Lactobacillus plantarum

Lactobacillus plantarum to jeden z najlepiej przebadanych gatunków bakterii kwasu mlekowego. Wyjątkowe zdolności bakterii L. plantarum spowodowały, iż przylgnęła do nich nazwa „urodzonych inżynierów metabolicznych”[1].

Lactobacillus plantarum – charakterystyka

Bakterie te określa się mianem nomadycznych, ponieważ można je spotkać w wielu różnorodnych siedliskach, zasobnych w węglowodany. Są to przede wszystkim żywność: fermentowany nabiał, fermentowane mięso i zakwas. Ponadto, L. plantarum zgodnie ze swoja nazwą potrafi odżywiać się substancjami pochodzenia roślinnego, a także z powodzeniem zasiedla przestrzenie ludzkiego ciała. Przedstawicieli tego gatunku spotkamy w układzie pokarmowym, oddechowym oraz moczowo-płciowym. Wszędobylska natura L. plantarum, wynika z elastyczności metabolicznej, wszechstronności i różnorodności genetycznej poszczególnych szczepów tego gatunku. Genom L. plantarum należy do najobszerniejszych wśród znanych bakterii kwasu mlekowego. Ponadto, posiada pewien charakterystyczny fragment, określanym mianem lifestylowego, który służy wymianie informacji genetycznej z otoczeniem. Geny obecne w tym fragmencie kodu związane są przede wszystkim z metabolizmem cukrów i aktywnością pozakomórkową, dzięki czemu bakterie te łatwo przystosowują się do zmian w swoim otoczeni[2].

Do czego wykorzystywany jest Lactobacillus plantarum?

Z uwagi na zdolność wzrostu i funkcjonowania w różnorodnych siedliskach L. plantarum znajduje szerokie zastosowanie w produkcji żywności. Jest wszechobecnym i często dominującym gatunkiem bakterii w kiszonej kapuście, piklach, oliwkach, zakwasie czy kimchi[3]. Dominacja tego gatunku, szczególnie w późnych fazach kiszenia, wynika z jego odporności na niskie pH. Badając L. plantraum naukowcy zwrócili uwagę na miedzy- i wewnątrzgatunkowe zdolności komunikacyjne tych bakterii. Szczególne znaczenie dla prawidłowego dojrzewania zakwasu mają pogawędki jakie L. plantarum ucina sobie z L. sanfranciscencis [4]. Szczepy należące do gatunku L. plantarum jako jedne z nielicznych tolerują stosunkowo wysokie stężenia alkoholu, stąd ich wykorzystanie w produkcji win. Poszczególne szczepy nadają charakterystyczny smak winom z różnych regionów, a ich wykrywanie jest wykorzystywane jako metoda weryfikacji autentyczności pochodzenia trunku[5].

Jak Lactobacillus Plantarum działa na ludzki organizm?

L. plantarum bardzo dobrze dogaduje się z człowiekiem. Dowodzi tego obszerna lista badań klinicznych i przedklinicznych oraz częste wykorzystywanie szczepów L. plantarum w różnorodnych produktach leczniczych. Wykazano, między innymi, korzystny wpływ L. plantarum na obniżenie ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych[6]^,[7]. Zaobserwowanopoprawę u pacjentów z zaparciami[8] oraz atopowym zapaleniem skóry[9]. Szczepy L. plantarum badano w kierunku dysfunkcji układu nerwowego, związanych z autyzmem[10], depresją[11], zaburzeniami snu i pamięci[12]. Szczepy tego gatunku z powodzeniem wykorzystuje się u pacjentów z IBS[13] oraz w przypadkach zaburzeń odporności[14]. Te spektakularne osiągnięcia w sferze ochrony ludzkiego zdrowia  gatunek L. plantrum zawdzięcza korzystnemu oddziaływaniu na funkcjonowanie bariery chroniącej ściany jelit[15] oraz ponadprzeciętnej zdolności do produkcji bakteriocyn, czyli białek służących zwalczaniu konkurencyjnych bakterii, w tym bakterii chorobotwórczych[16]. Jak by tego było mało  L. plantarum posiada zdolność produkcji kwasu foliowego i witaminy B12[17] oraz sprzyja wchłanianiu żelaza[18]. Warto jednak pamiętać, że w przypadku tego gatunku właściwości poszczególnych szczepów istotnie różnią się między sobą.

Bibliografia:

[1] Siezen and van Hylckama Vlieg Microbial Genomic diversity and versatility of Lactobacillus plantarum, a natural metabolic engineer. Cell Factories 2011, 10(Suppl 1):S3

[2] Kleerebezem M, Boekhorst J, van Kranenburg R, Molenaar D, Kuipers OP, Leer R, Tarchini R, Peters SA, Sandbrink HM, Fiers MW, et al: Complete genome sequence of Lactobacillus plantarum WCFS1. Proc Natl Acad Sci U S A 2003, 100(4):1990-1995.

[3] Breidt F, McFeeters RF, Díaz-Muñiz I: Fermented vegetables. In Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers.. 3 edition. Washington DC: ASM Press;Doyle MP, Beuchat LR 2007:783-793.

[4] Di Cagno R, De Angelis M, Limitone A, Minervini F, Simonetti MC, Buchin S, Gobbetti M: Cell-cell communication in sourdough lactic acid bacteria: a proteomic study in Lactobacillus sanfranciscensis CB1. Proteomics 2007, 7(14):2430-2446.

