ПРОБИОТИКИ

ПРОБИОТИКИ
Термин пробиотики можно рассматривать как противопоставление
термину «антибиотик» - «анти» и «биос» (отрицающий жизнь
микроорганизмов). Пробиотик – «про» и «биос»
означает –
поддерживающий жизнь микроорганизмов.
Термин «пробиотики» предложен в 1974 г. Паркером для обозначения
организмов и субстанций,
обеспечивающих равновесие кишечной
микрофлоры.
Обнаруженный И.И. Мечниковым еще в начале ХХ века
положительный эффект от приема простокваши с живыми лактобактериями,
состоявший в улучшении здоровья потребителей в процессе модификации
кишечной микрофлоры, был обозначен как пробиозиз (probiosis). Феномен
пробиозиза определяется как «ассоциация двух организмов, которая
стимулирует жизненные процессы каждого из них», а живая микробная
добавка к пище, которая оказывает полезное действие на микрофлору
кишечника организма хозяина (человека, животного, птицы, рыбы) путем
улучшения его кишечного микробного баланса, получила название
пробиотика.
О пользе для здоровья пробиотиков свидетельствуют наличие
устойчивого рынка разнообразных продуктов, содержащих живые бактерии,
а также многочисленные публикации, подтверждающие с научной точки
зрения механизмы пробиозиса — выгодного содружества микроорганизмов
поступающих «из вне» с определенными группами автохтонных
микроорганизмов. Предложено
7 критериев отбора штаммов
микроорганизмов в качестве препаратов-пробиотиков:
апатогенность,
положительное окрашивание по Граму, резистентность к кислотам и
окислителям, колонизация и (или) адгезия к клеткам пищеварительного
тракта, выделение противоколиформных факторов, резистентность к желчи,
жизнеспособность, стабильность и возможность подтверждения (Humbert
Florence, 1988).
В настоящее время при отборе и характеристике производственных
культур микроорганизмов учитываются, главным образом, два показателя
биологической характеристики: спектр и уровень антагонистической
активности и технологичность, т.е. способность к быстрому накоплению
биомассы, выживаемость. Важен также спектр антибиотикорезистентности
производственных штаммов (Беляев Е.И.,
1988).
Особое внимание
уделяется критериям степени безопасности используемых микроорганизмов
для здоровья человека (Осипова И.Г. и др., 1998; Leviveld H.L.M. et al., 1995).
Хотя большинство бактерий, обладающих пробиотическими
свойствами, являются представителями семейств аутохтонной или
индегенной микрофлоры (постоянных обитателей кишечника человека,
животных и птицы) - Lactobacillus и Bifidobacterium, все чаще в таком
качестве стали использоваться
бактерии неиндегенной микрофлоры,
проходящие транзитом через желудочно-кишечный тракт и не имеющих мест
прикрепления к слизистой кишечника - это спорообразующие бактерии, в
особенности из рода Bacillus.
По совокупности физиологических свойств и факторов биологической
активности наиболее перспективными для создания пробиотиков из
неиндегенной микрофлоры оказались бациллы, главным образом
относящиеся к виду Bacillus subtilis, B.pumilus, B.polymyxa. Эти виды,
стабильно выделяющиеся из разнообразных биотипов, в том числе из
организма и тканей теплокровных, насекомых и растений, не вызывали у
последних патологических изменений. Сила антимикробного действия,
направленность и широта спектра чувствительных тест-культур значительно
варьирует как между видами бацилл, так и между штаммами одного вида.
Способность спорообразующих бактерий оказывать пробиотическое
действие привела к разработкам на их основе препаратов, отнесенных к
поколению так называемых самоэлиминирующихся антагонистов. В итоге на
сегодняшний день в мире создано более полусотни препаратов, которые
полностью или частично составлены на основе спороформирующих
бактерий.
Российскими учеными заявлены на сегодняшний день около 25
наименований препаратов на основе представителей рода Bacillus и других
спорообразующих микробов, и часть из них производится для нужд
медицины и ветеринарии.
Штаммы в составе пробиотических препаратов отбираются по
выраженности антагонистических свойств к патогенной микрофлоре. Они
продуцируют большое количество антибиотических и других веществ,
подавляющих
многие
патогенные
микроорганизмы.
