Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология продуктов функционального питания. Учебное пособие.pdf
21
ПРОБИОТИКИ
Дисбактериозы и способы их лечения
Во многих странах в последнее время значительное место на
пищевом рынке занимают продукты, содержащие различные виды полезных микроорганизмов (в большинстве случаев бифидобактерии и
молочнокислые бактерии) и/или бифидогенные факторы, стимулирующие рост и развитие бифидобактерий и, обычно в меньшей степени, молочнокислых бактерий в условиях кишечника. Они широко
применяются для лечения дисбактериозов.
Нормальный состав микрофлоры кишечника, несмотря на возможность саморегуляции, может быстро нарушаться при воздействии
на организм различных неблагоприятных факторов. При этом в состав
микрофлоры могут войти на короткий период и самопроизвольно исчезнуть, при устранении неблагоприятных воздействий микроорганизмы, не характерные для нормофлоры. Эти кратковременные изменения микрофлоры кишечника обычно не сопровождается какимилибо клиническими симптомами.
Однако имеется много экзогенных и эндогенных факторов, которые приводят к более стойким и существенным качественным и/или
количественным изменениям нормальной микрофлоры кишечника.
Такие стойкие изменения сопровождаются клиническими проявлениями в связи с тем, что нарушаются функции микрофлоры макроорганизма: детоксикация, участие в метаболизме белков, жиров, углеводов, участие в водно-солевом обмене, продукции короткоцепочечных
жирных кислот и др. Эти состояния принято называть дисбактериозом
кишечника.
Дисбактериоз (дисбиоз) кишечника – микроэкологические нарушения в желудочно-кишечном тракте. Это клиническая совокупность нарушений в макроорганизме, вызванных изменением количественных соотношений, состава и свойств кишечной микрофлоры (нарушения микробиоценоза). В последнее время широко используется
термин «дисбиоз кишечника», созданный из латинских слов «dis» –
затруднение, нарушение, расстройство и «bios» – жизнь.
Дисбиоз – это нарушение функционирования и механизмов
взаимодействия организма человека, его микрофлоры и окружающей
среды.
22
Дисбактериоз наступает в результате воздействия на организм
следующих экзогенных и эндогенных факторов:
• экологические и климатогеографические условия или резкая
смена условий проживания;
• влияние экологически неблагоприятных факторов (химические
загрязнения, радиационные воздействия);
• характер и качество питания, изменение характера питания
(особенно резкое), нерациональное питание и/или нарушения в режиме питания;
• чрезмерные и длительно не купирующиеся стрессы;
• профессионально-бытовые и санитарно-гигиенические условия
проживания;
• инфекционные и соматические заболевания;
• медикаментозная и антибактериальная терапия, нарушение
режима приема лекарственных средств;
• недостаток в продуктах питания пищевых волокон (балласт-
ных веществ);
• нарушения нормального продвижения кишечного содержимо-
го (запоры, диарея);
• витаминная недостаточность, особенно длительная;
• нарушения иммунного статуса различного генеза.
Клинические проявления дисбактериоза кишечника отличаются
выраженным полиморфизмом (разнообразием), который зависит от
основного заболевания, индивидуальной чувствительности, возрастных факторов, характера применяемых химиопрепаратов, а также от
вида микроорганизмов, участвующих в нарушении микрофлоры.
В настоящее время, существует несколько клиниколабораторных классификаций дисбактериоза кишечника. Рассмотрим
одну из них. По данной классификации различают дисбактериозы четырех степеней:
Дисбактериоз I степени характеризуется незначительными из-
менениями в аэробной части микробиоценоза (увеличение или уменьшение содержания кишечной палочки). Количество бифидобактерий и
лактобактерий не меняется или меняется незначительно. Кишечные
дисфункции, как правило, не регистрируются.
При дисбактериозе II степени на фоне незначительного снижения количественного содержания бифидобактерий выявляются количественные и качественные изменения бактерий группы кишечной
23
палочки или других условно-патогенных микроорганизмов. Кишечные
дисфункции могут, как присутствовать, так и отсутствовать.
