לקטובצילוס: מאפיינים, מורפולוגיה, יתרונות - ביולוגיה - 2025

לקטובצילוס הוא סוג של חיידקים המורכב ממספר מינים מועילים המעניינים במיוחד את התעשייה. המילה לקטובצילוס באה מ"לקטיס ", שפירושה חלב, ו"בצילוס" שפירושו ביסילי קטן.

הסוג סווג מבחינת המאפיין הפנוטיפי של סוג התסיסה שבוצעה. הבסיס הפיזיולוגי לסיווג זה הוא נוכחותם של האנזימים פרוקטוז 1 & 6 דיפוספט אלדולאז ופוספוקטולאז, שהם המפתח למטבוליזם התסיסה ההומו או ההטרו של הקסוזות ופנטוזות בהתאמה.

תכונות התסיסה שלו ומוצריו המטבוליים הופכים את החיידקים של הסוג לקטובצילוס לאורגניזמים הראשונים המשמשים את האדם לייצור מזון.

הם משמשים גם לשימורם, על ידי עיכוב פלישתם של מיקרואורגניזמים אחרים הגורמים למחלות הנישאות במזון.

הסוג לקטובצילוס הפך למרכיב חיוני לתזונה מודרנית וטכנולוגיות תעשייתיות חדשות, בגלל העניין בהשפעותיו המועילות ותכונותיו התפקודיות.

מאפיינים

בסלים אלה הם בדרך כלל לא תנועתיים, אך מינים מסוימים הם תנועתיים בגלל סרגלים פריטריים. הם חיוביים לגראם, עם זאת, אם יש חיידקים מתים, הם מכתים אדום, נותנים תמונת גרם משתנה בנוכחות כתמי גרם.

הם אינם מסתובבים ובזנים מסוימים יש גופים דו קוטביים המכילים ככל הנראה פוליפוספט.

לקטובצילוס הומופרמטיבי יש גרגירים פנימיים שנחשפו על ידי כתם גראם או על ידי כתם כחול מתילן.

לצורך אבחון המין וזיהויו, השיטה היעילה ביותר היא תגובת שרשרת הפולימראז (PCR).

קיר תא ותאים

דופן התא של הסוג לקטובצילוס, שנצפה תחת מיקרוסקופ אלקטרונים, היא בדרך כלל חיובית גראם, היא מכילה פפטידוגליקנים (מורינים) מסוג ליסין-ד-אספרגין מסוג כימוטיפים שונים.

קיר זה מכיל גם פוליסכרידים המקושרים לפפטידוגליקן דרך קשרי פוספודיאסטר, אך יש רק חומצות טיכואיות הקשורות אליו בכמה מינים.

הוא מכיל גם מזוזומים גדולים המאפיינים סוג זה.

מאפיינים ביוכימיים

לרוב אין פעילות חלבונית או ליפוליטית בתקשורת המכילה חלבונים או שומנים.

עם זאת, זנים מסוימים עשויים להראות פעילות proteolytic קלה עקב פרוטאזות ו peptidases הקשורים לדופן התא או משוחררים, כמו גם פעילות ליפוליטית חלשה כתוצאה מפעולה של ליפאזים תאיים.

בדרך כלל הם לא מפחיתים חנקות, אך מינים מסוימים עושים זאת כאשר ה- pH הוא מעל 6.0.

לקטובצילים אינם מייזרים ג'לטין וגם אינם מעכלים קזאין. הם גם אינם מייצרים אינדול או מימן גופרתי (H ₂ S), אך רובם מייצרים כמויות קטנות של חנקן מסיס.

הם קטאזים שליליים, אם כי כמה זנים מייצרים את האנזים pseudocatalase המפרק מי חמצן.

הם ציטוכרום שליליים, בגלל היעדר פורפירינים ומציגים תגובה שלילית בבנזידין.

הם צומחים היטב במדיום נוזלי, שם הם משקעים במהירות לאחר הפסקת הצמיחה, ומולידים משקע רך, גרגירי או צמיגי, ללא היווצרות של biofilms.

