Пробиотики
|
Скачать 394.92 Kb.
|
|
ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ ЖИВЫХ КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ (ПРОБИОТИКИ) 1. Роль микрофлоры в организме человека 1.1. Что такое «пробиотики»? В 2001 г Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) предложила следующее определение: «Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при применении в адекватных количествах вызывают улучшение здоровья организма – хозяина». Однако широкое применение живых микроорганизмов и продуктов их метаболизма в медицине и диетологии обусловило расширение этого понятия. Сегодня пробиотиками называют лекарственные препараты, БАДы и пищевые продукты, содержащие живые микроорганизмы и вещества микробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения положительное влияние на физиологические, биохимические и иммунные реакции организма хозяина посредством стабилизации и оптимизации функции его нормальной микрофлоры и обменных процессов. Наряду с термином «пробиотики» соответствующие препараты и БАДы иногда называют «эубиотиками» или «нормофлорами». 1.2 как появились пробиотики? Следует отметить, что идею использовать живые микроорганизмы для поддержания здоровья человека выдвинул выдающийся русский учёный Илья Ильич Мечников (лауреат Нобелевской премии и профессор Пастеровского института в Париже). Сто лет тому назад он предложил использовать антагонистические свойства молочнокислых бактерий в борьбе с гнилостными бактериями кишечника. И.И.Мечников полагал, что всасывание токсичных продуктов метаболизма гнилостных бактерий оказывает отравляющее действие и вызывает преждевременное старение организма человека. Для борьбы с преждевременной старостью он рекомендовал систематически употреблять в пищу простоквашу, приготовленную на штаммах болгарской палочки (Lactobacillus bulgaricus). Это должно изменять соотношение между различными микроорганизмами кишечника в пользу молочнокислых бактерий. Однако в дальнейшем было показано, что штаммы болгарской палочки, выделенные из простокваши, не обладают способностью размножаться в кишечном тракте человека. Вместе с тем, то направление использования «благодетельных микробов» в борьбе с «вредными», на которое указал наш великий соотечественник, явилось очень прогрессивным в биологической науке и оказало огромное влияние на развитие учения об антагонизме микроорганизмов и антибиотиках, а также послужило основой для создания современных пробиотиков. 1.3. Симбиоз. Как известно, в процессе эволюции создалось множество партнерских отношений между микроорганизмами, с одной стороны, и растениями, животными, человеком - с другой. Совместное проживание организмов разных видов (в одной и той же экологической нише) называется симбиозом. Симбиоз многоклеточных организмов с микроорганизмами возник с момента их появления на Земле в водах мирового океана. Если говорить об относительной пользе, извлекаемой партнерами из симбиоза, то здесь можно выделить несколько вариантов: 1) сожительство благоприятно для обоих партнеров (взаимовыгодный симбиоз - мутуализм); 2) один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздействие другого (в этом случае говорят о паразитизме); 3) из симбиоза извлекает выгоду только один партнер, не нанося вреда другому (комменсализм); 4) партнеры могут не оказывать друг на друга никакого влияния (нейтрализм). Кожные покровы и слизистые человека заселены огромным количеством различных микроорганизмов-симбионтов, которые осуществляют все четыре типа взаимодействия с макроорганизмом. Согласно подсчетам некоторых исследователей, число микробных клеток примерно на два порядка превышает численность собственных клеток макроорганизма. Таким образом, человек, Homo sapiens, представляет собой «суперорганизм», в котором сосуществует большое количество различных организмов. Микрофлора (или микробиота, т.