Bifidobacterium es un género de bacterias anaerobias 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 forman 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, 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 denominó "bífidus". [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 necesaria ]
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, que de otro modo serían limitados en nutrientes. Los filotipos bifidobacterianos asociados a los bebés parecen haber desarrollado la capacidad de fermentar oligosacáridos de la leche , mientras que las especies asociadas a los adultos utilizan oligosacáridos de plantas, de acuerdo con lo que encuentran en sus respectivos entornos. Como los lactantes amamantados a menudo albergan consorcios intestinales dominados por bifidobacterias, numerosas aplicaciones intentan imitar las propiedades bifidogénicas de los oligosacáridos de la leche. Estos se clasifican en términos generales como fructooligosacáridos de origen vegetal o galactooligosacáridos de origen lácteo , que se metabolizan de manera 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. Bajas concentraciones de O 2 y CO 2 pueden tener un efecto estimulante sobre 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: hipersensibles al O 2 , sensibles al O 2 , tolerantes al O 2 y microaerófilas . Se propone que el principal factor 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 AH2O2 se purificó a partir de Bifidobacterium bifidum sensible al O2 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 1.352 y 2.557 marcos de lectura abiertos de codificación de proteínas predichos , 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 implicadas en el metabolismo de los carbohidratos . [9]
Se ha demostrado que agregar Bifidobacterium como probiótico al tratamiento convencional de la colitis ulcerosa se asocia 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 inmunes 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 hasta la fecha no han sido concluyentes. [12]
Bifidobacterium spp. de origen natural . puede desalentar el crecimiento de patógenos gramnegativos en los bebés. [13]
La leche materna contiene altas concentraciones de lactosa y menores cantidades de fosfato ( tampón de 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 necesaria ]
El intestino del bebé humano es relativamente estéril hasta el nacimiento, donde absorbe las bacterias del entorno que lo rodea y de su madre. [14] La microbiota que forma el intestino infantil difiere del intestino adulto. Un bebé alcanza la etapa adulta de su microbioma alrededor de los 3 años de edad, cuando la diversidad de su 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] La bifidobacteria es la bacteria más común en el microbioma intestinal infantil. [16] Hay más variabilidad en los genotipos a lo largo del tiempo en los bebés, lo que los hace menos estables en comparación con las Bifidobacterium adultas . Los bebés y niños menores de 3 años muestran una baja diversidad de 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 se producen con una menor ingesta de leche materna y un aumento de la ingesta de alimentos sólidos. Toda la leche de mamíferos contiene oligosacáridos que muestran selección natural [ se necesita aclaración ] . Los oligosacáridos de la leche humana no son digeridos por enzimas y permanecen completos a lo largo 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 y B. breve contienen genes que pueden hidrolizar algunos de los oligosacáridos de la leche humana y se encuentran en mayores cantidades en los bebés amamantados. Los glicanos producidos por los humanos se convierten en alimento y energía para B. bifidum. mostrando un ejemplo de coevolución . [18]
El género Bifidobacterium comprende las siguientes especies: [19]
