Bacillus subtilis
Bacillus subtilis: споровый пробиотик с антимикробными свойствами.
Bacillus subtilis – грамположительные бактерии с большим геномом и многочисленными известными штаммами. Их впервые описали еще в 1835 году. Правда, тогда они получили название Vibrio subtilis (переименование произошло в 1872 году). В украинской литературе также встречается название «сенная палочка», поскольку эту культуру часто получают из сенного экстракта.
Продукты Лактиале, в составе которых присутствует Bacillus subtilis:
Сейчас Bacillus subtilis – это один из наиболее изученных видов рода Bacillus, наряду с Bacillus clausii, Bacillus cereus, Bacillus coagulans и Bacillus licheniformis.
Примечательно, что штаммы B. subtilis, которые чаще всего изучаются и культивируются в лабораторных условиях, имеют своеобразную способность "одомашниваться". Например, эволюцию штамма B. subtilis-168 было направлено таким образом, чтобы улучшить его использование в лаборатории. Но в результате изменений этот штамм потерял часть генов, характерных для его диких "родственников".
B. subtilis содержится в молочных и некоторых ферментированных продуктах, включая, например, популярную в Японии, ферментированную сою.
- Палочка, что превращается в спору
Если посмотреть на эту бактерию под микроскопом, то она будет напоминать палочку. А в случае раздражения, отсутствии благоприятных условий, питательных веществ или при определенной опасности, B. subtilis может образовывать специальное покрытие и превращаться в эндоспоры. Эндоспоры B. subtilis, как и других представителей рода Bacillus, является высокостойкими. Они легко попадают в воздух и разносятся ветром на большие расстояния. Впрочем, "прорастание" на новом месте происходит далеко не всегда. Ведь, чтобы это произошло, спора не должна быть поврежденной.
Благодаря такой споровой форме, бактерия и переносит неблагоприятные окружающие условия, например, радиацию, высокие температуры, загрязнение токсинами, кислотность и др. Кроме того, хотя эта бактерия и нуждается в кислороде, она может переносить и анаэробные условия или условия, в которых концентрация кислорода является низкой. B.subtilis используется как модельный организм для изучения образования эндоспор у бактерий.
В общем, B. subtilis способна выживать в различных средах: в почве, на растениях, которые любят расти при температуре 25-30 градусов Цельсия, в кишечнике жвачных животных (коров, коз, овец, жирафов, оленей, газелей, антилоп) и человека.
Вместе с тем, предположение о том, что В. subtilis является важным компонентом микробиома желудочно-кишечного тракта, долгое время не воспринималось учеными всерьез.
Основной интерес к видам Bacillus как к пробиотическим организмам, возник лишь примерно 15 лет назад.
- Свойства В. subtilis
Современные же исследования показывают, что пробиотик В. subtilis оказывает положительный эффект при лечении расстройств желудочно-кишечного тракта и болезней мочевыводящих путей. Также он имеет вспомогательное действие при ротавирусной инфекции и опоясывающем лишае. Кроме того, этот пробиотик помогает уменьшать продолжительность респираторных инфекций и диареи у детей. А штамм Bacillus subtilis CU1 благоприятно влияет на иммунное здоровье пожилых людей, не оказывает нежелательных физиологических воздействий на функции печени и почек, не изменяет общий анализ крови, гемодинамические и жизненные показатели.
В другом исследовании было показано, что B. subtilis (штамм NC11) является потенциальным пробиотиком и демонстрирует хорошую роль как ингибитор развития сальмонеллеза, связанного с Salmonella enteritidis, в клетках эпителия кишечника.
Также капсулу с эндоспорами В. subtilis добавляют в вакцины против ВПЧ (вирус папилломы человека) для повышения их эффективности.
- Как работает B. subtilis
B. subtilis – это споровый пробиотик. И в отличие, например, от Lactobacillus spp., Он находится в спящем виде. Такая споровая форма обеспечивает устойчивость пробиотика к желудочной кислоте. Соответственно, бактерии B. subtilis могут проходить через желудок, и в концентрации, подобной начальной, попадать в кишечник. И это немаловажно. Ведь род Bacillus имеет потенциально полезные метаболические вещества и ферментативную способность. Так как род этих бактерий существует в виде устойчивых эндоспор, его применяют для широкого спектра пищевых продуктов по сравнению с более типичными пробиотическими видами.
