Біфідобактерії

Біфідобакте́рії (Bifidobacterium) — рід облігатно анаеробних грампозитивних бактерій, які входять до складу нормальної мікробіоти травної системи людей і тварин.

Зміст

1 Історична довідка
2 Характеристика
- 2.1 Культуральні властивості
3 Біологічне та медичне значення
4 Автор

Історична довідка

Біфідобактерії вперше виявив 1899 педіатр, мікробіолог А. Тіссьє (1852–1922; Франція), займаючись дослідженням мікроорганізмів кишківника немовлят на грудному вигодовуванні. Виділені ним мікроорганізми з характерною морфологією описав як вид бацила роздвоєна (Bacillus bifidus). Тіссьє також висунув гіпотезу, що ці бактерії сприяють зміцненню здоров’я дітей і можуть бути використані для лікування проносів. Його ідеї стали передумовою розвитку терапії пробіотиками.

Від середини 20 ст. біфідобактерії було виділено в окремий рід в межах класу актинобактерій. У другій половині 20 ст. біфідобактерії стали об’єктом численних досліджень.

Характеристика

Біфідобактерії належать до родини біфідобактерієві (Bifidobacteriaceae) порядку актиноміцети класу актинобактерії (Actinobacteria).

Паличкоподібні мікроорганізми розміром близько 2–5 мкм. Досить різноманітні за розташуванням клітин і формою (прямі, зігнуті, розгалужені, V або Y-подібно роздвоєні, булаво- або лопатоподібні). Не утворюють спор і капсул, нерухомі, позитивно забарвлюються за Грамом.

Оптимальна температура росту більшості видів — 36–38 °C. Метаболічно активні, ферментують різні вуглеводи з утворенням здебільшого кислоти молочної та оцтової кислоти без виділення газу.

Біфідобактерії домінують у мікробіоті кишківника немовлят, які перебувають на грудному вигодовуванні (99%), і становлять значну частку нормальної мікрофлори кишківника дорослих (60–90%). Містяться також у ротовій порожнині, на шкірі, у вагінальному мікробіомі, шлунку деяких комах та у травній системі ссавців. У природі біфідобактерії трапляються у ферментованих продуктах, ґрунті та воді.

Культуральні властивості

Усі види біфідобактерій під час первинного виділення є строгими анаеробами, за наявності вуглекислого газу можуть бути толерантними до кисню. За лабораторного культивування здатні розвиватися у присутності певної кількості кисню, а у високопоживних середовищах — у повністю аеробних умовах. Чутливість до кисню у багатьох штамів біфідобактерій варіює, що зумовлено відмінностями в механізмі бродіння.

Оптимальні умови росту: температура 37–41 °С; значення водневого показника рН=6–7. За рН нижче 4,5 і вище 8,5 ріст мікроорганізмів припиняється.

Розмноження біфідобактерій обумовлено великою кількістю чинників росту.

Багато видів потребують біотину, пантотенової кислоти, цистеїну, рибофлавіну, пуринових основ, піримідинових основ, пептидів, аміноцукрів, коферменту А, олігосахаридів, деяких ненасичених кислот жирних тощо.
Окремі штами потребують вуглекислого газу, аміаку, гістидину.
З амінокислот потрібен лізин, пролін, серин, аланін, аспарагінова кислота і глутамінова кислота.
Деякі штами біфідобактерій ростуть за наявності азотфіксувальних олігосахаридів — N-ацетил-глюкозаміну, N-ацетил-галактозаміну, N-ацетилманозаміну та ін.
У синтетичних середовищах біфідобактеріям для росту необхідні залізо, магній, фосфати, хлориди калію і натрію, інколи — марганець.

Для культивування біфідобактерій створюють анаеробні умови або знижують окислювально-відновний потенціал середовища. Культивують на молоці, гідролізованому молоці та гідролізаті казеїну, на печінковому бульйоні з додаванням ростових речовин (дріжджового автолізату, кукурудзяного екстракту, цистеїну тощо).

На щільних живильних середовищах біфідобактерії утворюють колонії (плоскі, напівкулясті, блискучі, шорсткі, із темнішим центром тощо) розміром 0,5–5 мм. Колір колоній змінюється від білого і сірого до темно-коричневого. За формою нагадують насінину гречки, усічену трикутну піраміду, на деяких середовищах — сочевиці.

Найпоширенішим для культивування біфідобактерій є печінково-цистеїнове середовище (рідке поживне середовище Блаурока).

У молочній промисловості для виявлення біфідобактерій рекомендовано гідролізатно-молочне середовище (ГМ-середовище).

Біологічне та медичне значення

В організмі людини біфідобактерії виконують низку важливих функцій:

пригнічують ріст патогенних мікроорганізмів;
підтримують бар’єрну функцію кишкового епітелію;
стимулюють імунітет;
синтезують вітаміни групи B, К та деякі амінокислоти;
сприяють зниженню рівня холестерину в крові.

Специфічною особливістю є здатність розщеплювати олігосахариди грудного молока, що робить їх головними мікроорганізмами у формуванні мікробіоти новонароджених. Зниження чисельності біфідобактерій у кишківнику асоціюється з дисбактеріозом, алергіями та іншими патологічними станами.

Від 1970-х біфідіобактерії використовують у виробництві пробіотичних препаратів і функціональних харчових продуктів (наприклад, йогуртів, біологічно активних добавок).

Найпоширеніші види біфідобактерій та їхні основні функції

Види біфідобактерій	Основні функції та особливості
Bifidobacterium longum	Домінує в кишківнику немовлят і дорослих; ферментує олігосахариди грудного молока; сприяє зміцненню кишкового бар’єра та модуляції імунної відповіді.
Bifidobacterium breve	Важливий для колонізації кишківника новонароджених; має виражені антибактеріальні властивості проти патогенних мікроорганізмів; бере участь у перетравленні вуглеводів.
Bifidobacterium bifidum	Спеціалізується на розщепленні муцину кишкового епітелію та олігосахаридів; допомагає формувати імунну толерантність у дітей.
Bifidobacterium adolescentis	Характерний для кишківника підлітків і дорослих; бере участь у ферментації складних вуглеводів і синтезі вітамінів групи B.
Bifidobacterium animalis subsp. lactis	Використовується у пробіотичних продуктах; підвищує резистентність організму до інфекцій; знижує рівень запалення.
Bifidobacterium infantis	Найважливіший вид для мікробіоти новонароджених на грудному вигодовуванні; ефективно перетравлює олігосахариди грудного молока; стимулює розвиток імунної системи.