Reaktion auf Sauerstoff
Die Empfindlichkeit von Mitgliedern der Gattung Bifidobacterium gegenüber O 2 begrenzt im Allgemeinen die probiotische Aktivität auf anaerobe Habitate. Neuere Forschungen haben berichtet, dass einige Bifidobacterium- Stämme verschiedene Arten von oxischem Wachstum aufweisen. Niedrige Konzentrationen von O 2 und CO 2 können eine stimulierende Wirkung auf das Wachstum dieser Bifidobacterium- Stämme haben. Basierend auf den Wachstumsprofilen unter verschiedenen O 2 -Konzentrationen wurden die Bifidobacterium- Spezies in vier Klassen eingeteilt: O 2 -überempfindlich, O 2 -empfindlich, O 2 -tolerant undmikroaerophil . Als Hauptfaktor, der für die Hemmung des aeroben Wachstums verantwortlich ist, wird die Produktion von Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) im Wachstumsmedium vorgeschlagen. AH 2 O 2 -bildende NADH- Oxidase wurde aus O 2 -sensitivem Bifidobacterium bifidum gereinigt und als b- Typ- Dihydroorotat-Dehydrogenase identifiziert . Die kinetischen Parameter legten nahe, dass das Enzym in stark belüfteten Umgebungen an der H 2 O 2 -Produktion beteiligt sein könnte . [7]
Genome
Mitglieder der Gattung Bifidobacterium haben Genomgrößen im Bereich von 1,73 ( Bifidobacterium indicum ) bis 3,25 Mb ( Bifidobacterium biavatii ), entsprechend 1.352 bzw. 2.557 vorhergesagten Protein-kodierenden offenen Leserastern . [8]
Die funktionelle Klassifizierung der Bifidobacterium- Gene, einschließlich des Pan-Genoms dieser Gattung, ergab, dass 13,7 % der identifizierten Bifidobakterien-Gene Enzyme kodieren, die am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt sind . [8]
Klinische Anwendungen
Es hat sich gezeigt, dass die Zugabe von Bifidobacterium als Probiotikum zur konventionellen Behandlung von Colitis ulcerosa mit verbesserten Remissionsraten und einer verbesserten Aufrechterhaltung der Remission verbunden ist. [9] Einige Bifidobacterium- Stämme gelten als wichtige Probiotika und werden in der Lebensmittelindustrie verwendet. Verschiedene Arten und/oder Stämme von Bifidobakterien können eine Reihe von positiven Auswirkungen auf die Gesundheit haben, einschließlich der Regulierung der mikrobiellen Homöostase im Darm, die Hemmung von Krankheitserregern und schädlichen Bakterien, die die Darmschleimhaut besiedeln und/oder infizieren, die Modulation lokaler und systemischer Immunantworten, die Unterdrückung prokarzinogener enzymatischer Aktivitäten in der Mikrobiota, die Produktion von Vitaminen und die Biokonversion einer Reihe von Nahrungsergänzungsmitteln Verbindungen zu bioaktiven Molekülen. [3] Bifidobakterien verbessern die Darmschleimhautbarriere und senken den Lipopolysaccharidspiegel im Darm. [10]
Bifidobakterien können auch Bauchschmerzen bei Patienten mit Reizdarmsyndrom (RDS) verbessern, obwohl die Studien bisher nicht schlüssig waren. [11]
Natürlich vorkommendes Bifidobacterium spp. kann das Wachstum gramnegativer Krankheitserreger bei Säuglingen hemmen. [12]
Muttermilch enthält hohe Konzentrationen an Laktose und geringere Mengen an Phosphat ( pH-Puffer ). Wenn die Muttermilch im Magen-Darm-Trakt des Säuglings durch Milchsäurebakterien (einschließlich Bifidobakterien) fermentiert wird, kann daher der pH-Wert gesenkt werden, was das Wachstum gramnegativer Bakterien erschwert. [ Zitat erforderlich ]
Bifidobakterien und der Säuglingsdarm
Der menschliche Darm eines Säuglings ist bis zur Geburt relativ steril, wo er Bakterien aus seiner Umgebung und seiner Mutter aufnimmt. [13] Die Mikrobiota , aus der der Darm des Säuglings besteht, unterscheidet sich vom Darm des Erwachsenen. Ein Säugling erreicht das Erwachsenenstadium seines Mikrobioms im Alter von etwa 3 Jahren, wenn seine Mikrobiom-Vielfalt zunimmt, sich stabilisiert und der Säugling auf feste Nahrung umstellt. Gestillte Säuglinge werden früher von Bifidobacterium besiedelt als Babys, die hauptsächlich mit Säuglingsnahrung ernährt werden. [14] Bifidobacterium ist das häufigste Bakterium im Darmmikrobiom von Säuglingen. [15] Es gibt mehr Variabilität bei den Genotypenim Laufe der Zeit bei Säuglingen, wodurch sie im Vergleich zum erwachsenen Bifidobacterium weniger stabil sind . Säuglinge und Kinder unter 3 Jahren zeigen eine geringe Diversität der Mikrobiombakterien, aber eine größere Diversität zwischen Individuen im Vergleich zu Erwachsenen. [16] Eine Reduktion von Bifidobacterium und eine Zunahme der Diversität des Säuglingsdarmmikrobioms treten mit einer geringeren Aufnahme von Muttermilch und einer Erhöhung der Aufnahme fester Nahrung auf. Säugermilch enthält alle Oligosaccharide, die eine natürliche Selektion zeigen [ Klärung erforderlich ] . Muttermilch-Oligosaccharide werden nicht durch Enzyme verdaut und bleiben im Verdauungstrakt ganz, bevor sie im Dickdarm von Mikrobiota abgebaut werden. BifidobakteriumSpeziesgenome von B. longum , B. bifidum, B. breve enthalten Gene, die einige der Oligosaccharide der Muttermilch hydrolysieren können, und diese werden bei gestillten Säuglingen in größerer Zahl gefunden. Die vom Menschen produzierten Glykane werden für die B. bifidum in Nahrung und Energie umgewandelt . zeigt ein Beispiel für Koevolution . [17]
Siehe auch
- Liste der bakteriellen Vaginose-Mikrobiota
- Probiotika
- Proteobiotika
- Präbiotika
- Bifidobacterium animalis
- Bifidobacterium bifidum
- Bifidobacterium breve
- Bifidobacterium longum (einschließlich B. infantis )
Verweise
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w Parte, AC "Bifidobacterium" . LPSN .
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Externe Links
- Bifidobakterium bei Microbe Wiki
- Genomes Online Database enthält viele Bifidobacterium-Genomprojekte
- Vergleichende Analyse von Bifidobacterium-Genomen (im IMG-System des DOE )
- Bifidobacterium bei Bac Dive - die Bakterielle Diversity-Metadatenbank
- Bifidobakterien im Fokus
 | Wikispecies hat Informationen zu Bifidobacterium . |
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