Эта бактерия способна выделять ферменты амилазу и протеазу (необходимые для расщепления крахмала и белков соответственно) и такие антибиотики как полимиксин, субтилин и микобакцилин.
Антибиотики выделяются во время спорообразования. Они увеличивают шанс микроорганизма на выживание и убивают конкурирующих микробов.
Начиная с 1950-х годов, B. subtilis спас жизнь многочисленному количеству жертв ожогов. Он стал основой антибиотика бацитрацинка, который применяется для лечения порезов и ожогов.
Но на этом функционал B. subtilis не исчерпывается. Было установлено, что эта бактерия активирует выработку специфических антител, интерферонов и цитокинов, которые помогают лейкоцитам бороться с инфекциями и раком.
А еще B. subtilis обладает способностью включать в свой геном внеклеточную ДНК. Такая естественная способность к рекомбинации делает ее удобным объектом для генетической трансформации.
Bacillus subtilis – также источник гиалуроновой кислоты, которая положительно сказывается на состоянии кожи, суставов и является вспомогательной при рефлюксной болезни.
В целом, B. subtilis считается непатогенная бактерией для человека. Впрочем, при определенных условиях она может вызвать отравление продуктов, в которых она размножается, токсинами. При этом, нужно понимать, что из-за устойчивости бактерии к высоким температурам, термическая обработка пищи не всегда может обезвредить ее патогенное действие.
Кроме того, в случае прорастания спор на продуктах питания, бактерия начинает выделять полисахариды. И, как следствие, на пище образуется слой слизи.
Но полезных свойств, которыми обладает бактерия, значительно больше.
- Бактерия, полезная во всех смыслах
Исследования доказывают возможность применения B. subtilis в самых различных сферах.
Особого успеха было достигнуто при введении этой бактерии домашней птице, где B. subtilis противостояла патогенной кишечной палочке. Кстати, B. subtilis иногда называют грамм-положительным соответствием грамм-отрицательной кишечной палочки Escherichiacoli.
Кроме того, цыплята-бройлеры, получавшие добавки с этими пробиотиками, значительно лучше набирали вес. То есть, добавка может заменить использование антибиотиков и применяться как стимулятор роста у кур.
К похожим выводам пришли и исследователи, изучавшие возможность введения этого пробиотика телятам с целью более раннего их отлучения от коров.
А введение этого пробиотика поросятам улучшило состояние их кишечника, увеличив количество ворсинок.
В другом исследовании Bacillus subtilis, в частности, штамма E20, было обнаружено, что он имеет потенциал к ускорению роста белых креветок.
B. subtilis используется и в огородничестве (на семенах, овощах и растениях) как фунгицид из-за способности бактерии производить антибиотики. А некоторые штаммы B. subtilis способны продуцировать токсины против насекомых. Эти штаммы используются в хозяйствах для защиты культур.
B. subtilis может также способствовать росту растений. Предполагают, это происходит за счет того, что B. subtilis побеждает других микробов, делает доступными для растения фосфор и азот и активизирует защитную систему хозяина. Благодаря этому растение лучше противостоит потенциальным патогенам.
А еще один из штаммов B. subtilis, – AS-S01a – это бактерия, которая может применяться в химической промышленности для улучшения характеристик моющих средств. Этот штамм – хороший бактериальный источник при производстве щелочной альфа-амилазы. Последняя повышает эффективность средств для мытья.
Источники:
- https://probiotics.org/bacillus-subtilis/
- https://uk.m.wikipedia.org/wiki/Bacillus_subtilis
- https://microchemlab.com/microorganisms/bacillus-subtilis
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2819312/
- https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Bacillus_subtilis
- https://academic.oup.com/femsle/article/155/1/93/599201
- https://academic.oup.com/femsle/article/209/1/23/474310
- https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2859-12-3
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6711872/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022030210006363
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273230016303452?fbclid=IwAR18QXrr7biYvGzD7sCkoWU8g8c23oAPMf2SK_PMEWUdxGmtzZ_KsAVMGbY
Читайте также:
Lactococcus lactis ssp. Lactis
Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus
