Lactobacillus plantarum – właściwości i działania probiotyku

Marcin Dzioba

2 minuty

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”.

Lactobacillus plantarum – charakterystyka

Lactobacillus plantarum to bakterie z rodzaju Lactobacillus naturalnie występujące w przewodzie pokarmowym człowieka. 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 przewodzie pokarmowym, układzie 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 otoczeniu.

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 (koreańskim daniu składającym się z fermentowanych warzyw, zazwyczaj kapusty pekińskiej i ogórka). Dominacja tego gatunku, szczególnie w późnych fazach kiszenia, wynika z jego odporności na niskie pH. Badając L. plantarum, naukowcy zwrócili uwagę na między- i wewnątrzgatunkowe zdolności komunikacyjne tych bakterii. Szczególne znaczenie dla prawidłowego dojrzewania zakwasu mają pogawędki, jakie L. plantarum ucina sobie z L. sanfranciscencis. 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.

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 i obniżenie poziomu cholesterolu we krwi. Zaobserwowano poprawę u pacjentów z zaparciami oraz atopowym zapaleniem skóry. L. plantarum skutkuje redukcją bólów brzucha i wzdęć, a także normalizacją wypróżnień. Probiotyk Lactobacillus plantarum rekomenduje się osobom, które mają problemy z gazami i wzdęciami. Lactobacillus plantarum wykazuje podobnie działanie co inne probiotyki, takie jak bifidus i acidopilus, z tym że bakterie nowej generacji działają szczególnie w kierunku środowiska w obrębie dolnych partii systemu trawiennego, co pomaga promować i utrzymywać zrównoważoną mikrobiotę. Szczepy L. plantarum badano w kierunku dysfunkcji układu nerwowego, związanych z autyzmem, depresją, zaburzeniami snu i pamięci. Szczepy tego gatunku z powodzeniem wykorzystuje się u pacjentów z IBS oraz w przypadkach zaburzeń odporności. Te spektakularne osiągnięcia w sferze ochrony ludzkiego zdrowia gatunek L. plantarum zawdzięcza korzystnemu oddziaływaniu na funkcjonowanie bariery chroniącej ściany jelitowe oraz ponadprzeciętnej zdolności do produkcji bakteriocyn, czyli białek służących zwalczaniu konkurencyjnych bakterii, w tym bakterii chorobotwórczych. Jak by tego było mało, bakterie L. plantarum wykazują zdolność produkcji kwasu foliowego i witaminy B12 oraz wpływają na metabolizm żelaza. Warto jednak pamiętać, że w przypadku tego gatunku właściwości poszczególnych szczepów istotnie różnią się między sobą.

Lactobacillus plantarum 299v

Szczep bakteryjny Lactobacillus plantarum 299v jest częstym komponentem probiotyków do kupienia w aptekach jako suplement diety, o korzystnym działaniu w szczególności dla chorych na zespół jelita drażliwego. Na rynku farmaceutycznym można znaleźć aktualnie szeroką ofertę probiotyków, które, jak wiadomo, pozytywnie wpływają na skład mikrobioty jelitowej. Lactobacillus plantarum 299v to szczep probiotyczny bakterii z rodzaju Firmicutes i Gram-dodatnich bakterii kwasu mlekowego, naturalnie występujący w przewodzie pokarmowym człowieka; ma zdolność do zasiedlania błony śluzowej przewodu pokarmowego. Jest naturalnym składnikiem mikroflory jelitowej, której zaburzenia przyczyniają się do rozwoju zespołu jelita drażliwego. Używa się go na dużą skalę tak jako pojedynczy szczep bakterii probiotycznych (preparat jednoszczepowy), jak i jako jeden z większej liczby szczepów (preparaty symbiotyczne, będące połączeniem probiotyków z probiotykami). L. plantarum 299v kolonizuje błonę śluzową jelita po podaniu doustnym; można go znaleźć w materiale z biopsji błony śluzowej jelita czczego oraz odbytnicy. L. plantarum 299v uznaje się za skuteczny probiotyk; jedną z jego pożytecznych cech jest hamowanie wzrostu bakterii patogennych. Przyjmowanie omawianego probiotyku jest szczególnie wskazane dla osób z zespołem jelita wrażliwego i osób z zaburzeniami bariery jelitowej. L. plantarum 299v redukuje objawy typowe dla IBS, takie jak wzdęcia i bóle brzucha. Ponadto ma właściwości immunomodulujące, tzn. że jest w stanie modulować działanie układu odpornościowego. Lactobacillus plantarum 299v wykazuje także silne właściwości przeciwbakteryjne. Znajduje również zastosowanie w profilaktyce uszkodzeń przewodu pokarmowego spowodowanych stosowaniem niektórych leków. Ponadto, na podstawie badań na poważnie chorych osobach (m.in. na SIBO), ustalono, iż przyjmowanie Lactobacillus plantarum 299v jest bezpieczne. Należy przy tym pamiętać, że suplementów diety nie należy przyjmować jako substytutu zróżnicowanej diety.

Jako preparapat probiotyczny, L. plantarum ma formę kapsułki z otoczką, na którą składają się: hydroksypropylometyloceluloza, substancja wypełniająca: mikrokrystaliczna celuloza, substancje przeciwzbrylające: sole magnezowe kwasów tłuszczowych i dwutlenek krzemu.

Bibliografia:

Siezen and van Hylckama Vlieg Microbial Genomic diversity and versatility of Lactobacillus plantarum, a natural metabolic engineer. Cell Factories 2011, 10(Suppl 1):S3.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Garcia-Gonzalez, Natalia et al. Health-Promoting Role of Lactiplantibacillus plantarum Isolated from Fermented Foods. Microorganisms vol. 9,2 349. 10 Feb. 2021.
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.
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.
Nobaek, S., Johansson, M-L., Molin, G., Ahrné, S., Jeppsson, B. Alteration of intestinal microflora is associated with reduction in abdominal bloating and pain in patients with irritable bowel syndrome. 2000.