09.12.2016
Пробиотики: профессиональный взгляд и тема выбора
Пробиотиками, согласно устоявшимся определениям, являются содружественные нам бактерии, которые способны восстанавливать нормальную микрофлору слизистых оболочек организма в случае ее нарушения.
Пробиотики состоят из биологически однородных штаммов одного или нескольких видов микроорганизмов с хорошо известными свойствами. На сегодняшний день источниками пробиотических штаммов являются 9 родов микроорганизмов. Это лактобациллы (Lb. acidophilus, Lb. plantarum, Lb. casei, L. paracasei, L. bulgaricus, Lb. fermentum, Lb. salivarius, Lb. lactis, Lb. reuteri, Lb. rhamnosus, Lb. fermentum, Lb. jonsonii, Lb. gasseri), бифидобактерии (Bif. bifidum, Bif. infantis, Bif. longum, Bif. breve, Bif. adolescents, B. animalis), энтерококки (E. faecium), стрептококки (Str. salivarius, Str. thermophylus), непатогенные штаммы кишечной палочки (E. coli М-17), некоторые виды спорообразующих бацилл (B. subtilis, B. licheniformis, B. lentus, В. pumilus, В. circulans, штамм IP 5832 B. cereus) и клостридий (Cl. butiricum Miyairisan), а также дрожжевые грибки (Saccharomyces boulardii, Sacch. cerevisiae) и пропионовокислые бактерии (Propionibacterium freudenreichii).
Лактобактерии — грамположительные, факультативно анаэробные или микроаэрофильные бактерии из семейства Lactobacillaceae. Эти микроорганизмы обладают способностью превращать лактозу и прочие углеводы в молочную кислоту. Они обитают по всему кишечному тракту, в ротовой полости, на слизистых влагалища и характеризуются высокой антагонистической активностью, иммуномодулирующим и антиканцерогенным действием [1, 2].
Бифидобактерии — род грамположительных анаэробных бактерий из семейства Bifidobacteriaceae, которые наиболее часто доминируют в кишечнике детей [2, 3].
В процессе жизнедеятельности они вырабатывают ряд органических кислот — уксусную, молочную, муравьиную и янтарную. Бифидобактерии синтезируют также аминокислоты, белки, витамины В1, В2, В6, В12, викасол.
Бациллы — широко распространенные в природе аэробные спорообразующие бактерии рода Bacillus семейства Bacillасеае. Бациллы способны синтезировать разнообразные биологически активные вещества, в том числе около двух сотен антибиотиков. Количество антимикробных веществ, продуцируемых только видом B. subtilis, составляет более 70 наименований [4–7]. В качестве основы спорообразующих пробиотиков используют непатогенные разновидности штаммов Bacillus — B. subtilis (шт. ВКПМ В 7048, 534), B. licheniformis (шт. ВКПМ В 7038), B. lentus, В. pumilus, В. circulans и B. cereus IP 5832. Поскольку в семействе Bacillасеае есть чрезвычайно агрессивные виды (B. anthracis, B. cereus) и отличать их под силу не каждой лаборатории, то все пробиотические штаммы должны подвергаться строгому контролю.
Энтерококки — грамположительные бактерии семейства Enterococcaceae. У людей, как и у животных, они обитают в кишечнике, генитальном тракте, реже в уретре, могут колонизировать слизистые оболочки полости рта и кожу, особенно в условиях стационаров [8]. Основными симбионтами кишечника человека и животных являются два ви-да — Enterococcus faecalis (90–95%) и E. faecium (5–10%).
В качестве основы пробиотиков наиболее часто используют штаммы E. faecium SF68, E. faecium L3, E. faecium Walthers ECOFLOR, E. faecium CRL 183 и E. faecium PR88 [9, 10]. Другие штаммы энтерококков могут представлять опасность как возбудители инфекционных заболеваний [11].
Бактерии кишечной палочки — обширная группа (около 100 видов) мелких грамотрицательных микроорганизмов, которые присутствуют в нормальной микрофлоре кишечника с самого рождения человека. Безвредный штамм Escherichia coli М-17, применяемый в качестве пробиотика колибактерина, вырабатывает ряд витаминов (В1, В2, В6, B12, K, никотиновую, фолиевую, пантотеновую кислоты), участвует в обмене холестерина, билирубина, холина, желчных кислот. В норме этот микроорганизм может присутствовать лишь в кишечнике и в других органах его не должно быть [3].
