Bifidobacterium es un género de bacterias anaeróbicas grampositivas , inmóviles y a menudo ramificadas. Son habitantes ubicuos del tracto gastrointestinal [2] [3] aunque se han aislado cepas de la vagina [4] y la boca ( B. dentium ) de mamíferos, incluidos los humanos. Las bifidobacterias son uno de los principales géneros de bacterias que componen la microbiota del tracto gastrointestinal en los mamíferos. Algunas bifidobacterias se utilizan como probióticos .
Antes de la década de 1960, las especies de Bifidobacterium se denominaban colectivamente Lactobacillus bifidus .
En 1899, Henri Tissier, un pediatra francés del Instituto Pasteur de París, aisló una bacteria caracterizada por una morfología en forma de Y ("bífida") en la microbiota intestinal de los bebés amamantados y la llamó "bifidus". [5] En 1907, Élie Metchnikoff , subdirector del Instituto Pasteur, propuso la teoría de que las bacterias del ácido láctico son beneficiosas para la salud humana. [5] Metchnikoff observó que la longevidad de los búlgaros era el resultado de su consumo de productos lácteos fermentados . [6] Metchnikoff también sugirió que "la administración oral de cultivos de bacterias fermentativas implantaría las bacterias beneficiosas en el tracto intestinal". [7]
El género Bifidobacterium posee una vía única de fructosa-6-fosfato fosfocetolasa empleada para fermentar carbohidratos . [ cita requerida ]
Gran parte de la investigación metabólica sobre las bifidobacterias se ha centrado en el metabolismo de los oligosacáridos , ya que estos carbohidratos están disponibles en sus hábitats, por lo demás limitados en nutrientes. Los filotipos de bifidobacterias asociados a los lactantes parecen haber desarrollado la capacidad de fermentar oligosacáridos de la leche , mientras que las especies asociadas a los adultos utilizan oligosacáridos de plantas, en consonancia con lo que encuentran en sus respectivos entornos. Como los lactantes amamantados suelen albergar consorcios intestinales dominados por bifidobacterias, numerosas aplicaciones intentan imitar las propiedades bifidogénicas de los oligosacáridos de la leche. Estos se clasifican ampliamente como fructooligosacáridos derivados de plantas o galactooligosacáridos derivados de lácteos , que se metabolizan de forma diferencial y son distintos del catabolismo de los oligosacáridos de la leche . [3]
La sensibilidad de los miembros del género Bifidobacterium al O 2 generalmente limita la actividad probiótica a los hábitats anaeróbicos. Investigaciones recientes han informado que algunas cepas de Bifidobacterium exhiben varios tipos de crecimiento óxico. Las bajas concentraciones de O 2 y CO 2 pueden tener un efecto estimulante en el crecimiento de estas cepas de Bifidobacterium . Con base en los perfiles de crecimiento bajo diferentes concentraciones de O 2 , las especies de Bifidobacterium se clasificaron en cuatro clases: O 2 -hipersensible, O 2 -sensible, O 2 -tolerante y microaerófila . Se propone que el factor principal responsable de la inhibición del crecimiento aeróbico es la producción de peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) en el medio de crecimiento. La NADH oxidasa formadora de AH 2 O 2 se purificó a partir de Bifidobacterium bifidum sensible al O 2 y se identificó como una dihidroorotato deshidrogenasa de tipo b . Los parámetros cinéticos sugirieron que la enzima podría estar involucrada en la producción de H 2 O 2 en ambientes altamente aireados. [8]
Los miembros del género Bifidobacterium tienen tamaños de genoma que van desde 1,73 ( Bifidobacterium indicum ) a 3,25 Mb ( Bifidobacterium biavatii ), correspondientes a 1352 y 2557 marcos de lectura abiertos de codificación de proteínas previstos , respectivamente. [9]
La clasificación funcional de los genes de Bifidobacterium , incluido el pangenoma de este género, reveló que el 13,7% de los genes de bifidobacterias identificados codifican enzimas involucradas en el metabolismo de carbohidratos . [9]
Se ha demostrado que la adición de Bifidobacterium como probiótico al tratamiento convencional de la colitis ulcerosa está asociada con mejores tasas de remisión y un mejor mantenimiento de la remisión. [10] Algunas cepas de Bifidobacterium se consideran probióticos importantes y se utilizan en la industria alimentaria. Diferentes especies y/o cepas de bifidobacterias pueden ejercer una variedad de efectos beneficiosos para la salud, incluida la regulación de la homeostasis microbiana intestinal , la inhibición de patógenos y bacterias dañinas que colonizan y/o infectan la mucosa intestinal, la modulación de las respuestas inmunitarias locales y sistémicas, la represión de actividades enzimáticas procarcinogénicas dentro de la microbiota, la producción de vitaminas y la bioconversión de varios compuestos dietéticos en moléculas bioactivas. [3] Las bifidobacterias mejoran la barrera de la mucosa intestinal y reducen los niveles de lipopolisacárido en el intestino. [11]
Las bifidobacterias también pueden mejorar el dolor abdominal en pacientes con síndrome del intestino irritable (SII), aunque los estudios realizados hasta la fecha no han sido concluyentes. [12]
Las especies naturales de Bifidobacterium pueden desalentar el crecimiento de patógenos gramnegativos en los bebés. [13]
La leche materna contiene altas concentraciones de lactosa y menores cantidades de fosfato ( regulador del pH ). Por lo tanto, cuando la leche materna es fermentada por bacterias del ácido láctico (incluidas las bifidobacterias) en el tracto gastrointestinal del bebé, el pH puede reducirse, lo que dificulta el crecimiento de las bacterias gramnegativas. [ cita requerida ]
El intestino del bebé humano es relativamente estéril hasta el nacimiento, cuando absorbe bacterias de su entorno y de su madre. [14] La microbiota que compone el intestino del bebé difiere de la del intestino del adulto. Un bebé alcanza la etapa adulta de su microbioma alrededor de los tres años de edad, cuando su diversidad de microbioma aumenta, se estabiliza y el bebé cambia a alimentos sólidos. Los bebés amamantados son colonizados antes por Bifidobacterium en comparación con los bebés alimentados principalmente con fórmula. [15] Bifidobacterium es la bacteria más común en el microbioma intestinal del bebé. [16] Hay más variabilidad en los genotipos a lo largo del tiempo en los bebés, lo que los hace menos estables en comparación con el Bifidobacterium adulto . Los bebés y los niños menores de tres años muestran una baja diversidad en las bacterias del microbioma, pero más diversidad entre individuos en comparación con los adultos. [17] La reducción de Bifidobacterium y el aumento de la diversidad del microbioma intestinal del bebé ocurre con una menor ingesta de leche materna y un aumento de la ingesta de alimentos sólidos. Toda la leche de los mamíferos contiene oligosacáridos que muestran una selección natural [ aclaración necesaria ] . Los oligosacáridos de la leche humana no son digeridos por enzimas y permanecen enteros a través del tracto digestivo antes de ser descompuestos en el colon por la microbiota. Los genomas de las especies de Bifidobacterium de B. longum , B. bifidum, B. breve contienen genes que pueden hidrolizar algunos de los oligosacáridos de la leche humana y estos se encuentran en mayor cantidad en los bebés amamantados. Los glicanos que producen los humanos se convierten en alimento y energía para B. bifidum, lo que muestra un ejemplo de coevolución . [18]
El género Bifidobacterium comprende las siguientes especies: [19]
{{cite journal}}: |last11=tiene nombre genérico ( ayuda )