К.т.н. Полянская И.С., к.т.н. Топал
О.И.,
к.т.н. Новокшанова А.Л., соискатель Тераевич А.С.
Вологодская молочнохозяйственная
академия ВГМХА
им. Н.В. Верещагина, Россия
Зависимость пробиотического эффекта
от конкретного вида и штамма пробиотика
Пробиотические штаммы микроорганизмов, входящие
в состав бактериальных препаратов или пищевых продуктов являются частью:
- нормальной (индигеной,
постоянной, резидентной, мукозной)
микрофлоры организма (индигеной, постоянной, резидентной, мукозной, М-микрофлора),
которая ассоциирована со слизистой оболочкой, т.е. обитает в толще слоя муцина, покрывающего эпителий и составляет микробно-тканевый каркас кишечника;
-
аутохтонной (транзиторной, полостной, П-микрофлоры) - временно локализующейся в
просвете кишечника.
Биопленка нормальной микрофлоры имеет толщину от 0,1 до 0,5 мм. Она представляет собой
микробно-тканевый каркас, покрывающий эпителий и состоящий из микробных полисахаридов и муцина, который
продуцируют клетки макроорганизма. В этом каркасе иммобилизованы микроколонии бактерий – представителей нормальной
микрофлоры, которые могут располагаться в несколько слоев, верхние из которых
составляют аутохонную микрофлору.
В состав нормальной микрофлоры входят как
анаэробные, так и аэробные бактерии, соотношение которых в большинстве
биоценозов составляет 10:1—100:1. Транзиторная микрофлора
представлена сапрофитными и условно-патогенными
микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в течение
нескольких часов, дней или недель не вызывая заболеваний. Присутствие
транзиторной микрофлоры определяется не только поступлением микроорганизмов из
окружающей среды, но и состоянием иммунной системы организма хозяина и составом
постоянной нормальной микрофлоры.
Обе
группы бактерий кишечника вырабатывают в процессе своей жизнедеятельности целый
ряд биологически активных веществ, играющих роль тонких регуляторов гомеостаза,
влияя на здоровье макроорганизма.
В
качестве индигенных пробиотических микроорганизмов используют, чаще культуры 3 родов:
лактобациллы Lactobacillus (L. delbreuckii subsp. bulgaricus, , L.plantarum,
L. acidophilus, L.rhamnosus,
L. fermentum L. аmylovorus, L. brevis, L. cellobiosus, L. lactis, L. reuteri) бифидобактерии Bifidobacterium
(B.bifidum, B.longum,
B.breve B. adolescentis, В. animalis, В. infantis, В. thermophilum и др.) и кишечную палочку E (E.coli).
В продуктах функционального питания (ПФП) с пробиотиками видовой состав
пробиотической микрофлоры ограничен лактобациллами, бифидобактериями,
лактококками и термофильным стрептококком, ввиду того, что КГКП относятся к
технически-вредной микрофлоре, способной вызвать пороки продуктов.
Некоторые
бактериальные препараты и пробиотические продукты в своем составе содержат
другие виды кокков - L.lactis sp. lactis, L. lactis sp. cremoris, L. lactis sp. diacetylactis, а также микроорганизмы родов Leuconostoc, Propionibacterium [1,42].
Лактококки не отвечают требованию способности
приживания в кишечнике, но используются в
составе бактериальных препататов (ПБ) и ПФП с пробиотиками в симбиозе с
лактобациллами или бифидобактериями, т.к. способствуют лучшему росту и
функционированию последних.
Как показали практические наблюдения,
пробиотические эффекты могут быть вызваны и другими группами аллохтонных
микроорганизмов. Примером тому служит
пробиотическое использование культуры дрожжей Saccharomyces boulardii, которые не являются нормофлорой
желудочно-кишечного тракта человека, но вместе с тем способны предотвращать рецидив псевдомембранного колита,
вызываемого Clostridium difficile.
Протеаза, секретируемая S. boulardii,
разрушает токсин Cl. difficile,
образуемый на поверхности эпителиальных клеток кишечника. Оказалось, что
некоторые представители обширной группы спорообразующих бактерий – Bacillus, Brevibacillus, Clostridium,
Sporolactobacillus своим присутствием способны
предотвращать кишечные расстройства, и порой даже в большей степени, чем
традиционные пробиотики. Вместе с тем спорообразующие бактерии в качестве
пробиотиков применяются с большими ограничениями, чем индигенные лактобациллы и
бифидобактерии. Главными сдерживающими факторами является родство
спорообразующих бактерий с патогенными и токсигенными видами такими как Bacillus anthracis, Clostridium рerfringens, С. Botulinum.
