ферменты. Вакцины. Лекция 6 вакцины
 Скачать 162.5 Kb.
|
|
ПРОБИОТИКИ Пробиотики, свойства, получение Пробиотики - это биопрепараты, содержащие живые микроорганизмы - симбионты человека, обладающие способностью восстанавливать нарушенную микроэкологию организма. При приеме внутрь они колонизируют слизистую оболочку соответствующих отделов кишечника, продуцируют БАВ - органические кислоты, бактериоцины и другие метаболиты, подавляющие рост и размножение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Пробиотики также благоприятно влияют на физиологическое состояние кишечника, оказывают детоксицирующее и иммуномодулирующее действие. У здорового человека микрофлора, населяющая кишечный, генитальный биотопы или слизистую ротовой полости (в этих биотопах больше всего различных микроорганизмов и это «ворота» кишечной, респираторной и мочеполовой инфекций) в своем большинстве представлена симбионтными микроорганизмами - это состояние эубиоза. При самых различных заболеваниях (инфекционные, соматические и особенно при патологии тех органов, где вегетирует симбионтная миклофлора) нарушается микроэкология в вышеуказанных биотопах, начинают доминировать случайные или транзиторные, в том числе условно-патогенные микроорганизмы (протей, кандида, гемолитический стрептококк, золотистый стафилококк, лактозонегативные энтеробактерии), а количество симбионтов уменьшается - это состояние дисбактериоза. Дисбактериоз в свою очередь отягощает либо является причиной других заболеваний. Чтобы восстановить эубиоз, нарушенную микроэкологию, нужно восстановить в первую очередь популяционный уровень симбионтной миклофлоры, одновременно и морфофункциональное состояние слизистой оболочки, где они вегетируют. Пробиотики разработаны и применяются, прежде всего, с целью коррекции микроэкологии. К симбионтным микроорганизмам, используемым в качестве пробиотических препаратов относятся бифидобактерии, лактобациллы, стрептококки, другие представители нормальной микрофлоры. Это Bifidobacterium bifidum, B.longum, В.breve, B.adolescentis, Lactobacillus acidophilus, Lb.lactis, Lb.plantarum, Lb. fermentum. Lb. casei, Lb.ramnosus, Streptococcus lactis, Str.cremoris, Bacillus subtilis и др. Они характеризуются устойчивостью в кислой среде, к желчным солям, активно колонизируют кишечный и иные биотопы слизистой открытых полостей организма. В ветеринарной практике при разработке пробиотиков, наряду с вышеприведенными микроорганизмами используются Saccharomyces cerevisiae, Candida pintolonesi, Aspergillus niger, Asp.oryzae. Наиболее часто в состав пробиотиков входят бифидобактерии и лактобациллы. Бифидобактерии это строгие анаэробы, колонизируют поверхность слизистой оболочки толстого кишечника и других биотопов слизистой открытых полостей. Они препятствуют размножению патогенной, гнилостной и газообразующей микрофлоры кишечника, преимущественно за счет образования органических кислот и снижения pH в кишечнике, участвуют в метаболических процессах. Лактобациллы также колонизируют слой приэпителиальной зоны, среди них есть облигатные и факультативные анаэробы, гомо- и гетероферментативные представители. Лактобациллы синтезируют разнообразные соединения, угнетающие рост многих патогенных микроорганизмов, включая бактерии (кишечная и синегнойная палочка, золотистый стафилококк, сальмонеллы, шигеллы, протей, клебсиеллы, серрации, холерный вибрион и др.), грибы Candida albicans и некоторые простейшие (лейшмании и др.). Пробиотики применяются с целью: - коррекции дисбактериоза кишечника и слизистой иных открытых полостей; - регуляции обменных процессов в организме путем повышения активности метаболизма кишечной микрофлоры; - иммуномодулирующего действия, оказания позитивных влияний на местный и системный иммунитет, повышения противоинфекционной защиты. Пробиотики характеризуются следующими биологически полезными свойствами: - антагонизм в отношении условно-патогенных микроорганизмов, обусловленный продукцией бактериоцинов, перекисных соединений, снижением pH среды за счет образования органических кислот, конкуренцией за питательный субстрат; - стимуляция роста симбионтной микрофлоры в биотопе, населяющей слизистую оболочку и тем самым укрепление колонизационной резистентности или устойчивости биотопа к размножению посторонних, в том числе условно-патогенных микроорганизмов; - стимуляция местного иммунитета, усиление продукции секреторных иммуноглобулинов; - участие в процессах внутрикишечного пищеварения, нейтрализация токсических метаболитов, сорбционная способность, холестерин утилизирующая, протео- и липолитическая активность; - синтез витаминов, аминокислот, органических кислот, являются дополнительными источниками минеральных солей и микроэлементов; - установлено, что разные виды пробиотических бактерий стимулируют выработку различных цитокинов. Так, выявлены штаммы - S. thermophilus и Leuconostoc spp., стимулирующие выработку в организме цитокинов типа Thl, IL-12, IFN; - важное значение имеет высокая адгезивность к слизистой кишечника. Быстрая транзиторная колонизация кишечника вводимыми пробиотическими бактериями способствует нормализации количественного и качественного