Дипломная работа: Дослідження антагоністичних властивостей сучасних пробіотиків

Пробіотикам притаманна функція індукторів α- і β– інтерферону, що встановлено в дослідах in vitro і в експерименті на тваринах.

Одним з механізмів дії пробіотичних препаратів, який тісно пов`язаний з їх муномодулюючим впливом на макрооргaнізм, є явище транслокації бактерій з перорально введених препаратів в кров`яне русло. Це явище було встановлено всебічно вивчено вітчизняними дослідниками під керівництвом академіка В.В.Смірнова [26,45,46]. Автори встановили, що вже через дві хвилини після введеня мишам пробіотичних препаратів або культур мікроорганізмів з їх складу, частину бактерій виявляли в крові, легенях та печінці, а трохи згодом – і в нших паренхіматозних органах з наступним поступовим зниженням числа життєздатних клітин. Явище транслокації спостерігали постійно при введені дози, яка пребільшувала 1*10 живих МК, при цьому в кров надходила лише незначна чиатина – близько 0,01% введених бактерій.

Відомо, що хімічний склад клітинної стінки багатьох молочнокислих бактерій досить постійний, на нього не впливає зміна складу середовища чи умов, у яких мікроорганізми вирощуються. Найважливіші клітинні агенти бактерій зосереджен саме в їх стінках. Методом хроматографії гідролізатів клітинних стінок ряду молочнокислих бактерій, показано, що амінокислотний склад їх більш за все характеризує рід, а якісний склад та кількість сахарів гексозамінів відбивають різницю між видами всередині самого роду.

Наприклад, встановлено, що стінки L.plantarum утримують аспарагінову кислоту, аланін, глутамінову кислоту, лізин, глюкозаміни та гексозаміни. L.delbrueckii, L.casei мають більш складний, ніж інші види роду хімічний склад клітинних стінок. Імуностимулюючу дію виявляють препарати із різних живих. Висушених, заморожених або убитих шляхом нагрівання. Ці властивості є й у дезінтегрованної біомаси бактерій. В експерименті на лабораторних тваринах встановлено, що молочнокисл бактерії, такі як L.delbrueckii, L.casei, L.acidophilus та Str.thermophilus стимулюють лімфоїдний апарат, синтез імуноглобулінів та активність інтерферону, посилюють мононуклеарну та фагоцитарну активність, активність натуральних кілерів, підвищують лізоцимальну та протимікробну дію, стимулюють реакц Т-клітинного імунітету [47]. Внутрішньочеревні ін'єкції живих бактерій L.delbrueckii, subsp.bulgaricus мишам стимулювали утворення інтерферону вже через 6 годин після їх введення.

1.2 Антагоністичні властивості пробіотичних препаратів

Поряд з підсиленням протиінфекційного імунітету молочнокислі бактерії виявляють також і протипухлинну активність. Протипухлинна активність пробіотиків та їх вплив на кишкову моторику є результатом непрямої дії. Одним із напрямків руйнування ферментів, таких як азотредуктаза, нітроредуктаза, які переводять проканцерогени в канцерогени [48]. Інша точка зору полягає в тому, що живі або вбиті нагріванням лактобактерії індукують в організмі зростання активност макрофагів, лімфоцитів, виключаючи синтез ендогенних цитотоксинів та пухлино-некротизуючого фактору (TNF). Таким чином, дія на пухлину може здійснюватись як за рахунок прямої цитотоксичної діїї, так і щляхом стимуляц мунних механізмів. Нарешті, пробіотичні штами знижують рівень мутагенів у фекаліях, можливо шляхом зв`язування або сорбції мутагенів на бактеріальних клітинах [49].

І.Г. Богдановим одним із перших in vivo на мишах з саркомою 180, карциномою Ерліха, меланомою В-16 та аденокарциномою АСОТОЛ установленні протипухлинні властивост L.delbrueckii, коли введення культурального фільтрату призводило до повного зникнення пухлин майже у 50% лабораторних тварин [49,50]. Ним було запропоновано декілька лікарських засобів із L.bulgaricus. Із клітинної фракції лактобацил було виділено три глікопептиди: 1,2 та 10кД. Один з найбільш активних препаратів отримав назву бластолізин.

Протипухлинну дію встановлено також і при використанні інших видів лактобактерій, наприклад, L.casei. Субстанцією цих бактерій особливо успішно лікували мишей за введенням підшкірно в область лімфатичних вузлів, які дренували пухлину.

При лікуванні хворих з різними локалізаціями злоякісних пухлин хіміо- чи променевою терапією рекомендується використовувати молочнокислі бактерії, які значно покращують загальний стан хворих та знижують побічні дії лікарських засобів.