Всемирная организация здравоохранения совместно
с Всемирной Гастроэнтерологической Организацией разработала четкие рекомендации
по оценке продуктов пробиотического направления [2,9]. Так, бактерии, входящие
в состав такого рода продуктов, рекомендовано сертифицировать в международно
признанном депозитарии микроорганизмов, идентифицировать валидированными
методами, а их пробиотические свойства и безопасность должны быть доказаны экспериментами и подтверждены клиническими испытаниями.
Однако в настоящее время часто наблюдается
тенденция «обобщения» полезных эффектов пробиотиков, в основе которой лежит
ошибочное мнение о том, что результаты исследований специфического
пробиотического штамма лактобацилл или бифидобактерий могут быть перенесены на любой продукт, заявляемый как пробиотик
на фармацевтическом рынке или на рынке пищевой продукции. Это в корне
неправильно, ведь каждый приписываемый пробиотику эффект связан именно с
конкретным штаммом, входящим в его состав. Эффекты, свойственные определенному
штамму, не следует переносить на другие штаммы этого же вида, т.е. полезные
эффекты пробиотиков являются, в первую очередь, штаммоспецифическими.
Как показали результаты многочисленных экспериментальных
и клинических наблюдений, вызвать продолжительные качественные и количественные
изменения индигенной микрофлоры кишечника у взрослого иммунокомпетентного
человека тяжело. Пробиотики легче
приводят к изменению состава аутохтонной микрофлоры. Наиболее эффективно
изменение пробиотиками микрофлоры у детей на этапе неонатальной колонизации,
когда состав микрофлоры кишечника более простой.
Недостаточная эффективность многих пробиотиков обусловлена
инактивацией действующей субстанции препарата под влиянием кислотного (в
желудке), желчного (в двенадцатиперстной кишке) и ферментативного барьера (все
отделы тонкой кишки). Но и после достижения пробиотическим микроорганизмом
толстой кишки колонизация происходит не всегда. В толстой кишке пробиотическую
культуру могут «недружелюбно» встретить, во-первых, оппортунистическая
микробиота условно-патогенных бактерий, во-вторых, резидентная нормофлора
пациента, в-третьих, его местная иммунная система. Антагонизм между
микроорганизмами, как известно, формируется вследствие выделения антимикробных
веществ, конкуренции за источники питания и места адгезии в толстой кишке. На
этих механизмах основан эффект бионесовместимости резидентной и пробиотической
микрофлоры.
В ходе изучения взаимоотношений пробиотических и
индигенных лактобацилл хозяина в условиях совместного культивирования in vitro
выявлено [3,9] три типа
взаимодействия:
1) отсутствие антагонизма,
биосовместимость (15,2%),
2) подавление роста
индигенных микроорганизмов, биосовместимость по типу «пробиотик против хозяина»
(62,3%)
3) ингибирование роста
пробиотических бактерий, биосовместимость по типу «хозяин против пробиотика»
(22,5%).
Для повышения эффективности применения
пробиотической культуры необходимы:
-
предварительная или одновременная селективная деконтаминация кишечника. С этой
целью традиционно используют биологические или синтетические энтеросептики;
- использование штаммов пробиотиков,
клинический эффект которых многократно доказан.
Достаточная клиника пробиотического эффекта для
людей имеется лишь у ограниченного количества штаммов лактобацилл и
бифидобактерий.
Несмотря на большое распространение во всем мире
природного консорциума кефирных грибков и могочисленные исследования
доказывающие, что они могут подавлять бактерии сальмонеллы и кишечные палочки,
в соответствии с рекомендациями ВОЗ их также нельзя называть пробиотиками. Это
можно будет делать только с отдельными штаммами, выделенными из кефирных
грибков (лактококками, лактобациллами (табл. 1), различными видами дрожжевых
культур, уксуснокислыми бактериями) после дополнительных процедур сертификации.
|
1 |
Lb. casei subsp.
rhamnosus |
10 |
Lb. delbrueckii subsp. Lactis |
|
2 |
Lb. casei subsp.
casei |
11 |
Lb. Fructivorans |
|
3 |
Lb. paracasei subsp. Paracasei |
12 |
Lb. helveticus subsp. Lactis |
|
4 |
Lactobacillus
acidophilus |
13 |
Lb. Hilgardii |
|
5 |
Lb. brevis |
14 |
Lb. Cellobiosus |
|
6 |
Lb. delbrueckii subsp.