состава микрофлоры и стимулирует репаративный процесс слизистой оболочки кишечника. Продолжительность выживания в кишечнике (транзиторная колонизация) после окончания приема препарата – пробиотика составляет в среднем не более 7-10 дней. Различия в сроках сохранения в кишечном тракте вводимых пробиотических культур тесным образом связаны с особенностями селекционированных производственных штаммов и лекарственной формы препарата. Для эффективного действия препарата-пробиотика важным является сохранение жизнеспособности бактерий при воздействии низких pH, желчи, синтез производственным штаммом антибиотикоподобных веществ, способных диффундировать через биопленку, формируемую патогенными и условно–патогенными бактериями. Также значима и адгезивная способность микроорганизмов. Полезные биологические свойства пробиотиков способствуют не только коррекции микроэкологии, но и восстановлению нарушенных физиолого-биохимических процессов в организме в целом. Микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков должны быть: - не патогенными, не токсичными, не обладать мутагенными свойствами; - технологичны, то есть легко культивируются в производственных условиях; - стабильно сохраняют биологическую активность; - полирезистентность к антибиотикам хромосомной локализации. Пробиотические препараты разрабатывают на основе одного или нескольких штаммов одного вида, консорциума из разных видов, а также используют композиции, сочетающие микроорганизмы-симбионты с сорбентом, ферментом, иммуномодулятором и т.д. (табл. 21). Изначально пробиотики выпускались как монопрепараты, это так называемые препараты первого поколения, включающие основную, резидентную микрофлору (бифидумбактерин, лактобактерин, затем был разработан биолактон и др.). Второе поколение пробиотиков - это пробиотики на основе бацилл (бактисубтил, флонивин, биоспорин и др.) и дрожжеподобные грибы, сахаромицеты (энтерол). Эти микроорганизмы не являются резидентными представителями, но характеризуются выраженным антагонизмом в отношении условно-патогенных микроорганизмов и ферментативной активностью). В последующем разработки и производство пробиотических препаратов стали основываться на использовании нескольких штаммов одного либо разных таксономических групп, вплоть до ≪коктейлей≫ из большого разнообразия микроорганизмов по количественному и качественному составу похожих на состав симбионтной микрофлоры того или иного биотопа. Это так называемое третье поколение пробиотиков (линекс.бифиформ, ацилакт и др.). В последующем с целью усиления биологической активности пробиотиков, входящие в их состав микроорганизмы стали сочетать с сорбентами, иммуномодуляторами, антиоксидантами, соединениями, улучшающими морфофункциональное состояние слизистой биотопа и др. К ним относятся комбинированные препараты, содержащие различные группы пробиотических микроорганизмов, сочетающихся с сорбентами и другими биологически активными веществами – это ≪Симбифлор≫ (Lb.acidophilus, Str.thermophilus, B.longum, B.bifidum, E.coli); ≪Экофлор≫ , относящийся к биологически активным добавкам - пробиотик нового поколения, содержит живые антагонистически а ктивные штаммы лактобацилл и бифидобактерий, сорбированных на энтеросорбенте СУМС-1; ≪Эм-курунга≫ содержит в составе лактобациллы, бифидобактерии, уксусно-кислые, пропионовокислые бактерии, лактострептококки, дрожжевые клетки, а также ферменты, аминокислоты, витамины, минеральные соли и др. Эти препараты относятся к четвертому поколению пробиотиков. В организме именно сообщество микроорганизмов-симбионтов обеспечивает колонизационную резистентность организма, состояние эубиоза. Поэтому создание современных пробиотиков на основе сообщества микроорганизмов разных видов и подвидов вполне логично. Рекомбинантные пробиотические препараты получают на основе модифицированных микроорганизмов , содержащих гены индуцирующие продукцию цитокина - IL-10 и другого регуляторного протеина - TFF-фактора (Lactoccocus lactis)\ продуцирующих альфа-интерферон человека (B.subtilis) и др. Технологии получения пробиотиков Наиболее часто пробиотики разрабатываются на основе бифидобактерий и лактобацилл. Первый лечебно-профилактический препарат на основе живых бифидобактерий был изготовлен в 1956 году в Германии. Для ферментационного культивирования бифидобактерий и лактобацилл в качестве источника углерода необходимы углеводы, бикарбонат, диоксид углерода; как источник азота цистеин и др. Эти микроорганизмы требовательны к питательным средам, поэтому при культивировании дополнительно вносятся аминокислоты аланин, лизин и аргинин (в составе казеина), пуриновые и пиримидиновые основания (в составе дрожжевого автолизата), рибофлавин и биотин, минеральные соли (Mg, Мп и др.), обязательно глюкоза или лактоза. В качестве основного по объему субстрата при культивировании чаще всего используется обезжиренное, гидролизованное молоко. В целом сырье, используемое для приготовления этих питательных сред безвредно для человека. Длительность ферментации в биореакторе 10-15 часов, процесс останавливается в конце логарифмической - начале стационарной фазы развития микроорганизмов, в период их