Епідеміологічн дослідження багатьох країн світу показали, що виникнення раку товстого кишечника спостерігається більше в популяції людей, які споживають західн рафіновані дієти, порівняно з тим, що вживають вегетаріанські та молочнокисл продукти. Було відмічено, що у пацієнтів з раком товстої кишки в фекаліях знаходиться в середньому на порядок менше молочнокислих бактерій. У людей з високим ризиком рака товстої кишки переважали Bifidumbacterium, Peptococcus, Clostridium, а в людей з малим ризиком виникнення раку товстої кишки домінували Bac.pneumoniae, Lactobacilus[51].

На значній виробці хворих виявлено, що ризик виникнення раку молочної залози позитивно корелював з частотою вживання жирних сирів та молока корів негативно – з частотою вживання йогуртів з живими лактобацилами.

В останні роки спороутворюючі бактерії роду Bacillus як найбільш відомі представники екзогенної мікрофлори привертають увагу дослідників. Досить великий арсенал видів цього роду використовувався в якості терапевтичних речовин при лікуванн гострих і хронічних інфекцій: B.cereus, B.polymyxa, B.brevis, B.megaterium, B.pumilus, B.coagulans та ін. Однак найбільш розповсюдженні і вивчені види B.subtilis i B.licheniformis [52].

Ц мікроорганізми завдяки високим адаптивним властивостям широко розповсюдженні в природі і зокрема в тих об`єктах, з якими людина контактує найбільш близько. Завдяки цьому бацили постійно і в значній мірі кількості потрапляють в організм людини і, оскільки є стійкими до літичних і травних ферментів, зберігають життєдіяльність напротязі всього ШКТ.

Серед різних представників екзогенної мікрофлори бацили характеризуються рядом переваг, які дозволяють вважати їх найбільш ефективними в якості нових біопрепаратів:

ц бактерії (окрім B.anthracis і B.cereus), як правило, є нешкідливими для макроорганізму навіть у концентраціях, які значно перевищують рекомендовані для вживання;

при пероральному вживанні ці мікроорганізми істотно підвищують неспецифічну резистентність макроорганізм;

антагоністична активність їх більш виражена і проявляється до більш широкого спектру патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів, ніж у інших представників екзогенної і ендогенної мікрофлори.

бацили характеризуються високою ферментативною активністю, яка дозволяє їм регулювати стимулювати травлення, виявляти протиалергійну і антитоксичну дію;

ц мікроорганізми стабільні при зберіганні;

вони екологічно безпечні [53, 54, 55].

Бацили не формують біоплівок, оскільки їх адгезивні властивості слабо виражені. Їх активність проявляється в кишечнику і пов'язана перед усім не з конкурентними взаєминами за місця прикріплення до слизової, а з високою антагоністичною активністю у відношенні до багатьох патогенних бактерій. В той самий час бактерії роду Bacillus не виявляють антагоністичної дії на представників нормальної мікрофлори, що створює умови для безконкурентного відновлення мікрофлори [55].

Антимікробна активність аеробних спороутворюючих бактерій роду Bacillus може бути обумовлена літичними ферментами, які вони синтезують. Так, деякі вчені виділили із B. subtilis еластазу, яка надає літичної дії на грамнегативні та грампозитивн мікроорганізми.

Завдяки високій і різноманітній ферментативній активності бактерій роду Bacillus, як входять до складу біопрепаратів-пробіотиків, можуть відігравати суттєву роль в стимуляції і збагаченні травної системи хазяїна необхідними ферментами [56,57]. Так, наприклад, бацили характеризуються вираженою амілолітичною активністю, причому деякі амілази відрізняються тим, що при гідролізі крохмалю, який каталізують ці ферменти, утворюються сахара α–конфігурації і олігосахара не більше мальтотетрози. Характерною для бацил являється висока протеолітична активність. Із культуральної рідини B.subtilis виділили протеолітичний фермент, який володіє властивістю стимулювати регенераційні процеси. Інший протеолітичний фермент із бацил являється тромболітичним препаратом, який проявля свою активність навіть при пероральному вживанні. Цікаво, що деякі ферменти бацил зберігають активність навіть в неживих клітинах.

Позитивну роль відіграє здатність бацил продукувати в значних кількостях екзоцелюлярн амінокислоти, в тому числі і незамінні (треонін, аланін, тирозин, гистидин, валін та ін.). Важливою також являється вітамінсинтезуюча активність бактерій роду Bacillus.

Наявність бацил в пробіотичній суміші мікроорганізмів сприяло значно ефективніше зниженню холестерина в крові тварин, чим при їх відсутності. На дослідах також спостерігали більш виражену здатність зв'язувати жирні кислоти і зменшувати утворення холестеринових міцел при наявності бактерії роду Bacillus[58].