לקטובצילוס אינו מפתח ריחות אופייניים כאשר מגדלים אותם בתקשורת נפוצה, אולם הם תורמים לשינוי טעמם של מזון מותסס, מייצרים תרכובות נדיפות כמו דיאצטיל ונגזרותיו, ואפילו מימן גופרתי (H ₂ S) ואמינים בגבינה.

תזונה ותנאי גידול

לקטובצילים דורשים פחמימות כמקור לפחמן ואנרגיה. גם חומצות אמינו, ויטמינים ונוקלאוטידים.

אמצעי תרבות לקטובצילי צריכים להכיל פחמימות מותססות, פפטון, תמצית בשר ותמצית שמרים.

עדיף שעדיף להוסיף להם מיץ עגבניות, מנגן, אצטט וחומצות אולאיות, במיוחד Tween 80, מכיוון שזה ממריץ ואף חיוני למינים רבים.

המינים של הסוג לקטובצילוס גדלים היטב בתקשורת חומצית מעט, עם pH ראשוני של 6.4-4.5 ועם התפתחות אופטימלית בין 5.5 ל 6.2. וזה יורד בצורה ניכרת בתקשורת ניטרלית או מעט בסיסית.

הלקטובצילוס מסוגלים להוריד את pH המצע במקום בו הם מתחת ל -4 דרך היווצרות חומצה לקטית.

באופן זה הם נמנעים או לפחות מצמצמים במידה ניכרת את הצמיחה של כמעט כל המיקרואורגניזמים המתחרים האחרים, למעט זה של חיידקי חומצה לקטית אחרים ושל שמרים.

צרכי חמצן

מרבית זני הלקטובצילוס הם בעיקר לסובלים מהאוויר. הצמיחה האופטימלית שלו מושגת בתנאים מיקרואירופיליים או אנאירוביים.

ידוע כי עלייה בריכוז ה- CO ₂ (של כ- 5% או עד 10%) יכולה לעורר צמיחה, במיוחד על פני המדיה.

טמפרטורת צמיחה

מרבית הלקטובילים הם מזופיליים (30-40 מעלות צלזיוס), עם גבול עליון של 40 מעלות צלזיוס. למרות שטווח הטמפרטורה שלהם לגידול הוא בין 2 ל 53 מעלות צלזיוס, יש כאלה שגדלים מתחת ל 15 מעלות צלזיוס או 5 מעלות צלזיוס וישנם זנים הגדלים בטמפרטורות נמוכות, קרוב להקפאה (לדוגמא, אלה המאכלסים בשר ודגים קפואים ).

מצד שני, ישנם הלקטובצילים ה"תרמופיליים "שיכולים להיות בעלי גבול טמפרטורה עליון של 55 מעלות צלזיוס ואינם צומחים מתחת ל 15 מעלות צלזיוס.

חילוף חומרים

למיקרואורגניזמים אלה חסרות מערכות ציטוכרום לביצוע זרחן חמצוני ואין להן פריקות או קטליזות של סופרוקסיד.

חברים בסוג זה הופכים גלוקוז והקסוזות אלדהיד דומות לחומצה לקטית על ידי הומופרמנטציה או לחומצה לקטית ומוצרי קצה אחרים כמו חומצה אצטית, אתנול, דו תחמוצת הפחמן, חומצה פורמית, וחומצה סוכנית על ידי הטרופפרנציה.

רגישות לאנטיביוטיקה ותרופות

לקטובצילים רגישים לרוב האנטיביוטיקה הפעילה נגד חיידקים חיוביים גראם. ניתן היה ללמוד את הרגישות של לקטובצילי מעיים לאנטיביוטיקה המשמשת כתוספי מזון.

בית גידול

ניתן למצוא את הלקטובילי במוצרי חלב, גבינות, דגנים, מוצרי בשר או דגים, מקורות מים, ביוב, בירות, יינות, פירות ומיצי פרי, כרוב וירקות מותססים אחרים כמו: תחמיץ, בצק חמוץ ופיכות.

הם גם חלק מהפלורה התקינה של הפה, מערכת העיכול והנרתיק של בעלי חיים יציבים רבים, כולל האדם.

ניתן למצוא אותם גם בבתי גידול משניים כמו דשנים אורגניים.

טקסונומיה

תחום: חיידקים

חטיבה: פירמות

כיתה: Bacilli

סדר: Lactobacillales

משפחה: Lactobacillaceae

מין: לקטובצילוס.

