Еще раз к вопросу о пробиотиках

В последние годы активное внимание ученых направлено на использование пробиотических добавок с целью коррекции микробиоценоза желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) пациентов различных возрастных групп, особенно в период реабилитации [1–7].

Согласно современным представлениям, пробиотики — это живые микроорганизмы, применение которых оказывает положительный эффект на организм человека [1, 7, 8]. Пробиотические бактерии для детей — это бактерии человеческого происхождения, сохраняющие жизнеспособность при прохождении ЖКТ и оказывающие благоприятное воздействие на здоровье ребенка [7, 8, 11].

Количество микроорганизмов в различных отделах ЖКТ варьирует. Например, в желудке содержится 10³ КОЕ, наибольшее количество микроорганизмов отмечено в толстом кишечнике — 10¹² КОЕ. Молочнокислые бактерии поступают в организм извне и присоединяются к слизистой ЖКТ. По сравнению с обычными бактериями они лучше переносят условия ЖКТ, такие как кислотность, где и оказывают свое положительное влияние. Одним из важных свойств молочнокислых бактерий является формирование колонизационной резистентности, которая заключается в предотвращении адгезии патогенных агентов к кишечной стенке и их последующей колонизации, предотвращении проникновения в кровоток патогенных микроорганизмов [8, 10, 11–14]. Экзогенные молочнокислые бактерии стимулируют колонизацию кишечника нормальной микрофлорой.

В истории открытия положительных свойств молочнокислых бактерий огромная роль принадлежит русскому ученому И. И. Мечникову, доказавшему положительное влияние молочнокислых бактерий на состояние здоровья человека. Последующие исследования подтвердили эти данные, и все чаще молочнокислые бактерии добавляются в продукты для формул заменителей молока и продуктов для энтерального питания (ЭП) [13, 16].

К микроорганизмам-пробиотикам в настоящее время относят бактерии, свойственные нормальной микрофлоре ЖКТ: различные виды лактобактерий (ацидофильная палочка, болгарская палочка,

Lactobacillus casei), бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum, B. longum и др.), термофильный (молочнокислый) стрептококк. Известны различные подвиды лактококков и молочнокислых стрептоккоков. Лактобактерии популярны высокой антагонистической активностью к патогенным микроорганизмам, высокой протеолитической активностью, иммуномодулирующим действием, снижением активности кишечных ферментов, повышающих риск канцерогенеза [12, 13, 17].

Некоторые авторы в этот ряд включают микроорганизмы, не являющиеся постоянными обитателями толстого кишечника человека (сахаромицеты), но оказывающие положительное влияние на функцию ЖКТ [3–8].

Наиболее широко распространенными пробиотиками являются бифидобактерии и лактобациллы.

История бифидобактерий началась в 1899 г., когда Tisser выделил микрокультуру (B. bifidum) из кала здорового ребенка, находившегося на грудном вскармливании. В дальнейшем были выделены штаммы B. infantis, B. longum [7, 8, 11].

Ниже представлены наиболее изученные и наиболее активно используемые в питании пробиотики:

Лактобактерии

• L. acidophilus
• L. bulgaricus
• L. casei
• L. paracasei
• L. reuteri

Бифидобактерии

• B. animalis
• B. bifidum
• B. breve
• B. infantis
• B. longum

К настоящему времени выделено большое количество штаммов бифидобактерий, из которых наибольшее внимание исследователей привлекли штаммы B. infantis, B. longum, B. bifidum, поскольку именно они наиболее часто доминируют в кишечнике детей, находящихся на грудном вскармливании [3–8].

Увеличение количества бифидобактерий сопровождается активной продукцией уксусной и молочной кислот, снижением рН. Молочная кислота ингибирует рост патогенной, гнилостной, газообразующей флоры, стимулирует рост нормальной флоры, помимо этого улучшает всасывание нутриентов, стимуляцию секреторной функции пищеварительных желез, стимуляцию перистальтики кишечника. Изменение рН среды в кислую сторону оказывает антибактериальное действие [7, 8]. Установлено, что при употреблении молочнокислых бактерий снижается частота возникновения сальмонеллеза [7, 8].

