Зависимость пробиотического эффекта от конкретного пробиотического штамма

Многие из известных в настоящий момент пробиотических штаммов микроорганизмов являются частью нормальной микрофлоры организма или присутствуют в пищевых продуктах, потребляемых уже несколькими поколениями людей по всему миру. Поэтому ВОЗ, Управление по контролю над пищевыми продуктами и лекарственными препаратами США (FDА) и Организация по продуктам питания и сельскому хозяйству ООН (FАО) заключают, что пробиотики в целом считаются безопасными и имеют GRAS статус (Generally Regarded As Safe). Это означает, что они могут использоваться без ограничения в пищевой и фармацевтической промышленности.

С 1995 по 2000 гг. в Финляндии проводилась национальная программа мониторинга безопасности пробиотиков с целью оценить возможное влияние увеличения применения пробиотиков (в частности, лактобацилл на частоту возникновения бактериемии, вызванной пробиотиками. Результаты исследования свидетельствуют о том, что увеличение применения пробиотиков не привело к росту частоты возникновения бактериемии, вызванной, в частности, Lactobacillus.

Всемирная организация здравоохранения совместно с Продовольственной и сельскохозяйственной Организацией Объединенных Наций разработала четкие рекомендации по оценке продуктов пробиотического направления. Так, бактерии, входящие в состав такого рода продуктов, рекомендовано депонировать в международно признанном депозитарии микроорганизмов, идентифицировать валидированными методами, а их пробиотические свойства и безопасность должны быть доказаны экспериментами и подтверждены клиническими испытаниями [11, 352, 544, 591, 667].

Тем не менее, в настоящее время часто наблюдается тенденция «обобщения» полезных эффектов пробиотиков, в основе которой лежит ошибочное мнение о том, что результаты исследований специфического пробиотического штамма лактобацилл или бифидобактерий могут быть перенесены на любой продукт, заявляемый как пробиотик на фармацевтическом рынке или на рынке пищевой продукции. Это в корне неправильно, ведь каждый приписываемый пробиотику эффект связан именно с конкретным штаммом, входящим в его состав. Эффекты, свойственные определенному штамму, не следует переносить на другие штаммы этого же вида, т.е. полезные эффекты пробиотиков являются, в первую очередь, штаммоспецифическими [11], и лишь во вторую очередь могут быть усилены правильным подбором консорциума.

Как показали результаты многочисленных экспериментальных и клинических наблюдений, вызвать продолжительные качественные и количественные изменения микрофлоры кишечника у взрослого иммунокомпетентного человека тяжело. Даже использование пробиотиков обычно не приводит к устойчивому изменению того или другого микробиологического показателя. В экспериментах введение бактерий приводило к изменению состава микрофлоры на короткое время, но первичный состав вскоре восстанавливался. Легче подвергается изменению микрофлора у детей на этапе неонатальной колонизации, когда состав микрофлоры более простой, чем у взрослых.

Недостаточная эффективность многих пробиотиков обусловлена инактивацией действующей субстанции препарата под влиянием кислотного (в желудке), желчного (в двенадцатиперстной кишке) и ферментативного барьера (все отделы тонкой кишки). Но и после достижения пробиотическим микроорганизмом толстой кишки колонизация происходит не всегда. В толстой кишке пробиотическую культуру могут «недружелюбно» встретить, во-первых, оппортунистическая микробиота условно патогенных бактерий, во-вторых, резидентная нормобиота пациента, в-третьих, его местная иммунная система.

Антагонизм между микроорганизмами, как известно, формируется вследствие выделения антимикробных веществ, конкуренции за источники питания и места адгезии в толстой кишке. На этих механизмах основан эффект бионесовместимости резидентной и пробиотической микрофлоры.

В ходе изучения взаимоотношений пробиотических и индигенных лактобацилл хозяина в условиях совместного культивирования in vitro выявлено [68, 129] 3 типа взаимодействия: отсутствие антагонизма – биосовместимость (15,2%), подавление роста индигенных микроорганизмов МТКК – биосовместимость по типу «пробиотик против хозяина» (62,3%) и ингибирование роста пробиотических бактерий – биосовместимость по типу «хозяин против пробиотика» (22,5%).