е. совокупность разных типов микроорганизмов) индивида зависит от его генотипа и, соответственно, особенностей метаболизма, а также возраста, характера питания, образа жизни, одежды, общения с животными и другими людьми. Большинство бактерий передаются от человека к человеку через рукопожатия и более близкие контакты: через поцелуи и половым путем. Интересно отметить, что запахи, исходящие от здорового человека, являются, в основном, результатом жизнедеятельности многочисленной микрофлоры, которая обитает на коже и на слизистых оболочках. Разлагая продукты выделения потовых, сальных и других желез, бактерии кожи и слизистых продуцируют целую гамму веществ, которые и формируют запах тела. Итак, чем мы будем пахнуть, зависит от продуктов выделения и состава микробов. Микрофлора кожи и слизистых – это лишь часть единой микрофлоры организма. Ее главная часть (~ 1 кг) обитает в толстом кишечнике. Можно смело утверждать, что бактерии кожи и гениталий – это всего лишь региональные отделы от микрофлоры кишечника. Поэтому, чем будет пахнуть тело и изо рта, определяется состоянием кишечника. Совокупность видов микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте человека (и животных), рассматривается как динамическая микробная экологическая система – микробиоценоз. В этой системе различают две группы микрофлоры: полостную, локализующуюся в просвете кишечника, и пристеночную, расположенную непосредственно на слизистой кишечной стенки. Пристеночная микрофлора тесно связана с кишечной стенкой, что позволяет их объединять в единый микробно-тканевой комплекс. Это так называемая биоплёнка, состоящая из микроколоний бактерий и продуцируемых ими метаболитов, слизи (муцина), эпителиальных клеток слизистой оболочки, а также клеток стромы слизистой оболочки (фибробласты, лейкоциты, лимфоциты и др.) Полостная микрофлора является более изменчивой и зависит от поступления пищевых субстратов, в частности, пищевых волокон, которые являются питательным субстратом и играют роль матрицы, на которой фиксируются и образуют колонии кишечные бактерии. Полостная флора доминирует в фекальной микрофлоре, что заставляет с осторожностью оценивать изменения в различных микробных популяциях, выявляемые при бактериологическом исследовании. Как уже было отмечено, в зависимости от возраста и характера питания содержание различных видов микроорганизмов варьирует, в том числе и в желудочно-кишечном тракте. Основными обитателями кишечника младенца, находящегося на грудном вскармливании являются бифидобактерии (Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis и др.). В 1 г. фекалий грудных детей содержится до 1.000.000.000.000 (1012) клеток этих бактерий. После отнятия ребенка от груди содержание бифидобактерий остается высоким, но увеличивается количество и других молочнокислых бактерий - лактобацилл и энтерококков. У взрослого человека бифидобактерии составляют от 50 до 90% всего микробного содержимого. После них самыми многочисленными обитателями кишечника являются грамотрицательные анаэробные бактерии рода Bacteroides. Затем идут энтеробактерии (среди которых преобладает кишечная палочка - Escherichia coli), лактобациллы, энтерококки и пептострептококки, бактерии группы Veilonella, и рода Clostridium, а также эубактерии, стафилококки, пептококки, дифтероиды и актиномицеты. Встречаются в небольшом количестве многие другие бактерии, а также дрожжи из группы Candida и плесневые грибки. Применение современных молекулярно-биологических методов позволило идентифицировать здесь до 1000 видов микроорганизмов, причём, только 25% из них на сегодня в той или иной степени изучено. Все эти микроорганизмы образуют нормальную или так называемую резидентную микрофлору желудочно-кишечного тракта. Представители резидентной микрофлоры находят пищу и другие подходящие для развития условия в живом организме человека. С другой стороны, организм человека также получает от их присутствия определенную пользу: - Микроорганизмы-симбионты обеспечивают так называемую колонизационную резистентность макроорганизма. Заселив желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), они препятствуют размножению здесь посторонних, в том числе способных продуцировать вредные и даже высокотоксичные соединения микроорганизмов, которые в изобилии обитают во внешней среде и попадают в организм человека при питании. Кроме того, резидентная микрофлора увеличивает неспецифическую резистентность организма-хозяина к инфекционным заболеваниям, препятствуя развитию патогенных микроорганизмов. Возможно также, что микрофлора принимает ключевое участие в обеспечении противовирусной защиты. Благодаря феномену молекулярной мимикрии и наличию рецепторов, приобретенных от эпителия хозяина, микрофлора приобретает способность перехвата