Допълнителна информация За Специалисти
ПРОБИОТИЦИ, ПРЕБИОТИЦИ И СИНБИОТИЦИ - ПРЕПАРАТИ,
РЕГУЛИРАЩИ НОРМАЛНАТА ЧРЕВНА МИКРОФЛОРА
Проблемът с чревната микробиология в последните години привлича все по-голямо внимание не само от страна на гасртоентеролозите, но и от страна на други специалисти (педиатри, неонатолози, инфекционисти, бактериолози). Известно е, че микроекологичната система на организма, както при вързастния индивид, така и при децата е много сложен, от филогенетична гледна точка, динамичен комплекс, включващ разнообразни по количествен и качествен състав асоциации от микроорганизми и продукти на тяхната биохимична активност (метаболити) в определени условия и среда на обитаване [1].
Състоянието на динамично равновесие между организма на „собственика”, населяващите го микроорганизми и обкръжаващата го среда е прието да се нарича „еубиоза”, при което здравето на човека се намира на оптимално равнище [2].
Съставът на чревната флора при децата след 2 годишна възраст практически не се отличава от състава при възрастния индивид: повече от 400 вида бактерии, като болшинството – анаеробни, трудно поддаващи се на култивиране. Всички бактерии попадат в стомашно чревния тракт (СЧТ) по орален път. Плътността на бактериите в стомаха, празното черво (jejunum), хълбочното черво (ileum) и ободното черво (colon) съответно е равна на 1 000, 10 000, 100 000 и 1 000 000 в 1 мл от съдържимото в червата [3-4].
В таблицата са посочени типичните представители на нормалната чревна микрофлора при възрастен човек, разделени на две основни групи спрямо характера на метаболизма:
Белтъчен | Въглехидратен |
---|---|
Bacteroides Proteus* Clostridium* Ristella Ешерихия коли |
Бифидобактерии (различни видове)** Лактобацили (различни видове)** Streptococcus faecalis |
Съществуват множество причини, поради които произтича изменение в съотношението на нормалната микрофлора в храносмилателния тракт. Тези изменения могат да бъдат както кратковременни – дисбактериални реакции, така и продължителни - дисбактериози [5].
Дисбиоза е състояние на екоситемата, при което се нарушава функционирането на всички нейни съставни части – организма на човека, неговата микрофлора и окбкръжаващата го среда, а също и механизмите на тяхното взимодействие, което води до възникване на различни заболявания. Под дисбактериоза на червата (ДЧ) се разбира качествени и количествени изменения характерни за дадения биотип нормофлора на човека, водеща след себе си изразени клинични реакции на микроорганизма или явяващи се като следствие от каквито и да било патологични процеси в организма [5]. Следователно ДЧ би следвало да се разглежда като комплекс от симптоми, а не като заболяване. Съвършенно очевидно е, че ДЧ е вторична, т.е. следствие от основно заболяване. Именно с това се обяснява отсъствието на такава диагноза като „дисбиоз” или „дисбактериоза на червата” в Международната класификация на болестите (МКБ-10) [6].
Препаратите, които се приемат за подобряване функцията на храносмилателния тракт, за регулиране на микробиоценозата на стомашно-чревния тракт, за профилактика и лечение на някои специфични инфекциозни заболявания се разделят на пробиотици, пребиотици, синбиотици, бактериофаги и биотерапевтични агенти [2,7]. Първите три групи се обединяват в една – пробиотици. Приемането на пробиотици и пребиотици води до един и същ резултат – увеличение на количеството на млечнокиселите бактерии, естествени обитатели на червата.
В Таблица 2 са показани някои широко използвани про- и пребиотици:
Пробиотици
Лактобацили
hhhh |
Бифидобактерии
hhhh hhhh |
Грам-положителни коки
Ешерихия коли
hhhh |
Saccharomycae
hhhh hhhh hhhh hhhh hhhh |
---|
Пребиотици
Полизахариди
hhhh |
Олигозахариди
|
|
PAMBA
(пара-амино-метил-бензоева киселина) hhhh hhhh |
---|
* Показател за степента на полимеризация
ПРОБИОТИЦИ
Пробиотиците са живи микроорганизми: млечнокисели бактерии, най-често бифидо- или лактобактерии, понакога чревната бактерия E-coli M-17, някои видове грам-положителни коки, дрожди, които както следва от термина „пробиотик” се отнасят към нормалните обитатели на чревния тракт при здравия човек [14].
