乳酸菌

Lactobacillus s.s.種は、生殖年齢の女性の膣内微生物叢における「キーストーン種」と考えられています。 ^{[ 22 ]}健康な女性のほとんど（すべてではありませんが）は、 Lactobacillusの 4 種( L. iners、L. crispatus、L. gasseri、L. jensenii ) のいずれかが優勢な膣内微生物叢を持っています。他の女性は、より多様な嫌気性微生物の混合物を持っていますが、それでも健康なマイクロバイオームを持っていると考えられています。^{[ 5 ]}

乳酸菌は乳酸を生成し、それが膣の酸性度に寄与し、この低いpHは一般的に膣内微生物叢の構成を制御する主なメカニズムであると認められています。^{[ 23 ]}

乳酸菌は過酸化水素を産生し、試験管内で真菌病原体カンジダ・アルビカンスの増殖と病原性を阻害すると考えられているが、^{[ 24 ] [ 25 ]}これは生体内での主なメカニズムではないと考えられる。^{[ 26 ]}

試験管内研究では、乳酸菌が有機酸や特定の代謝産物の産生によってC. albicansの病原性を低下させることも示されています。 ^{[ 27 ]}酪酸ナトリウムなどの代謝産物の存在と、有機酸によって引き起こされる環境 pH の低下の両方がC. albicansの菌糸の成長を抑制し、病原性を低下させます。^{[ 27 ]}乳酸菌はまた、 C. albicansのバイオフィルム形成を減少させることによってC. albicansの病原性を低下させます。 ^{[ 27 ]}一方、抗生物質療法後には、特定のカンジダ種が、消化管など、乳酸菌が共存する体の部位で乳酸菌の再増殖を抑制することがあります。^{[ 24 ] [ 25 ]}

C. albicansに対する効果に加えて、Lactobacillus属菌は他の病原体とも相互作用します。例えば、Limosilactobacillus reuteri（旧Lactobacillus reuteri ）は、グリセロールを用いてロイテリンと呼ばれる抗菌物質を産生することで、多くの異なる細菌種の増殖を阻害することができます。^{[ 28 ]}また、 Ligilactobacillus salivarius（旧Lactobacillus salivarius）は、バクテリオシンであるサリバリシンBを産生することで、多くの病原体と相互作用します。^{[ 29 ]}

乳酸菌（LAB）などの発酵細菌は、他の微生物との相互作用により、現在では多くの用途を持つプロバイオティクスとして利用されている。

乳酸菌を他のプロバイオティクスと併用して投与すると、過敏性腸症候群（IBS）に効果があるが、その効果の程度はまだ不明である。^{[ 30 ]}プロバイオティクスは、腸内細菌叢が日和見細菌の異常に高いレベルを経験したときに恒常性を再確立することで、IBSの治療に役立つ。^{[ 8 ]}分子レベルでは、プロバイオティクスである乳酸菌株は、TLR-2やTLR-4などのトール様受容体（TLR）を含むパターン認識受容体を介して、宿主の腸上皮細胞や免疫細胞と相互作用する。リポテイコ酸やペプチドグリカンなどの細菌表面成分がこれらの受容体に結合すると、NF-κBシグナル伝達経路に影響を与え、炎症性サイトカインのダウンレギュレーションとIL-10などの抗炎症性メディエーターのアップレギュレーションにつながる。^{[ 31 ]}さらに、発酵副産物として短鎖脂肪酸（SCFA）を生成する特定の菌株があり、タイトジャンクションタンパク質の発現を促進することで腸管上皮バリアを強化し、腸管透過性および全身性炎症を軽減します。また、乳酸菌は、潰瘍の原因菌であるヘリコバクター・ピロリ菌の感染時にプロバイオティクスとして投与することができます。^{[ 32 ]}ヘリコバクター・ピロリ菌は癌と関連しており、抗生物質耐性により、現在の抗生物質ベースの除菌治療の成功が妨げられています。^{[ 32 ]}プロバイオティクス乳酸菌を補助療法として治療と併用すると、その有効性が大幅に向上し、副作用が軽減される可能性があります。^{[ 32 ]}さらに、熟成乳やヨーグルトに含まれる乳酸菌やその他のプロバイオティクス^{[ 33 ]}微生物は、免疫グロブリンA（ IgA （+））抗体の数を増やすことで、ヒトの腸粘液における免疫の発達を助けます。