и выведения вирусов. - Микроорганизмы симбионты играют важную роль в формировании неспецифического иммунитета. Они являются антигенными стимуляторами и иммуномодуляторами, участвуют в формировании общей иммунобиологической реактивности организма человека, а также активируют локальный иммунитет (продукцию секреторного иммуноглобулина IgA). - Микроорганизмы-симбионты участвуют в питании макроорганизма. Нормальные обитатели кишечника синтезируют витамины (К, группы В), аминокислоты и другие биологически активные соединения, которые играют положительную роль в питании организма-хозяина. Кроме того, они способствуют усвоению некоторых микроэлементов. В последние годы установлена важная роль в трофике и нормальном функционировании кишечного эпителия продуцируемых симбионтами кротко-цепочечных жирных кислот (КЖК) - уксусной, пропионовой и масляной. - Микроорганизмы симбионты участвуют в процессе пищеварения. Они продуцируют гидролитические ферменты (протеиназы, пептидазы, амилазы и липазы) способствующие дополнительному перевариванию соответствующих компонентов пищи. Кроме того, они расщепляют олиго- и полисахариды, которые не перевариваются пищеварительными ферментами ЖКТ. Заметную роль играют бактерии-симбионты и в усвоении молочного сахара (лактозы), особенно в случаях индивидуальной неспособности усваивать этот углевод, которая наблюдается у значительной части населения. - Микроорганизмы симбионты участвуют в обезвреживании экзогенных и эндогенных вредных субстратов (осуществляют биосорбцию и биотрансформацию токсических веществ). Кроме того, микроорганизмы-симбионты участвуют в электролитном обмене, регулируют метаболизм желчных кислот и холестерина, стимулируют перистальтику кишечника и эвакуацию кишечного содержимого. По своей роли в поддержании гомеостаза макроорганизма кишечная микрофлора не уступает любому другому жизненно важному органу. Все это позволяет некоторым исследователям рассматривать ее как самостоятельный орган. В последние десятилетия получила развитие гнотобиология - раздел экспериментальной биологии, занимающийся получением и выращиванием стерильных животных (гнотобионтов), а также животных, микрофлора которых представлена одним или несколькими видами микроорганизмов. В экспериментах с гнотобионтами получили подтверждение описанные выше функции нормальной микрофлоры организма, в частности её барьерная роль. При этом установлено, что именно лактобациллы служат барьером для сальмонелл, патогенной кишечной палочки и многих других патогенных энтеробактерий. Особое значение для медицины и ветеринарии представляют полученные на гнотобионтах данные по иммунобиологии. На разных видах безмикробных животных продемонстрирована биологическая закономерность, состоящая в том, что для запуска иммунной системы организма необходима антигенная стимуляция. В качестве индукторов иммунных механизмов выступают микроорганизмы из состава нормальной микрофлоры. Результаты исследований, выполненные на конвенциональных (т.е. содержащихся в нестерильных условиях) и стерильных животных, показали, что имеется взаимосвязь между составом микрофлоры кишечника и продолжительностью жизни. У линий мышей с коротким сроком жизни микробный фон в кишечнике ближе к дисбактериозу (см. ниже). 1.4. Микроорганизмы –симбионты ЖКТ С точки зрения их влияния на здоровье человека, микроорганизмы-симбионты ЖКТ можно разделить на две большие группы: 1. Мутуалистические бактерии, которые практически никогда не оказывают вредного воздействия на организм человека. 2. Условно-патогенные (оппортунистические) и гнилостные микроорганизмы, которые при определенных условиях способны вызывать различные заболевания или интоксикацию макроорганизма продуктами своего метаболизма . Мутуалистические бактерии, в основном, представлены бифидобактериями и молочнокислыми бактериями. Бифидобактериями – это грамположительные, не образующие спор изогнутые палочки вариабильной формы (с бифуркациями в виде Y и V). Строгие анаэробы (редкие штаммы проявляют толерантность к кислороду), сбраживают углеводы, в основном, с образованием молочной и уксусной кислот в молярном соотношении примерно 2:3 и без CO2. Способны метаболизировать множество олигосахаридов и полисахаридов растительного происхождения, которые не перевариваются пищеварительными ферментами ЖКТ человека. Видоспецифический