Положительные свойства бифидобактерий [3–8]:

1) конечными продуктами метаболизма бифидобактерий являются сильные кислоты — молочная и уксусная, которые снижают рН кишечного содержимого и обладают в связи с этим антибактериальными свойствами;
2) продуцируют витамины, в основном группы В, и некоторые ферменты, такие как казеинфосфатаза и лизоцим;
3) способны восстанавливать нормальный баланс микрофлоры после проведения массивной антибиотикотерапии.

Рост бифидобактерий у пациентов сопровождается их активной адгезией на эпителиальные клетки, предотвращая фиксацию грамположительных бактерий [9, 10, 14, 15].

Первое официальное описание бактерии Lactobacillus paracasei произведено 16 ноября 2000 года группой ученых R. Reniero, D. Holzhaeuser, H. Knauf, D. Bahr, M. Vikas, M. Kotik, K. Eyer, M. Fleith

[23]. Согласно исследованиям, проведенным в последние годы, установлена биологическая ценность L. paracasei [20, 23]: их применение увеличивает количество положительных лактобактерий, препятствует адгезии и инвазии патогенных микроорганизмов (ротавирус, сальмонелла и т. д.). Помимо этого, установлена бактериальная активность в отношении H. pilory [20, 23]. Отмечена также положительная роль в предотвращении диареи [17, 23]. L. paracasei влияют на иммунную функцию, усиливая клеточную активность, активизируя противовирусную активность [22]. Эти молочно-кислые бактерии устойчивы в замороженном состоянии. Стабильны 28 дней при температуре 8 °C.

Лактококки (отдельные штаммы) также обладают пробиотическими свойствами. К примеру, L. casei обнаружила высокий профилактический эффект, защищая от целого ряда кишечных инфекций, включая ротавирусную инфекцию [9, 10, 14]. L. helveticus обладает высокой устойчивостью к внешним воздействиям и хорошей сохранностью в продукте, входит в состав смеси NAN Кисломолочный [8]. L. bulgaricus обычно входит в состав комбинированных заквасок, обычно с термофильным стрептококком, такую закваску называют йогуртной [15, 18, 19].

L. paracasei выделен из флоры здорового новорожденного, продуцирует только (L+) изомер молочной кислоты, пригоден для детей моложе трех лет [8, 15]. При включении ферментированного молочного продукта с использованием

Lactobacillus в состав питания снижается активность токсичных соеди­нений в толстой кишке, что приводит к снижению риска образования опухолей L. paracasei [23].

В работе, проведенной у пациентов пожилого возраста (старше 70 лет), участникам дополнительно давали питание, обогащенное L. paracasei [23]. Целью работы явилось оценить эффективность дополнительного использования в питании L. paracasei в период после вакцинации от пневмококка. Исследователями отмечено, что у пациентов указанного возраста иммунный ответ ослаблен. Пациенты дополнительно к обычной диете получали ЭП — 480 ккал, 31 г белка, 120 МЕ витамина Е, 3,8 мкг витамина В12, 14 мкг фолиевой кислоты, 10⁹ КОЕ L. paracasei, 6 г фруктоолигосахаридов. Через 4 месяца пациенты были вакцинированы против пневмококка. Продукция количества лимфоцитов, натуральных клеток иммунного ответа (интерферон гамма и интерлейкин-2 (ИЛ-2)) были измерены за четыре месяца до вакцинации. Результаты исследования показали, что повышение интерферона гамма и ИЛ-2 отмечено у группы пациентов, получавших дополнительно питание с использованием L. paracasei в 13% и 22% случаев, р = 0,01. Был сделан вывод, что дополнительное использование L. paracasei улучшает иммунный ответ у пожилых людей. Также отмечено иммуномодулирующее действие кисломолочных продуктов: усиление фагоцитоза, активация пролиферации лимфоцитов, стимуляция выработки интерлейкинов и интерферонов [7, 23].

