Esporo Bacteriano: o mais resistente dos probióticos

Os probióticos são cepas específicas de microrganismos que agem como auxiliares na recomposição da microbiota intestinal dos animais, diminuindo a ocorrência dos microrganismos patogênicos ou indesejáveis (CARDOZO, 2006).

As bactérias mais comumente utilizadas são Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Bacillus, Streptococcus e algumas espécies de leveduras como a Saccharomyces (GUPTA & GARG, 2009).

Sendo, as bactérias produtoras de ácido lático encontradas em grandes quantidades no intestino de animais saudáveis, as mais empregadas na produção de probióticos (GONZALES, 2004).

Pela praticidade na incorporação na ração dos animais e sua resistência aos estresses ambientais extremos, os probióticos constituídos por Bacillus estão com grande demanda na produção animal, principalmente na avicultura industrial onde grande maioria das rações produzidas passam pelo processo de peletização, para favorecer o consumo das aves e até mesmo para otimizar o desempenho produtivo.

No processo de peletização, as temperaturas podem atingir entre 76,7°C e 93,3°C (Cutlip et al., 2006). Outros probióticos constituídos por bactérias na forma vegetativa, perderiam a sua viabilidade sofrendo o estresse térmico desencadeado pela peletização, ao contrário dos esporos de Bacillus.  

As espécies de bacilos gram-positivos e não patogênicos continuam a ser extensivamente pesquisadas, são bem caracterizadas e amplamente utilizadas em muitas aplicações comerciais. Esporos de várias espécies de bacilos, incluindo Bacillus subtilis, Bacillus cereus e Bacillus clausii, são usados ​​como probióticos para animais e humanos (Spinosa et al., 2000).

Em termos de resistência a estresses ambientais extremos, os esporos bacterianos representam o “pináculo da evolução”, sendo altamente resistentes a uma ampla variedade de estresses físicos como:

Os esporos adormecidos exibem uma longevidade incrível e podem ser encontrados em praticamente todos os tipos de ambientes no nosso planeta, dos locais extremamente frios como os polos, aos desertos.

Os esporos bacterianos são reconhecidos como a forma de vida mais resistente da Terra, com evidencias de existirem já há 250 milhões anos (Vreeland, et al., 2000).

ESPOROS BACTERIANOS

A esporulação é um tipo especializado de divisão celular que permite que uma bactéria sobreviva a condições extremas, em que a divisão celular simétrica do crescimento vegetativo é substituída por uma divisão assimétrica resultando em uma célula-mãe e um pré-esporo (Figura 1).

Figura 1. Formação do esporo.

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(a) Divisão celular do crescimento vegetativo: o conteúdo de uma célula mãe é compartilhado igualmente entre as duas células-filhas. 

(b) A esporulação substitui a divisão celular do crescimento vegetativo sob condições apropriadas. A célula mãe envolve o pré-esporo e forma uma camada protetora em sua volta, depois a célula mãe morre. Este revestimento permite que o esporo tolere condições adversas por longos períodos de tempo.

A via de desenvolvimento que leva uma célula bacteriana em crescimento vegetativo a um esporo é desencadeada pelo esgotamento da fonte de carbono, nitrogênio ou fosfato do ambiente em que essa bactéria está vivendo. 

O processo de esporulação termina com a desintegração do esporângio e liberação de esporos para o meio (BARBOSA e TORRES, 2005). 

Na forma de esporos, as células são metabolicamente inativas, possuindo maior resistência aos efeitos letais (calor, frio, barreiras gástricas) podendo ser estocadas sem refrigeração por longos períodos (SANDERS, 2003), sendo também resistentes a agentes antimicrobianos, desinfetantes, radiação e pressão hidrostática (CHAVES-LÓPEZ et al., 2009).  

ESTRUTURA DO ESPORO BACTERIANO

A estrutura dos esporos bacterianos mais comumente descrita consiste em três subestruturas básicas: núcleo, córtex e capas (Figura 2), embora outras estruturas externas possam estar presentes, por exemplo, o exósporo e a crosta, descrita recentemente (Waller et al., 2004; McKenney et al., 2010).

Figura 2. Estruturas do esporo bacteriano

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BACILLUS SUBTILIS

Pertencentes à família Bacillaceae, o gênero Bacillus é geneticamente e fenotipicamente muito heterogêneo (tipo respiratório, metabolismo dos açúcares, composição da parede, etc.). As espécies deste gênero são bastonetes de tamanhos variáveis, quase sempre móveis por possuir cílios peritríquios (GOMES, 2011). 

Apesar de ser considerado como microrganismo transitório no TGI, pois não possuí capacidade de adesão ao epitélio intestinal, possuem capacidade de germinar, se multiplicar e formar uma população dentro da microbiota normal de aves, suínos, cães, camundongos e humanos.

E ainda, se tem evidencias que podem favorecer a colonização de outros microrganismos probióticos, como é o caso dos Lactobacillus (Bortolozo, 2002). 

A subtilina é uma das bacteriocinas produzidas pelo Bacillus subtilis, foi descoberta por Dirmick & colaboradores em 1947, é estável em ambientes ácidos e possui resistência térmica suficiente para suportar a tratamentos de 121°C, durante 30 a 60 minutos. 

Em sua forma vegetativa, Bacillus spp. produzem enzimas extracelulares que podem aumentar a digestibilidade e a absorção de nutrientes, além de desempenhar modulação do tecido linfóide associado a mucosa intestinal (Samanya e Yamauchi, 2002; Chen et al., 2009).

• Entre as enzimas exógenas que algumas espécies de Bacillus têm a capacidade de produzir, podemos citar proteases, lipases, celulases, xilanases, fitases e queratinases (Hendricks et al., 1995; Monisha et al., 2009; Mazotto et al., 2011; Mittal et al., 2009). al., 2011; Shah e Bhatt, 2011; Jani et al., 2012).

A exclusão competitiva de patógenos é uma hipótese popular para explicar a ação dos probióticos (Patterson e Burkholder, 2003; Leser et al., 2008). Embora o processo tenha sido bem demonstrado em Lactobacillus spp. existem algumas evidências de que Bacillus spp. pode ter o mesmo modo de ação (Barbosa et al., 2005). 

CONCLUSÃO

Algumas vantagens comerciais dos probióticos constituídos por esporos de Bacillus em relação aos constituído por bactérias em sua forma vegetativa:

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