В исследованиях с использованием двух клинических изолятов индигенных лактобацилл, изолированных из фекалий больных (L. аcidophilus № 1, L. brevis № 2), было показано, что оба изолята проявляли антагонистические взаимоотношения (по типу «хозяин против пробиотика») с
бифидо- и лактобактериями, выделенными из биотических препаратов бифидумбактерин и лактобактерин.

Полученные результаты еще раз свидетельствуют о необходимости предварительного исследования взаимоотношения пробиотических культур с индигенными культурами.

Как преодолеть указанные препятствия снижения эффективности применения пробиотиков?

При чрезмерном росте условнопатогенной микрофлоры для достижения клинического эффекта пробиотического препарата необходимы:

- предварительная или одновременная селективная деконтаминация кишечника. С этой целью традиционно используют биологические или синтетические энтеросептики;

- использование штаммов пробиотиков, клинический эффект которых многократно доказан;

- повышение КР конкретного штамма, обеспечение защиты кишечника от колонизации чужеродными микроорганизмами.

В частности, антибиотики различных групп обладают способностью снижать адгезивность микроорганизмов, но при исследовании их воздействия на патогены (Salmonella и уропатогенные E.coli) и представителей нормофлоры (кишечная палочка, лактобактерии) показано, что последние значительно более сильно подвержены антиадгезивному действию антибиотиков.

Отсюда очевидна необходимость поиска агентов (в частности веществ с пребиотическим эффектом), способных ингибировать адгезивность патогенов, воздействуя при этом на нормофлору незначительно.

В приведенной ниже таблице указаны основные эффекты штаммов пробиотических микроорганизмов, применявшихся в монокультуре, полезность которых доказана по результатам клинических исследований у людей.

Таким образом, достаточная клиника пробиотического эффекта имеется лишь у 8 штаммов лактобацилл (L. rhamnosus GG, L. reuteri SD2112, L. casei DN-114001, L. acidophilus NCFM, L. plantarum 299V, L. casei Shirota YIT9029, L. johnsonii La1 (Lj1), L. salivarius UCC118) и 5 штамов бифидобактерий.

Причем, только у лактобацилл клинически доказана профилактика и лечение инфекционной диареи, профилактика антибиотик-ассоциированной диареи, профилактика рецидивов рака.

Усиление иммунного ответа официально зарегистрировано лишь у трех штаммов лактобацилл и одного бифидобактерий.

Эти штаммы прошли широкую диагностику и имеют доказательства эффективности по результатам контролируемых исследований у человека и включаются в состав ПФП следующих марок [11]:

Lactobacillus rhamnosus (рис. 1.7) – кисломолочный напиток Имунеле, кисломолочные и соевые напитки Lifeway Kefir (США)

Lactobacillus rhamnosus, штамм LGG (ATCC 53103) – йогурты, фруктовые творожки и кисломолочные кефирные продукты Био Баланс (Россия), йогурты и кисломолочные продукты Gefilus (Финляндия), спреды (мягкое масло, маргарин) Lätta (Германия, Швеция), йогурты Aktifit (Швейцария), молоко Avonmore Milk Plus и кисломолочный напиток Everybody (Ирландия).

Lactobacillus rhamnosus, штаммы LGG и Lc705 – кисломолочные продукты Gefilus Max (Финляндия).

Lactobacillus rhamnosus – кисломолочный напиток Имунеле, кисломолочные и соевые напитки Lifeway Kefir (США).

Lactobacillus casei (рис. 1.8) – кисломолочные напитки Имунеле (Россия), йогурт Horizon Organic, кисломолочные и соевые напитки Lifeway Kefir, йогурты Mountain High и Stronyfield Farm (США).

Lactobacillus casei, штамм DN114-001 – кисломолочные напитки Actimel (Россия).