Препаратите – пробиотици на основата на тези микроорганизми се използват широко като хранителни добавки, а също и в киселото мляко и в други млечни продукти. Микроорганизмите, влизащи в състава на пробиотиците не са патогенни, не са токсични, съдържат се в достатъчно количество, запазват жизненоспособността си при съхранение и при преминаване през стомашно-чревния тракт [8,9]. Пробиотиците не се считат лекарствени продукти, а се разглеждат като средства, които оказват полезно влияние върху здравословното състояние на човека и нямат токсично или патогенно действие върху организма.
Безопастността на пробиотиците се подтвърждава от това, че WHO, FDA и FAO UN (Организацията за хранителни продукти и селско стопанство към ООН) заключава, че пробиотиците като цяло са безопастни продукти и притежават GRAS (Generally Regarded As Save) статус, т.е. те могат без ограничение да се използват във фармацевтичната и хранителната промишленост.
Кратка характеристика на родовете микроорганизми [16] и данни за техния количествен статус в микробиоценозата в долната част на стомашно-чревния тракт при здравия човек [4]
БИФИДОБАКТЕРИИ - това са анаеробни бактерии, морфологично представящи се чрез извънредно вариращи по форма грам-положителни неспорообразуващи пръчици, малко извити, или подобни на карфица и често пъти разклонени. Краищата на клетката на бифидобактерията могат да бъдат раздвоени, изтънени или удебелени във вид на надут балон. Разположението на клетките е единично, по двойки, V-образно, а понякога верижно или във вид на розетка.
Голяма част от бифидобактериите обитават дебелото черво и са негова основна микрофлора. При децата, бифидобактериите представляват по-голямата част от всички микроорганизми в червата в зависимост от възрастта.
И така, бифидобактериите заемат доминиращо положение в микробния пейзаж при здравите новородени деца, които са в период на кърмене, към 5-20 ден след раждането. Нормалното количество на бифидобактериите при деца в кърмаческа възраст е 1010-1011 КОЕ/г фекалии, а в юношеска възраст и при възрастни индивиди – 109-1010 КОЕ/г.
ЛАКТОБАЦИЛИ – представляват неспорообразуващи грам-положителни пръчковидни бактерии, обикновенно с правилна форма, дълги, понякога коковидни, разполагащи се в къси вериги или по единично.
Лактобацилите заселяват заселяват организма на новороденото бебе в ранния постнатален период. Средата на обитаване на лактобацила се явяват различните отдели на стомашно-чревния тракт, започвайки от устната кухина и завършвайки с дебелото черво, където те поддържат рН на ниво 5,5-5,6.
Постоянно присъстват в организма, и в редица периоди от живота на девойките и жените в репродуктивна възраст представляват преобладаващата флора на фулвата и вагината. Лактобацили се откриват и в човешкото и животинското мляко.
В стомаха лактобацили се съдържат в количество 102-103 КОЕ/мл стомашен сок, в тънките черва – до 103-104 КОЕ/мл чревен сок, в дебелото черво (в зависимост от възрастта) – 106-107 КОЕ/г фекалии, във вагината – 106-109 КОЕ/мл влагалищно съдържимо (в зависимост от възрастта).
В процеса на тяхната жизнена дейност, лактобактериите встъпват в сложно взаимодействие с другите микроорганизми, в резултат на което се подтискат гнилостните и гонородни условно патогенни организми, на първо място протеи, а също и възбудителите на остри чревни инфекции. В процеса на нормалния метаболизъм те са способни да образуват млечна киселина, водороден прекис, да продуцират лизоцим и вещества с антибиотична активност: реутерин, плантарицин, лактоцидин, лактолин.
Лактобацилите се явяват второто основно микробиологично звено при формирането на колонизационна резистентност в отворените кухини на организма.
ЕНТЕРОКОКИ – срещат се в червата в количества 105-107 КОЕ/г фекалии и в норма не превишават общото количество на чревните бактерии. Ентерококите осъществяват метаболизъм от т.н. „блуждаещ” тип, ферментират разнообразни въглеводороди с образуване основно на млечна киселина, но не газ, понижавайки рН до 4,2-4,6.
В някои случаи, особено лактопозитивните, възстановяват нитрат. При експерименти с гнотобионти, било установено, че при извеждане на стерилни животни през бариерата без орална апликация на ентерококи, се наблюдава развитие на летална вирусна инфекция.
ЕШЕРИХИЯ КОЛИ (ESCHERIHIA COLI) са първите заселници в чревата на новородените. Те подготвят средата за анаеробните микроорганизми, поглъщайки кислорода, дифундиращ от системния кръвоток през чревната стена и проникващ в червата.