Дрожжи. Штамм Sacch. bоulardii, являющийся основой дрожжевого пробиотика Энтерол®, был выделен из тропических растений. Он обладает генетически детерминированной устойчивостью почти ко всем группам антибиотиков и сульфаниламидам [12]. Пробиотическими штаммами являются Sacch. cerevisiae CNCM I-3856 и Sacch. cerevisiae var. boulardii CNCM I-3799 [13, 14].
Сравнительные свойства пробиотиков
Бифидосодержащие пробиотики (бифидумбактерин, биовестин, бифидин, бифиформ, пробиформ и др.) в медицине назначаются при лечении острых кишечных инфекций (шигеллез, сальмонеллез, стафилококковый энтероколит, ротавирусная инфекция, пищевая токсикоинфекция), при заболеваниях пищеварительного тракта, сопровождающихся развитием дисбактериоза (панкреатит, хронические заболевания печени и желчевыводящих путей, кишечника), при аллергодерматозах [14, 15]. Вместе с антибиотиками не принимаются.
Лактосодержащие пробиотики (лактобактерин, ацилакт, аципол, биобактон, линекс, гастрофарм и др.) в медицине назначаются при лечении острых кишечных инфекций, хронических заболеваний ЖКТ с выраженными дисбиотическими явлениями, особенно в случае дефицита лактофлоры. Особенностью этих препаратов является их устойчивость к большинству антибиотиков [14, 15]. Использование лактосодержащих пробиотиков при кандидозах нецелесообразно, поскольку синтезируемые ими органические кислоты способствуют размножению грибов рода Candida.
Колисодержащие пробиотики (колибактерин, ромакол, биофлор) содержат живые бактерии штамма E. сoli М-17. Эти препараты применяются для долечивания реконвалесцентов после острых кишечных инфекций (шигеллез, сальмонеллез, пищевая токсикоинфекция неустановленной этиологии и др.), при хронических заболеваниях ЖКТ с выраженными дисбиотическими нарушениями. Колисодержащие препараты вырабатывают эндотоксин, который является фактором патогенности кишечной палочки. Поэтому их не следует применять больным с неспецифическим язвенным колитом и болезнью Крона в стадии обострения. Не допускается назначение колисодержащих препаратов на фоне одновременно проводимой антибактериальной терапии [14, 15].
Дрожжевые пробиотики (энтерол, актисаф актив) на основе Sacch. bоulardii и Sacch. cerevisiae угнетают некоторые виды патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. К описанным рискам при применении дрожжей в качестве пробиотиков относится аллергизация организма (крапивница, зуд, другие накожные высыпания), неконтролируемое развитие других близкородственных грибков, возникающие рвоты, повышение температуры, головокружения, газообразование в кишечнике [14].
Бациллярные пробиотики — препараты, созданные на основе спорообразующих бактерий в основном рода Bacillus. Свойства некоторых штаммов бацилл настолько разнообразны и привлекательны, что на их основе разработано множество эффективных препаратов (биоспорин, споробактерин, бактиспорин, энтерогермин, бактисубтил, бактерин-СЛ, эндоспорин, БПС-44, более десяти препаратов серии Ветом, А2, субтилис, олин и др.) [17–23]. Бациллярные пробиотики, благодаря своей высокой эффективности, доступности, хорошей сохраняемости и простоте в использовании, особо востребованы при выращивании практически всех видов сельскохозяйственных животных и птицы в качестве биостимуляторов роста и в терапевтических целях.
Пробиотики в животноводстве
Анализ литературы по практическому применению пробиотиков не может не радовать: увеличивается сохранность молодняка, возрастает конверсия корма, а животноводческая продукция стремится к мировым стандартам качества.
Наиболее сильное действие пробиотики, не уничтожающие кишечную нормофлору, оказывают на молодняк [18].