Таблица 1.5 – Штаммы пробиотиков, прошедшие длительные клинические исследования по влиянию на организм людей [11]

Штамм пробиотика	Положительное влияние на макроорганизм
L. rhamnosus GG	Усиление иммунного ответа, профилактика и лечение инфекций дыхательных путей у детей, профилактика и лечение инфекционной диареи у детей, профилактика антибиотик-ассоциированной диареи, профилактика атопического дерматита у детей, улучшение эрадикации H. Pylori
L. reuteri SD2112	Усиление иммунного ответа, профилактика инфекций дыхательных путей у взрослых, лечение ротавирусной диареи
L. casei DN-114001	Усиление иммунного ответа, лечение диареи
L. acidophilus NCFM	Снижение непереносимости лактозы, уменьшение выраженности синдрома избыточного бактериального роста, лечение и профилактика урогенитальных инфекций у женщин, лечение инфекций дыхательных путей у детей, лечение диареи у детей, улучшение эрадикации H. Pylori
L. plantarum 299V	Синдром раздраженного кишечника, применяется в восстановительном периоде после хирургических вмешательств
L. casei Shirota YIT9029	Профилактика рецидивов поверхностного рака мочевого пузыря, усиление иммунного ответа
L. johnsonii La1 (Lj1)	Улучшение эрадикации H. pylori, усиление иммунного ответа
L. salivarius UCC118	Воспалительные заболевания кишечника
B. lactis BB-12	Профилактика инфекций дыхательных путей у детей, профилактика и лечение инфекционной диареи и желудочно-кишечных расстройств у детей, профилактика антибиотик-ассоциированной диареи
B. infantis 35624	Синдром раздраженного кишечника
B. longum BB536	Лечение атопической экземы, улучшение эрадикации H. pylori, лечение неспецифического язвенного колита
B. lactis HN019 (DR10)	Усиление иммунного ответа, особенно у пожилых
B. animalis DN173-010	Нормализация времени прохождения пищи по кишечнику
S. thermophilus (большинство штаммов)	Уменьшение лактазной недостаточности

 

Lactobacillus casei, штамм Shirota – кисломолочный напиток Yakult (Япония).

Lactobacillus reuterii SD2112 (рис. 1.9) – кисломолочные напитки
(Швеция).

Lactobacillus johnsonii, штамм NCC533 (LC1) – йогурты LC1 Nestlé (Швейцария).

Lactobacillus acidophilus NEU2011 (рис. 1.11) и др. – кисломолочные продукты Biomax (Россия), соевый йогурт Sojasun (Франция), йогурт и кисломолочный напиток Muller Vitality (Великобритания), йогурт Mountain High (США), йогурт LG 21 (Япония), кисломолочные и соевые напитки Lifeway Kefir (США).

Lactobacillus plantarum – кисломолочные и соевые напитки Lifeway Kefir (США), фруктовый напиток ProViva (Швеция), GoodBelly и ProVita (фирма NextFoods Probi, США).

Р и с. 1.7. Культура Lactobacillus rhamnosus [Joseph Milton]	Р и с. 1.8. Культура Lactobacillus casei [Joseph Milton]	Рис. 1.9. Культура Lactobacillus reuterii [Microbe Wiki]

Кефирные грибки, широкое практическое использование которых во всем мире, а также исследования, доказывающие, что они могут подавлять бактерии сальмонеллы и кишечные палочки общеизвестны: включают в свое число лактококки, лактобациллы (табл. 1.6), различные виды дрожжевых культур, уксуснокислые бактерии.

Таблица 1.6 – Lactobacilli, входящие с состав кефирных грибков

	Lactobacillus acidophilus		Lb. delbrueckii subsp. lactis
	Lb. Brevis (рис.1.10)		Lb. Fructivorans
	Lb. casei subsp. casei (рис.1.8)		Lb. helveticus subsp. lactis
	Lb. casei subsp. rhamnosus (рис. 1.7)		Lb. Hilgardii
	Lb. paracasei subsp. paracasei		Lb. helveticus (рис. 1.12., б)
	Lb. fermentum		Lb. Kefiri
	Lb. Cellobiosus		Lb. kefiranofaciens subsp. kefirgranum
	Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus (рис.1.12,а)		Lb. kefiranofaciens subsp. kefiranofaciens
	Lb. Parakefiri

 

