Propionibacterium (пропионовокислые бактерии или пропионибактерии)

Пропионовокислые бактерии или пропионибактерии (лат. Propionibacterium) — род грамположительных факультативных анаэробных неподвижных бактерий, синтезирующих в процессе метаболизма пропионовую кислоту. Propionibacterium обычно имеют вид острых палочек размером 0,5-0,8 на 1,0-1,5 мкм. Реже, в зависимости от условий и цикла развития — кокковидной, изогнутой или булавовидной. Propionibacterium размножаются делением на две клетки и не образуют спор.

Пропионовокислые бактерии являются возбудителями пропионовокислого брожения, при котором углеводы ферментируются с образованием главных продуктов брожения — пропионовой кислоты и её солей — пропионатов. Пропионовокислое брожение аналогично молочнокислому брожению, когда молочнокислые бактерии (лактобактерии, стрептококки и другие представители порядка Lactobacillales) превращают (сбраживают) лактозу, глюкозу и другие углеводы в молочную кислоту. Кроме пропионовой кислоты, пропионовокислые бактерии продуцируют уксусную кислоту, углекислый газ и др.

Propionibacterium не обитают в почве и водоёмах, они встречаются в желудочно-кишечном тракте жвачных животных, часто обнаруживаются в молочных продуктах. Процесс сбраживания молока пропионибактериями довольно медленный — 5–7 дней.

Большинство пропионибактерий не может развиваются при значениях кислотности среды менее 5,0–4,5 рН. Propionibacterium переносят лишь низкое парциональное давление кислорода. Оптимальная температура их развития 30–35°С, при температуре 60–70°С они погибают. Propionibacterium кроме сахаров и молочной кислоты, способны сбраживать пировиноградную кислоту, глицерин и другие вещества. Они разлагают аминокислоты, при этом выделяются жирные кислоты.

Ряд видов Propionibacterium способны продуцировать витамин B12. Это качество пропионибактерий используются при производстве витаминов.

Пропионовокислые бактерии в пробиотиках и пищевой промышленности

Всемирная гастроэнтерологическая организация отмечает, что имеются доказательства, что пробиотик на основе четырёх штаммов: Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii, Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus rhamnosus LC705 и Bifidobacterium breve Bb99 уменьшает некоторые симптомы при синдроме раздраженного кишечника (WGO. Пробиотики и пребиотики).

Штамм КМ-186 Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii входят в состав отечественных БАДов «Йодпропионикс» и «Селенпропионикс».

Штаммы пропионовокислых бактерий вида Propionibacterium freudenreichii широко применяют в пищевой промышленности для ферментации молочных продуктов. Сыр Эмменталь и другие сорта швейцарских сыров ферментируются из молока в две стадии: на первой — лактоза и другие углеводы молока сбраживаются с помощью молочнокислых бактерий в молочную кислоту, на второй — молочнокислая кислота с помощью пропионовокислых бактерий превращаются в пропионовую кислоту и углекислый газ (формирующий «дырки» в швейцарском сыре).

Кроме того, в производстве сыров используют виды Propionibacterium acidipropionici*, Propionibacterium jensenii*, Propionibacterium thoenii*.

Пропионовокислые бактерии в организме человека

Некоторые виды Propionibacterium обитают на коже человека и других животных, в основном в и вокруг потовых желез, сальных желез и на других участках кожи, являясь одними из наиболее часто встречающихся микроорганизмов на коже человека. Пропионибактерии являются преобладающим родом бактерий на так называемых «масляных» участках кожи (в отличие от «сухих» и «влажных»): складках у крыла носа, внешнем слуховом канале, рукоятке грудины, позади ушной складке, а также на спине.

Могут ли пропионовокислые бактерии вызывать болезни человека?

У большинства людей пропионовокислые бактерии обычно не вызывают никаких проблем со здоровьем. Заболевания человека вызывают лишь некоторые из видов пропионовокислых бактерий, живущих на коже человека.

Вид Propionibacterium acnes* является одним наиболее часто встречающимся возбудителем инфекционной формы акне (в быту называемой угри) — заболевания сальных желёз. Кроме того, Propionibacterium acnes может вызывать блефарит (воспаления век), эндофтальмит (гнойное воспаление внутренних оболочек глазного яблока), и другие заболевания глаза, в частности, являющиеся осложнениями после офтальмологических операций.