Количество
антибиотиков, продуцируемых аэробными спорообразующими бактериями
рода Bacillus, приближается к 200, а видом B.subtilis – около 70 (выделено и
описано к настоящему времени) (Смирнов В.В.,1993) Ни один пробиотик из
представителей индигенной флоры не обладает таким мощным
антагонистическим действием на патогенную и условно-патогенную
микрофлору.
Споровые пробиотики рекомендуют вместо антибиотиков для
вытеснения патогенной микрофлоры, особенно при острых кишечных
инфекциях. В отличии от готовых антибиотиков, к споровым пробиотикам не
возникает привыкания и не вырабатывается устойчивости у болезнетворных
микроорганизмов, поскольку бациллы продуцируют не отдельные
антибиотики, а «семейства» пептидных антибиотиков сходных по базовой
структуре, но отличающихся по концевым группировкам. Антибиотическое
действие их оказывается разнообразным, а формирование устойчивых
вариантов микроорганизмов замедленным (Филин В.А. и др., 1998).
Преимущество химически-синтезированных антибиотиков в
скорости терапевтического эффекта, антибиотики действуют быстрее.
Поэтому в острый период заболевания, как правило, ветеринары не могут
отказаться от антибиотиков и, в первые 1-2 дня, назначают одновременно и
антибиотики и пробиотики на основе сенной палочки, но сокращают срок
дачи антибиотика до 1-2-3 дней, в зависимости от состояния. При
невозможности
использовать
антибиотики
(непереносимости
или
неэффективности имеющихся антибиотиков) можно использовать только
пробиотик, но повысить дозу в 5-10 раз в первые 3 дня лечения, поскольку
пробиотики, как правило, безвредны.
Преимущества споровых пробиотиков в сравнении с антибиотиками
заключается в: безопасности применения; отсутствии возникновения
антибиотикорезистентности
у
патогенных
бактерий;
получении
экологически-чистой продукции; отсутствии необходимости в сложной
диагностике заболевания и определении анатибиотикочувствительности;
отсутствии побочных реакций; отсутствии
ослабления иммунитета и
развития дисбактериоза, сопутствующих назначению антибиотиков.
Спектр антагонистической активности препаратов на основе разных
штаммов B.subtillis различается и зависит от свойств используемых штаммов.
Как и у синтетических антибиотиков, он не абсолютен. При применении у
животных споровые пробиотики:
- Улучшают обмен веществ, способствуют повышению иммунитета,
продуктивности животных и птицы. Устойчивы к высоким температурам, споры
микроорганизмов не погибают при гранулировании кормов.
- Используются как источник ферментов для улучшения переваримости
корма.
Показания к применению: с лечебной целью при диареях, как источник
ферментов для улучшения использования корма.
Механизм действия пробиотиков на живой организм. Пробиотики
играют существенную роль в поддержании здоровья, выполняя ряд функций,
имеющих важное значение для организма.
Первая функция пробиотиков из нормальных симбионтов родов
Lactobacillus и Bifidobacterium - регуляция стабильности микробиоценоза и
предотвращение заселения кишечника патогенными микроорганизмами. В
отличие от антибиотиков механизм действия пробиотиков направлен не на
уничтожение части популяции кишечной микрофлоры, а на заселение
кишечника конкурентоспособными штаммами бактерий-пробионтов,
которые осуществляют неспецифический контроль над численностью
условно-патогенной микрофлоры путем вытеснения её из состава кишечного
микробиоценоза или же блокируют присоединение патогенов (Смирнов В.В.
1993; Панин А.Н. 1996).
Другая функция пробиотиков заключается в оптимизации процессов
ферментативного переваривания белков, липидов, высокомолекулярных
углеводов, нуклеиновых кислот, клетчатки. Высокая ферментативная
активность характерна для штаммов бацилл, относящихся к роду Bacillus
(Смирнов В.В., Рева О.Н., Вьюницкая В.А. 1995).
