Lactobacillus casei chủng shirota là gì? Công bố liên quan
Lactobacillus casei Shirota là một chủng vi khuẩn axit lactic do bác sĩ Minoru Shirota phân lập năm 1930, có khả năng sống sót qua đường tiêu hóa và duy trì hoạt tính. Đây là một probiotic an toàn, được ứng dụng rộng rãi trong Yakult và nhiều nghiên cứu lâm sàng, giúp cân bằng hệ vi sinh và hỗ trợ miễn dịch.
Giới thiệu chung về Lactobacillus casei Shirota
Lactobacillus casei Shirota là một chủng vi khuẩn axit lactic nổi bật, được bác sĩ Minoru Shirota phân lập vào năm 1930 với mục tiêu cải thiện sức khỏe cộng đồng thông qua vi sinh vật có lợi. Đây là một trong những probiotic đầu tiên được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi, mở đường cho khái niệm sử dụng vi khuẩn sống nhằm hỗ trợ cân bằng hệ tiêu hóa và nâng cao miễn dịch. Chủng này nhanh chóng được phát triển thành sản phẩm thương mại Yakult, hiện diện tại hơn 40 quốc gia.
Chủng Shirota không chỉ là một phát minh khoa học mà còn là bước tiến trong y tế dự phòng. Khác với kháng sinh, vốn tiêu diệt cả vi khuẩn có hại và có lợi, L. casei Shirota tập trung tăng cường lợi khuẩn trong hệ tiêu hóa. Việc tiêu thụ thường xuyên giúp duy trì hệ vi sinh đường ruột ổn định, từ đó giảm nguy cơ mắc các bệnh đường tiêu hóa phổ biến.
Điểm nổi bật của L. casei Shirota là khả năng sống sót khi đi qua đường tiêu hóa, điều mà nhiều vi khuẩn khác không làm được. Đây chính là cơ sở khoa học cho việc chúng trở thành một trong những probiotic được ứng dụng thành công nhất trên toàn cầu.
- Phân lập tại Nhật Bản, năm 1930.
- Là thành phần chính trong sản phẩm Yakult.
- Mang tính biểu tượng cho nghiên cứu probiotic hiện đại.
Đặc điểm sinh học
L. casei Shirota thuộc nhóm vi khuẩn Gram dương, hình trực khuẩn, không sinh bào tử, và di động hạn chế. Thành tế bào của chúng giàu peptidoglycan, giúp duy trì cấu trúc vững chắc và chịu đựng điều kiện môi trường khắc nghiệt. Khả năng lên men đường để tạo axit lactic là cơ sở cho việc ngăn chặn sự phát triển của nhiều vi khuẩn gây bệnh nhờ làm giảm pH môi trường.
Vi khuẩn này hoạt động chủ yếu thông qua quá trình lên men lactic đồng hình, trong đó glucose được chuyển hóa thành axit lactic. Phản ứng cơ bản có thể biểu diễn như sau: . Sự tích tụ axit lactic làm giảm pH trong ruột, tạo điều kiện bất lợi cho nhiều vi sinh vật có hại phát triển.
Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng L. casei Shirota có khả năng sản xuất một số hợp chất sinh học như bacteriocin, góp phần ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Ngoài ra, chúng có tính thích nghi cao, có thể phát triển trong môi trường có pH thấp và hàm lượng muối mật cao.
| Đặc điểm | Mô tả |
|---|---|
| Gram | Dương |
| Hình thái | Trực khuẩn ngắn |
| Sinh bào tử | Không |
| Sản phẩm lên men | Axit lactic |
| Môi trường tối ưu | pH thấp, giàu đường |
Khả năng sống sót trong đường tiêu hóa
Đặc điểm quan trọng của L. casei Shirota là khả năng vượt qua môi trường khắc nghiệt của dạ dày, nơi có pH dao động từ 1,5 đến 3,0. Phần lớn vi khuẩn không thể sống sót trong môi trường này, tuy nhiên Shirota có khả năng duy trì tính sống nhờ cấu trúc màng tế bào đặc thù và khả năng điều chỉnh pH nội bào.
Khi đi xuống ruột non, vi khuẩn tiếp xúc với dịch mật có tác dụng phân giải lipid và có tính kháng khuẩn mạnh. Nghiên cứu trên NCBI cho thấy Shirota duy trì được tỷ lệ sống cao nhờ cơ chế bảo vệ bằng protein bề mặt và hệ enzyme chống stress oxy hóa. Điều này đảm bảo vi khuẩn có thể đến được ruột già, nơi chúng phát huy tối đa hiệu quả.