Propionibacterium propionicum* может вызывать актиномикоз (редко).

Пропионибактерии, применяемые в пищевой промышленности и пробиотиках и обитающие в кишечнике человека, в отличие от некоторых из живущих на коже видов, не вызывают заболеваний.

Антибиотики, активные в отношении пропионовокислых бактерий
Пропионовокислые бактерии в систематике видов

По современной классификации род Propionibacterium входит в семейство Propionibacteriaceae, порядок Propionibacteriales, класс Actinobacteria, тип Actinobacteria, Terrabacteria group, царство Бактерии.

В род пропионовокислых бактерий входят виды: Propionibacterium acidifaciens, Propionibacterium australiense, Propionibacterium cyclohexanicum, Propionibacterium freudenreichii.

В составе вида Propionibacterium freudenreichii выделяют два подвида:

  • Propionibacterium freudenreichii ssp. freudenreichii
  • Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii

*Недавно род Propionibacterium был разделён на 4 рода: Propionibacterium, Acidipropionibacterium, Cutibacterium, Pseudopropionibacterium. Все они остались в составе семейства Propionibacteriaceae и, как продуценты пропионовой кислоты, также могут называться пропионовокислыми бактериями. Исключённые из рода Propionibacterium виды были реклассифицированы следующим образом:

  • Propionibacterium acidipropionici —> Acidipropionibacterium acidipropionici
  • Propionibacterium acnes —> Cutibacterium acnes
  • Propionibacterium avidum —> Cutibacterium avidum
  • Propionibacterium granulosum —> Cutibacterium granulosum
  • Propionibacterium jensenii —> Acidipropionibacterium jensenii
  • Propionibacterium microaerophilum —> Acidipropionibacterium microaerophilum
  • Propionibacterium thoenii —> Acidipropionibacterium thoenii
  • Propionibacterium propionicum —> Pseudopropionibacterium propionicum

Последний вид Propionibacterium propionicum ранее назывался Arachnia propionica и входил в род Arachnia, который ещё до вышеупомянутого разделения рода Propionibacterium на четыре был включён в него в полном составе.

Бактерии из рода Arachnia также относились к анаэробным микроорганизмам, они продуцировали в качестве основной пропионовую кислоту, а дополнительной — уксусную (Ардатская М. Д., Минушкин О. Н.).

Пропионовокислые бактерии: их биологические свойства, значение и распространение в природе.

Любые студенческие работы — ДОРОГО!

100 р бонус за первый заказ

Пропионовокислые бактерии объединены в род Propionibacterium, который входит в состав семейства Propionibacteriaceae.

В целом пропионовокислые бактерии характеризуются как грамположительные, каталазоположительные, неспорообразующие, неподвижные, факультативные анаэробы или аэротолератные. Оптимум температуры для роста 30–37 ºС. Формируют колонии кремового, желтого, оранжевого, красного, коричневого цвета.

Клетки часто булавовидной формы с одним концом закругленным и другим суженным; некоторые клетки могут быть кокковидными, раздвоенными или разветвленными, но нитчатые формы отсутствуют.

Классические бактерии обитают главным образом в молоке, сырах (отсюда и другое название – молочные пропионовые). К классическим пропионовокислым бактериям относятся четыре вида: P. freudenreichii, P. thoenii, P. jensenii, P. acidipropionici.

Кожные бактерии обитают на коже людей, в рубце жвачных животных. Их рассматривают как биологическую защиту человека и полезную естественную микрофлору рубца животных. Они усиливают иммуностимулирующие реакции у людей, благотворно влияют на сельскохозяйственных животных и птиц, и поэтому нашли применение как компоненты лечебных и профилактических препаратов. Кожные пропионовые бактерии живут не только на поверхности нормальной кожи людей, их выделяют также из угрей, реже из содержимого желудка, ран, крови, гнойных и мягких тканевых абсцессов, хотя вопрос о причастности этих бактерий к возникновению заболеваний утвердительного ответа не имеет.

К кожным пропионовокислым бактериям относятся три вида: P. acnes, P. avidum, P. granulosum.