Р и с. 1.10 Культура Lactobacillus brevis [ Microbe Wiki ]	Р и с. 1.11. Культура Lactobacillus acidophilus NEU2011 [ Microbe Wiki ]	Р и с. 1.12,а. Культура Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgariсus [ Стрептококки ]	Р и с. 1.12,б. Культура Lactobacillus helveticus [ Food microbiology ]

Как известно, с возрастом наблюдается снижение иммунитета, что приводит к предрасположенности к заболеваниям, провоцирует болезненное состояние и слабость. Одним из возможных способов поддержания оптимального состояния иммунной системы является использование пробиотических продуктов. В исследовании Makino S. и соавт. оценивали эффективность употребления йогуртов, ферментированных с Lactobacillus Delbrueckii ssp. bulgaricus (L. bulgaricus) OLL1073 R-1, на устойчивость к простудным заболеваниям. Авторы провели два независимых исследования, в которых приняли участие 57 (средний возраст 74,5 лет) и 85 здоровых пожилых человека (средний возраст 67,7 года). В каждом исследовании испытуемые были разделены на две группы в зависимости от возраста и пола и употребляли 90 г йогурта или 100 мл молока один раз в день ежедневно в течение 8 или 12 недель. Метаанализ результатов этих исследований показал, что риск заразиться простудой был примерно в 2,6 раза ниже (ОР 0,39, P = 0,019) в группе йогурта, чем в группе молока, и увеличение активности естественных клеток-киллеров была значительно выше в группе йогурта, чем в группе молока (P = 0,028). Кроме того, качество жизни после приема было значительно выше в группе йогурта, чем в группе молока. То есть потребление йогуртов, ферментированных L. bulgaricus OLL1073 R-1, дополняет естественную активность клеток-киллеров и снижает риск заражения простудными заболеваниями у пожилых людей [ 639 ].

В исследовании Guillemard E. и соавт. изучали воздействие молочного продукта Actimel, содержащего пробиотический штамм Lactobacillus casei DN-114 001, на сопротивляемость пожилых людей к РИЗ. В исследовании приняло участие 1072 добровольца (средний возраст 76 лет), которых разделили на две группы: потреблявших по 200 г в день в течение трех месяцев Actimel (n = 537) или контрольный молочный продукт (n = 535); после завершения исследования наблюдение осуществлялось в течение еще одного месяца. Результаты показали, что для всех РИЗ Actimel значительно сокращал среднюю продолжительность эпизодов РИЗ (6,5 против 8 дней в контрольной группе; P = 0,008) и совокупную продолжительность РИЗ (7 против 8 дней в контрольной группе; P = 0,009).

Сокращение и эпизодов, и общей продолжительности было также существенным для всех ИВДП (P < 0,001) и ринофарингита (P < 0,001). Это сопровождалось увеличением L. casei в стуле в течение потребления Actimel (2–3,8 × 10⁷ КОЕ/г стула, P < 0,001). Таким образом, потребление пожилыми людьми Actimel, содержащего пробиотический штамм L. casei DN-114 001, приводит к уменьшению продолжительности РИЗ, особенно ИВДП (ринофарингит). Общее количество РИЗ не отличалось между группами по тяжести РИЗ, лихорадке, иммунным показателям в крови, лечению и качеству жизни; при этом Actimel был безопасен и хорошо переносился испытуемыми [ 582 ].

Что касается сравнительной эффективности пробиотических препаратов и продуктов функционального питания с пробиотической микрофлорой, то в настоящее время нет полных достоверных сравнительных данных в идентичных условиях (включающих те же микроорганизмы, пребиотики и широкую популяцию подопытных). Современные исследования показывают, что пробиотические микроорганизмы сертифицированных БП часто гибнут (табл. 1.7), не преодолевая естественные барьеры желудочно-кишечного тракта [156, 487]. До толстой кишки доходит лишь десятитысячная доля процента от их исходной численности. Те же остаточные количества пробиотических микроорганизмов, которые достигли толстой кишки в жизнеспособном состоянии, являются чужеродными для естественной микрофлоры, не приживаются в биопленке кишечника и отторгаются, оказывая негативное воздействие на иммунную систему и макроорганизм в целом.

