| Bifidobacterium | |
|---|---|
| Classificazione scientifica | |
| Dominio | Bacteria |
| Regno | Bacillati |
| Phylum | Actinobacteria |
| Classe | Actinobacteria |
| Ordine | Bifidobacteriales |
| Famiglia | Bifidobacteriaceae |
| Genere | Bifidobacterium |
| Sinonimi | |
| |
| Nomi comuni | |
|
bifidobatteri | |
| Specie | |
| Vedi testo | |
Bifidobacterium Orla-Jensen, 1924 è un genere di batteri Gram-positivi, immobili, spesso ramificati e anaerobi, appartenente al phylum Actinobacteria, ordine Bifidobacteriales, famiglia Bifidobacteriaceae. I bifidobatteri vivono abitualmente nell'apparato digerente dei mammiferi, uomo compreso, ma sono stati isolati anche dalla vagina e dalla bocca (B. dentium). Sono tra i generi principali del microbiota intestinale dei mammiferi, e alcune specie sono usate come probiotici.

I bifidobatteri furono isolati per la prima volta nel 1899 dal pediatra francese Henry Tissier dell'Istituto Pasteur di Parigi, che li individuò nelle feci di neonati sani allattati al seno e li chiamò Bacillus bifidus per la caratteristica forma a Y («bifida»). Nel 1907 Élie Metchnikoff, vicedirettore dell'Istituto Pasteur, formulò la teoria secondo cui i batteri lattici sarebbero benefici per la salute umana, e attribuì la longevità dei bulgari al consumo di latti fermentati.
Il genere Bifidobacterium fu istituito da Orla-Jensen nel 1924, ma fino agli anni sessanta le sue specie erano indicate collettivamente come Lactobacillus bifidus.
Al genere Bifidobacterium appartengono bacilli Gram-positivi pleomorfi, asporigeni, anaerobi obbligati ma talvolta aerotolleranti, chemiorganotrofi e immobili. I bifidobatteri crescono isolati, in catene o in aggregati e hanno una lunghezza da 2 a 5 µm; presentano spesso le estremità rigonfie a forma di clava e possono essere più o meno ramificati. È frequente la forma a Y, ma non sono insolite forme bastoncellari più regolari. La forma delle cellule dipende in primo luogo dalla specie, ma anche all'interno di una stessa specie la morfologia può cambiare in base alle condizioni di crescita. Il pleomorfismo dipende principalmente da specifiche carenze nella sintesi della parete cellulare: le ramificazioni aumentano quando nel terreno di coltura mancano fattori coinvolti nella sintesi della parete, come amminozuccheri e amminoacidi (acido aspartico, acido glutammico, alanina, serina), e anche concentrazioni non ottimali di ioni calcio e di sali di sodio influiscono sulla formazione delle ramificazioni.
I bifidobatteri sono in genere catalasi-negativi, con alcune eccezioni. Il loro genoma ha un elevato contenuto di guanina e citosina (da 42 a 67 mol%). La temperatura ottimale di crescita è compresa tra 37 e 41 °C, a seconda dell'habitat di provenienza, e il pH ottimale tra 6,5 e 7,0: sono microrganismi acido-tolleranti ma non acidofili. Le colonie hanno in genere margini regolari, sono convesse, lisce, opache o brillanti, e su terreni non selettivi variano dal bianco al crema.
La sensibilità all'ossigeno limita in genere l'attività probiotica dei bifidobatteri agli ambienti anaerobi. Alcuni ceppi sono tuttavia in grado di crescere in presenza di ossigeno, e basse concentrazioni di O2 e CO2 possono stimolarne la crescita. In base alla crescita a diverse concentrazioni di ossigeno, le specie sono state divise in quattro classi: ipersensibili all'ossigeno, sensibili, tolleranti e microaerofile. La principale causa dell'inibizione della crescita in aerobiosi sarebbe la produzione di perossido di idrogeno nel terreno di coltura: in B. bifidum, specie sensibile all'ossigeno, è stata purificata una NADH ossidasi che produce perossido di idrogeno, identificata come una diidroorotato deidrogenasi di tipo b, che potrebbe contribuire alla produzione di perossido negli ambienti molto aerati.
I genomi delle specie del genere misurano da 1,73 Mb (B. indicum) a 3,25 Mb (B. biavatii), con rispettivamente 1352 e 2557 sequenze codificanti previste. Il 13,7% dei geni individuati nel pangenoma del genere codifica enzimi coinvolti nel metabolismo dei carboidrati.
Per la fermentazione dei carboidrati i bifidobatteri utilizzano una via metabolica caratteristica, basata sull'enzima fruttosio-6-fosfato fosfochetolasi. Sono inoltre in grado di sintetizzare 19 dei 20 amminoacidi a partire da ammonio, piruvato e fumarato.