Третья подгруппа пропионовокислых бактерий включает только один вид – Propionibacterium propionicus. Бактерии этого вида обитают в почве.

Синтетические способности пропионовокислых бактерий хорошо развиты, хотя и различаются у разных видов и штаммов. Установлено, что некоторые пропионовокислые бактерии способны фиксировать молекулярный азот, использовать углеводороды, самостоятельно синтезировать витамины. Все пропионовокислые бактерии синтезируют витамин В12, принимающий участие в брожении, синтезе белка, ДНК, в регуляции синтеза ДНК и некоторых других реакциях.

Продукты, выделяемые бактериями при брожении: пропионовую и уксусную кислоты, а также биомассу бактерий, широко применяют на практике. В зависимости от целей производства используют энзиматически неактивную или энзиматически активную биомассу.

Пропионовые бактерии полезные свойства

Одной из уникальных по своим свойствам групп бактерий, все шире внедряющихся в состав современных пробиотиков, являются пропионовокислые бактерии (род Propionibacterium).

Следует сразу отметить, что пропионовокислые бактерии представляют весьма разнородную группу микроорганизмов, в которую также включены так называемые «кожные» виды, способные вызывать воспалительные заболевания кожи, в частности угревую сыпь (акне). Поэтому далее речь будет идти только о пропионовокислых бактериях классической («молочной») группы, представители которой резко отличаются от «кожных» видов и включают физиологические, исключительно полезные для организма человека бактерии (виды Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. thoenii, P. jensenii). Они представляют собой грамположительные, неподвижные, не образующие спор, палочковидные бактерии, для которых характерна неправильная и изменчивая форма клеток, зависящая от условий жизни.

Читайте так же:  Липа и мята полезные свойства

Наиболее древняя область применения этой группы пропионовокислых бактерий – сыроделие. Именно благодаря жизнедеятельности пропионовокислых бактерий крупные сычужные сыры, например «Швейцарский», характеризуются специфичным рисунком («глазками») и особым запахом и вкусом.

Свое название пропионовокислые бактерии получили, благодаря их способности синтезировать пропионовую кислоту – важнейший метаболит, оказывающий многогранное полезное воздействие на организм человека (подавляет развитие патогенных микробов, нормализует уровень холестерина в крови, участвует в углеводном обмене, поддерживает метаболизм печени и клеток кишечника и др.).

Кроме пропионовой кислоты, эти микроорганизмы синтезируют целый ряд других жирных кислот, в частности уксусную, янтарную, муравьиную, молочную и др., выполняющих важные физиологические функции в организме человека. Продуктами метаболизма пропионовокислых бактерий является широкий спектр других ценных соединений: витаминов, аминокислот, полисахаридов, ферментов. Клетки пропионовокислых бактерий богаты витаминами группы В и аминокислотами, особенно незаменимой серосодержащей аминокислотой метионином.

Пропионовокислые бактерии синтезируют особые противомикробные соединения (пропионины), активные не только относительно болезнетворных бактерий, но также грибов и вирусов.

Огромный интерес вызывает способность пропионовокислых бактерий синтезировать противоанемический витамин В12. Это единственный витамин, который синтезируется исключительно микроорганизмами. Причем, пропионовокислые бактерии являются рекордсменами среди бактерий по синтезу этого уникального витамина с многогранными физиологическими функциями (предотвращает появление анемии, усиливает иммунитет, регулирует функции кроветворных органов, улучшает концентрацию и память, участвует в обменных процессах, позитивно влияет на репродуктивную функцию женщин и мужчин, способствует нормализации кровяного давления, стабилизации работы нервной системы, преодолению бессонницы, предотвращению депрессии и др.). Пропионовокислые бактерии синтезируют и другие витамины группы В (рибофлавин, биотин, тиамин, пиридоксин, фолиевую и никотиновую кислоту), оптимизирующие обменные процессы в организме человека.
Доказано, что пропионовокислые бактерии обладают мощными иммуномодулирующими и антиоксидантными свойствами, способны разрушать мутагены и канцерогены, защищать генетический материал клетки от воздействия ультрафиолетовых лучей, свободных радикалов и других генно-токсических соединений.