Как третью функцию пробиотиков можно выделить их участие в
синтезе витаминов группы В, К, аскорбиновой кислоты, незаменимых
аминокислот, улучшение усвоения солей кальция и витамина Д, повышая тем
самым резистентность организма к неблагоприятным факторам внешней
среды.
Важными функциями пробиотических препаратов являются их участие
в электролитном обмене; регуляция метаболизма желчных кислот,
холестерина. Пробиотики участвуют в детоксикации экзогенных и
эндогенных субстратов; а также осуществляют микробную трансформацию
токсических веществ; стимулируют перистальтику кишечника и
нормализуют эвакуацию кишечного содержимого.
Кроме того, анализ имеющихся литературных данных свидетельствует,
что пробиотики на основе нормальной микрофлоры Lactobacillus и
Bifidobacterium продуцируют вещества с антибактериальной активностью
(Тараканов Б. В., 2000). Полезные бактерии, производя органические
кислоты, летучие жирные кислоты и снижая уровень рН микросреды
просвета кишечника, оказывают мощное антибактериальное действие,
особенно на грамотрицательные патогенные бактерии.
Безусловно, одной из важнейших функций пробиотиков является
повышение иммунологической реактивности организма. Под их действием
происходит стимуляция лимфоидного аппарата, синтеза иммуноглобулинов,
увеличение уровня комплемента, активности лизоцима и снижение
проницаемости сосудистых тканевых барьеров для токсических продуктов.
Активация иммунных процессов способствует уничтожению атипичных
клеток организма (Мюристая М.Л., 2009, Муратова Е.Г., 2010).
Свойства пробиотических препаратов зависят от совокупности
физиологических свойств и факторов биологической активности
микроорганизмов-пробионтов, но одним из главных показателей активности
пробиотиков из штаммов индигенной микрофлоры (Lactobacillus и
Bifidobacterium) является адгезивная активность, т.е. способность
прикрепиться к слизистой кишечника и восстановить колонизационную
резистентность слизистых желудочно-кишечного тракта, предотвратив их
заселение условно-патогенными
и патогенными микроорганизмами.
Проблемой является низкая приживаемость производственных штаммов в
слизистой кишечника, часто она составляет менее 1 % от введенного в
организм количества жизнеспособных бактерий.
Поэтому применять
пробиотики из нормофлоры нужно длительное время. При этом в кишечнике
создаются
временные
искуственные
биоценозы
под
влиянием
промышленных штамов бифидо- и лактобактерий, которые способствуют
восстановлению нормобиоценоза и излечению сопутствующих заболеваний
(Бондаренко А.В., 1998).
Поскольку сайты адгезии (места прикрепления к слизистой кишечника)
для нормофлоры генетически детерминированы, все производственные
штаммы имеют низкую степень адгезии (Коршунов В.М., 1985). Кроме
этого, при дисбактериозе сайты адгезии заняты условно-патогенными
бактериями для устранения которых назначаются антибиотики, которые
могут привести к усилению степени выраженности дисбактериоза.
Для повышения эффективности лечения дисбиозов вместо
антибиотиков назначаются пробиотики из бактерий рода Bacillus. Они могут
заменить антибиотики и вытеснить патогенную и условно патогенную флору
из слизистой кишечника. Бациллы являются представителями транзитной
микрофлоры, продолжительность их пребывания в кишечнике составляет 4-7
дней, но уже доказано их важное значение в поддержании эубиоза (Смирнов
В.В., 1995).
Эти бактерии не проявляют патогенные свойства в концентрациях,
значительно превышающие рекомендуемые для применения, т.е. не
оказывают токсического воздействия на организм. После попадания в
желудочно-кишечный тракт,
бациллы начинают продуцировать
биологически-активные вещества, которые лизируют патогенные и условнопатогенные микроорганизмы, освобождая сайты адгезии для нормофлоры.
Синтезируют ряд ферментов: амилазу, протеазу, липазу, гемицеллюлазу и
другие, за счет чего обогащается желудочный секрет дополнительными
ферментами и нормализуются процессы пищеварения. Стимулируют
размножение бифидобактерий. Продуцируют в значительных количествах
аминокислоты, в том числе незаменимые, и витамины, которые дополняют
комплексное
лечебно-профилактическое действие препаратов из этих
бактерий (Смирнов В.В 1992,1993,1997).