В то же время, с расширением спектра показаний для назначения препаратов пробиотиков стала появляться информация о том, что их положительный эффект даже при длительном применении носит транзиторный характер, а порой и полностью отсутствует [131, 271, 455]. Одной из главных причин снижения или отсутствия пробиотического эффекта называется чужеродность для пациента микроорганизмов, входящих в состав пробиотических препаратов, а также высокая видовая, индивидуальная и анатомическая специфичность нормальной микрофлоры пациента [131, 271]. Безусловно, пробиотики создают положительный эффект при дисбактериозе кишечника, но «не всегда и не такой, как предполагалось» [271].

Таблица 1.7 – Выживаемость пробиотических микроорганизмов в модельных средах и условиях, имитирующих процесс пищеварения у человека * [157]

№	Название препарата	Предприятие, страна изготовления	Форма выпуска	Видовой состав микроорганизмов и их содержание в единице формы (дозе)	Содержание бактерий в пробе на конец опыта, КОЕ /мл
	Ацилакт	ЗАО «Фирма Витафарма», Россия	Таблетки	B.bifidum №1 100 аш, L. acidophilus NK,, L. acidophilus K5Ш24, 1 ∙107 бактерий	(1,8±0,5)·103
	Аципол	ЗАО «Фармацевтическая фирма «ЛЕККО»», Россия	Капсулы	Lactobacillus sp., 1 ∙107 бактерий	(1,2±0,3)·103
	Бактисуптил	ЗАО «Фарми-Фирма «Сотекс»», Россия	Капсулы	B.cereus IP 5832, 35 мг субстанции, без указания содержания микроорганизмов	(1,6±0,4)·108
Окончание таблицы 1.7
	Биоспорин	Филиал ФГУ ЦНИИ МЩ РФ ЦВТП БЗ, Россия	Таблетки	B.cereus 3, B.lichenitornus 31, 1 ∙109 бактерий	(1,4±0,3)·107
	Бифидумбактерин	ФГУП НПО «Микроген», Россия	Таблетки	B.bifidum №1 или № 791, 1 ∙107 бактерий	(2,6±0,3)·102
	Бифидумбактерин форте	ЗАО «Партнер», Россия	Порошок	B.bifidum №1, в пакете 1 ∙107 бактерий	(1,5±0,4)·103
	Бифилиз	ООО «Фирма «Фермент»», Россия	Таблетка	B.bifidum №1, 1 ∙107 бактерий	(1,6±0,5)·105
	Бификол	ФГУП НПО «Микроген», Россия	Порошок	B.bifidum №1, E.coli, в дозе 1 ∙107 бактерий	(1,6±0,2)·103
	Бифистам лакто	ОАО «Биомед» им. И.И. Мечникова, Россия	Порошок	L. acidophilus, B.bifidum, B.longum, в 2 г порошка 1 ∙107 бактерий	(1,8±0,3)·103
	Бифиформ	«Ферросан А/С», Дания	Капсулы	B.longum, E.faccium, 4 ∙107 бактерий	(1,5±0,2)·103
	Бифиформ (комплекс)	«Ферросан А/С», Дания	Таблетки	Bifidobacterium BBIM, 1 ∙109 КОЕ, L.rhamnosus GG, 1 ∙109 КОЕ, L. acidophilus, 2 ∙108 бактерий	(6,5±0,5)·104
	Бифолак	«Бифодан А/С», Дания	Капсулы	L.rhamnosus, L.longum без указания количественного содержания	(4,6±0,7)·104
	Колибактерин	ОАО «Биомед» им. И.И. Мечникова, Россия	Порошок	E.coli М17, в дозе 1 ∙109 бактерий	(1,0±0,3)·102
	Лактобактерин	ФГУП НПО «Микроген», Россия	Порошок	L.plantarum 8P-A3 (возможны L.plantarum 38, L.fermentum 90T-C4, L.fermentum 39), в дозе 2 ∙109 бактерий	(2,1±0,5)·103
	Линекс	Лек g.g., Словения	Порошок, капсулы	L. acidophilus, B.infantis, E. faecium, в капсуле 280 мг,в 1 г порошка по 300 мг каждого из микроорганизмов	(4,0±0,3)·103
	Нарине	ООО «НАРЕКС», респеблика Армения	Капсулы	L. acidophilus n.v.Ep 317/402, 100 мг лиофилизированной культуры	(3,8±0,5)·103
	Нормобакт (пробиотик + пребиотик)	Chr.Hansen А/С, Дания, Медана Фарма А.О., Польша	Капсулы	L. acidophilus La-5, Bifidobacterium BB-12, 1 ∙107 бактерий + фруктозоолигосахариды	(3,1±0,7)·104
	Биокомплекс «Нормофлорин-Б1»	ООО «Бифилюкс+», Россия	Супензия	B.bifidum, B.longum, 1 ∙1010 бактерий	(1,7±0,5)·103
	Биокомплекс «Нормофлорин-Д»	ООО «Бифилюкс+», Россия	Суспензия	L.cacei, B.longum, B.bifidum, 1 ∙108 бактерий	(1,5±0,3)·104
	Биокомплекс «Нормофлорин-Л»	ООО «Бифилюкс+», Россия	Порошок	L. acidophilus, 1 ∙109 бактерий	(1,4±0,5)·104
	Примадофилус	Нейчере Вэй Продакте. Инк., США	Капсулы	B.breve, B.longum, L. acidophilus, L.rhamnosus, 3,9 ∙109 бактерий	(2,0±0,4)·103
	Пробифор	ЗАО «Партнер», Россия	Порошок	B.bifidum № 1, в пакете 5 ∙108 бактерий	(1,8±0,4)·103
	Споробактерин	ООО «Бакорен», Росcия	Суспензия	B.subtilis 534, в 1 мл 1 ∙109 КОЕ	(1,8±0,3)·108