Експериментите по заселване на микроби в червата на гнотобиологични животни показали, че анаеробните бактерии се заселват в стомашно-чревния тракт само след неговата колонизация с анаеробни бактерии, на първо място Ешерихия коли.
Известно е, че Ешерихия коли способстват за хидролизиране на лактозата, участват в разцепланието на белтъчини и въглахидрати, в метаболичното превръщане на холестерина, в мастната и жлъчна киселина, синтезират витамини от група В, витамин К, никотинова и пантотенова киселина. Регулатори на нивото на бактериите в червата са различните екзоензими и бактериоцини. Синтезируемите бактериоцини се отличават с мол.маса и спектър на антимикробна активност.
И така: колицините, имащи висока мол.маса, се характеризират с тесен спектър на антибактериално действие, т.к. по специфичен начин подтискат нивото на бактериите от същия вид или от филогенетични родствени видове, във времето когато микроцините, имащи ниска мол.маса, притежават шрок спектър на антагонистична активност.
Колонизацията на лигавицата на червата с Ешерихия коли се определя също и от тяхната възможност да се конкурират с условно патогенните бактерии за източниците на хранене.
Немаловажна е и способността на ЛПЗ (липополизахарид) на Ешерихия Коли и, както е видно, бактероидите, да предизвикват значима, неспецифична стимулация на хуморалния и клетъчния имунитет, индуцирайки синтез на неутрофилни клетки, регулираащи кооперативното взаимодействие на фагоцитите, а също и синтеза на редица противовъзпалително цитокини (ФНО-α, IL-1q IL-6 и др.), които са важни за кооперативното взаимодействие на имунокомпетентните клетки.
ЛПЗ на Ешерихия коли играят важна роля в поддържането на антиендотоксиновия имунитет, обезпечаващ защитата на микроорганизма от ендотоксинов шок. В червата на човека Ешерихия коли се появяват в първите дни след раждането в количаство 107-108 КОЕ/г фекалии и се съхраняват през целия живот на ниво 106-108 КОЕ/г съдържимо от дебелото черво.
Следователно: пробиотичните препарати са ефективни регулатори на нормалната микрофлора на стомашно-чревния тракт. Съдържащите се в тях микроби са добре изучени и признати от СЗО като безвредни за човека. Освен това, най-доброто доказателство за безвредност и ефективност на пробиотиците е вече половин вековното им приложение в практиката (Лекарствени продукти, биологично-активни хранителни добавки, обогатени с пробиотици млечни продукти) и приемането им от милиони хора по цял свят.
ПРЕБИОТИЦИ
Пребиотиците са препарати от немикробен произход, способни да оказват позитивен ефект върху организма на „стопанина” посредством селективна стимулация на ръста на развитие, или усилване на метаболичната активност на нормалната микрофлора на червата [2,3,11,12]. В тази група влизат препарати, които се отнасят към различни фармакотерапевтични групи, но притежаващи общи свойства – стимулират ръста и развитието на нормалната микрофлора на червата.
Болшинството пребиотици са субстрати за различните видове микроби-компоненти на нормалната микрофлора на стомашно-чревния тракт. Ефектът на пребиотиците се изразява в следното: те понижават рН на изпражненията; понижават продуцирането на амоняк; активират имунитета; понижават потенциалното развитие на клострида, кандида, листерия и др.; увеличават усвояването на Са от храната с 40-60%; усилват енергообезпечението и регенерацията на епитела на дебелото черво [12,13].
Много от несмилаемите в горният отдел на стомашно-чревния тракт хранителни компоненти също представляват пребиотици. За да бъде класифициран като пребиотик даден хранителен компонент трябва да притежава: способност да не се разделя и да не се абсорбира в горния отдел на стомашно-чревния тракт; възможност да се използва като селективен субстрат за полезните микроорганизми, стимулирайки техния ръст или метаболична активност; способност да нормализира състава на чревната микрофлора и да индуцира местни и системни отговори, благоприятни за организма като цяло [14].
От гореизложеното е видно, че пребиотиците, като клас физиологично-активни вещества, представляяват Биологично-активни добавки към храната (БАД). Всички намиращи се в обръщение продукти на основата на пребиотици се класифицират като БАД към храната.
Към пребиотиците се отнасат:
- Олигозахариди: лактулоза, фруктоолигозахарид (ФОЗ), галактоолигозахарид (ГОЗ) и други със степен на полимеризация (n≤10);
- Полизахариди: инулин, декстрин, пектин и др;
- Други пребиотици със несубстратно действие, такива като: лизоцим, калциев патотенат, РАМВА (пара-амино-метил-бензоева киселина) и др.
