Современное состояние и перспективы развития концепции "Пробиотики, пребиотики и синбиотики". Часть 1

Часть 1.
Статья любезно предоставлена автором для размещения на гастропортале.
Б.А.Шендеров, доктор медицинских наук, профессор

Московский государственный университет пищевых производств,
ФГУН “Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии” им. Г.Н.Габричевского

В последние два десятилетия концепция активного участия симбиотической микрофлоры человека в поддержании его здоровья и возникновении многих заболеваний завоевывает все большую популярность.

Микроэкологические аспекты этиопатогенеза современных заболеваний основываются на признании того, что симбиотическая микрофлора является интегральной частью организма, его своеобразным экстракорпоральным органом, включающим в себя миллиарды микроорганизмов (преимущественно анаэробных) и выполняющим как регуляторную функцию, так и вносящим заметный вклад в анатомию и физиологию человека.

За последние несколько лет опубликовано множество новых данных, касающихся становления, состава, сукцессии симбионтной микрофлоры человека и животных, биохимических реакций, физиологических функций и патологических состояний, связанных с нею, принципов и конкретных приемов коррекции экологической системы «хозяин и его микрофлора».

Анализ этих материалов свидетельствует, что в естественных условиях обитания нет ни одного биохимического процесса, ни одной функции живых организмов, которые бы осуществлялись без прямого или опосредованного участия в них симбиотических микроорганизмов.
Микроорганизмы – не только определяющее звено возникновения и эволюции биосферы, важнейший фактор поддержания многообразия биологической жизни на нашей планете, но и, применительно, к человеку и животным являются главным биогенным фактором, определяющим здоровье или развитие заболеваний (табл.1, 2) [3-5;6; 7].

Таблица 1.Функции микрофлоры пищеварительного тракта

• Морфокинетическое действие
• Регуляция газового состава, редокс потенциала, рН, реологических характеристик
• Участие в водно-солевом обмене, в том числе фракционирование изотопов химических элементов
• Процессинг пищевых продуктов (обеспечение первичной иммунологической толерантности к пищевым антигенам)
• Участие в метаболизме белков, жиров и углеводов
• Участие в обеспечении эукариотических клеток энергией
• Терморегулирующая функция
• Регуляция рециркуляции желчных кислот и других макромолекул
• Продукция биологически активных соединений (аминокислоты, пептиды, амины, гормоны, витамины, жирные кислоты, дефензины, нейропептиды, оксид азота, другие микробные модулины)
• Иммуногенная роль
• Обеспечение колонизационной резистентности
• Регуляция симбиоза прокариотических и прокариото - эукариотических клеток
• Модуляция функций цитохромов Р 450 в печени и продукция Р450-схожих цитохромов
• Детоксикация экзогенных и эндогенных токсических субстанций и соединений
• Мутагенная/антимутагенная актвиность
• Регуляция поведенческих реакций, в том числе аппетита, сна, настроения, циркадных циклов
• Хранилище микробного генетического материал
• Регуляция репликации и фенотипической экспрессии генов прокариотических и эукариотических клеток
• Регуляция запрограмированной гибели эукариотических клеток (апоптоза)
• Участие в этиопатогенезе заболеваний

Таблица 2. Клинические синдромы и состояния, этиопатогенез которых может быть обусловлен нарушением состава и функций микрофлоры человека 

• Диареи, запоры, колиты, синдром раздраженной кишки
• Гастриты, дуодениты, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки
• Гипо- и гипертензия
• Острая мезентериальная ишемия
• Гипо- и гиперхолестеринемия
• Коагулопатии
• Ревматоидные артриты, спондилоартриты, другие поражения суставов и соединительной ткани
• Злокачественные новообразования желудка, толстой кишки, грудной железы
• Нарушения менструального цикла
• Кариес
• Мочекаменная и желчекаменная болезни
• Бронхиальная астма, атопические дерматиты, пищевая аллергия, другие аллергические проявления
• Портальная системная энцефалопатия
• Оппортунистические эндо- и суперинфекции различной локализации
• Подагра и другие нарушения водно-солевого обмена
• Инсулиннезависимый сахарный диабет
• Синдром «трансплантант против хозяина»
• Бесплодие, преждевременные роды
• Неонатальная анемия, кахексия
• Снижение эффективности гормональных противозачаточных средств
• Синдром «трансплантант против хозяина»
• Неонатальная анемия, кахексия
• Снижение эффективности гормональных противозачаточных средств