При дисбактериозе III степени значительно снижен уровень
бифидобактерий в сочетании со снижением лактофлоры и резким изменением уровня кишечной палочки. Вслед за снижением количества
бифидобактерий нарушается соотношение в составе кишечной микрофлоры, создаются условия для появления патогенных, условно патогенных микроорганизмов. Возникают кишечные дисфункции различного характера.
Дисбактериоз IV степени характеризуется почти полным отсутствием бифидобактерий, значительным уменьшением лактофлоры и
изменением количества кишечной палочки. Это приводит к серьезным
и длительным дисфункциям желудочно-кишечного тракта, деструктивным изменениям кишечной стенки бактериями и сепсису, так как
снижается общая и местная сопротивляемость организма.
Длительный дисбактериоз может привести к развитию ряда заболеваний таких как экзема, бронхиальная астма, рак толстой кишки,
сахарный диабет, интоксикация, авитаминоз, аллергия, иммунодефицит, плохое усвоение минеральных веществ и, как следствие, остеохондроз и рахит, болезни внутренних органов и пр.
Профилактика и лечение дисбактериозов это поддержание и
восстановление нормальной кишечной микрофлоры человека. Для
профилактики и лечения дисбактериозов используют:
Пробиотики – биопрепараты, содержащие представителей нормальной микрофлоры кишечника и/или другие полезные микроорганизмы.
Преимущества данных препаратов: они давно применяются,
дают хорошие результаты.
Недостатки: не всегда дают стабильное улучшение кишечной
микрофлоры, требуют длительного лечения, возможна реакция отторжения чужеродной микрофлоры.
Пребиотики – вещества, способствующие пролиферации и адсорбции бифидо- и лактобактерий в кишечнике.
Преимущества: в этом случае развивается индивидуальная по-
лезная микрофлора, нет реакции отторжения чужеродной микрофлоры
(как при применении пробиотиков).
Недостатки: слабый эффект или отсутствие эффекта при дис-
бактериозах 3 и 4 степени.
24
Синбиотики – комплекс про- и пребиотиков.
Преимущества: метод высокоэффективен, большинство современных препаратов – синбиотики.
Недостатки: требует более тщательного подбора компонентов,
препараты более дороги.
Пробиотики и их применение
Идея использования полезных для человека живых микроорганизмов для восстановления нормального функционирования пищеварительного тракта принадлежит И. И. Мечникову (Мечников Илья
Ильич, русский биолог и патолог, один из основоположников эволюционной эмбриологии, создатель сравнительной патологии воспаления
и фагоцитарной теории иммунитета). Он полагал, что с возрастом в
нижних отделах кишечника накапливаются большие количества гнилостных бактерий, продукты жизнедеятельности которых, оказывают
на организм токсический эффект. Для снижения количества подобных
микроорганизмов И. И. Мечников еще в 1907 году предложил ежедневно употреблять большие количества живых молочнокислых бактерий. Практической реализацией этой идеи явилась рекомендация
И. И. Мечникова употреблять кисломолочные продукты.
Во второй половине XX века в повседневный пищевой рацион
жителей многих стран мира помимо препаратов на основе молочнокислых микроорганизмов и разнообразных кисломолочных продуктов
стали активно входить разнообразные биологически активные добавки
к пище, преимущественно натуральной природы, применяемые для
восполнения в рационе недостающих компонентов, поддержки функциональной активности органов и тканей, а также для профилактики и
лечения тех или иных заболеваний. Для обозначения новых категорий
лекарственных препаратов, биологически активных добавок и продуктов питания в научную и популярную литературу последней четверти
XX века были внедрены разнообразные термины и обозначения (пробиотики, зубиотики, пребиотики, синбиотики, конбиотики, нутрицевтики, парафармацевтики, пробиотические продукты, лечебное питание, здоровое питание, функциональное питание и т. д.). Наиболее широко в настоящее время для обозначения этих групп пищевых добавок и
продуктов питания используют термины «пробиотики» и «функциональное питание».