метаболизм этих углеводов у бифидобактерий обеспечивается ферментами, которые часто кодирует несколько копий (до 6) соответствующих генов. Бифидобактерии – всегда симбионты человека и животных. Как уже отмечалось, они составляют 95% общей популяции бактерий кишечника здорового грудного ребёнка и 3-30% популяции бактерий кишечника здорового взрослого человека. Являются постоянным компонентом микрофлоры влагалища здоровой женщины. Следует отметить, что эти бактерии обладают природной устойчивостью к аминогликозидным антибиотикам (стрептомицину, спектиномицину, гентамицину, канамицину и неомицину), а также к налидиксовой кислоте, полимиксину В и метронидазолу. Следовательно, при использовании перечисленных антибактериальных препаратов размножение бифидобактерий в организме человека подавляться не будет. Mолочнокислые бактерии (МКБ) – это грамположительные, не образующие спор кокковидные или палочковидные бактерии. Анаэробные, но обычно аэротолерантные, т.е. не нуждаются в кислороде, но могут размножаться в его присутствии; не содержат фермента каталазы (расщепляющего перекись); продуцируют молочную кислоту как конечный продукт ферментации углеводов. В природе они встречаются на поверхности растений (например, на листьях, фруктах, овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных, птиц, рыб (например, в кишечнике, влагалище, на коже, во рту и носу человека). МКБ широко применяются для получения различных продуктов в молочной и пищевой промышленности. Это самые полезные бактерии, издавна используемые человеком. Важнейшие семейства МКБ: Lactobacillaceae; Streptococcaceae; Pediococcus; Enterococcaceae; Leuconostocaceae. В ЖКТ человека преобладают представители рода Lactobacillus, которых часто называют лактобактериями. Затем идут представители рода Enterococcus (кишечные кокки). Реже обнаруживаются и другие МКБ, в том числе лактококки, о которых, ещё недавно писали, что они встречаются только на поверхности растений. Бифидобактерии и МКБ, обитающие в ЖКТ, где имеются готовые питательные вещества, в процессе эволюции утратили способность к синтезу целого ряда метаболитов – аминокислот, витаминов, пуриновых и пиримидиновых производных. Поэтому при выращивании их в лабораторных условиях в питательные среды необходимо добавлять соответствующие соединения. Условно-патогенные (оппортунистические) и гнилостные микроорганизмы, в основном, представлены энтеробактериями, клостридиями, бактероидами, эубактериями, пептококками, пептострептококками, стрептококками, стафилококками, дрожжами рода Candida и другими микроорганизмами. Условно-патогенными называют микроорганизмы, которые при избыточном их размножении или при снижении иммунитета макроорганизма способны вызывать широкий круг заболеваний, в частности, воспалительные процессы непосредственно в ЖКТ – гастрит, эетерит, колит или энтероколит, а в результате перемещения их в другие органы и ткани - заболевания моче-половой системы, пневмонию, менингит и даже септицемию. Гнилостные микроорганизмы вызывают гниение, т.е. анаэробное разложение органических соединений, главным образом, белка с разрушением его компонентов – аминокислот. Таким образом, гниение вызывают бактерии, у которых имеются ферменты, осуществляющие деградацию аминокислот. Это, в основном, представители родов Clostridium, Proteus, Bacteroides, Escherichia и Streptococcus. При разрушении аминокислот образуется аммиак, углекислый газ, сероводород, меркаптаны, метан, амины, индол, фенол, скатол и крезол. Эти продукты метаболизма гнилостных бактерий оказывают токсическое воздействие на организм человека. Так, амины, фенолы, крезолы, индол, скатол, а также вторичные желчные кислоты — подавляют кроветворение, деятельность сердечно-сосудистой системы и являются канцерогенами. Аммиак является гепато- и нейротоксичным ядом. Как уже отмечалось, бифидобактерии и МКБ занимающие доминирующее положение в резидентной микрофлоре желудочно-кишечного, имеют особое значение в нормальной жизнедеятельности макроорганизма. Они регулируют численность условно-патогенных и гнилостных микроорганизмов, поддерживая её на оптимальном для макроорганизма уровне. Этот эффект достигается благодаря тому, что бифидобактерии и МКБ:
(осуществляют конкурентное вытеснение) Органические кислоты создают неблагоприятную среду для развития условно-патогенных и гнилостных бактерий, поскольку снижают pH кишечного содержимого и токсичны для этих микроорганизмов. Перекись водорода расщепляется на воду и атомарный кислород, который убивает эти бактерии. Бактериоцины – это, по существу, разновидность антибиотиков, которые не всасываются, действуют местно и подавляют родственные бактерии или более широкий круг микроорганизмов. Следует отметить, что именно МКБ принадлежит важная роль в стимуляции и модуляция иммунной системы. Они повышают фагоцитарную активность лейкоцитов, усиливают продукцию цитокинов (интерлейкинов, интерферонов и др.), и секреторного иммуноглобулина. Из других функций бифидобактерии и молочнокислых бактерий, благоприятных для организма человека, можно отметить расщепление ими лактозы. Кроме того, некоторые штаммы лактобацилл могут метаболизировать холестерин и тем самым снижать его содержание в сыворотке крови. Как известно, избыток холестерина способствует развитию атеросклероза. В ряде исследований показано, что МКБ обнаруживают противоопухолевую активность. Она связана с тем, что эти микроорганизмы обезвреживают канцерогены. Например, лактобациллы потребляют нитриты, которые содержатся в некоторых пищевых продуктах, и превращаются в желудочно-кишечном тракте в канцерогенные нитрозамины. Кроме того, угнетая развитие клостридий, пептострептококков и стафилококков, бифидобактерии и МКБ снижают продукцию этими организмами ферментов (азоредуктазы, нитроредуктазы, -глюкуронидазы), которые превращают проканцерогены в канцерогены. Наконец, молочнокислые бактерии и компоненты их клеточных стенок прямо подавляют опухолевые клетки. В норме микроэкологическая система толстого кишечника сбалансирована с макроорганизмом и обеспечивает его здоровый статус. В этом случае говорят об эубиозе или эубактериозе. При нарушениях микроэкологической системы, которые сопровождаются снижением численности мутуалистических микроорганизмов и возрастанием численности условно-патогенных и гнилостных микроорганизмов, говорят о дисбиозе или дисбактериозе. Таким образом, дисбиоз (дисбактериоз) - изменение численного и видового состава микрофлоры кишечника. Следствием дисбактериоза могут быть воспалительные процессы в ЖКТ (гастрит, энтерит, энтероколит), желчном пузыре и печени, мочеполовых органах; хроническая интоксикация продуктами гниения, снижение иммунитета, аллергические реакции, опухолевые заболевания. Более того, появились новые факты, свидетельствующие о связи кишечного микробиоценоза с заболеваниями сердечно–сосудистой системы, ожирением, сахарным диабетом, аутоиммунными болезнями, патологическим состоянием кожи и др. 1.5. Дисбактериоз. О развитии дисбактериоза свидетельствуют следующие клинические проявления: 1. Симптомы со стороны ЖКТ: снижение или отсутствие аппетита, тошнота, рвота, металлический привкус во рту, боль в животе (тупая или схваткообразная) самостоятельная и при пальпации, отрыжка, аэрофагия, метеоризм, урчание, вздутие живота, чувство неполного опорожнения кишечника, императивные позывы на дефекацию, запор, понос, чередование запора и поноса, каловые массы в виде пробкообразного стула (кашицеобразный или жидкий кал с твердой первой порцией его, иногда с примесью слизи, овечий кал (при запоре) с примесью слизи, гнилостный или кислый запах каловых масс. 2. Гиповитаминоз. Проявлением его могут быть заеды, сухость кожи и слизистых. 3. Аллергический синдром: зуд кожи и слизистых, а также высыпания на коже. 4. Общие симптомы: утомляемость, слабость, головные боли, нарушение сна. Следует подчеркнуть, что не существует такого заболевания как «дисбактериоз». Это нарушение микроэкологической системы является фоном, на котором развиваются самые разные патологические процессы, лечение которых должно быть патогенетическим и обязательно включать устранение исходной причины патологического состояния организма. Сегодня все факторы, ведущие к развитию дисбактериоза, до конца не известны. Но очевидно, что многие из них связаны с развитием цивилизации, успехами сельского хозяйства и даже успехами самой медицины. Например, внедрение в клиническую практику антибиотиков резко ограничило распространение многих эпидемических заболеваний, улучшило демографические показатели. Но одновременно это привело к возникновению ряда нежелательных экологических