Отже, аеробні спороутворюючі бактерії роду Bacillus - перспективна група мікроорганізмів для створення нових високоефективних біопрепаратів. По-перше, вони характеризуються найбільш вираженою антагоністичною активністю по відношенню до патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів. По-друге, відомо, що на основі аеробних спороутворюючих бактерій можна отримувати штами із заданими властивостями, оскільки ці бактерії являються досить гарно вивченою системою для клонування.

Ряд робіт присвячено пробіотикам на основі представників роду Aerococcus [59], а також про використання дріжджів для виробництва пробіотиків. Так, лікування препаратом, до складу якого входили Saccharomyces boulardii, виявилось ефективним при кишкових інфекціях обумовлених Clostridium dificile. Виражений клінічний ефект отримали також при використанні Saccharomyces cerevisiae.

Вище викладене свідчить, що спектр мікроорганізмів складових пробіотичних препаратів досить широкий. Звичайно, найбільш поширеними серед них є молочнокисл бактерії, як одна із широко розповсюджених у біосфері груп мікроорганізмів. Вивчення молочнокислих бактерій як антагоністів патогенної та умовно-патогенно мікрофлори, грибів та вірусів має велике значення для підтримки гомеостазу організму людини, який в значній мірі обумовлений станом мікрофлори, створено по ходу еволюційного процесу симбіонтного та природного відбору.

Дослідження по визначенню антимікробної активності молочнокислих бактерій дозволяють виявити індивідуальні особливості кожної культури, що представляється значимим для подальшого вивчення природи і механізму дії бактеріоцинів. Знання антагоністичних властивостей кожної культури, оптимальних умов для їхнього максимального прояву необхідне при складанні рецептури лікувально-дієтичних продуктів із заданими властивостями. Участь симбіонтів біопрепаратів у формуванн мунологічного статусу відкриває перспективи застосування їх при хворобах інших систем організму, окрім кишкового тракту.

1.3. Використання пробіотиків для підтримання нормобіоценозу людини

Фундаментальн дослідження сучасної біологічної та медичної наук дозволили розробити впровадити в практику біопрепарати, домінуюче положення в яких займають препарати з живих непатогенних бактерій – представників нормальної мікрофлори пробіотики (еубіотики). Піонером цього напрямку був І.І.Мечніков, який обгрунтував споживання ферментованого молока, виділив і застосував для ферментац лактобацилу, яка дійшла до нашого часу як Bulgarian bacillus. Після наукового обгрунтування І.І.Мечніковим позитивного впливу на організм людини ферментованого молока та простеження антагоністичного ефекту між штамами бактерій, в мікробіології розпочався етап використання мікробів для посилення захисту від інфекійних хвороб. Останні десятиріччя, враховуючи зростаючий нтерес в суспільстві до здорового способу життя, повязанні з вивченням ферментованих продуктів як пробіотичних препаратів, а використання живих мікроорганізмів - із створенням стратегії пробіотиків.

Термін пробіотик” був введений в 1965 році Lilley, Stillwell. R.Parker в 1974р. використав цей термін для обозначення живих мікроорганізмів. Пізніше R.Fuller сформулював це поняття як “добавка до корму, що містить живі мікроорганізми, яка позитивно діє на організм тварин, внаслідок чого виздоровлює мікрофлора кишечника”. Це визначення було застосовано й до організму людини і отримало широке розповсюдження в якості збірного поняття, що об`єднує жив мікроорганізми, які поступають в ШКТ та покращують життєдіяльність хазяїна за рахунок нормалізації його мікробної екосистеми [4].

Неперетравленн харчові добавки іншого походження, які мають позитивну дію на організм хазяїна через селективну стимуляцію росту і/або активності представників нормально мікрофлори кишечника, R.Fuller пропонує називати пребіотиками. В якост пребіотиків розглядаються біфідобактерії, рідше – Lactobacillus, а по даним деяких авторів – і E.faecium [44]. Автор концепції пред`являє до пребіотиків наступну вимогу, вони не повинні гідролізуватись і абсорбуватись у верхніх відділах ШКТ.

Шендеров проаналізувавши речовини, які здатні стимулювати ріст нормальної мікрофлори, запропонував розділити пребіотики на наступні групи:

моносахариди спирти (ксилоза, ксилобіоза, рафіноза, сорбіт);

олігосахариди (лактулоза, фруктоолігосахарид, галактоолігосахарид,

ксилоолігосахарид);

полісахариди (пектини, декстрин, інуліні ін.);

ферменти (β-галактозидаза мікробного походження, протеази сахароміцетів і ін.);

пептиди (соєві, молочні);

антиоксиданти (вітаміни групи В, вітамін Е, аскорбінова кислота), а також інші біологічно активні добавки – амінокислоти, рослинні екстракти, органічні кислоти і т. д. [52]