Кратко описание на механизма на действие на някои от изброение пребиотици.
ОЛИГОЗАХАРИДИ
Най-важната функция на бифидофлората на червата е ферментацията на хранителните влакна – олигозахаридите. Функциите на хранителните влакна е обширна. Към тях се отнасят: стимулация на развитието на бифидобактериите и ацидофилните лактобактерии; адсорбция на токсичните продукти и извеждането им с фекалиите; удовлетворение на потребностите от енергия до 6-9%; антиоксидантна активност (защита на лигавицата на червата от свободни радикали); създаване на място за фиксация за чревните микроорганизми, които определят благоприятната чревна екология; усилване на перисталтиката [15].
Олигозахаридите, в непроменен вид, достигат до дебелото черво и там произтича тяхното разкъсване с помощта на бактериалните ферменти - гликозидази, катализиращи разкъсването на гликозидните връзки. Тези ферменти обикновенно се индуцират, т.е. тяхното образуване се стимулира чрез добавяне на субстрат от фермени, което на свой ред служи като фактор за стимулиране на развитието дружествени бифидо- и лактобактерии.
Лактулоза – кратковерижни фруктоолигозахариди – смес от олигозахариди, съдържащи глюкоза, свързана с фруктоза (n=4). Олигозахарид, състоящ се от остатъчна на галактоза и остатъчна фруктоза се нарича лактулоза („Лактулоза ироп” в Италия, „Лактофилтрум” в Русия). Лактулозата попада в дебелото черво в непроменен вид (само около 0,25-2,0 % се всмуква в непроменен вид от тънките черва) и служи като хранителен субстрат за захаролитичните бактерии. Лактулозата са прилага повече от 40 години в педиатрията за стимулация на развитието на лактобактерии при кърмачета [17,18].
Фруктоолигозахариди (ФОЗ) – посредством частична ензиматична хидролиза на инулина се получава ФОЗ, имащ средна степен на полимеризация 8 – „Рафтилоза” (Orafti, Белгия) [7].
В реакция, катализируемия 1,2-фруктан 1-фруктозилтрансфераза със захар в качеството на субстрат, се получава нискомолекулярен ФОЗ със степен на полимеризация по-малко от 4 – „Неозахар” или „Актилайф” (Beghin-Meji Industries, Paris, Франция) [7].
ПОЛИЗАХАРИДИ
Инулин – полизахарид, съдържащ се в плодовете и корените на далията, артишока и жълтурчетата. Той представлява фруктозан, т.к. при неговата хидролиза се образува фруктоза. Доказано е, че инулина, освен че стимулира развитието и активността на бифидо- и лактобактериите, повишава всмукването на калций в дебелото черво, т.е. понижава риска от остеопороза, влияе на метаболизма на липидите, намалявайки риска от атеросклеротични изменения в сърдечно-съдовата система и, възможно, предотвратяване развитието на захарен диабет тип ІІ. Има предварителни данни за неговия антиканцерогенен ефект [19,20].
ДРУГИ ПРОБИОТИЦИ
Калциев пантотенат – участва в процесите на ацетилиране и окисление в клетките, във въглехидратния и мастния обмен, в синтеза на ацетилхолин, стимулира образуването на кортикостероиди в надбъбречната кора. Утилизира се от бифидобактериите и способства за увеличаване на тяхната биомаса. РАМВА (пара-амино-метил-бензоева киселина) – инхибира действието на протеолитичните ферменти на условнопотогенните бактерии и гъби, стимулира развитието и размножаването на бифидо- и лактофлората.
Лизоцим – способства за нормализиране на нарушената микрофлора. Най-активен е по отношение на грамположителни патогенни и условно патогенни бактерии. Притежава бифидогенно, имуномодулиращо и противовъзпалително действие, стимулира метаболичните и репаративни процеси и еритропоезата, подобрява храносмилането, повишава протиоинфекционната антитоксичната резистентност на организма, има антибактериално действие и проявява синергизъм с много антибиотици.
Следователно, пробиотиците са биологично активни хранителни добавки, които спомагат за нормализиране състоянието на стомашно-чревния тракт, чрез избирателна стимулация на развитие и/или метаболична активност на една или няколко групи дружествени бактерии, обитаващи дебелото черво.
