Пробиотики и пребиотики

Пробиотики и пребиотики

Историческая справка

В начале XX столетия великий русский ученый Мечников И.И. выдвинул гипотезу о том, что высокое содержание лактобацилл в кишечном биоценозе является необходимым условием здоровья и долголетия человека. Мечников И.И. проводил опыты по использованию в лечебных целях живой культуры бифидобактерий.

Развитие идеи И. И. Мечникова по целенаправленному изменению состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта путем энтерального введения культур молочно-кислых бактерий в качестве гнилостных антагонистов микробов оформилось в направление и привело к созданию нового класса бактериальных препаратов — пробиотиков.

В последующие годы продолжались разработки лекарственных препаратов на основе микроорганизмов, обладающих полезными свойствами, — так называемых пробиотиков.

В качестве потенциального лечебного средства лактобациллы первоначально привлекали к себе наибольшее внимание как бактерии с наиболее хорошо изученными полезными свойствами. С 1920-х гг. культура L. acidophilus стала использоваться в форме ацидофильного молока для лечения заболеваний ЖКТ, сопровождающихся запорами. С 1950-х гг. накапливается опыт использования L. acidophilus и других культур для предупреждения антибиотико-ассоциированной диареи.

По мере развития микробиологии были получены новые сведения о позитивных свойствах бифидобактерий, кишечной палочки, нетоксигенного молочнокислого стрептококка — Streptococcus (или Enterococcus) faecium. Определенные штаммы этих микроорганизмов и их комбинации стали включать в состав препаратов пробиотиков.

При изучении способности микробов к адгезии к эпителиоцитам тонкой кишки показано, что применение микроорганизмов в сочетании повышает их способность фиксироваться в зоне щеточной каемки.

Механизмы лечебного действия пробиотиков включают: подавление роста патогенных микроорганизмов, восстановление целостности эпителия, стимуляцию секреции иммуноглобулина, А, подавление выработки провоспалительных цитокинов, нормализацию метаболических процессов.

Современный подход к разработке подобных препаратов подразумевает, во-первых, применение микроорганизмов в сочетаниях и, во-вторых, выпуск их в капсулированной форме, допускающей длительное хранение при обычной температуре. Клинико-экспериментальные исследования показали, что под действием желудочного сока и желчи пробиотики теряют до 90% своей активности до момента попадания в кишечник. Разрабатываются способы повышения выживаемости бактерий — за счет их иммобилизации на пористых микроносителях, включения в состав препарата компонентов питательной среды.

Несмотря на «теоретически» грамотную разработку пробиотических препаратов, далеко не все из них оказываются эффективными на практике. К настоящему времени накоплены данные множества открытых и слепых контролируемых исследований, по результатам которых сделаны некоторые выводы о перспективах применения тех или иных видов микроорганизмов при различных заболеваниях кишечника.

Пробиотики — это культуры специфических живых микроорганизмов, которые благотворно влияют на птиц, путем улучшения кишечного микробиологического баланса.

В работе Б. А. Шендерова с соавторами (1997) прослежена история появления термина пробиотики и толкование этого термина различными исследователями. По их мнению, термин пробиотик ввели D. M. Lilly и R. H. Stillwell в 1965 г. для обозначения микробных метаболитов, обладающих способностью стимулировать рост микроорганизмов. В 1970 г. M. Gros, G. Jhielin назвали пробиотиками биологические препараты, представляющие собой стабилизированные культуры симбионтных микроорганизмов или продукты их ферментации, которые способствуют росту последних.

В 1974 г. R. B. Parker назвал пробиотиками микробные препараты (микроорганизмы или их компоненты), регулирующие микрофлору кишечника.

В Дании Т. Riise (1981) предложил под названием пробиотик понимать «…увеличение количества полезных микроорганизмов в пищеварительном тракте животного-хозяинапутем введения больших количеств желательных бактерий для переустановления и поддержания идеальной ситуации в кишечнике».

R. Fuller (1989) считает пробиотиками «живую микробную кормовую добавку, которая оказывает полезное действие на животное- хозяина путем улучшения его кишечного микробного баланса».

M.Vanbelle et al. (1990) определяют понятие пробиотик как антоним антибиотиков, т. е. промотор жизни.

По мнению Г. А. Сафонова с соавт. (1992), термин пробиотики был предложен Паркером для обозначения микроорганизмов и продуктов их ферментации, обладающих антагонистической активностью по отношению к патогенной микрофлоре.

По определению G. R. Gibson, M. B. Robertroid (1995), пробиотики — это микробиологические пищевые добавки, которые благотворно влияют на хозяина путем улучшения микробиологического баланса его кишечника.