* Выращивание пробиотических микроорганизмов проводили на плотных питательных средах рекомендованного состава [Иванов А.П.,Лихачева А.Ю.,1992] in vitro, с имитацией процесса пищеварения у человека.

 

Несмотря на то, что пробиотические микроорганизмы в составе препаратов при энтеральном поступлении хорошо переносятся пациентами, описаны случаи их выделения из других биотопов организма людей.

Отмечается [11], что пробиотики теоретически могут вызывать 4 типа нежелательных лекарственных реакций:

1. Системные инфекции.

2. Негативное влияние на метаболизм.

3. Чрезмерную стимуляцию иммунной системы у чувствительных лиц.

4. Перенос генов резистентности.

Проблема использования пробиотиков зависит не только от их доказанной клинической эффективности, но и от безопасности для конкретного потребителя. Многие производители пробиотических продуктов декларируют их антибиотикорезистентность, призывая тем самым назначать пробиотик как часть «сервис-терапии» при проведении антибактериальной терапии каждому пациенту.

Необходимо помнить, что у некоторых пациентов пробиотический штамм иногда становится патогенным возбудителем. Были случаи, когда пробиотические лактобациллы вызвали бактериемию у больных с выраженными иммунодефицитными состояниями. Этим пациентам была необходима антибиотикотерапия (имипенемом, пиперациллином/тазобактамом, эритромицином или клиндамицином), и смертность при сепсисе, вызванном лактобациллами, достигала 39% [675].

Известно также, что у пациентов с лактазной недостаточностью и аллергией на молоко возможны нежелательные явления как ответ на недостаточно хорошо «очищенный» от компонентов производственной среды пробиотик [226].

Таким образом, предрасполагающими факторами возникновения нежелательных реакций при применении пробиотиков являются:

- недостаточная клиническая доказанность пробиотического эффекта конкретного штамма;

- выраженная иммуносупрессия, предшествующая длительная госпитализация, хирургическое вмешательство, тяжелые основные заболевания.

Согласно современным представлениям, к кисломолочным пробиотическим продуктам могут быть отнесены только те продукты, в которых содержание пробиотических штаммов микроорганизмов находится в достаточном количестве (не менее 10⁸ колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл на протяжении всего срока годности); которые способны оставаться активными при прохождении через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) человека, сохранять свои положительные свойства в течение всего срока хранения продукта; положительное влияние пробиотических бактерий на организм должно быть клинически доказано не только для пробиотического штамма, но и для готового продукта.