В связи с несформированным иммунитетом смертность у новорожденных телят от желудочно-кишечных заболеваний
в первые недели жизни может доходить до 40% [24]. Поэтому особое внимание уделяется выпойке молодняка непосредственно с первых дней жизни, что способствует формированию здорового и устойчивого к заболеваниям поголовья. Взрослые животные менее чувствительны к колонизации кишечными патогенами, так как их микрофлора уже сформирована [19–22]. Перспективным направлением является применение пробиотиков для беременных и лактирующих коров и свиней для передачи здоровой микрофлоры
приплоду.
Использование пробиотиков в разведении животных становится неотъемлемой частью этого процесса, так как 80% иммунитета животных зависит от работы кишечника, синтеза витаминов и аминокислот, переваривания пищи и усвоения всех необходимых витаминов и минералов из корма, утилизации продуктов обмена.
Обеззараживание навоза, опрыскивание мест содержания для формирования нормального биоценоза помещений, предотвращения неприятных запахов и пр. — еще одно направление использования пробиотиков в животноводстве.
Бациллярные пробиотики как альтернатива кормовым антибиотикам
Как заменители кормовых антибиотиков пробиотики не только не уступают им, но и более предпочтительны. Пробиотики из бацилл проявляют антагонизм даже в отношении патогенных штаммов, утративших чувствительность к антибиотикам [7, 18, 25]. Бациллы продуцируют не отдельные антибиотики, а «семейства» пептидных антибиотиков, сходных по базовой структуре, но отличающихся по концевым группировкам. Поэтому к споровым пробиотикам, в отличие от антибиотиков, не возникает привыкания [4–7, 18]. Преимуществами споровых пробиотиков перед антибиотиками являются также возможность получения экологически чистой и вкусной продукции, отсутствие побочных реакций со стороны животного, поддержание иммунитета и нормальной микрофлоры кишечника.
Механизм действия пробиотиков на основе спорообразующих бактерий
Споры бацилл после попадания в желудочно-кишечный тракт инициируются и в процессе прорастания начинают продуцировать комплекс биологически активных веществ (БАВ) — антибиотиков (полимиксины, колистин), бактериоцинов и сурфактантов. Указанные вещества лизируют чувствительные к ним патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, особенно грамотрицательные бактерии, освобождая сайты адгезии для представителей нормофлоры. Бациллы в процессе деления синтезируют амилазу, протеазу, липазу, гемицеллюлазу, регуляторные пептиды, за счет чего желудочный секрет дополнительно обогащается ферментами, другими БАВ, которые способствуют нормализации процессов пищеварения и укрепления организма в целом. Стимулируется размножение лакто- и бифидобактерий, других представителей индигенной микрофлоры, в свою очередь, синтезирующих аминокислоты (в том числе незаменимые), витамины, которые на микроэкологическом уровне усиливают комплексное лечебно-профилактическое действие спорообразующих пробиотиков [6, 7, 25]. Кроме того, пробиотические бациллы при пероральном применении существенно повышают неспецифическую и специфическую резистентность макроорганизма, т.е. восстанавливают нарушенный патологией иммунный статус, увеличивают продукцию эндогенного интерферона, усиливают функциональную активность макрофагальных клеток, повышают фагоцитарную активность моноцитов и нейтрофилов [7, 25].
Таким образом, на животное в условиях терапии споровыми пробиотиками действует комплекс факторов, которые способствуют улучшению здоровья организма в целом. Это проявляется в улучшении качества его пищеварения, создании конкурентного преимущества для симбиотической микрофлоры, деятельность которой в составе микробиомы обогащает организм аминокислотами и витаминами. Укрепляются также механизмы иммунитета: с помощью специализированных клеток выводятся вредные для организма атипичные клетки и вещества. В целом имеет место качественно новый уровень саморегуляции организма путем экологически точного и постоянного воздействия на его микробиоту.
Преимущества применения в животноводстве пробиотиков из бацилл
Бактерии рода Bacillus, как сапрофиты, способны длительно существовать в окружающей среде за счет их генетически детерминированной способности к продукции различных групп ферментов, антибиотиков, а также спорообразования. Такими способностями не обладают ни лакто-, ни бифидобактерии.
