LACTOBACILLUS RHAMNOSUS: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE - BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus rhamnosus ist ein grampositives, stäbchenförmiges, mikroaerophiles und fakultativ anaerobes Bakterium. Es kann einzeln oder in kurzen Ketten wachsen. Es ist nicht sporenbildend, mobil und Katalase-negativ. Es ist mesophil, aber einige Stämme können bei Temperaturen unter 15 ° C oder über 40 ° C wachsen.

Einige Stämme von L. rhamnosus werden aufgrund ihrer probiotischen und antimikrobiellen Aktivitäten in der Lebensmittelindustrie verwendet. Zu seinen Verwendungszwecken zählen nicht nur Probiotika, sondern auch Schutzmittel für fermentierte und nicht fermentierte Milchprodukte, Getränke, verzehrfertige Lebensmittel, Würste und Salate.

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Eigenschaften

Lactobacillus rhamnosus ist ein sehr anspruchsvolles Bakterium in Bezug auf seinen Nährstoffbedarf. Zum Wachsen benötigen Sie Folsäure und andere Vitamine wie Riboflavin, Niacin oder Pantothensäure. Es benötigt auch mineralisches Kalzium. Das anfängliche Wachstum erfordert saure Medien mit einem pH-Wert zwischen 4,5 und 6,4.

Sein Metabolismus ist fakultativ heterofermentativ. Wandle Hexosen gemäß dem Embden-Meyerhof-Weg in L (+) - Milchsäure um. Es fermentiert auch die Pentosen. In Abwesenheit von Glucose entstehen Milchsäure, Essigsäure, Ameisensäure und Ethanol.

Taxonomie

Lactobacillus ist die vielfältigste der drei Gattungen innerhalb der Familie Lactobacillaceae, die zum Stamm Firmicutes der Klasse Bacilli der Ordnung Lactobacillales gehört.

Diese Gattung ist nach ihrer Art der Fermentation in drei Gruppen (A, B und C) unterteilt: A) umfasst obligate homofermentative Arten, B) fakultativ heterofermentative Arten und C) obligate heterofermentative Arten.

Lactobacillus rhamnosus gehört zur Gruppe B dieser Division. Es ist auch in der funktionellen Gruppe der Milchsäurebakterien (LAB) enthalten. LABs sind Bakterien, die durch Kohlenhydratfermentation hauptsächlich Milchsäure als endgültigen Metaboliten produzieren.

Diese Art wurde ursprünglich als Unterart von L. casei angesehen, später wurde sie aufgrund genetischer Untersuchungen aufgrund der großen morphologischen und charakteristischen Ähnlichkeiten auf das Artenniveau angehoben.

Diese und zwei weitere Arten bilden den Lactobacillus casei-Komplex, eine funktionelle Gruppe ohne taxonomische Gültigkeit. Einer der am meisten untersuchten Stämme dieser Art, L. rhamnosus GG, wird aus dem menschlichen Darm isoliert.

Morphologie

Lactobacillus rhamnosus ist ein stäbchenförmiges Bakterium mit Messungen von 0,8 bis 1,0 μm Breite und 2,0 bis 4,0 μm Länge. Es kann einzeln oder in kurzen Ketten wachsen. Es hat kein Flagellum, für das es keine Bewegung hat. Es kann Pilis und Plasmide haben.

Lactobacillus rhamnosus hat eine Vielzahl von Stämmen, die in verschiedenen Umgebungen wachsen, einschließlich der Vagina und des Magen-Darm-Trakts des Menschen. Jeder Stamm kann sich an eine Vielzahl von Umgebungen anpassen.

Sein zentrales Genom enthält 2.164 Gene, von insgesamt 4.711 Genen. Der L. rhamnosus LRB-Stamm hat ein kreisförmiges Chromosom von 2.934.954 bp mit einem GC-Gehalt von 46,78%.

Zellwand

Die Zellwand besteht hauptsächlich aus einer dicken Schicht aus Peptidoglycan (PG), einem mit Peptidbrücken vernetzten Aminozuckerpolymer. Die Zellwand ist für die Aufrechterhaltung der Form der Zelle verantwortlich. Es hilft auch, Bakterien vor inneren osmotischen Belastungen zu schützen, die eine Zelllyse verursachen können.

Die Komponente Zucker von PG besteht aus N-Acetylglucosamin und N-Acetyl-Muraminsäure, die abwechselnd angeordnet sind. Die Seitenkette des Peptids mit drei bis fünf Aminosäuren bindet an N-Acetyl-Muraminsäure. Der genaue Aufbau der Peptidseitenkette und der Vernetzungen ist speziesspezifisch.

Künstlerischer Eindruck von Lactobacillus rhamnosus, Foto von: Electron Microscopy Unit, Institut für Biotechnologie, Helsinki. Entnommen und bearbeitet von https://www.micropia.nl/en/discover/news/2015/12/8/new-bacteria-duo-to-fight-diarrhoea-in-africa/

Anwendungen

Lactobacillus rhamnosus wird in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Joghurt, fermentierter und nicht pasteurisierter Milch und halbhartem Käse verwendet.

Medizinische Anwendungen

Lactobacillus rhamnosus gilt als nützliches Probiotikum zur Behandlung verschiedener Krankheiten. Es hat sich gezeigt, dass der Lactobacillus rhamnosus GG-Stamm in der Medizin mehrere aktuelle und potenzielle Anwendungen zur Behandlung von Krankheiten hat.