последствий, главные из которых - диссеминация антибиотикоустойчивых штаммов бактерий и изменения со стороны симбионтной микрофлоры человека. Некоторые исследователи даже считают, что фактически произошла радикальная смена микроокружения в человеческой популяции. Созданный в процессе естественного отбора устойчивый бактериальный микробиоценоз исчез, микроэкологическое равновесие, достигнутое в ходе эволюции, нарушилось в пользу вирусного и грибкового микроокружения, на которое антибиотики действия не оказывают. Несомненно, что вещества с антибактериальной активностью, поступающие в ЖКТ, играют важную роль среди причин развития дисбактериоза. Сюда относятся не только антибиотики, но и консерванты, которые вносят в готовые продукты, чтобы предупредить их порчу и обеспечить товарный вид, а также гербициды и пестициды, которые применяют в растениеводстве, чтобы бороться с сорняками и насекомыми-вредителями. Все эти средства могут подавлять мутуалистическую микрофлору, которая в итоге замещается условно-патогенными и гнилостными микроорганизмами. Другой причиной дисбактериоза может быть несбалансированное питание, при котором имеется дефицит каких-либо компонентов пищи. Чаще всего это недостаток белка (источник аминокислот), углеводов, витаминов или микроэлементов, но также недостаток олигосахаридов, клетчатки и других неперевариваемых компонентов, необходимых для микрофлоры кишечника. Следует иметь в виду, что на питание микрофлоры расходуется заметное количество питательных веществ, поступающих в кишечник (по некоторым подсчётам, до 20%). При дефиците пищи страдает не только макроорганизм, но и микрофлора, причём, это больше сказывается на бифидобактериях и МКБ, которые, как уже отмечалось, нуждаются для роста в значительном количестве готовых органических соединений. Условно-патогенные и гнилостные микроорганизмы, будучи менее прихотливыми, в этих условиях начинают преобладать. Развитию дисбактериоза может способствовать изменения гормонального статуса, которые происходят в связи с возрастом, беременностью у женщин, а также вследствие стрессов. При этом в неблагоприятную для мутуалистических бактерий сторону изменяются физиологические процессы в кишечнике: моторная функция, уровень и характер секреции, состояние кишечного эпителия и пр. Очевидно, с этим связан тот факт, что с возрастом в кишечнике заметно снижается численность бифидобактерий и растёт количество клостридий. Стрессы в любом возрасте резко и быстро меняют гормональный статус и также приводят к нарушениям этой микроэкологической системы. Как было недавно показано, образующиеся при стрессах катехоламины (допамин, норадренолин, адренолин) индуцируют рост и вирулентность патогенных и условно-патогенных бактерий. Наконец, заболевания органов пищеварения, сопровождающиеся нарушением переваривания и всасывания пищи, также создают условия, неблагоприятные для существования мутуалистических микроорганизмов. К аналогичным последствиям ведёт и поражение ЖКТ при других патологических состояниях, таких как системные заболевания соединительной ткани, хроническая сердечная недостаточность, болезни крови и др. В свою очередь, развивающийся дисбактериоз усугубляет первоначальное заболевание. 2. Биопрепараты для коррекции дисбиозов Поддержание нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта и борьба с дисбактериозами является актуальной задачей современной медицины. Эта задача решается путем применения препаратов пробиотиков, которые создаются, главным образом, на основе мутуалистических бактерий. Пробиотики предназначены для предупреждения и коррекции дисбактериоза. Применение этих препаратов - это, фактически, вид заместительной терапии, восполняющей дефицит необходимых микроорганизмов в кишечнике человека. 2.1. Требования к штаммам. К штаммам, которые используются для получения пробиотиков предъявляются следующие требования: I. Безопасность
II. Биологическая активность
III. Технологичность в производстве и при хранении