胃食道逆流症（GERD）は、胆汁酸誘発性の酸化ストレスと食道組織における活性酸素種（ROS）の蓄積に関連する一般的な疾患であり、炎症とDNA損傷を引き起こします。^{[ 34 ]} GERDの実験モデルでは、ラクトバチルス属（L. acidophilus、L. plantarum、L. fermentum）が胆汁誘発性ROSによって引き起こされたDNA損傷の修復を促進しました。^{[ 34 ]} GERD患者にとって、バレット食道や食道腺癌 への進行を防ぐのに役立つ可能性のあるラクトバチルスの抗炎症効果には大きな関心が寄せられています。^{[ 34 ]}

既知の微生物との関連性から、乳酸菌は現在、細菌性膣炎（BV）などの泌尿生殖器および膣感染症の制御に役立つプロバイオティクスとして利用可能です。乳酸菌は、特定の細菌の病原性増殖を抑制するバクテリオシン^{[ 35 ]}と、膣のpHを約4.5以下に低下させ、他の細菌の生存を阻害する乳酸を産生します。乳酸菌のプロバイオティクスとしての可能性は株特異的であり、さまざまな株が分離された供給源によって異なります。発酵食品、乳製品、およびヒトの消化管から得られた株は、酸性および胆汁が豊富な環境に対する耐性、抗菌活性、および腸上皮細胞への付着能力において異なる可能性があり、これらはすべて機能性食品開発への適合性を評価するために使用される基準です。^{[ 36 ]}例えば、健康な乳児の糞便から分離された菌株は、IL-6やTNF-αなどの炎症性サイトカインの抑制を含む、試験管内での抗炎症活性を示しており、乳児期初期の腸内細菌叢が関連するプロバイオティクス候補の特定源となる可能性を示唆している。^{[ 31 ]}これらの知見は、プロバイオティクスの機能を検討する際には、属レベルの一般化ではなく、菌株レベルの特性評価が重要であることを示している。

子供の場合、ラクトバチルス・ラムノサス（以前はL. rhamnosus ）などの乳酸菌は、このプロバイオティクス細菌によって分泌される抗炎症性サイトカインにより、アトピー性湿疹（皮膚炎としても知られる）の軽減と関連付けられています。^{[ 8 ]}

乳酸菌の中には、う蝕（虫歯）の原因となるものがあることが知られています。乳酸は歯を腐食させる可能性があり、唾液中の乳酸菌数は長年「う蝕検査」として用いられてきました。乳酸菌は、特に歯冠部のう蝕において、既存のう蝕病変の進行を引き起こすことが特徴的です。しかし、この問題は複雑で、最近の研究では、プロバイオティクスによって有益な乳酸菌が歯の部位に定着し、連鎖球菌病原菌の定着と虫歯の誘発を防ぐことができることが示されています。口腔衛生に関連する乳酸菌の科学的研究は新しい分野であり、発表されている研究と結果はごくわずかです。^{[ 37 ] [ 38 ]}いくつかの研究では、口腔衛生のためのプロバイオティクスとなり得る特定の乳酸菌の存在が示されています。^{[ 39 ]}一部の種は、う蝕に対する防御効果を示すことが示されていますが、すべてではありません。^{[ 39 ]}これらの研究により、このようなプロバイオティクスをチューインガムやトローチに組み込む応用がなされてきました。^{[ 39 ]}また、歯肉炎や歯周炎などの歯周病の予防に有益な特定の乳酸菌の存在も明らかになっています。^{[ 39 ]}