מוֹרפוֹלוֹגִיָה

מאפיינים מיקרוסקופיים

אורכם של הביסילי כ -2 - 6 מיקרוגרם. לעתים ניתן לראות אותם עם קצוות מעוגלים. תפוצתו בחלל יכולה להיות מבודדת או בשרשראות קצרות. חלקם יוצרים סיבובים.

הם חיוביים גראם כאשר הם מוכתמים בכתם גראם.

ללקטובצילוס יש פפטידוגליקן בדופן התא שלהם ומכילים גם שכבה פולימרית משנית (SCWP), המורכבת מחומצות טיכואיות, ליפוטיכואיות, ליפוגליקניות, טיקורוניות.

מינים רבים של הסוג לקטובצילוס יש במעטפות שלהם שכבה נוספת של חלבונים הנקראת שכבת S או שכבת שטח (S & שכבה).

בתוך סוג זה נמצאים מינים כמו L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir בין היתר.

מאפיינים מקרוסקופיים

מושבות לקטובצילוס על מדיה מוצקה הן קטנות (2-5 מ"מ), קמורות, חלקות, עם שוליים שלמים, אטומות וללא פיגמנטים.

זנים מסוימים עשויים להיות צהבהבים או אדמדמים. לרוב יש מושבות מחוספסות, בעוד שבאחרים, כמו Lactobacillus confusus, יש מושבות דלילות.

יתרונות

הסוג לקטובצילוס מועיל לבריאות, הן לבני אדם והן לבעלי חיים.

היתרונות מופיעים בהמשך:

מייצבת את פלורת המעיים על ידי הגברת העמידות לזיהומים באתר זה

לדוגמה, נראה כי Lactobacillus GG מייצר חומרים אנטי-מיקרוביאלים הפועלים כנגד חיידקים שונים כמו E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis ו- Salmonella.

חומרים אלו הם תרכובות ארומטיות כמו דיאקטיל, אצטלדהיד, רוטרן, אנזימים בקטריוליטיים, בקטריוצינים, בין היתר.

• זה מונע ושולט במחלות מסוימות, כמו סרטן המעי הגס.
• הם משפרים את איכות השימור של מזונות מסוימים.
• הם משמשים כנקודת מוצא על ידי התעשייה להשגת מוצרים ביוטכנולוגיים החלים על פתרון בעיות בריאות האדם ובעלי החיים.
• הם משפיעים על הזמינות הביולוגית של חומרים מזינים על ידי הקלה על פירוק חלבוני חלב מלא, משחררים סידן ומגנזיום בכמויות גדולות.
• הם מעורבים גם בסינתזה של ויטמיני B ופוספטים.

פתוגניות

הפתוגניות של לקטובצילים היא נדירה, אם כי לאחרונה דווח על כמה תהליכים זיהומיים אצל בני אדם בהם נמצאו מעורבים מיקרואורגניזמים אלה.

אלה כוללים עששת דנטלית, מחלות כלי דם ראומטיות, מורסות, ספיגה, ואנדוקרדיטיס זיהומית, הנגרמת על ידי sub case של L. casei. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum ולפעמים Lactobacillus salivarius.

עם זאת, הבסיסים הביוכימיים של פתוגניות כזו עדיין אינם ידועים.

טבלה: סוגי זיהומים הנגרמים על ידי מינים שונים של הסוג לקטובצילוס

הפניות

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. תפקידו של לקטובצילוס במניעת שלשול הקשור לאנטיביוטיקה: מטה-אנליזה. פרמקותרפיה. 2010; 30 (2): 119-26.
2. ריד ג. הבסיס המדעי לזנים פרוביוטיים של לקטובצילוס. מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. הרטי DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. פוטנציאל פתוגני של לקטובצילי. אני לא אוכל J Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, אלן S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). אבחון מיקרוביולוגי. (מהדורה חמישית). ארגנטינה, עריכה Panamericana SA
5. אלי גולדשטיין, טירל K, Citron D. Lactobacillus מינים: מורכבות טקסונומית ומחשבות שנויות במחלוקת, מחלות זיהומיות קליניות, 2015; 60 (2): 98–107