25
Пробиотик – физиологически функциональный пищевой ингре-
диент в виде полезных для человека (непатогенных и нетоксикогенных) живых микроорганизмов, обеспечивающий при систематическом
употреблении человеком в пищу непосредственно
или биологически активных добавок, к пище, либо в составе пищевых
продуктов, благоприятное воздействие на организм человека в результате нормализации состава и/или повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника.
В России, наряду с термином «пробиотики», до настоящего времени достаточно часто используют в качестве его синонима термин
«эубиотики». Чаще всего последним обозначают фармакопейные бактериальные препараты из живых лиофильно высушенных микроорганизмов, предназначенные для коррекции микрофлоры хозяина (например, «Бифидумбактерин» сухой, «Бификол», «Ацилакт» и др.). Однако эубиотики можно рассматривать как частную разновидность
пробиотиков.
Пробиотический пищевой продукт – функциональный пище-
вой продукт, содержащий в качестве физиологически функционального пищевого ингредиента специально выделенные штаммы полезных
для человека (непатогенных и нетоксикогенных) живых микроорганизмов, которые благоприятно воздействуют на организм человека
через нормализацию микрофлоры пищеварительного тракта.
Классификации пробиотиков
В настоящее время наиболее изученным и достаточно широко
реализованным направлением поддержания микробной экологии человека и животных на оптимальном уровне является использование
для этих целей микробных препаратов на основе живых микроорганизмов преимущественно представителей нормальной микрофлоры
пищеварительного тракта человека, и в меньшей степени, выделенных
из объектов окружающей среды и продуктов питания – пробиотики. За
последние 40-50 лет в разных странах (Германии, Франции, Японии,
России и др.) разработано большое количество содержащих живые
микроорганизмы фармакопейных коммерческих препаратов и биологически активных добавок к пище, предназначенных для лечения и
профилактики различных заболеваний и состояний, в том числе и обусловленных нарушением нормальной микрофлоры. В России широкое
применение нашли отечественные пробиотики, содержащие живые
в виде препаратов
26
бифидобактерии, лактобациллы и другие молочнокислые бактерии,
которые выпускаются в различных лекарственных формах (в виде
лиофилизированной массы бактерий во флаконах, в порошках, таблетках, медицинских свечах), в виде биологически активных добавок к
пище (таблетки, капсулы) или в форме кисломолочных продуктов (биойогурты, биокефиры, биоряженка и т.п.).
Наиболее часто для изготовления пробиотиков на основе живых
микроорганизмов используют следующие виды микроорганизмов: бифидобактерии (B. adolescentis,
B. longum), молочнокислые палочки (L. acidophilus, L. casei,
L.bulgaricus) и кокки (S. lactis, S. thermophilus, S. cremoris), кишечную
и сенную палочки, пропионобактерии и некоторые другие. Они могут
содержать как представителей только одного вида бактерий (моно-
пробиотики), так и ассоциацию штаммов нескольких видов микроорганизмов (от двух до 30) (ассоциированные пробиотики). Пробиотики могут назначаться различным видам живых организмов (человеку,
животным, птицам, рыбам и другим) вне зависимости от видовой принадлежности хозяина, от которого первоначально были выделены
штаммы пробиотических бактерий (гетеропробиотики). Более часто
пробиотики используются для представителей того же вида животных
или человека, из биоматериала которых были выделены соответствующие штаммы (гомопробиотики). Для изготовления пробиотиков
наиболее целесообразно использовать штаммы, происхождение которых совпадает с видовой принадлежностью реципиента. В последние
годы в практику начинают внедряться аутопробиотики, действующим началом которых являются штаммы нормальной микрофлоры,
изолированные от конкретного индивидуума и предназначенные для
коррекции его же микрофлоры. Пробиотики на основе живых микроорганизмов могут применяться не только орально, но и ректально, и
вагинально. В настоящее время достаточно хорошо отработаны дозировки и схемы применения пробиотических препаратов при различных заболеваниях, как с профилактической, так и с лечебной целью.