При пероральном применении бациллы 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
лейкоцитов крови-моноцитов и нейтрофилов (Смирнов В.В, 1993).
Эффективность применения пробиотиков. Основные направления
применения пробиотиков в медицине, ветеринарии, животноводстве тесно
связаны с их свойствами.
В первую очередь практическое использование пробиотиков связано с
коррекцией дисбактериозов, регулированием микробиологических процессов
в пищеварительном тракте, профилактикой и лечением заболеваний
желудочно-кишечного тракта алиментарной и инфекционной этиологии.
Лечебно-профилактические препараты на основе живых бактерий, особенно
лакто- и бифидобактерий, уже несколько десятилетий используются с этой
целью в медицине и ветеринарии (Малик Н.И., Панин А.Н., 2001).
В связи с тем, что дисбиозы часто развиваются после применения
антибиотиков, так как способность патогенов колонизировать кишечник
увеличивается после их применения из-за потери резидентной микрофлоры, то
пробиотики на основе грамположительных бактерий, включая Lactobacillus,
Enterococcus, Pediococcus, Bacillus и Bifidobacteria, а также дрожжи
Saccharomyces часто применяют с кормом после антибиотикотерапии для
повторного заселения полезной флорой кишечника пораженных животных.
Наиболее сильное действие пробиотические препараты оказывают на
молодняк. Это связано с бактериальной стерильностью рожденного молодняка и
быстрой колонизацией желудочно-кишечного тракта микрофлорой, часто
патогенной, в тот момент, когда микробиоценозы еще не сформировались, а
собственный иммунитет очень слаб. Взрослые животные менее чувствительны к
колонизации кишечными патогенами, чем молодняк, так как у них более
стабильная и разнообразная кишечная микрофлора, которая конкурентно
исключает колонизацию.
Применение пробиотиков позволяет ускорить рост молодняка и
уменьшить его отход, с этим связано второе направление их практического
использования. Пробиотики вполне могут применяться вместо кормовых
антибиотиков с первого дня жизни с целью стимуляции роста и развития
животных и птиц.
Как заменители антибиотиков пробиотики не только не уступают, но и
преобладают над ними, так как не оказывают губительного действия на
микрофлору пищеварительного тракта. Пробиотики из бацилл иногда
проявляют антагонизм даже в отношении патогенных штаммов, утративших
чувствительность к антибиотикам. Если нет глубоких нарушений
в
слизистой кишечника, то нормофлора может восстановиться после
применения споровых пробиотиков самопроизвольно без дополнительного
применения пробиотиков из индигенной микрофлоры.
Пробиотики особенно эффективны в условиях стресса и назначаются
как можно быстрее для восстановления надлежащего баланса. Основными
причинами стрессов являются отел и выращивание телят в
контаминированной среде, отсутствие молозива, перевозка, интенсивная
концентрация животных, интенсивная антимикробная терапия, интенсивная
практика откорма, погода, болезни. Новорожденным телятам пробиотики
назначают сразу после рождения в течение 30 дней, отъемным телятам
назначают в течение 20-30 дней, откормочным телятам - в последний период
откорма, когда аппетит снижается, телятам-стокерам - после выгона на
пастбище, больному откормочному скоту, взрослым молочным коровам - при
стрессе.
Пробиотики на основе бактерий рода Bacillus обладают
антагонистической активностью к широкому спектру патогенных и условнопатогенных микроорганизмов: подавляют рост стафилококков, протея,
грибов рода кандида, шигелл, эшерихий. псевдомонад, пиогенного
стрептококка, стрептококка фекалис. 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.
Пробиотики у животных вводят в комбикорма или применяют
методом выпаивания для профилактики желудочно-кишечных заболеваний с
симптомом диареи (в т.ч. у птицы). Пробиотики назначают после курса
антибиотикотерапии, при проведении вакцинации против вирусных
заболеваний, нарушении процессов пищеварения, истощении, для снятия
диарейного синдрома при лечении вирусных заболеваний в общей схеме
специфической профилактики, предупреждения стрессовых воздействий, а
также с целью повышения привесов.