Sự sống sót qua đường tiêu hóa của Shirota có thể so sánh với các chủng khác. Các thử nghiệm đã chứng minh rằng tỷ lệ phục hồi của Shirota cao hơn nhiều lần so với các chủng Lactobacillus khác trong điều kiện mô phỏng tiêu hóa in vitro.
- Sống sót ở pH thấp của dạ dày.
- Kháng muối mật trong ruột non.
- Duy trì hoạt tính sinh học đến ruột già.
Tác động lên hệ vi sinh vật đường ruột
Khi đến được ruột già, L. casei Shirota tác động trực tiếp lên hệ vi sinh vật đường ruột bằng cách cạnh tranh vị trí bám dính với vi khuẩn gây bệnh. Đồng thời, chúng tiết ra các chất ức chế vi khuẩn có hại, góp phần duy trì sự cân bằng vi sinh đường ruột. Sự cân bằng này là yếu tố then chốt trong phòng ngừa rối loạn tiêu hóa và các bệnh viêm nhiễm.
Các nghiên cứu cho thấy việc bổ sung Shirota làm tăng mật độ của các vi khuẩn có lợi như Bifidobacterium và giảm sự hiện diện của Clostridium – nhóm vi khuẩn có liên quan đến bệnh viêm ruột. Ngoài ra, Shirota còn giúp duy trì sự đa dạng vi sinh vật, vốn được coi là dấu hiệu quan trọng của một hệ tiêu hóa khỏe mạnh.
Ảnh hưởng của Shirota không chỉ giới hạn ở tiêu hóa. Hệ vi sinh vật đường ruột có mối liên hệ chặt chẽ với hệ miễn dịch, hệ thần kinh và chuyển hóa năng lượng. Do đó, việc điều chỉnh hệ vi sinh nhờ Shirota có thể góp phần cải thiện sức khỏe toàn thân.
| Tác động | Kết quả quan sát |
|---|---|
| Tăng lợi khuẩn | Bifidobacterium, Lactobacillus khác |
| Giảm hại khuẩn | Clostridium, E. coli gây bệnh |
| Đa dạng hệ vi sinh | Cao hơn so với nhóm không bổ sung |
Lợi ích sức khỏe được chứng minh
Lactobacillus casei Shirota được chứng minh mang lại nhiều lợi ích sức khỏe trong các nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm sàng. Tác động rõ rệt nhất là cải thiện các rối loạn tiêu hóa, đặc biệt là tiêu chảy liên quan đến kháng sinh. Việc sử dụng Shirota giúp phục hồi hệ vi sinh đường ruột sau khi kháng sinh tiêu diệt đồng loạt cả vi khuẩn có lợi và có hại.
Nghiên cứu công bố trên International Journal of Food Microbiology cho thấy Shirota làm giảm đáng kể tỷ lệ tiêu chảy ở trẻ em khi sử dụng kháng sinh. Ngoài ra, probiotic này còn hỗ trợ giảm nhiễm trùng đường tiêu hóa do virus và vi khuẩn.
Bên cạnh đó, Shirota có tác động điều hòa miễn dịch: chúng kích hoạt tế bào miễn dịch tự nhiên (NK cells), đồng thời làm giảm phản ứng viêm quá mức. Đây là cơ chế quan trọng giúp cơ thể vừa tăng khả năng bảo vệ trước mầm bệnh, vừa hạn chế nguy cơ viêm mạn tính.
- Giảm tiêu chảy liên quan đến kháng sinh.
- Giảm nguy cơ nhiễm trùng đường tiêu hóa.
- Điều hòa miễn dịch, hỗ trợ chống viêm.
Ứng dụng trong dinh dưỡng và công nghiệp thực phẩm
Chủng Shirota đã trở thành biểu tượng trong ngành công nghiệp probiotic nhờ ứng dụng rộng rãi trong sản phẩm Yakult. Đây là một loại đồ uống lên men chứa khoảng 6,5 tỷ tế bào sống của L. casei Shirota trong mỗi chai. Từ một sản phẩm nhỏ tại Nhật Bản, Yakult nay đã được phân phối tại hơn 40 quốc gia, tiêu thụ hàng triệu chai mỗi ngày.
Điểm mạnh của việc ứng dụng Shirota trong thực phẩm là khả năng bảo toàn số lượng tế bào sống trong suốt quá trình sản xuất, vận chuyển và bảo quản. Điều này đảm bảo rằng người tiêu dùng nhận được liều lượng vi khuẩn đủ để phát huy hiệu quả sinh học. Các công ty đã phát triển quy trình công nghệ đặc biệt nhằm duy trì độ sống sót cao nhất của vi khuẩn trong sản phẩm.