Существует ряд классификаций пробиотиков, в основу каждой
из которых положены свои признаки:
По составу препарата пробиотики подразделяются на следующие группы:
1. Монокомпонентные пробиотики – содержат только один вид
микроорганизмов (пробиотики 1-го поколения), например:
«Бифидумбактерин» – Bifidobacterium bifidum;
B. animali s , B. bifidum, B. boum, B. breve,
27
«Лактобактерин» – Lactobacillus plantarum 8RA-3;
«Колибактерин» – Escherichia coli M-17.
2. Поликомпонентные пробиотики – включают несколько видов
микроорганизмов (пробиотики 2-го поколения), например:
«Бификол» – B. bifidum и E. coli M-17;
«Бифиформ» – В. longum и Enterococcus faecium;
«Линекс» – B. infantis, L. acidophilus и E. faecium.
3. Пробиотики, содержащие микроорганизмы, не являющиеся
симбионтами макроорганизма – так называемые пробиотики-
самоэлиминирующиеся антагонисты (пробиотики 3-го поколения),
например:
«Бактисубтил» – Bacillus cereus IP 5832;
«Биоспорин» – B. subtilis и B.licheniformis;
«Энтерол» – Saccharomyces boulardii.
4. Комбинированные пробиотики (синбиотики) – содержат про-
биотики и пребиотики (пробиотики 4-го поколения), например:
«Аципол» – L. acidophilus и полисахарид кефирных грибков;
«Бифилиз» – B. bifidum и лизоцим;
«Нормобакт» – L. acidophilus LA-5, Bifidobacterium BB12 и
фруктоолигосахариды.
5. Генетически модифицированные пробиотики – содержат бак-
терии, в которые введены полезные чужеродные гены, придающие им
новые свойства. Это пробиотики 5-го поколения, например:
«Субалин» – Bacillus subtilis УКМ В-5020, содержащий рекомбинантную плазмиду с геном интерферона α-2-человека.
По состоянию микроорганизмов в препарате пробиотики
можно разделить на следующие группы:
1. Сухие пробиотики, содержащие лиофильно высушенные мик-
роорганизмы. В настоящее время большинство препаратов выпускается именно в таком виде. Например, «Бифидумбактерин сухой», «Бификол», «Колибактерин» и т.д.
2. Жидкие пробиотики, представляющие собой бактерии сус-
пендированные в ферментационной среде, в которой они культивировались. Например, «Бифидум БАГ», «Биофлор» и др.
3. Сорбированные пробиотики, содержащие микроорганизмы,
иммобилизованные на каком-либо носителе. Например, «Бифидумбактерин форте» (содержит В.bifidum 1, адсорбированные на активированном угле), «Флорин форте» (содержит B. bifidum 1 и L. plantarum
8RA-3, адсорбированные на угле), «Экофлор» (содержит консорциум
28
живых антагонистически активных штаммов лакто- и бифидобактерий, иммобилизованных на углеродминеральном энтеросорбенте
СУМС-1).
Требования, предъявляемые к микроорганизмам,
используемым для производства пробиотиков
Микроорганизмы уже достаточно давно применяют в лечебных
и профилактических целях, и существует ряд требований к тем видам
микроорганизмов, которые используют в составе пробиотиков. При
создании пробиотиков для лечебного и лечебно-профилактического
применения следует использовать единые приемы селекции производственных штаммов по критерию антагонистической активности в условиях культивирования, близких к естественным. При отборе производственных штаммов преимущество следует отдавать умеренным
кислотообразователям. Важным показателем является выработка
штаммами биологически активных веществ и веществ, обладающих
антибиотической активностью. Конструирование поликомпонентных
пробиотиков следует проводить с учетом природного синергизма или
антагонизма видов, входящих в его состав.
К штаммам, которые используются для получения пробиотиков,
предъявляются следующие требования:
Полезное действие микроорганизмов на организм человека или
животного должно быть подтверждено лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями.
• Полученные штаммы должны быть идентифицированы по
фено- и генотипическим признакам и иметь генетический паспорт.
• Микроорганизмы не должны обладать патогенностью и ток-
сигенностью, и не вызывать побочных эффектов даже при длительном
использовании в рекомендуемых дозах.
• Используемые микроорганизмы должны быть иммунологиче-
ски безопасными.