Пробиотики на основе бактерий рода Bacillus обладают антагонистической активностью к широкому кругу патогенных и условно-патогенных микроорганизмов: стафилококкам, протеям, кандидам, шигеллам, эшерихиям, псевдомонадам, стрептококкам. Применение споровых пробиотиков предупреждает развитие дисбактериозов, способствует стимуляции клеточных и гуморальных факторов иммунитета, повышает неспецифическую резистентность организма, стимулирует регенерационные процессы в организме, нормализует обмен веществ.
По этой причине антимикробный и стимулирующий потенциал пробиотиков на основе безвредных и эффективных штаммов бацилл B. subtilis и B. licheniformis существенно выше, чем пробиотиков на основе лакто- и бифидобактерий. Следует особенно отметить, что таким потенциалом обладают специально селектированные штаммы, представленные лишь в некоторых препаратах.
Проблемы и решения
Результаты исследований, проведенных в ЕС, показали, что в 28% случаев микроорганизмы, используемые в пробиотических препаратах в качестве действующей основы, не соответствовали паспортным данным. Зарегистрировав препарат и получив разрешение на его выпуск, компании-производители могли подменить заявленные штаммы на иные, близкие по свойствам, но должным образом не сертифицированные. Причинами могли быть как потеря оригинальных штаммов, так и стремление получить более высокие выходы препарата. Отсутствие эффективного контроля в этой области допускает существование подобной ситуации и в России.
Главной причиной такой недобросовестности является отсутствие налаженной работы со штаммами по селекции и проверке продуцентов, поддержанию рабочих культур в неизменном состоянии, предоставлению кондиционных посевных материалов для производственной ферментации и пр. Работа со штаммами бацилл в силу специфичности их свойств (обмен генетическим материалом, схожесть характеристик, спорообразование) усложняется высокой вероятностью контаминации близкородственными организмами, трудностью последующей очистки и стабильного поддержания фенотипических характеристик. Существуют и другие факторы, связанные с технологией производства препаратов, которые в той или иной мере отражаются на их эффективности.
Большие надежды возлагаются на ведущих производителей бациллярных пробиотиков — НИИ Пробиотиков, «Пробиотик Центр», «Пробиотик-Плюс», Biochem, «НОВА» и др., которые с привлечением специалистов научных центров могли бы решить указанные проблемы, что способствовало бы дальнейшему распространению данных препаратов как достойной альтернативы кормовым антибиотикам.
Литература
1. Барановский, А.Ю. Дисбактериоз кишечника / А.Ю. Барановский, Э.А. Кондрашина. — СПб.: Питер, 2007. — 240 с.
2. Ганина, В.И. Пробиотики. Назначение, свойства и основы биотехнологии / В.И. Ганина. — М.: МГУПБ, 2011. — 169 с.
3. Шендеров, Б.А. Пробиотики: со времен Мечникова
к нашим дням / Б.А. Шендеров, И.С. Куралев // Педиатрия
для практикующих врачей. — 2012. — № 4. — С. 33–45.
4. Грязнева, Т.Н. Биологически активные вещества, продуцируемые бактериями рода Bacillus / Т.Н. Грязнева // Лечащий врач. — 2013. — № 4. — С. 54–63.
5. Смирнов, В.В. Некоторые аспекты взаимодействия споровых аэробных бактерий с макроорганизмом / В.В. Смирнов, С.Р. Резник // Микробиол. журн. — 1980. — Т. 42. — № 1. — С. 3–10.
6. Смирнов, В.В. Споровые аэробные бактерии — продуценты биологически активных веществ / В.В. Смирнов, С.Р. Резник, В.А. Василевская. — К.: Наукова думка,
1983. — 148 с.
7. Смирнов, В.В. Современные представления о механизмах лечебно-профилактического действия пробиотиков из бактерий рода Bacillus / В.В. Смирнов, С.Р. Резник, В.А. Вьюницкая [и др.] // Мікробіол. журн. — 1993. — Т. 55. — № 4. — С. 92–112.
8. oburn, P.S. The Enterococcus faecalis cytolysin: a novel toxin active against eukaryotic and prokaryotic cells / P.S. Coburn, M.S. Gilmore // Cell Microbiol. 2003, 5 (10): 661–669.