Мультиметаанализ, проведенный с участием тысячи пациентов, установил, что обогащение специализированных формул для ЭП пробиотиками снижает риск инфекций, уменьшает количество дней госпитализации [13].

Несмотря на популярность и распространение пробиотиков, продолжаются дискуссии об их эффективности и безопасности. Рассмотрение этого вопроса необходимо начинать с официальных документов, позволяющих предоставить все этапы разработки безопасного пробиотика.

Существуют требования к использованию микроорганизмов-пробиотиков [7, 8, 22]:

1. Безопасность:

• не несет инвазивный или патогенный потенциал;
• не имеет нежелательных биохимических эффектов;
• происходит от человека;
• отсутствует продукция эндотоксинов либо других токсических метаболитов;
• не разрушает интестинальный гликопротеин;
• отсутствуют гены антибиотико­устой­чивости.

2. Функциональное действие на человека:

• способствуют росту здоровой кишечной микрофлоры;
• улучшают барьерную функцию кишечника;
• способствуют переключению ответа Th2 в Th1;
• снижают продукцию провоспалительных цитокинов;
• повышают продукцию ИгА для более полной защиты слизистой кишечника.

3. Технология:

• быстрота сквашивания;
• регулируемое кислотообразование;
• образование гомогенного сгустка.

Разработка и создание пробиотиков претерпевают несколько этапов и занимают зачастую многие годы. Для достижения этих требований на первом этапе проводится отбор возможного пробиотика. Его характеристики изучаются in vitro, затем проводится исследование действия пробиотиков у лабораторных животных. Далее изучается эффективность и безопасность обогащенных пробиотиками продуктов у взрослых здоровых добровольцев, и только после этих исследований пробиотики включают в состав продуктов детского питания [7, 23].

В исследовании Mercenier (2006), изучалось влияние различных штаммов бифидо- и лактобактерий на продукцию цитокинов лимфоцитами периферической крови здоровых добровольцев. Цель этого исследования заключалась в определении штаммов, обладающих противовоспалительными свойствами [7]. В этом оригинальном исследовании 10 различных штаммов лактобактерий и бифидобактерий инкубировали с лимфоцитами, а затем оценивался уровень цитокинов ИЛ-10, ФНО-альфа, ИЛ-12, интерферон гамма. Наиболее высокую способность повышать продукцию ИЛ-10, способствующего развитию толерантности, и снижать уровень провоспалительных цитокинов, показал штамм B. longum BB536 [7]. Одно из последних исследований ВВ536 показало, что олигонуклеотиды этого штамма бифидобактерии ингибируют выброс цитокинов клетками Т2, достоверно снижают синтез IgE и, таким образом, снижают риск развития аллергических заболеваний [7].

Таким образом, кисломолочные бактерии обладают двойным эффектом — пробиотическим и выработкой биологически активных метаболитов, образующихся в процессе кисломолочного брожения. Помимо этого кисломолочные бактерии положительно влияют на функцию ЖКТ, что проявляется усилением секреции пищеварительных соков, ферментов, синтезом короткоцепочечных жирных кислот, снижением кислотности химуса, улучшением всасывания кальция, фосфора, железа, регуляцией моторной функции кишечника.

На сегодняшний день накоплен позитивный опыт использования специализированных смесей с пробиотическими свойствами. Имеются убедительные данные, показывающие положительную роль кисломолочных микроорганизмов.

Поэтому в настоящее время активно развивается направление по созданию новой генерации продуктов энтерального питания с пробиотическими свойствами, активное использование и распространение которых позволит улучшить качество лечения детей.