Рассматривая проблему дисбактериозов, А. А. Воробьев с соавт. (1997) называют биопрепараты из нормальной микрофлоры, используемые для профилактики и лечения этого заболевания, эубиотиками. К ним авторы относят препараты, содержащие бифидо- и лактобактерии, E.coli, споровые формы бактерий. Однако Б. А. Шендеровс соавт. (1997) считают, что эубиотики — термин, который используется в основном российскими исследователями и по своей сути охватывает лишь часть пробиотиков. По мнению Б. А. Шендерова, 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 живые или убитые микроорганизмы, 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.

В 2001 году было предложено назвать пробиотиком продукты, содержащие достаточное количество микроорганизмов, которые изменяют микрофлору (путем имплантации или колонизации) в конкретных сегментах организма хозяина и тем самым оказывающие благотворное влияние на его здоровье.

Применение пробиотиков

Большинство исследователей отмечают, что в желудочно-кишечном тракте нормальных, здоровых и не подверженных стрессу птиц существует баланс полезных и неполезных (не обязательно вредных) микроорганизмов, который является нестабильным. Когда существует равновесие, организм работает с максимальной производительностью. Отмечено, что у подверженных стрессу птиц полезная бактериальная флора, в особенности лактобактерии, имеет тенденцию к уменьшению своей численности, а неполезные микроорганизмы — к увеличению. Это может привести к внезапной болезни, например, к диареи или неполному перевариванию пищи, слабому росту птицы, а также привести к определенным поведенческим расстройствам, таких как самоощипывание.

Защитная и полезная флора, которая находится в кишечнике, обычно стабильна. Но на неё может негативно влиять плохой рацион и внешняя среда. Чаще всего это лечение антибиотиками, стресс и чрезмерная гигиена, которая не позволяет получить птенцам нужной микрофлоры у родителей.

Бактерии должны отвечать некоторым критериям при использовании их в качестве пробиотика. Бактерии должны быть жизнеспособными и в состоянии заселить эпителий кишечника, а также побороть потенциальные угрозы, такие как низкий уровень рН желудка или наличие желчных кислот в кишечнике. Они также должны справиться с конкуренцией других микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте.

Существует много разных пробиотических видов, чаще всего используется Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus plantarum, Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecium Enterococcus faecalis, Bifidobacterium spp. i Escherichia coli. Все они, кроме двух — натуральные штаммы кишечной микрофлоры. Эти два исключения Lactobacillus bulgaricus i Streptococcus thermophilus, которые являются начальными микроорганизмами йогурта.

Lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium i Enterococcus faecium чаще всего встречаются в научных статьях и присутствуют во многих пробиотиках для птиц. Для уточнения нужно заметить, что микроорганизмы, именуемые ранее Streptococcus faecium, были переклассифицированы и на сегодняшний день носят название Enterococcus faecium. В статьях, литературе, а также на этикетках пробиотиков может появляться одно из этих названий или оба.

Польза от пробиотиков

  • Предотвращение кишечных инфекций заключается в подавлении развития патогенных микроорганизмов за счет производства органических кислот, перекиси водорода, бактериоцинов, подавление проникновения в эпителии клеток кишечника других микроорганизмов, главным образом, патогенных, использование питательных веществ, которые необходимы для роста и развития других микроорганизмов (патогенов).
  • Иммуномодуляция, иммуностимуляция — усиление фагоцитоза, увеличение активности макрофагов и лимфоцитов, повышение синтеза и активности антител в пищеварительном тракте.
  • Некоторые штаммы Lactobacillus acidophilus имеют антихолестериновые свойства, могут поглощать холестерин в желчных кислотах.
  • Профилактика рецидивов грибковых и бактериальных инфекций.

Выбор пробиотика

В первую очередь микроорганизмы, используемые в пробиотике, должны быть живыми штаммами бактерий. Во-вторых, пробиотик должен иметь гарантированный и длительный срок хранения (от 18 до 24 месяцев), что означает, что это очень стабильный продукт. Пробиотики низшего качества имеют срок годности 100 или менее дней. В-третьих, на этикетке должен быть список микроорганизмов, а также их количество на грамм продукта. Также стоит избегать лиофилизированные бактерии, которые быстро погибают, если они не хранятся в холодных условиях. Также нужно убедиться, что пробиотик содержит Lactobacillus acidophilus и Enterococcus faecium (Streptococcus faecium).

Выбирая пробиотик для птиц, нужно отдать предпочтения тому, который содержит разные штаммы бактерий. Ещё 20 лет тому назад ученые обнаружили, что комбинация различных штаммов пробиотических бактерий дает лучшие результаты, чем использование одного штамма. При тестировании действия Lactobacillus casei i Lactobacillus acidophilus по отдельности и вместе, установлено, что смесь бактерий более эффективная.