9. Bellomo, G. A controlled double-blind study of SF68 strain
as a new biological preparation for the treatment of diarrhoea
in pediatrics / G. Bellomo, A. Mangiagle, L. Nicastro, G. Frigerio // Curr. Ther. Res. 198 0, 28: 927–936.
10. llen, W.D. Enterococcus organisms and their use as probiotics in alleviating irritable bowel syndrome symptoms / W.D. Allen, M.A. Linggood, P. Porter // European Patent 05087 01 (B1), 199 6.
11. Габриэлян, И.Н. Энтерококки как возбудители инфекционных послеоперационных осложнений / И.Н. Габриэлян, Е.М. Горская, Т.С. Спирина, Т.Б. Преображенская // Журн.
микробиол. — 2007. — № 4. — С. 50–53.
12. Белоусова, Е.Л. Saccharomyces boulardii в гастроэнтерологической практике / Е.Л. Белоусова // Лечащий врач. — 2009. —
С. 78–79.
13. Дрожжи Saccharomyces cerevisiae, используемые в качестве пробиотика, и композиция на их основе. Патент
№ 2490324.
14. Bassetti, S. Fungemia with Saccharomyces cerevisiae
after treatment with Saccharomyces boulardii / S. Bassetti,
R. Frei, W. Zimmerli // Am. J. Med. 1998; 105:71–72.
15. Дронова, Ю.М. Пробиотики: роль в современной медицине и аспекты клинического применения / Ю.М. Дронова // Медицинский вестник. — 2008. — Апр. (№ 15). — С. 14.
16. Бондаренко, В.М. Пробиотики, пребиотики и синбиотики в терапии и профилактике кишечных дисбактериозов / В.М. Бондаренко, Н.М. Грачева // Фарматека. — 2003. — № 7. — С. 56–63.
17. Наставления по применению пробиотических препаратов «Бацелл» и «Моноспорин» в кормлении крупного рогатого скота / Л.Г. Горковенко [и др.]. — Краснодар, 2011. — 32 с.
18. Пышманцева, Н.А. Научное обоснование практического применения отечественных пробиотиков в птицеводстве и животноводстве : дис. … д-ра с.-х. наук / Н.А. Пышманцева. — Краснодар, 2012. — 350 с.
19. Шагалиев, Ф. Пробиотики в стартовых рационах телят / Ф. Шагалиев, Р. Сулейманов, И. Хуснутдинов // Животноводство России. — 2012. — № 9. — С. 60–61.
20. Сергеев, А. О направлениях поддержания здоровья
новорожденных телят / А. Сергеев // Ветеринария сельскохозяйственных животных. — 2012. — № 11. — С. 62–64.
21. Маннапова, Р.Т. Бактерии-пробионты для активизации биологических и повышения продуктивных показателей телят / Р.Т. Маннапова, И.М. Файзуллин, Р.Р. Шайхулов // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. — 2012. — № 2. — С. 41–43.
22. Леонтьева, И. Витабациллин для сохранения здоровья новорожденных телят / И. Леонтьева // Ветеринария сельскохозяйственных животных. — 2012. — № 6. — С. 55–57.
23. Некрасов, Р.В. Использование нового отечественного пробиотического препарата А2 в рационах сухостойных и новотельных коров / Р.В. Некрасов, М.Г. Чабаев, Н. Анисов, А. Гаджиев // Зоотехния. — 2013. — № 9. — С. 9–11.
24. Воробьев, А. Профилактика и лечение телят с желудочно-кишечной патологией / А. Воробьев, К. Садов // Ветеринария сельскохозяйственных животных. — 2010. — № 9. — С. 53–56.
25. Панин, А.Н. Повышение эффективности пробиотикотерапии у поросят / А.Н. Панин // Ветеринария. —1996. — № 3. — С. 17–22.
Количество показов: 8026
Автор: В. Похиленко, д-р техн. наук, чл.-корр. РАЕ, ведущий научный сотрудник отдела биотехнологий ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии
Источник: "Ценовик" Декабрь 2016