Литература

1. Горелов А. В., Усенко Д. В., Елезова Л. И. и др. Использование пробиотических продуктов в лечении кишечных инфекций у детей // Вопросы современной педиатрии. 2005, 2 (4), 47–52.
2. Грибакин С. Г. Пребиотики против пробиотиков? // Вопросы детской диетологии. 2003, 1, 71–74.
3. Григорьев П. Я., Яковенко Э. П. Нарушение нормального состава кишечной микрофлоры, клиническое значение и вопросы терапии: Методическое пособие. М., 2000. 15 с.
4. Пилипенко В. И. Влияние кисломолочной продукции, обогощенной Lactobacillus GG, на моторную функцию пациентов с запорами // Вопросы детской диетологии. 2009, 4, 68.
5. Плоскирева А. А., Горелов А. В. Пробиотики в питании: от рождения и старше // Лечащий Врач. 2011, № 2, с. 36.
6. Ладодо К. С. Рациональное питание детей раннего возраста. М., 2007. 281 с.
7. Нетребенко О. К. Пробиотики и пребиотики в питании грудных детей // Педиатрия. 2007, т. 86, № 1, 80–87.
8. Руководство по лечебному питанию детей. Под ред. проф. Ладодо К. С. М., 2000. 384 с.
9. Bunout D., Barrera G., Hirsch S. еt al. Effects of a nutritional supplement on the immune response and cytokine produktion in free-living Chilean eldery // J of parenteral and Enteral Nutrition. 2004, V. 28, № 5, р. 348–354.
10. Chandre R. K., Joshi P, Au B. еt al. Nutrition and immunocompetence of the elderly: effect of short term nutritional supplementation on cell mediated immunity and lymphocyte subsets // J. Nutr. Res. 1982, 2, р. 223–232.
11. Dattilio A. M., Saavedra J. M. Probiotics in pediatrics: a review of concepts, mechanisms, and benefits // Clinical nutrition highlights. 2009, Vol. 5, p. 2–8.
12. Ibnou-Zekri N., Blum S., Schiffrin E. J., von der Weid T. Divergent Patterns of Colonization and Immune Response Elicited from two Intestinal Lactobacillus Strains that Display Similar Properties in vitro // J. Infection and Immunity. 2003, 1.
13. Isolauri E., Juntunen M., Rautanen T. et al. A human Lactobacillus strain (Lactobacillus Casei sp strain GG) promotes recovery from acute diarrhea in children // Pediatrics. 1991, 88, р. 90–97.
14. Fuller R. Probiotics in man and animals // J Appl.Bacteriol. 1989, 66 (5): 365–378.
15. Goldin B. R. Health benefits of probiotics // J. Nutr. 1998, 80 (4): S203–207.
16. Grant J. P. Nutritional support in critically ill patients // Ann. Surg. 1994, V. 220, № 5, p. 610–616.
17. Kaila M., Isolauri E., Saxelin M. аt al. Viable versus inactivated lactobacillus attain GG in acute rotavirus diarrhea // Arch. Dis. Child. 1995, 72, р. 51–53.
18. Kieft H., Roos A. N., van Drunen J. D., Bindels A. J., Bindels J. G., Hofman Z. Clinical outcome of immunonutrition in a heterogeneous intensive care population // Intensive Care Med. 2005; 31, р. 524–532.
19. Lesourd B., Mazari L. Nutrition and immunity in the eldery // Proc. Nutr. Soc. 1999, 58, р. 685–695.
20. Mitsuoka T. Intestinal flora and human health // J. Asia Pacific J Clin Nutr. 1996, 5: 2–9. Quigley E. M. The use of probiotics in functional bowel diseases // Gastroenterol. Clin North. Am. 2005, 34, р. 533–545.
21. Scrimshaw N. S., SanGiovanni J. P. Synergism of nutrition, infection and immunity: an owerview // Am. J. Clin. Nutrition. 1997, 66, р. 464 S–477 S.
22. Sobotka L. Basics in Clinical Nutrition. Third Edition. Galen, Praga. 2004. 500 pp.
23. Solomons N. W., Bulux J., Parreno F. аt al. Incidence of diarrhea cases and diarrhea episodes with or without daily feeding of Lactobacillus paracasei NCC 2461. World Congress of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition, August 5–9, 2000.