Пропионовокислые бактерии оказывают нормализующее воздействие на липидный обмен, в частности за счет регуляции уровня холестерина в крови; предупреждают развитие анемии, сердечно-сосудистой и онкологической патологии; защищают организм от бактериальных, грибковых и вирусных инфекций. Обладая огромных набором ферментов, пропионовокислые бактерии активно участвуют в пищеварительной функции, оптимизируя процесс переваривания и усвоения пищи.

Многочисленные полезные свойства пропионовокислых бактерий и полное отсутствие у них токсичности свидетельствует о большой перспективности широкого использования этих бактерий в составе средств пробиотической терапии. Однако пробиотическая ценность этих микроорганизмов, по сравнению с бифидобактериями и лактобациллами, длительное время незаслуженно недооценивалась.
Вместе с тем, свойства отдельных штаммов пропионовокислых бактерий настолько разносторонни и привлекательны, что они заслуживают широкого применения в составе средств оздоровительного действия. По мнению ученых, пропионовокислые бактерии относятся к наиполезнейшим из бактерий.

Одними из первых пробиотиков, в которых удалось рационально использовать оздоровительные потенции пропионовокислых бактерий, явились мультипробиотики группы «Симбитер». В составе этих средств бактериальной терапии пропионовокислые бактерии не только максимально полно реализуют свои полезные функции, но также играют роль мощнейших стимуляторов всех остальных компонентов симбиотических консорциумов, особенно бифидобактерий. Это является одной из причин многогранного оздоровительного потенциала мультипробиотиков, убедительно доказанного клиникой.

Мультипробиотики, содержащие высокую концентрацию клеток пропионовокислых бактерий и их ценных метаболитов, полезны для всех категорий населения, особенно для часто болеющих детей и подростков, беременных и кормящих матерей, людей пожилого возраста, лиц с метаболическими нарушениями и сердечно-сосудистыми заболеваниями, детей и взрослых со сниженным иммунитетом, в том числе предрасположенных к развитию онкологической патологии.

В чем состоит помощь Propionibacterium для человека

Эксплуатация микроорганизмов в целях получения выгод для человека – одно из основных направлений развития современного научно-технического прогресса. В зависимости от своих индивидуальных качеств каждое биологическое семейство прокариотов может приносить разные виды пользы. Но есть и такие микробы, которые способны к многоплановому сотрудничеству с человеком. Пропионовокислые бактерии на втором месте по условной полезности для человека после молочнокислых прокариотов.

Общая характеристика

Как семейство прокариотов пропионовокислые бактерии характеризуются следующими признаками:

  • грамположительные;
  • неподвижные;
  • факультативные анаэробы (могут жить в присутствии кислорода, но дышат за счет протекания других химических реакций);
  • неспорообразующие;
  • имеют грушевидную форму и собираются по несколько клеток в короткие цепочки.

При выделении и идентификации на питательных средах микробы данной группы образуют колонии желтого, оранжевого, красного и коричневого цветов.

Пропионовокислые бактерии живут за счет пропионовокислого брожения, в процессе которого из субстратной глюкозы образуется пропионовая кислота, углекислый газ и ацетат.

Продукты жизнедеятельности

В основном человеку интересны продукты жизнедеятельности классических пропионовокислых прокариотов, которые находятся в молоке.

Благодаря продуктам пропионовокислого брожения из молока изготавливается сыр. Какие же качества сыру придают пропионибактерии:

  1. Сворачивая углеводы, входящие в состав лактата, микробы этой группы обогащают субстрат витамином В12.
  2. Пропионовая кислота придает сыру острый, насыщенный вкус.
  3. По причине присутствия углекислого газа в сыре образуются поры (дырки).

Дополнительные возможности использования в пищевой промышленности

Кроме изготовления сыров, бактерии пропиони сегодня используются при производстве некоторых оздоравливающих биологических препаратов: заквасок и пробиотиков.

Многочисленные сайты распространителей заквасок «Эвита РОЗ» в информации о составе продукта указывают только на симбиоз микроорганизмов. Значит ли это, что в состав «Эвита РОЗ» входят пропионибактерии, не известно.