IV. Должны быть депонированы в Национальной или Международной коллекции Полученные из коллекции штаммы прежде чем поступить в производство пробиотиков должны быть проверены по своим фено- и генотипическим признакам на на предмет соответствия паспортным данным . 2.2. Этапы получения биопрепаратов. Получения препаратов пробиотиков включает следующие основные этапы: 1. Высев штамма, проверка на стерильность и соответствие паспортным характеристикам. 2. Приготовление посевного материала. 3. Ферментация - культивирование в ферментёре в условиях, оптимальных для роста бактерий данного вида. 4. Отделение клеточной массы от культуральной жидкости. 5. Высушивание (лиофилизация) в присутствии криопротекторов и ксеропротекторов. 6. Получение лекарственной формы препарата: лифильно высушенный препарат в ампулах, флаконах, пакетах, желатиновых капсулах, таблетках или свечах. В России сегодня производят и жидкие пробиотики (в основном, БАДы), которые представляют собой непосредственно полученную ферментацией культуральную жидкость, разлитую во флаконы, в которую могут быть введены и дополнительные компоненты. С одной стороны, это связано с тем, что лиофилизация требует специального оборудования и является дорогостоящей процедурой, что значительно удорожает продукт. С другой – после лиофилизации происходит заметное снижение титра жизнеспособных бактерий; кроме того, лиофильно высушенные микроорганизмы не сразу восстанавливают свою жизнеспособность и особенно чувствительны к барьерным факторам ЖКТ (соляная кислота желудка и желчь поджелудочной железы, а также пищеварительные ферменты этих органов). Вместе с тем, жидкие пробиотики имеют сравнительно небольшой срок годности. Вне зависимости от лекарственной формы пробиотика, компоненты питательных сред, которые используются для культивирования пробиотических бактерий, должны быть абсолютно безвредными для человека. Поскольку бифидобактерии и молочнокислые бактерии являются полиауксотрофами, их культивируют в богатых питательных средах, содержащих аминокислоты, витамины, пиримидины и пурины, которые они сами не синтезируют. Обычно питательные среды содержат:
В процессе лиофилизации в качестве веществ, защищающих клетки от губительного действия замораживания и высушивания (криопротекторов и ксеропротекторов) используют белок-содержащие субстраты (желатин, обезжиренное молоко и др.) и углеводы (лактозу, сахарозу и др.) – также совершенно безвредные вещества. Как отмечалось, под воздействием соляной кислоты желудочного сока происходит гибель лиофилизированных пробиотических штаммов. Для сохранения жизнеспособности бактерий получают капсулы и таблетки, покрытые защитными слоями, обеспечивающими высвобождение микроорганизмов только в кишечном окружении. Недавно российские учёные представили данные о том, что пробиотические микроорганизмы многих сертифицированных препаратов гибнут, преодолевая естественные барьеры ЖКТ, и до толстой кишки доходит лишь очень незначительная доля от их исходной численности. В первую очередь это относится к микроорганизмам, не защищённым специальными покрытиями. Но и капсулы не всегда предупреждают значительное снижение их выживаемости. В связи с этим в настоящее время большое значение придаётся пребиотикам, которые применяются в сочетании с пробиотиками или самостоятельно. 2.2 Пребиотики - это вещества которые стимулируют рост и жизнедеятельность полезной микрофлоры ЖКТ. К пребиотикам в первую очередь относятся углеводы (лактулоза, инулин, фрукто-, галакто-олигосахариды и др.), которые обладают одновременно двумя важными свойствами:
Однако способностью стимулировать рост и жизнедеятельность симбионтной микрофлоры, обладает большое число соединений, которые не в полной мере отвечают этим критериям, в частности, перевариваемости, абсорбируемости, селективности. Поэтому некоторые российские авторы относят к пробиотикам следующие вещества: - ди- и олигосахариды (лактулёза, лактоза, раффиноза, ксилобиоза, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды и др.); - полисахариды (пектины, декстрин, инулин и др.); - полиспирты (ксилит, сорбит, и др.); - пептиды (соевые, молочные и др.); - ферменты (лизоцим, протеазы сахаромицетов, -галактозидазы и др.); - аминокислоты (валин, аргинин, глутаминовая ксилота); - витамины (А, С, Е, парааминобензойная кислота, каротиноиды); - ненасыщенные жирные кислоты (эйкозопентаеновая кислота и др.); - органические кислоты (уксусная, пропионовая, лимонная и др.); - микробные и растительные и экстракты (дрожжевой, экстракты различных водорослей, морковный, картофельный, тыквенный и др.); - другие соединения (лецитин, лактоферрин, лектины, глутатион и др). Эти вещества могут