Постоянное воздействие на живые организмы антимикробных, противоопухолевых и других препаратов, технологических пищевых добавок, промышленных ядов, пестицидов, радиации, стрессовых агентов иной природы ведет к нарушению симбиотической микроэкологической системы, что сопровождается разнообразными экологическими и социальными неблагоприятными последствиями (распространение антибиотикорезистентных штаммов, селекция микроорганизмов с атипичными свойствами, формирование новых микробных сообществ, изменение фармакокинетики и биотрансформации лекарств и нутриентов, снижение эффективности химиотерапии и химиопрофилактики, расширение спектра заболеваний, связанных с микробным фактором, увеличение числа лиц со сниженной устойчивостью к инфекциям и т.д.)[3]. 

C учетом того, что частота распространения микроэкологического дисбаланса в популяции россиян превышает 90% и имеет тенденцию к постоянному увеличению, становится очевидным насколько важно приостановить дальнейшее разрушение микроэкологического статуса жителей нашей страны.

В настоящее время нашли практическую реализацию многие приемы коррекции микробной экологии человека и животных [табл.3].
 
Таблица 3. Современные приемы сохранения и коррекции микробной экологии человека

• Назначение пробиотиков
• Назначение пребиотиков
• Назначение синбиотиков
• Назначение метаболитов бактерий-симбионтов
• Назначение аутопробиотиков
   

Среди них наиболее распространенным является использование специально подобранных пробиотических микроорганизмов (преимущественно представителей нормальной микрофлоры пищеварительного тракта) в виде пробиотических лекарственных препаратов, биологически активных пищевых добавок или продуктов питания (пробиотики) (табл. 4, 5, 6) [4; 6; 7; 9; 10; 14].
 
 
Таблица 4. Основные группы пробиотиков

• Пробиотики на основе живых микроорганизмов (монокультуры или их ассоцииации);
• Пробиотики на основе метаболитов или структурных компонентов микроорганизмов – представителей нормальной микрофлоры;
• Пробиотики на основе соединений микробного или иного происхождения, стимулирующих рост и активность бифидобактерий и лактобацилл – представителей нормальной микрофлоры;
• Пробиотики на основе комплекса живых микроорганизмов, их структурных компонентов, метаболитов в различных сочетаниях и соединений, стимулирующих рост представителей нормальной микрофлоры;
• Пробиотики на основе генно – инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов с заданными характеристиками;
• Пробиотические продукты питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов, других соединений микробного, растительного или животного происхождения, способные поддерживать и восстанавливать здоровье через коррекцию микробной экологии организма хозяина.

Таблица 5. Требования к микроорганизмам, используемым в качестве основы пробиотиков

• Должны быть изолированы из организма тех видов животных и человека, для которых они и будут предназначены
• Должны обладать полезным воздействием на организм хозяина, подтвержденным лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями;
• При введении в больших количествах они должны обладать минимальной способностью  к транслокации из просвета пищеварительного тракта во внутреннюю среду макроорганизма; при длительном использовании они не должны вызывать побочные эффекты
• Должны обладать колонизационным потенциалом (быть устойчивыми к низким значениям рН, желчным кислотам, антимикробным субстанциям, продуцируемым индигенной микрофлорой; хорошо адгезироваться к эпителию соответствующих слизистых оболочек)
• Должны обладать стабильными характеристиками как в клиническом, так и в технологическом плане
• Должны обладать высокой скоростью роста и размножения в условиях, близким таковым в кишечном тракте
• Должны иметь четкую физиолого - биохимическую и генетическую маркировку как для исключения фальсификации, так и для периодического контроля идентичности исходных пробиотических штаммов и производственных культур в процессе их эксплуатации.

Таблица 6. Виды микроорганизмов, используемые для приготовления пробиотиков

• Bacillus subtilis
• Bifidobacterium adolescentis, В. bifidum,В. breve, B. infantis, B. longum
• Enterococcus faecalis, E. faecium
• Eschеrichia coli
• Lactobacillus acidophilus. L. casei, L. delbrueckii subsp. bulgaricus,
• L. helveticus, L. fermentum,L. lactis, L. rhamnosus, L. salivarius, L. plantarum
• Lactococcus spp.
• Leuconostoc spp.
• Pediococcus spp.
• Propionibacterium acnes
• Saccharomyces boulardii
• Streptococcus cremoris, S. lactis, S. salivarius subsp. thermophilus
• Clostridium butiricum

Продолжение. Часть 2