Однако это обстоятельство и не свидетельствует о том, что «Эвита РОЗ» не содержит данной группы микроорганизмов, поскольку упомянутый в характеристике «Эвита РОЗ» симбиоз действительно подразумевает присутствие симбионтов стандартному набору молочнокислых бактерий.

И это кроме той пользы, которую оказывает всеобщее оздоровление микрофлоры кишечника, восстановление его слизистой и профилактика дисбактериоза.

Кроме заквасок, пропиони используются для промышленного синтеза витамина В12 и обогащения силосных кормов.

Более того, сегодня активно изучаются возможности некоторых видов пропионибактерий в борьбе с раковыми опухолями, поскольку экспериментально установлено, что эти микроорганизмы ингибируют рост метастазов.

Пропионовые (пропионовокислые) бактерии

Пропионовые бактерии: ближе, чем вы думаете

Эксперты подсчитали, что общий вес бактерий, живущих в организме человека, составляет два килограмма. Они населяют его как жители в многоквартирном доме – повсюду. Знакомим вас с одним из «жильцов» — пропионовые бактерии.

Пропионовые бактерии найдете на коже лица и не только…

Пропионовокислые бактерии входят в состав облигатной микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Они продуцируют пропионовую кислоту, которая образуется в результате пропионового брожения (аналогичного молочнокислому, вызываемому лактобактериями). Но, в отличие от лактобактерий, все штаммы которых являются полезными и которые ни при каких обстоятельствах не могут стать патогенными, некоторые виды пропионовых бактерий могут быть условно-патогенными и причинять вред организму человека при снижении иммунитета.

Штамм Propionibacterium acnes относится к условно-патогенной флоре и живет на коже здоровых людей, не вызывая патологии. Вы можете не замечать их активности, но лишь до той поры, пока иммунитет организма высокий. Когда он ослаблен и защитные механизмы снижены, даже самые безобидные представители патогенной сферы способны причинить дискомфорт.

Как способны вам навредить пропионовые бактерии? Их «работу» легко увидеть воочию – на своем лице. Именно они становятся причиной возникновения угрей или прыщей — акне, а также они могут стать причиной блефарита, эндофтальмита и других заболеваний глаз.

Дело в том, что пока иммунитет человека высокий и нет предпосылок к каким-либо заболеваниям, пропионовые бактерии безобидно живут в полостях сальных желез и волосяных фолликул. В своем большинстве они никак себя не проявляют. Но это лишь до той поры, когда организм не дает сбой.

Как развивается воспалительный процесс с участием пропионовых бактерий

В воспалительном процессе с участием пропионовых бактерии можно выделить четыре стадии, которые развиваются одновременно:

  • начинается активная и избыточная продукция секрета сальных желез. В обычном состоянии он защищает кожу от пересыхания. В состоянии избытка секрет сальных желез закупоривает протоки желез;
  • выходят в волосяные фолликулы забитые секретом протоки сальных желез. И это уже второе утолщение рогового слоя, которое влияет на состояние кожи;
  • активно размножаются пропионовые бактерии бактерий;
  • идет воспалительный процесс на коже – естественная защитная реакция в ответ на попадание чужеродных организмов.

Избавляемся от проблемы: профилактика и лечение

Акне, воспалительный процесс с участием пропионовых бактерии, поддаётся лечению. В зависимости от сверхчувствительности организма к этому типу бактерий одни пациенты довольно быстро избавляются от акне, у других оно проходит с осложнениями.

Схему лечения назначает врач-дерматолог. Она может включать в себя диету, нанесение лечебных мазей, приём антибиотиков, в сложных случаях применение лазера.

В чем состоит помощь Propionibacterium для человека

Эксплуатация микроорганизмов в целях получения выгод для человека – одно из основных направлений развития современного научно-технического прогресса. В зависимости от своих индивидуальных качеств каждое биологическое семейство прокариотов может приносить разные виды пользы. Но есть и такие микробы, которые способны к многоплановому сотрудничеству с человеком. Пропионовокислые бактерии на втором месте по условной полезности для человека после молочнокислых прокариотов.