СИНБИОТИЦИ
Смесването на ПРОБИОТИЦИ и ПРЕБИОТИЦИ се обединава в групата СИНБИОТИЦИ, които оказват полезен ефект върху здравето на организма-собственик: улесняват оцеляването и преживяването в червата на живите бактериални добавки; избирателно стимулират развитието и активизирането на метаболизма на ендогенните лакто- и бифидобактерии [14].
Синбиотиците – това са препарати, получени в резултат на рационална комбинация на пробиотици и пребиотици в един продукт. Обикновенно това са биологично активни хранителни добавки, които са обогатени с един или няколко щама представители на родовете Lactobacillus и/или Bifidobacterium [1,3,11,21]. В някои случаи тези препарати имат статус на лекарствени средства.
Синбиотиците съдържат в себе си всички полезни свойства на пробиотичните и са- ефикасни лекарства с функция за нормализиране на микробиоценозата на стомато-целиакия.
ЛИТЕРАТУРА 1. „Тайните на гастроентерологията” (под редакцията на Мак Нели) - М., 1999, гл. 44 и 65, стр. 437-444 и 664-673. 2. Коршунов В.М. и др. "Дисбактериоза на червата" - списание. „Детска болница“, 2000, № 1, с. 66-74. 3. Румянцева А.Г. „Дисбактериозата като индикатор за здравето и индикация за терапия при деца: мит и научна реалност“ - списание. „Детска болница“, 2000, № 1, с. 75-77. 4. Бондаренко В.М. „Многокомпонентни пробиотици: терапевтичен ефект при чревна дисбиоза и механизъм на действие“ - списание. „Наука в Русия“, 2005, № 10. 5. Бондаренко В.М. „Човешка микрофлора: норма и патология“ - списание. „Наука в Русия“, 2007, № 1. 6. "Международен класификатор на човешките заболявания" (ICD-10) - М. 1997. 7. T.I. Мелникова „Растителни олигозахариди - обещаващ клас пребиотици“ - Преглед от серията „Биологично активни добавки“ http://www.rosapteki.ru/arhiv/detail.php?ID=1110 8. Collins MD „Пробиотици и синбиотици: подход за модулиране микробна екология на червата ”- Am. J. Clin. Nutr., 1999, 69 (Suppl.), 1052S-7S. 9. Fuller R., et al. „Пробиотици и пребиотици: управление на микрофлората за подобрено здраве на червата“ - J. Clin. Microb. Инфект., 1998, 4, 477-480. 10. Gibson G. et al. «Аспекти на изследователски подходи in vitro и in vivo, насочени към идентифициране на пробиотици и пребиотици за човешка употреба» - J. Nutr., 2000, 130 (2) Suppl .: 391S-395S. 11. Bmer GW et al. «Биотерапевтични агенти и инфекциозни заболявания» - Human Press, 1999, 316 с. 12. Gibson GR et al. «Диетична модулация на микробиотата на човешката колония: въвеждане на концепцията за пребиотиците» - J. Nutr., 1995, 125, 1401-22. 13. McFariand LJ et al. «Биотерапевтични средства: минало, настояще и бъдеще» - J. Microecology Ther., 1995, 23, 46-73. 14. Robertfroid MB «Пребиотици и пробиотици: функционални храни ли са?» - Изм. J. Clin. Nutr., 2000, 71 (6), Доп. 1682-87 / 15. Van Loo JA et al. «Функционални хранителни свойства на не смилаеми олигосахариди: консенсус доклад от HVDO» - Br. J. Nutr., 1998, 81 (2), 121-32. 16. Ръководството на Бергей по Систематична бактериология - 1986, т.1-2. 17. Ewe К, Ueberschaer В, Press AG и др. Ефект на лактоза, лактулоза и бисакодил върху стомашно-чревния транзит, изследван от металотърсач. Aliment Pharmacol от 1995 г .; 9 (1): 69-73. 18. Macgillivray PC, Finlay HVL, binnst.B. Използване на лактулоза за създаване на преобладаване на лактобацили в червата на кърмените бебета. Scott Med J 1959: 4: 182-9. 19. Kleesen В., Sykura V., et al. Ефекти на инулин и лактоза върху фекална микрофлора, микробна активност и навик на червата при възрастни хора със запек. Am J Clin Nutr 1997; 65: 1397-402. 20. Yoshita М., Fujita К., Sakata П., Muronon К., Iseki К. Development of the normal intestinal flora and its clinical significance in Infants and children. Bifidobacteria Microflora. 1991; 10: 11-27. 21. Gibson G.R., Fuller R. Aspects of in vitro and In vivo research approaches directed toward identifying probiotics and prebiotics for human use. J Nutr 2000: 130 (2) Suppl: 391S-395S.