Zu den mit diesem Stamm positiv behandelten Krankheiten gehören: Durchfall verschiedener Art, hauptsächlich aufgrund von Rotavirus bei Kindern; akute Gastroenteritis bei Kindern; Gastrointestinaler Transport von Vancomycin-resistenten Enterokokken bei Nierenpatienten; Es hat sich auch als hilfreich erwiesen, um die Möglichkeit der Entwicklung des Asperger-Syndroms zu verringern.

Zu den Krankheiten, die möglicherweise durch die Gabe von L. rhamnosus GG behandelt oder verhindert werden könnten, gehören Infektionen der Atemwege bei Kindern; Reizdarmsyndrom; atopische Dermatitis, Ekzem; Infektionen des Urogenitaltrakts; Angst und Bluthochdruck.

In-vitro-Erfahrungen haben gezeigt, dass es die Immunität des Wirts modulieren kann, indem es die Produktion von entzündlichen Zytokinen aus verschiedenen Eukaryoten verringert. Es induziert auch die Genexpression von Darmmucin und hemmt die Anhaftung von Krankheitserregern.

Andere medizinische Anwendungen umfassen die Verringerung der Darmpermeabilität bei Kindern mit Reizdarmsyndrom. Es hilft auch, den Gewichtsverlust bei Diätpatienten zu erhöhen.

Verwendet als Probiotikum

Der L. rhamnosus GG-Stamm zeigt auch probiotische und antimikrobielle Aktivitäten, die in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. Dieser Stamm ist einzeln in der Lage, Clostridium histolyticum, C. difficile und Salmonella enterica zu hemmen.

In Kombination mit anderen Stämmen von L. rhamnosus oder anderen nicht pathogenen Bakterienarten hemmen sie auch das Wachstum hoch pathogener Bakterien. Der L. rhamnosus LC705-Stamm unterdrückt das Wachstum einiger Hefen und Schimmelpilze.

Pathogenität

Lactobacillus rhamnosus wurde mit verschiedenen Arten von Infektionen in Verbindung gebracht, die hauptsächlich intrahospitalen Ursprungs sind und Patienten mit geschwächtem Immunsystem betreffen.

Bei diesen Patienten waren die Grunderkrankungen immer bösartige oder schwere Magen-Darm-Erkrankungen. Zu den mit dieser Art verbundenen Krankheiten gehören: Bakteriämie, Endokarditis, Meningitis und Peritonitis.

Laktobazillen sind im Allgemeinen gegen Vancomycin resistent. Lactobacillus rhamnosus ist anfällig für Penicillin und Aminoglycoside mit Sensitivitätsraten von bis zu 70%.

Einige Stämme sind jedoch gegen Standard-Antibiotika-Regime resistent. Daptomycin könnte als Alternative zu Penicillin verwendet werden; Die Empfindlichkeit gegenüber Cephalosporinen ist geringer. Chromosomenmutationen in L. rhamnosus können die Affinität von Erythromycin zum Ribosom verringern.

Lactobacillus-Endokarditis wird als schwer auszurottende Krankheit angesehen. Rückfälle können auftreten, hauptsächlich aufgrund des Mangels an adäquaten Studien zur mikrobiellen Anfälligkeit.

Es gibt auch keine standardisierten Behandlungen, die Rückfälle und sogar den Tod erhöhen können. Wahrscheinlich könnte die Produktion von Milchsäure durch Laktobazillen die wirksamen Konzentrationen von Antibiotika verringern und deren Wirkung verringern.

Verweise

1. LM Lehtoranta, A. Pitkäranta, R. Korpela (2012). Probiotisches Lactobacillus rhamnosus GG und Atemwegserkrankungen bei Kindern. Agro Food Industry Hi Tech, 23, 6, Monografische Ergänzungsserie: Ballaststoffe & Prä- / Probiotika.
2. L. Valík, A. Medveďová, D. Liptáková (2008). Charakterisierung des Wachstums von Lactobacillus rhamnosus GG in Milch bei suboptimalen Temperaturen. 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). Entwurf von Genomsequenzen und Beschreibung der Lactobacillus rhamnosus-Stämme L31, L34 und L35. Standards in den Genomwissenschaften.
4. I. Felekos, G. Lazaros, A. Tsiriga, M. Pirounaki, G. Stavropoulos, J. Paraskevas, M. Toutouza, D. Tousoulis (2016). Lactobacillus rhamnosus Endokarditis: Ein ungewöhnlicher Schuldiger bei einem Patienten mit Morbus Barlow. Griechische Gesellschaft für Kardiologie.
5. KA Nocianitri, NS Antara, IM Sugitha, IDM Sukrama, Y. Ramona, IN Sujaya (2017). Die Wirkung von zwei Lactobacillus rhamnosus-Stämmen auf das Blutfettprofil von Ratten, die mit fettreicher Nahrung gefüttert wurden. Internationales Lebensmittelforschungsjournal.
6. EJC Goldstein, KL Tyrrell, DM Citron (2015). Lactobacillus-Arten: Taxonomische Komplexität und kontroverse Anfälligkeiten. Klinische Infektionskrankheiten