Ngoài Yakult, Shirota còn được bổ sung vào các sản phẩm sữa chua uống, sữa chua ăn, và các loại thực phẩm chức năng khác. Xu hướng phát triển hiện nay tập trung vào việc đưa Shirota vào sản phẩm không sữa, như nước ép trái cây hoặc đồ uống thảo mộc, nhằm phục vụ nhóm người tiêu dùng dị ứng lactose hoặc ăn chay.
| Sản phẩm | Hàm lượng Shirota | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Yakult | ~6,5 tỷ CFU/chai | Thức uống lên men sữa truyền thống |
| Sữa chua bổ sung | 3-5 tỷ CFU/hộp | Kết hợp với vi khuẩn sữa khác |
| Đồ uống không sữa | Biến đổi tùy công thức | Phát triển cho nhóm dị ứng lactose |
Ứng dụng trong y học
Các nghiên cứu y học đã mở rộng việc ứng dụng Shirota ngoài phạm vi tiêu hóa. Trong điều trị hội chứng ruột kích thích (IBS), Shirota được chứng minh làm giảm các triệu chứng đau bụng, chướng hơi và rối loạn phân. Cơ chế tác động bao gồm việc điều chỉnh hệ vi sinh và giảm mức độ viêm tại niêm mạc ruột.
Trong bệnh viêm ruột (IBD), Shirota hỗ trợ giảm tần suất tái phát và mức độ nghiêm trọng của triệu chứng. Một số nghiên cứu lâm sàng nhỏ trên bệnh nhân loét đại tràng cho thấy probiotic này có thể giúp duy trì tình trạng thuyên giảm lâu dài.
Đặc biệt, Shirota còn được thử nghiệm trong lĩnh vực ung thư. Một số báo cáo ghi nhận việc sử dụng Shirota ở bệnh nhân đang hóa trị giúp cải thiện hệ miễn dịch và giảm tác dụng phụ như tiêu chảy. Các nghiên cứu vẫn đang tiếp tục để xác định cơ chế chính xác và phạm vi ứng dụng rộng hơn.
- Hỗ trợ điều trị hội chứng ruột kích thích (IBS).
- Ứng dụng trong bệnh viêm ruột (IBD).
- Tiềm năng giảm tác dụng phụ của hóa trị liệu.
An toàn và khả năng sử dụng lâu dài
An toàn là yếu tố then chốt trong việc ứng dụng bất kỳ probiotic nào. Các nghiên cứu độc tính cấp và mạn tính đều cho thấy L. casei Shirota an toàn với con người khi dùng liều cao trong thời gian dài. Không ghi nhận phản ứng phụ nghiêm trọng ở cả trẻ em và người trưởng thành.
Cơ quan An toàn Thực phẩm châu Âu (EFSA) đã xếp Shirota vào nhóm QPS (Qualified Presumption of Safety), nghĩa là được công nhận an toàn dựa trên bằng chứng khoa học hiện có. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và FAO cũng khuyến nghị sử dụng Shirota như một probiotic an toàn cho cộng đồng.
Điểm đặc biệt của Shirota là khả năng sử dụng hàng ngày trong nhiều thập kỷ qua mà không ghi nhận biến chứng. Điều này khẳng định tính bền vững và độ tin cậy của chủng vi khuẩn này trong dinh dưỡng và y học.
Tương lai nghiên cứu và triển vọng
Nghiên cứu tương lai tập trung vào việc làm sáng tỏ cơ chế phân tử mà Shirota tác động đến hệ miễn dịch và hệ thần kinh ruột. Các nhà khoa học đang tìm cách xác định những phân tử tín hiệu cụ thể do vi khuẩn này tiết ra, có thể ảnh hưởng đến tế bào miễn dịch hoặc hệ trục ruột–não.
Hướng phát triển mới còn bao gồm cá nhân hóa dinh dưỡng: sử dụng Shirota kết hợp với phân tích hệ vi sinh cá nhân để xây dựng chế độ bổ sung probiotic phù hợp từng người. Đây là xu hướng của y học chính xác, mở ra khả năng sử dụng Shirota không chỉ để phòng bệnh chung mà còn để điều trị có mục tiêu.
Với lịch sử lâu đời, sự an toàn đã được khẳng định, cùng tiềm năng nghiên cứu mới, L. casei Shirota được dự đoán sẽ tiếp tục giữ vị trí trung tâm trong khoa học probiotic toàn cầu.
Tài liệu tham khảo
Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề lactobacillus casei chủng shirota:
- 1