наибольшей биологической активности. После ферментации биомасса концентрируется при помощи специального оборудования (сепаратор и др.); далее в концентрированную биомассу вносятся компоненты поддерживающей среды, обеспечивающие длительное хранении микроорганизмов в жизнеспособном состоянии (желатин, сахароза, обезжиренное молоко); затем суспензия чистой культуры пробиотического штамма разливается в ампулы или флаконы, лиофилизируется. Готовый препарат проверяется на отсутствие посторонней миклофлоры, учитывается численность жизнеспособных микроорганизмов-симбионтов, оценивается их антагонистическая активность в отношении тест-штаммов. Разработана и освоена технология микрокапсулирования пробиотиков. Это заключение в тонкую оболочку из полимерных веществ природного происхождения. Оболочка позволяет защитить бактерии от влияния желудочного сока и других факторов среды, максимально локализовать их действие в кишечном биотопе. Пленочное покрытие представляет собой нанесенный и затем высушенный в псевдоожиженном слое раствор-суспензию, состоящую из инертных веществ, природного или синтетического происхож-дения (гидрооксиметилцеллюлоза и др.). Формы и состав таблеток в современных технологиях: таблетки двояковыпуклые или овальные; новые вспомогательные вещества в их составе оптимизируют кинетику высвобождения активной субстанции. Например, добавление в суспензию лактобацилл аэросила повышает сыпучесть измельченной сухой массы (это препарат ≪Лактобактерин≫ в форме порошка). В зависимости от технологии производства современные пробиотики можно разделить на две группы. Первая группа пробиотиков (лечебные пробиотики) производится с использованием метода лиофильной сушки живых бактерий. Препараты выпускают в форме порошка, таблеток, капсул или свечей. Эти формы имеют длительные сроки годности и не требовательны к непродолжительным изменениям температуры хранения. Существенным является то, что процесс лиофилизации приводит бактерии в анабиоз (неактивное состояние). Для возвращения в активное физиологическое состояние им требуется 8-10 часов. Кроме того, в процессе лиофилизации бактериальные клетки могут терять специфические рецепторы-адгезины, поэтому длительность колонизации ими кишечного биотопа уменьшается. Вторая группа - жидкие пробиотики (биологически активные добавки - БАДы) из живых микробных клеток. Они хранятся вформе суспензии в активном состоянии и способны к колонизации желудочно-кишечного тракта уже через 2 часа после приема. Однако существенно сокращается длительность их хранения (1-1,5 месяца), выше риск контаминации посторонней микрофлорой. Например, жидкие пробиотики ≪Нормофлорины≫, включают в свой состав бифидобактерии и лактобактерии в физиологически-активном состоянии, а также органические кислоты, аминокислоты (в том числе незаменимые), микро- и макроэлементы, ферменты и пребиотики. ≪Нормофлорин-Б≫ приготовлен на основе штаммов B.bifidum, B.longum; ≪Нормофлорин-JI≫ - штаммов L. acidophilus. Бактерии в препаратах находятся в биологически активном состоянии и начинают работать с первых минут попадания их на слизистую, они устойчивы к желудочному соку и активно колонизируют слизистую кишечника. Антагонистические свойства пробиотических микроорганизмов, присутствующих в свежеприготовленной жидкой форме более выражены, чем у тех же штаммов, находящихся в лиофилизированном состоянии; это может быть связано с присутствием в жидких формах пробиотиков более высоких концентраций уксусной, молочной кислот, перекиси водорода, а возможно и других антагонистических и иных регуляторных субстанций-метаболитов. Жидкие пробиотики в качестве БАДов производятся в соответствии с нормами для пищевых продуктов, а не нормами для лекарственных биопрепаратов. В перспективе возможна замена живых микроорганизмов в составе препарата на их отдельные компоненты и продукты обмена (например, короткоцепочечные жирные кислоты, пептидогликаны клеточной стенки, ДНК). Также возможно создание в будущем криобанков микробиоценозов здоровых людей, которые могут быть в последующем использованы для аутоимплантации, для направленного конструирования аутопробиотиков. Пребиотики Пребиотики - это соединения различного немикробного происхождения, способные стимулировать симбионтную флору кишечника. Они обеспечивают функциональное питание облигатных бактерий кишечника, являются источником энергии для них, снижают потенциал роста условно-патогенной кишечной микрофлоры, усиливают энергообеспечение и регенерацию эпителия толстой кишки, активируют иммунитет, не подвергаются гидролизу пищеварительными ферментами человека, не абсорбируются в верхних отделах пищеварительного тракта и лишены побочных эффектов при длительном применении. Это лактулоза, пантотеновая кислота, инулин и др. (табл 22). Пребиотические препараты - ≪Дюфалак≫ и ≪Лактусан≫разработаны на основе дисахарида лактулозы, избирательно стимулирующие рост и размножение в кишечнике бифидо- и лактобацилл Лактулоза расщепляется в толстом кишечнике до фруктозы и галактозы и далее до молочной, уксусной, пропионовой и масляной кислот. Эти органические кислоты снижают pH среды и стимулируют перистальтику толстого кишечника. |