добавляться к пробиотическим штаммам для получения препаратов синбиотиков, а некоторые из них применяться самостоятельно для стимуляции роста мутуалистической микрофлоры. В мире наиболее изученным и популярным пребиотиком является лактулоза (4-0-β-D-галактопиранозил-D-фруктоза). Её считают «бифидогенным фактором № 1». Лактулозу получают из молочного сахара – лактозы методом химической модификации. Она представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха, сладкое на вкус, хорошо растворимое в воде. Препараты лактулозы «Лактусан», «Дюфалак», «Нормазе» и др. применяются и в России. С чем связана эффективность лактулозы как пребиотика: - В организме человека нет ферментов бетагликозидаз, способных расщеплять лактулозу - Лактулоза проходит транзитом в толстый кишечник, где используется его полезной микрофлорой как источник энергии и углерода. - Это способствует увеличению численности бифидобактерий и лактобацилл. - В результате метаболизма ими лактулозы в толстом кишечнике накапливаются молочная, масляная, уксусная и другие жирные кислоты - Вследствие этого подавляется гнилостная и патогенная микрофлора и обеспечивается трофика кишечного эпителия. В России на основе фруктоолиго- и фруктополисахаридов (рафтилина и рафтилозы) растительного происхождения разработан эффективный пребиотик «Стимбифид». 3. Лекарственные препараты - пробиотики Все пробиотики делятся на 4 группы: 1. Биопрепараты пробиотики (эубиотики) - лекарственные средства, используемые в медицине 2. Биологически активные добавки (БАДы) 3. Молочные и другие продукты так называемого функционального питания 4. Ветеринарные препараты Практика отечественного здравоохранения располагает в настоящее время значительным числом отечественных и импортных пробиотиков. Некоторые пробиотики – биопрепараты и БАДы, применяемые в России, представлены в Таблице 1. Таблица 1. Пробиотики – биопрепараты и БАДы, применяемые в России
Следует отметить, что в России не всегда следуют рекомендации Всемирной Гастроэнтерологическая Организация не использовать термин «пробиотик» для продуктов, не имеющих четко описанных характеристик или не прошедших обстоятельного контролируемого исследования на пациентах. Между тем, имеются документированные данные о неспособности некоторых продуктов подтвердить утверждения о количестве и типе микроорганизмов, содержащихся в них, и о количестве этого продукта, необходимом для эффекта. 3.1. Классификации препаратов-пробиотиков Пробиотики – бипрепараты и БАДы классифицируют по следующим признакам: 3.1.1 По составу препарата.
3.1.2 По состоянию микроорганизмов в препарате
3.2. спектр показаний для пробиотиков Имеются очень широкие показания для применения пробиотиков. Их назначают:
3.3. Пути подачи в организм. Способ применения и дозы зависят от лекарственной формы пробиотика и характера заболевания. Обычно используют следующие способы: Перорально: Капсулы, таблетки и жидкие формы пробиотиков, принимают за 30-40 минут до еды, запивая небольшим количеством воды 1-3 раза в день Ректально: Свечи вводят в прямую кишку, на ночь. Жидкие формы, а также лиофилизированные препараты разводят в кипячёной воде и вводят микроклизмой. Вагинально: Свечи вводят во влагалище на ночь. Жидкие формы обычно наносят на поверхность тампона, пропитанного тёплой кипячёной водой и вводят во влагалище на 4-8 часов или применяют в виде микроспинцеваний 1 раз в день, разбавив препарат водой или физраствором. Рекомендуемый курс лечения пробиотиками – от 10 дней до месяца. 4. Совершенствование пробиотических штаммов микроорганизмов методами генетической инженерии. Следует различать два типа штаммов, которые получают, применяя это метод:
К ГМО-штаммам предъявляются особые требования:
Применение методов генетической инженерии позволит создать пробиотические штаммы не только для нормализации симбионтной микрофлоры, но также для её оптимизации и профилактики различных инфекций и онкологических заболеваний. Первые пробиотики на основе ГМО-штаммов уже получены и применяются как в нашей стране, так и за рубежом. Ответьте на тестовые вопросы: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Разработка подходов к оптимизации обеспечения детей фармацевтическими... Диссертационная работа выполнена в гбоу впо казанский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России |