Общая характеристика

Как семейство прокариотов пропионовокислые бактерии характеризуются следующими признаками:

  • грамположительные;
  • неподвижные;
  • факультативные анаэробы (могут жить в присутствии кислорода, но дышат за счет протекания других химических реакций);
  • неспорообразующие;
  • имеют грушевидную форму и собираются по несколько клеток в короткие цепочки.

При выделении и идентификации на питательных средах микробы данной группы образуют колонии желтого, оранжевого, красного и коричневого цветов.

Пропионовокислые бактерии живут за счет пропионовокислого брожения, в процессе которого из субстратной глюкозы образуется пропионовая кислота, углекислый газ и ацетат.

Продукты жизнедеятельности

В основном человеку интересны продукты жизнедеятельности классических пропионовокислых прокариотов, которые находятся в молоке.

Благодаря продуктам пропионовокислого брожения из молока изготавливается сыр. Какие же качества сыру придают пропионибактерии:

  1. Сворачивая углеводы, входящие в состав лактата, микробы этой группы обогащают субстрат витамином В12.
  2. Пропионовая кислота придает сыру острый, насыщенный вкус.
  3. По причине присутствия углекислого газа в сыре образуются поры (дырки).

Дополнительные возможности использования в пищевой промышленности

Кроме изготовления сыров, бактерии пропиони сегодня используются при производстве некоторых оздоравливающих биологических препаратов: заквасок и пробиотиков.

Читайте так же:  Ушиб пальца народная медицина

И это кроме той пользы, которую оказывает всеобщее оздоровление микрофлоры кишечника, восстановление его слизистой и профилактика дисбактериоза.

Кроме заквасок, пропиони используются для промышленного синтеза витамина В12 и обогащения силосных кормов.

Более того, сегодня активно изучаются возможности некоторых видов пропионибактерий в борьбе с раковыми опухолями, поскольку экспериментально установлено, что эти микроорганизмы ингибируют рост метастазов.

В чем состоит помощь Propionibacterium для человека

Эксплуатация микроорганизмов в целях получения выгод для человека – одно из основных направлений развития современного научно-технического прогресса. В зависимости от своих индивидуальных качеств каждое биологическое семейство прокариотов может приносить разные виды пользы. Но есть и такие микробы, которые способны к многоплановому сотрудничеству с человеком. Пропионовокислые бактерии на втором месте по условной полезности для человека после молочнокислых прокариотов.

Общая характеристика

Как семейство прокариотов пропионовокислые бактерии характеризуются следующими признаками:

  • грамположительные;
  • неподвижные;
  • факультативные анаэробы (могут жить в присутствии кислорода, но дышат за счет протекания других химических реакций);
  • неспорообразующие;
  • имеют грушевидную форму и собираются по несколько клеток в короткие цепочки.

При выделении и идентификации на питательных средах микробы данной группы образуют колонии желтого, оранжевого, красного и коричневого цветов.

Пропионовокислые бактерии живут за счет пропионовокислого брожения, в процессе которого из субстратной глюкозы образуется пропионовая кислота, углекислый газ и ацетат.

Продукты жизнедеятельности

В основном человеку интересны продукты жизнедеятельности классических пропионовокислых прокариотов, которые находятся в молоке.

Благодаря продуктам пропионовокислого брожения из молока изготавливается сыр. Какие же качества сыру придают пропионибактерии:

  1. Сворачивая углеводы, входящие в состав лактата, микробы этой группы обогащают субстрат витамином В12.
  2. Пропионовая кислота придает сыру острый, насыщенный вкус.
  3. По причине присутствия углекислого газа в сыре образуются поры (дырки).

Дополнительные возможности использования в пищевой промышленности

Кроме изготовления сыров, бактерии пропиони сегодня используются при производстве некоторых оздоравливающих биологических препаратов: заквасок и пробиотиков.

И это кроме той пользы, которую оказывает всеобщее оздоровление микрофлоры кишечника, восстановление его слизистой и профилактика дисбактериоза.

Кроме заквасок, пропиони используются для промышленного синтеза витамина В12 и обогащения силосных кормов.

Более того, сегодня активно изучаются возможности некоторых видов пропионибактерий в борьбе с раковыми опухолями, поскольку экспериментально установлено, что эти микроорганизмы ингибируют рост метастазов.

Пропионовые бактерии полезные свойства