При покупке пробиотика нужно обратить внимание на его описание, которое должно содержать:

  • Указание класса и вида в соответствии с номенклатурой с научно обоснованными в настоящее время названиями.
  • Направленность штамма.
  • Количество жизнеспособных бактерий в каждом штамме к концу периода реализации.
  • Рекомендуемые условия хранения.
  • Безопасность в рамках рекомендуемого использования.
  • Рекомендуемую дозу, которая должна основываться на произведении физиологического эффекта.
  • Точное описание физиологического эффекта.
  • Контактную информацию для постмарктингового наблюдения.

Побочные действия пробиотиков

Любой пробиотик имеет побочные эффекты, а точнее — недостатки.

Недостатки пробиотиков:

1. Пробиотики не справляются со своими обязанностями, когда мы пытаемся избавиться от симптома (неустойчивый стул, метеоризм, боль в животе и др.), не устранив заранее его причину:

  • Хронически протекающие заболевания и инфекции, гормональные расстройства.
  • Длительный дефицит питания (недостаточное поступление с пищей растительной клетчатки, голодание).
  • Длительный прием лекарств (прием антибиотиков более 7–14 дней), слабительных, антисекреторных средств, кортикостероидов, оральных контрацептивов), а также консервантов, красителей, усилителей вкуса.
  • При иммунодефиците.

Во всех этих случаях в кишечнике длительно поддерживаются условия, непригодные для нормального существования полезных бактерий. Поэтому пробиотики могут оказать лишь кратковременный эффект, но никогда не приживутся надолго.

Первоначально необходимо добиться ремиссии хронических заболеваний (особенно желудочно-кишечного тракта), избавиться от очагов инфекции, восстановить гормональный фон, скорректировать питание и т. д.

2. Пробиотики, попав в кишечник, отторгаются «коренной» микрофлорой, как чужеродный орган при трансплантации, несмотря на биологическое родство.

Это происходит потому, что в каждом организме формируется уникальное, «родное» сообщество кишечных микробов, которые тесно взаимодействуют между собой и даже обмениваются генетической информацией.

Поэтому даже самые лучшие пробиотики с «лабораторными» бактериями не всегда приживаются в естественных условиях.

Переносимость пробиотиков обычно хорошая; побочные эффекты отмечаются редко, либо же вовсе отсутствуют. Изредка сообщается о единичных случаях метеоризма и незначительном чувстве дискомфорта в области живота. Есть отдельные публикации о бактериальном инфицировании и даже инфицировании бактериями, вызванными микроорганизмами, которые назначались внутрь в качестве пробиотиков. Такие осложнения встречаются редко у больных с тяжелыми заболеваниями, лиц с иммунодефицитными состояниями. Также неизвестно о каких-либо видах взаимодействия с медикаментами и пищевыми добавками.

Организация по продуктам питания и сельскому хозяйству Организации Объединенных Наций (The Food and Agriculture Organization of the United Nations — FAO) заключают, что пробиотики, в целом, считаются безопасными и имеют GRAS-статус (Generally Regarded As Safe), наличие которого означает, что пробиотики могут использоваться без ограничения в пищевой и фармацевтической промышленностях. И в то же время, учитывая, что пробиотики содержат живые микроорганизмы, не исключено, что они могут приводить к развитию побочных эффектов, основными из которых являются: системные инфекции, обусловленные транслокацией пробиотических бактерий за пределы кишечной стенки; перенос генов резистентности, метаболические нарушения, иммунологические расстройства, связанные с избыточной стимуляцией иммунной системы.

Передозировка

Производители утверждают, что при приеме пробиотика не может быть передозировки препарата, а его длительный прием не вызывает «эффекта замены» и других негативных последствий. Это связано с тем, что места обитания микроорганизмов — на слизистых покровах, причем микроорганизмы прикрепляются только к определенным рецепторам. Количество таких рецепторов ограничено, поэтому микроорганизмы, поступающие с пробиотиками, занимают только то количество рецепторов, которые свободны. Остальные микроорганизмы пробиотика не прикрепляются к эпителию кишечника, остаются в просвете кишки и через определенное время выводятся из организма.

Однако, рекомендуется назначать пробиотики не постоянно, а короткими курсами. При постоянном приёме пробиотики могут вызывать диарею, угнетение собственной микрофлоры и, как следствие - нарушение витаминного, водного и солевого обмена.

Пребиотики и синбиотики

Пребиотики — это неперевариваемые пищевые ингредиенты, благотворно влияющие на организм за счет избирательной стимуляции активности и/или роста одного или нескольких видов бактерий. Это определение, считающееся классическим, предложили в 1995 году М. Роберфруа и Г. Гибсон. Однако, исследования пребиотиков начались намного раньше 1995 года и продолжаются уже на протяжении более 50-ти лет. Начало этим исследованиям положил педиатр из Австрии Ф. Петуэли, который в 1957 году описал лактулозу, как вещество с бифидогенным эффектом, т. е. пребиотик.