Більшість спеціалістів і дослідників відносять до бактерій-пробіотиків в основному так звані еубіотики (представники нормальної мікрофлори шлунку) і частіше всього біфідобактерії і молочнокислі мікроорганізми роду Lactobacillus, називаючи їх класичними пробіотиками. Це пов’язано з тим, що найбільша кількість позитивно впливаючих на здоров’я людини бактерій, виділено саме із кишечника людини, саме ці бактерії, заповнюючи КШТ беруть на себе основну захисну функцію, в той час як інші мікроорганізми яляються транзитними. Пробіотичними властивостями володіють молочнокислі палички та коки, яких немає в кишечнику людини, а також нші мікроорганізми – B.subtilis, B.licheniformis, B.cereus, L.acidophilus, L.delbrueckii, L.plantarum, L.fermentum, L.salivarius, L.casei, L.rhamnosus, L.reuteri, B.bifidum, B.longum, B.adolescentis, E.coli, Ent.faecium, Str.saliverius subsp. thermophilus, Saccharomyces boulardii) [52].

Крім того, автори використовують різні сполучення цих мікрорганізмів, а також форми застосування. В нашій країні традиційно склалося ділення препаратів, що містять живі бактерії, на медичні препарати і харчові добавки. При цьому зазначається, що “терапевтичним мінімумом” вважається 10 живих мікробних клітин в 1г продукту. Саме зберігання достатньої кількості життєздатних клітин є однією з найбільш проблематичних сторін використання пробіотиків. Крім того, введен бактерії мають ще прижитись в кишечнику людини і виробляти in situ активн речовини.

Залежно від природи складових компонентів і форми використання, можна виділити так основні групи пробіотиків:

-препарати, котрі містять живі мікроорганізми (монокультур або їхні комплекси);

-препарати, котрі містять структурні компоненти мікроорганізмів – представників нормально мікрофлори або їхніх метаболітів;

-препарати мікробного або іншого походження, котрі стимулюють ріст та активність мікроорганізмів - представників нормальної мікрофлори;

-препарати, котрі є комплексами живих мікроорганізмів, їхніх структурних компонентів та метаболітів у різних поєднаннях, а також сполук, що стимулюють ріст представників нормальної мікрофлори;

-препарати на основі живих генно-інженерних штамів мікроорганізмів, їхніх структурних компонентів і метаболітів із заданими характеристиками;

-продукти функціонального харчування на основі живих мікроорганізмів, їхніх метаболітів, нших сполук мікробного, рослинного або тваринного походження, здатних підтримувати та відновлювати здоров’я шляхом корекції мікробної еколог організму людини) [44]. Класифікація пробіотичних препаратів залежно від складових компонентів представлена в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 Класифікація пробіотичних препаратів

Монокомпонентні

Які містять кишкову паличку: Колібактерин (E.coli М17) Мутафлор Коліфлорал Які містять лактобактерії: Лактобактерин (L.fermenti 90 TC-4) Нормофлор (L.acidophilus) Ацилакт (3 штама L.acidophilus) Лактинекс (L.acidophilus + L.bulgsricus) Які містять біфідумбактерії: Біфідумбактерин (B.bifidum 1,791) Біфідин сухий (B.adolescentis MC-42) Які містять ентерококи: Біофлорин (Ent.faecium 68)

Самоелімінуючі

Бактисубтіл (B.cereus) Флонівін (Bacillus spp.) Споробактерин (B.subtiles) Біоспорин (B.subtilis + B.licheniformis) Субалін (Штам-мутант JP5832) Перентерол (S.boulardii) Ентерол (S.boulаrdii)

Полікомпонентні

Біфі-форм (B.longum + Ent.faecium) Біфіцид (B.adolescentis B1 + L.acidophilus AT-41) Лібелін Лінекс (B.infantis v.liberorum + L.acidophilus + S.faecium SF-68) Біфікол (B.bifidum + E.coli M-17) Ліобіфідус Примадофілус (Bifidobacterium sp. + Lactobacterium sp.)

Комбіновані (містять мікроорганізми і інші компоненти)

Біфідумбактерин-форте (Bifidobacterium sp.+ кісточкове активоване вугілля) Аципол (L.acidophilus NK1, NK2, NK5, NK12 + Kefir grevis) Кипацид (L.acidophilus + комплексний імуноглобуліновий препарат) Нутрилон-В (L.sporogenes + тіаміна мононітрат + рибофлавін+ нікотинамід) Гастрофарм (L.bulgaricus + протеїн + сахароза) Біфіліз (B.bfidum + лізоцим) Біфілакт (B.bfidum + Lactobacillus sp. + лізоцим) Карболевур (Saccharomyces cerevisiae + кремній-органічний сорбент)

Рекомбінантні (не містять живих мікроорганізмів)

Хілак Хілак-форте Нормазе Дуфалак Фродо Порталак Інулін

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9