[5] B. Testa, S.J. Lombardi, P. Tremonte, M. Succi, L. Tipaldi, G. Pannella, E. Sorrentino, M. Iorizzo, R. Coppola Biodiversity of Lactobacillus plantarum from traditional Italian wines. World J Microbiol Biotechnol (2014) 30:2299–2305

[6] Naruszewicz M, Johansson ML, Zapolska-Downar D, Bukowska H. 2002. Effect of Lactobacillus plantarum 299v on cardiovascular disease risk factors in smokers. Am. J. Clin. Nutr. 76:1249–1255.

[7] Jeun J, Kim S-Y, Cho S-Y, Jun H-J, Park H-J, Seo J-G, Chung M-J, Lee S-J. Hypocholesterolemic Effects of Lactobacillus plantarum KCTC3928 by Increased Bile Acid Excretion in C57BL/6 Mice. Nutrition. 2010;26:321–330.

[8] Lactobacillus plantarum Lp3a improves functional constipation: evidence from a human randomized clinical trial and animal model. Zhang C, Zhang Y, Ma K, Wang G, Tang M, Wang R, Xia Z, Xu Z, Sun M, Bao X, Gui H, Wang H. Ann Transl Med. 2022 Mar;10(6):316.

[9] Harima-Mizusawa, N.; Kamachi, K.; Kano, M.; Nozaki, D.; Uetake, T.; Yokomizo, Y.; Nagino, T.; Tanaka, A.; Miyazaki, K.; Nakamura, S. Beneficial effects of citrus jiuce fermented with Lactobacillus plantarum YIT0132 on atopic dermatitis: Results of daily intake by adult patients in two open trials. Biosci. Microbiota Food Health 2016, 35, 29–39.

[10] Kong XJ, Liu J, Liu K, Koh M, Sherman H, Liu S, Tian R, Sukijthamapan P, Wang J, Fong M, Xu L, Clairmont C, Jeong MS, Li A, Lopes M, Hagan V, Dutton T, Chan SP, Lee H, Kendall A, Kwong K, Song Y. Probiotic and Oxytocin Combination Therapy in Patients with Autism Spectrum Disorder: A Randomized, Double-Blinded, Placebo-Controlled Pilot Trial. Nutrients. 2021 May 5;13(5):1552.

[11] Rudzki L, Ostrowska L, Pawlak D, Małus A, Pawlak K, Waszkiewicz N, Szulc A. Probiotic Lactobacillus Plantarum 299v decreases kynurenine concentration and improves cognitive functions in patients with major depression: A double-blind, randomized, placebo controlled study. Psychoneuroendocrinology. 2019 Feb;100:213-222.

[12] Ho YT, Tsai YC, Kuo TBJ, Yang CCH. Effects of Lactobacillus plantarum PS128 on Depressive Symptoms and Sleep Quality in Self-Reported Insomniacs: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Pilot Trial. Nutrients. 2021 Aug 17;13(8):2820.

[13] Ducrotté P, Sawant P, Jayanthi V. Clinical trial: Lactobacillus plantarum 299v (DSM 9843) improves symptoms of irritable bowel syndrome. World J Gastroenterol. 2012 Aug 14;18(30):4012-8.

[14] Zhao W, Peng C, Sakandar HA, Kwok LY, Zhang W. Meta-Analysis: Randomized Trials of Lactobacillus plantarum on Immune Regulation Over the Last Decades. Front Immunol. 2021 Mar 22;12:643420.

[15] Ko J. S., Yang H. R., Chang J. Y., Seo J. K. Lactobacillus plantarum inhibits epithelial barrier dysfunction and interlukin-8 secretion induced by tumor necrosis factor-α World Journal of Gastroenterology. 2007;13(13):1962–1965.

[16] Garcia-Gonzalez, Natalia et al. Health-Promoting Role of Lactiplantibacillus plantarum Isolated from Fermented Foods. Microorganisms vol. 9,2 349. 10 Feb. 2021,

[17] Hugenschmidt S, Schwenninger SM, Gnehm N, Lacroix C. 2010. Screening of a natural biodiversity of lactic and propionic acid bacteria for folate and vitamin B12 production in supplemented whey permeate. Int.Dairy J. 20:852–857. http://dx.doi.org/10.1016/j.idairyj.2010.05.005.

[18] Axling U, Önning G, Combs MA, Bogale A, Högström M, Svensson M. The Effect of Lactobacillus plantarum 299v on Iron Status and Physical Performance in Female Iron-Deficient Athletes: A Randomized Controlled Trial. Nutrients. 2020 Apr 30;12(5):1279.

Więcej informacji na temat poszczegółnych bakterii znajdziesz w artykułach:

• Lactobacillusy – królowie życia
• Lactobacillus rhamnosus
• Lactobacillus paraplantarum
• Helicobacter pylori a mikrobiota – dobry czy zły „policjant”?
• Enterococcus spp. – bakterie o wielu obliczach
• Escherichia coli – jelitowy koń trojański
• Clostridium difficile – laseczki bezwzględnie beztlenowe
• Clostridium perfringens – toksyczna, zła i wścibska
• Campylobacter jejuni  – drobni przestępcy
• Bifidobacterium longum
• Bifidobakterie – strażnicy homeostazy naszego organizmu
• Bifidobacterium breve
• Bifidobactrium animalis