Пребиотики — субстраты, стимулирующие естественную микрофлору желудочно-кишечного тракта, которые в норме поступают в организм птицы вместе с пищей. В отличие от пробиотика не содержит никаких микроорганизмов, не переваривается, а при попадании в толстый отдел кишечника используется в качестве питательной среды для микрофлоры. Этими субстратами могут быть белки, липиды, олиго- или полисахариды.

Согласно определению, данному G.Gibson и M.Roberfroid и ставшему уже классическим, к пребиотикам относятся углеводы, которые обладают одновременно двумя важными свойствами:

  • Не перевариваются и не всасываются в верхних отделах пищеварительного тракта.
  • Селективно ферментируются микрофлорой толстой кишки, вызывая активный рост полезных микроорганизмов.

Для того чтобы какое-то вещество можно было охарактеризовать как пребиотик, оно должно удовлетворять следующим требованиям:

  • Не гидролизоваться пищеварительными ферментами и не всасываться в верхних отделах желудочно-кишечного тракта.
  • Являться селективным субстратом для одного или нескольких родов полезных бактерий.
  • Обладать способностью изменять баланс кишечной микрофлоры в сторону более благоприятного для организма хозяина состава.
  • Индуцировать полезные эффекты не только на уровне желудочно-кишечного тракта, но и на уровне организма в целом, т. е. системные эффекты.

Ключевым моментом в характеристике пребиотиков является их избирательное стимулирование полезных для человеческого организма представителей кишечной микрофлоры, к которым в первую очередь относятся бифидобактерии и лактобациллы.

Пребиотики представляют собой углеводы, состоящие из двух или более молекул, соединенных между собой бета-гликозидными связями. Отсутствие в ферментной системе бетагликозидаз, то есть ферментов, расщепляющих такие связи, делает пребиотики неперевариваемыми углеводами. Пребиотики, не перевариваясь и не усваиваясь в верхних разделах ЖКТ, расщепляются (гидролизуются) исключительно сахаролитической (нормальной) микрофлорой кишечника, то есть выступают их нутрицевтиками (пищевыми субстратами).

Изначально в список пребиотиков входили только 3 элемента: инулин (и олигофруктоза), лактулоза и галактоолигосахарид. Сейчас этот список существенно расширен. В него включены и уже хорошо известные соединения, и новые компоненты, такие как смола акации, полидекстроза и другие. По мере изучения таких веществ находится все больше.

Некоторые пребиотики используются в производстве продуктов не только за пребиотические свойства, но и за технологические возможности (как подсластитель, заменитель жира, за улучшение вкуса и структуры). И в зависимости от изготавливаемой продукции их выбирают либо по технологическим свойствам, либо по пребиотическим, либо по их совокупности.

Все пребиотики можно оценивать, исходя из двух критериев. Первый — это происхождение. Оно может быть природным, натуральным или искусственным, созданным на основе химической или другой комбинации веществ, не встречающейся в природе. Так, к натуральным относятся инулин, смола акации, галактикоолигосахарид. К искусственным — полидекстроза, лактулоза и др. Второй — это полнота изучения пребиотика (насколько полно изучены его свойства, а также влияние на человеческий организм).

Пребиотические вещества производятся из различных видов пищевого сырья. Они могут быть экстрагированы из природных источников (галактоолигосахариды соевых бобов) или получены био-технологическим путем с применением специфических эффектов — карбогидраз. Источниками их получения могут служить также отходы и побочные продукты пищевых производств: отруби, оболочки зерновых, фруктовая пульпа, жом сахарной свеклы и тростника, жмыхи, картофельная выжимка, клеточные стенки растений. Наиболее изученными сегодня пребиотиками являются фруктоолигосахариды, которые встречаются во многих растениях, таких как топинамбур, цикорий, бананы, инжир, лук и др.

Побочные эффекты пробиотиков.

Пребиотики могут оказывать осмотический эффект в печени и ферментативные нарушения в толстом кишечнике. Некоторые из пребиотиков могут порождать кишечные колики, метеоризм, диарею, купирующиеся увеличением дозы.

Комбинация пробиотика и пребиотика именуется синбиотиком. Этот термин в первую очередь относится к препаратам, в которых пребиотик способствует пробиотическим организмам, например, олигофруктоза стимулирует размножение бактерий в желудочно-кишечном тракте из рода Bifidobacterium.

Автор статьи: Вадим a.k.a. Vadim

© Форум о волнистых попугаях «Волнистый Город»

Эта статья последний раз отредактировна Птица-Феникс 07 май 2013, 10:36