bulgaricus |
15 |
Lb. Kefiri |
|
7 |
Lb. helveticus |
16 |
Lb. kefiranofaciens subsp. Kefirgranum |
|
8 |
Lb. fermentum |
17 |
Lb. kefiranofaciens subsp. Kefiranofaciens |
|
9 |
Lb. Parakefiri |
Согласно современной российской законодательной
базы, к кисломолочным пробиотическим продуктам могут быть отнесены только те
продукты, в которых содержание пробиотических штаммов микроорганизмов находится
в достаточном количестве (не менее 108 колониеобразующих единиц
(КОЕ) в 1 мл на протяжении всего срока годности); которые способны оставаться
активными при прохождении через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) человека,
сохранять свои положительные свойства в течение всего срока хранении продукта;
положительное влияние пробиотических бактерий на организм должно быть
клинически доказано [4,4].
По результатам наших исследований из доступных
нам различных видов сертифицированных 25 штаммов с пробиотическим эффектом
наибольшей антибиотической активностью
(по Егорову) с существенным отрывом от других культур по спектру и
активности подавления патогенных культур обладает штамм Lb. casei
subsp. сasei 37. По другим
производственно-ценным свойствам штамм отвечает требованиям к использованию в
составе заквасок для кисломолочных пробиотических продуктов, за исключением одного: не менее 108
КОЕ в 1 мл на протяжении всего срока годности, что является официальным
препятствием для дальнейших клинических испытаний штамма.
Однако по последнему
определению Б.А. Шендерова [5,4], пробиотики – это препараты и продукты
питания, в состав которых входят вещества микробного и немикробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические
функции и биохимические реакции организма хозяина через оптимизацию его
микробиологического статуса. Это определение
предполагает, что любые количества живых или убитых микроорганизмов (их
структурные компоненты, метаболиты) а также вещества другого происхождения,
оказывающие позитивное влияние на функционирование микрофлоры хозяина,
способствующие лучшей адаптации его к окружающей среде в конкретной
экологической нише, могут рассматриваться как пробиотики. Таким образом, более
важным становится доказательство благоприятного воздействия пробиотического
штамма на здоровье, и оценка его безопасности, а не количество живых
пробиотических микроорганизмов.
Более эффективным и безопасным путем коррекции
микроэкологических нарушений в кишечнике, как доказали в последние годы медики,
является восстановление его собственной микрофлоры, сформированной в процессе
онтогенеза, а не попытка его заселения «хорошими», но чужими для него
микроорганизмами. А добиться этого, легче использованием пребиотиков,
аутохтонных микроорганизмов, продуцирующих пребиотики и метаболитных
пробиотиков, являющихся продуктами обмена веществ пробиотических штаммов.
Пробиотический эффект
существенно зависит от вида, штамма микроорганизма и консорциума, в котором он
работает. С учетом новейших открытий медиков в области пробиотической
эффективности синергетических консорциумов, в которых имеется клинический эффект, при содержании отдельных
штаммов пробиотиков менее 108 КОЕ и метаболитных пробиотиков следует
ожидать внесения корректировок и дополнений к регламентирующим пробиотики
официальным документам.
Литература:
1.
Полянская И.С., Тераевич А.С., Топал О.И., Новокшанова А.Л., Забегалова Г.Н.
Нутрициологические, микробиологические, генетические и биохимические основы
разработки и производства продуктов с пробиотиками. – Вологда-Молочное: ИЦ
ВГМХА, 2013. – 200 с.
2.
Пробиотики и пребиотики / Всемирная Гастроэнтерологическая Организация.
Практические рекомендации. // Francisco Guarner,
Aamir G. Khan,
James Grisch и др. Worid
Gastroenterologu Organisation.
– 2008. – 24 c.
3. Чичерин И.Ю., Дармов И.В., Погорельский И.П.,
Лундовских И.А., Гаврилов К.Е. Выживаемость бифидобактерий и лактобактерий в
условиях in vitro в желудочном соке и дуоденальном содержимом людей / Кишечная
микрофлора: взгляд изнутри. – 2012 - С.7-11.
4. МУ 2.3.2.2789-10.2.3.2. Продовольственное сырье и
пищевые продукты. Методические указания по санитарно-эпидемиологической оценке
безопасности и функционального потенциала пробиотических микроорганизмов,
используемых для производства пищевых продуктов. – 6.12.2010 г.
5. Шендеров Б.А. Современное состояние и перспективы
развития концепции «Пробиотики, пребиотики и синбиотики» 2012. — Режим доступа:
http://www.disbak.ru/php/content.php?id=725, свободный.