• Используемые для создания пробиотика штаммы микроорга-
низмов не должны угнетать собственные полезные бактерии человека.
• Используемые микроорганизмы должны сохраняться в пище-
варительном тракте до достижения ими максимального положительного
действия и обладать способностью к выживанию и размножению в условиях кишечника и способностью к адгезии к кишечному эпителию.
29
• Микроорганизмы в составе пробиотика должны обладать ши-
роким спектром антагонистической активности в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
• Микроорганизмы, используемые для создания пробиотиков,
должны обладать стабильными характеристиками, как в клиническом,
так и в технологическом плане.
• При введении даже в больших количествах микроорганизмы
должны обладать минимальной способностью к транслокации из пищеварительного тракта во внутреннюю среду макроорганизма хозяина.
• Все используемые микроорганизмы должны иметь четкую
физиолого-биохимическую и генетическую маркировку для контроля
состава и качества препаратов, исключения его фальсификации и для
контроля производства пробиотика на всех стадиях технологического
процесса.
• Используемые микроорганизмы должны быть способны к
эффективному росту в искусственно созданных условиях, то есть при
культивировании в ферментерах.
• Микроорганизмы должны сохранять жизнеспособность и
способность к размножению при процедурах, связанных с различными
методами приготовления конечной лекарственной формы (лиофилизации, замораживании, высушивании и т.п.).
• Также они сохранять жизнеспособность и быстро восстанав-
ливать метаболическую активность после хранения.
• Желательно чтобы, микроорганизмы были выделены из орга-
низма тех видов животных и/или человека, для которых они и будут
предназначены.
В настоящее время пробиотики на основе живых микроорганизмов (в монокультуре или в комбинации) являются наиболее разработанными и широко используемыми средствами коррекции микробной
экологии человека. Первоначально пробиотики разрабатывались преимущественно для профилактики и лечения традиционных заболеваний кишечника. Однако в последнее время спектр показаний к применению пробиотиков в клинической практике существенно расширился
(например, спектр показаний к применению бифидумбактерина в последние годы пополнился такими заболеваниями, как аллергические
заболевания, стрессовые состояния, гастриты, и др.). Разрабатываются
30
новые пробиотики со специфическими лечебно-профилактическими
характеристиками (например, на основе лактобацилл с выраженным
гипохолестеринемическим эффектом, со способностью снижать уровень мочевой и щавелевой кислот и т. п.). Наиболее перспективными
являются пробиотики на основе живых микроорганизмов с установленными специфическими физиолого-биохимическими эффектами, а
также генно-инженерные штаммы с заданными медикобиологическими и технологическими характеристиками.
Механизмы положительного эффекта пробиотиков
на организм хозяина
Положительный эффект пробиотиков на организм хозяина может проявляться как на местном уровне через нормализацию состава
или повышения биологической активности нормальной микрофлоры
кишечника, так и на весь организм в целом.
Рассмотрим основные механизмы положительного эффекта пробиотиков на организм хозяина:
• Полезные микроорганизмы обеспечивают, так называемую,
колонизационную резистентность макроорганизма, т.е. организма человека или животного. Заселив желудочно-кишечный тракт (ЖКТ),
они препятствуют размножению посторонних, в том патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, которые попадают в организм
человека с пищей или водой. Ингибирование роста потенциально
вредных микроорганизмов происходит в результате продукции антимикробных субстанций полезной микрофлорой, конкуренции за поры
адгезии и питательнее вещества с посторонними микроорганизмами.
Кроме того, нормальная микрофлора увеличивает неспецифическую
резистентность организма-хозяина к инфекционным заболеваниям,
препятствуя развитию патогенных микроорганизмов и, возможно, вирусов.
• Микроорганизмы-симбионты играют важную роль в форми-
ровании неспецифического иммунитета. Они вырабатывают антигенные стимуляторы и иммуномодуляторы, участвуют в формировании
общей иммунобиологической реактивности организма человека, а
также активируют локальный иммунитет.
• Микроорганизмы-симбионты вырабатывают ряд питательных
компонентов, которые используются макроорганизмом. Представите-