Molte ricerche sul metabolismo dei bifidobatteri riguardano gli oligosaccaridi, disponibili negli ambienti, altrimenti poveri di nutrienti, in cui vivono. I filotipi associati ai neonati sembrano essersi evoluti per fermentare gli oligosaccaridi del latte materno, mentre le specie associate agli adulti utilizzano oligosaccaridi vegetali, in accordo con le risorse disponibili nei rispettivi ambienti. Poiché i neonati allattati al seno ospitano spesso comunità intestinali dominate dai bifidobatteri, numerose applicazioni cercano di imitare le proprietà bifidogene degli oligosaccaridi del latte; si tratta in genere di frutto-oligosaccaridi di origine vegetale o di galatto-oligosaccaridi derivati dal latte, che sono metabolizzati in modo diverso dagli oligosaccaridi del latte materno.
Gran parte degli effetti benefici attribuiti ai bifidobatteri deriva dal miglioramento della funzione del sistema immunitario e dalla riduzione dell'infiammazione: in particolare, Bifidobacterium aumenta i linfociti T regolatori e rafforza la barriera intestinale. I bifidobatteri producono inoltre metaboliti essenziali per altri batteri intestinali, e la fermentazione dei carboidrati a cui partecipano porta alla produzione di acetato e butirrato, che possono proteggere da diverse malattie.
L'intestino del neonato è relativamente sterile fino alla nascita, quando viene colonizzato da batteri provenienti dall'ambiente e dalla madre. Il microbiota intestinale del neonato è diverso da quello dell'adulto, che viene raggiunto intorno ai tre anni di età, quando la diversità del microbiota aumenta e si stabilizza e il bambino passa agli alimenti solidi. I neonati allattati al seno vengono colonizzati dai bifidobatteri prima di quelli alimentati soprattutto con latte artificiale, e Bifidobacterium è il genere più comune nel microbiota intestinale del neonato. Nei neonati i genotipi variano maggiormente nel tempo e sono quindi meno stabili di quelli dell'adulto; fino ai tre anni i bambini mostrano una bassa diversità del microbiota, ma differenze maggiori tra individui rispetto agli adulti.
Con la riduzione dell'allattamento e l'introduzione degli alimenti solidi i bifidobatteri diminuiscono e la diversità del microbiota aumenta. Gli oligosaccaridi del latte umano non vengono digeriti dagli enzimi dell'ospite e raggiungono intatti il colon, dove vengono degradati dal microbiota: i genomi di B. longum, B. bifidum e B. breve contengono geni in grado di idrolizzare alcuni di questi oligosaccaridi, e queste specie sono più numerose nei neonati allattati al seno. I glicani prodotti dall'organismo umano costituiscono una fonte di nutrimento e di energia per B. bifidum, un esempio di coevoluzione.
Alcuni ceppi di Bifidobacterium sono considerati probiotici importanti e sono usati nell'industria alimentare e negli integratori alimentari. Specie o ceppi diversi possono avere effetti benefici diversi, tra cui la regolazione dell'omeostasi del microbiota intestinale, l'inibizione dei patogeni e dei batteri dannosi che colonizzano o infettano la mucosa intestinale, la modulazione della risposta immunitaria locale e sistemica, l'inibizione delle attività enzimatiche procancerogene del microbiota, la produzione di vitamine e la trasformazione di diversi composti della dieta in molecole bioattive. I bifidobatteri rafforzano la barriera mucosa intestinale e riducono i livelli di lipopolisaccaride nell'intestino.
L'aggiunta di Bifidobacterium come probiotico alla terapia convenzionale della rettocolite ulcerosa è associata a tassi di remissione più elevati e a un migliore mantenimento della remissione. I bifidobatteri potrebbero ridurre il dolore addominale nella sindrome dell'intestino irritabile, ma gli studi finora condotti non sono conclusivi. I bifidobatteri presenti naturalmente nell'intestino dei neonati possono ostacolare la crescita di patogeni Gram-negativi.
Secondo la List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN), il genere comprende le seguenti specie, qui suddivise nei principali gruppi filogenetici; i nomi tra virgolette non sono stati pubblicati validamente.
Gruppo Bombiscardovia (isolate dall'intestino posteriore di api e bombi)
Gruppo B. adolescentis
Gruppo B. bifidum
Gruppo B. bombi
Gruppo B. boum
Gruppo B. longum
Gruppo B. pullorum (da uccelli e conigli)
Gruppo B. pseudolongum
Gruppo B. psychraerophilum
Gruppo B. tissieri (da primati)
Specie non attribuite a un gruppo
Diverse specie descritte in passato sono state riclassificate: B. coryneforme è oggi considerato sinonimo di B. indicum, B. faecale e B. stercoris di B. adolescentis, B. ruminale di B. thermophilum; B. infantis e B. suis sono sottospecie di B. longum, B. lactis di B. animalis, B. kashiwanohense di B. catenulatum, B. gallinarum e B. saeculare di B. pullorum (sottospecie gallinarum) e B. globosum di B. pseudolongum; B. denticolens e B. inopinatum sono stati trasferiti rispettivamente nei generi Parascardovia e Scardovia.
| Controllo di autorità | LCCN (EN) sh85013939 · BNF (FR) cb12275785k (data) · J9U (EN, HE) 987007284759905171 · NDL (EN, JA) 00576962 |
|---|