Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков

 

Содержание

1. Введение.           3
2. Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков.  4
3. Классификация пробиотиков.       7
4. Технология получения пробиотиков. Технологическая схема получения пробиотиков.                      9
5. Оборудование для производства пробиотиков.     12
6. Номенклатура выпускаемых препаратов.      13
7. Заключение.          23
8. Список литературы.         24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Проблема  неуклонного  ухудшения здоровья населения всё  больше волнует  медицинскую общественность. Несмотря на бурное развитие фармацевтической промышленности, насыщающей медицину огромным количеством лекарственных  препаратов, тенденция к увеличению заболеваемости не снижается. Это явилось  одной из причин возросшего в последние  десятилетия интереса учёных к роли микроорганизмов, обитающих в организме  человека, в поддержании его здоровья.

     Достижения  зародившейся на рубеже ХХ - ХХI столетий и интенсивно развивающейся  современной медицинской науки  - микробной экологии человека - способствовали  появлению принципиально новых  «микробных» лечебно-профилактических  препаратов, получивших название  пробиотики.

     Из  продолжающейся  более столетия жестокой войны  с миром микроорганизмов - эры  антибиотиков - медицина перешла  в эру пробиотиков, призванную  улучшить качество жизни людей  за счёт восстановления созданных  Природой дружественных взаимоотношений  человеческого сообщества с микроорганизмами [1].

 

 

 

 

 

 

 

Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков

     Согласно  определению  ВОЗ, пробиотики – апатогенные  для человека бактерии, обладающие  антагонистической активностью  в отношении патогенных и условно  патогенных бактерий и обеспечивающие  восстановление нормальной микрофлоры.

     Пробиотики  – это продукция микробного  происхождения, содержащая живые  или убитые микроорганизмы или  их компоненты и метаболиты [3]. Она включает бактерии, которые  апатогенны для человека, обладают  антагонистической активностью  в отношении патогенных и условнопатогенных  микроорганизмов и обеспечивают  восстановление нормальной микрофлоры (из приказа МЗ РФ №388 от 01.11.01 «О государственной стандартизации  качества лекарственных средств», 2001 г.). Пробиотики широко используются  при острых кишечных инфекциях  и дисбактериозе кишечника, в  гинекологической практике для  интравагинального введения. Существуют  зарубежные разработки по их  применению в стоматологии для  регуляции микробиоценоза ротовой  полости, в хирургии – для  лучшего заживления ран. Т.к.  действие пробиотиков основано  не только на коррекции микрофлоры, но и на иммуномодулирующей  активности и участии в обмене  веществ, препараты и продукты  назначают также при внекишечной  патологии: ОРВИ, инфекционном мононуклеозе, атопическом дерматите, при вторичном  иммунодефиците, у детей при подготовке  к вакцинации, для оптимизации  физического развития и др.

     Общей характеристикой  пробиотиков является их способность  восстанавливать нормальную микрофлору  кишечника. Попавшие в кишечник  микробы, начинают активно размножаться, выделяя кислоту и специфические  факторы (родственные антибиотикам) тормозящие развитие патогенных  или условнопатогенных бактерий, заселивших кишечник в состоянии  дисбактериоза. Постоянно увеличивающаяся  популяция «полезных» бактерий  начинает конкурировать с патогенной флорой за питание и место обитания, что, в конце концов, приводит к вытеснению патогенной флоры и заселению кишечника нормальной флорой. [3]

Основные  группы пробиотиков:

• Пробиотики на основе живых микроорганизмов (монокультуры или их ассоциации);
• 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.

Виды  микроорганизмов, используемые для приготовления пробиотиков:

• Bacillus subtilis
• Bifidobacterium adolescentis, В. bifidum,B. breve, В. infantis, В. longum
• Enterococcus faecalis, E. faecium
• Escherichia 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 [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация пробиотиков

В зависимости  от природы  составляющих пробиотиков, компонентов  и форм пользования  их, предложено классифицировать на следующие  группы:

• препараты, содержащие живые микроорганизмы (монокультуры или их комплексы);                                                                                                  препараты, содержащие структурные компоненты микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры или их метаболиты;
• препараты микробного или иного происхождения, стимулирующие рост и активность микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры;
• препараты, представляющие собой комплекс живых микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов в различных сочетаниях и соединениях, стимулирующих рост представителей нормальной микрофлоры;
• препараты на основе живых генно-инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов с заданными характеристиками;
• продукты функционального питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов и других соединений микробного происхождения, способных поддерживать и восстанавливать здоровье через коррекцию микробной экологии организма хозяина .[5]

Существующие  на сегодняшний  день средства, активно  влияющие на микробиоценозы человека и животных, условно можно подразделить на 5 групп: пробиотики, пребиотики, синбиотики, бактерийные препараты, обладающие селективной антагонистической  активностью, продукты питания с  пробиотиками (Калмыкова, 2001).

Микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков, классифицируют  на 4 группы:

• аэробы - спорообразующие  бактерии рода Bacillus;
• анаэробы - спорообразующие бактерии рода Clostridium;
• бактерии, продуцирующие  молочную кислоту (Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus, неспорообразующие);
• дрожжи - используются  в качестве сырья при изготовлении  пробиотиков. [5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технология  получения  пробиотиков.

Способ  получения пробиотиков  базируется на использовании технологической  схемы, которая включает в качестве основных стадий:

• Процесс культивирования штаммов,
• Стабилизацию  бактериальной культуры,
• Изготовление  лекарственной формы препарата.

В пробиотическом производстве для накопления биомассы бактерий чаще всего используется глубинное культивирование, являющееся необходимой технологической  стадией. Эффективность этого процесса зависит от качества питательной  среды, маточной культуры и параметров режима культивирования, которые определяются техническим уровнем оборудования.

      Лактобактерии  характеризуются высокой требовательностью  к качеству питательных субстратов, являющихся источником энергии  и веществ, необходимых им для построения  клетки [9]. Они нуждаются в полном наборе готовых аминокислот, водорастворимых витаминов группы В, азотистых основаниях, минеральных элементах, углеводах,неорганических  соединениях и т.д. Этим можно  объяснить относительно многокомпонентный состав питательных сред, которые традиционно используют для культивирования молочнокислых  бактерий [4,7].

     Поскольку  правильный подбор питательной  среды  в значительной степени определяет  качество и успех эксперимента, исследования в данном направлении продолжаются.

Разрабатываются новые питательные  среды, модифицируются уже известные  и широко применяемые: молочно-дрожжевая среда (МДС), модифицированная  гидролизатно-молочная  среда (ГМС) и т.д. [7].

Для культивирования  лактобактерий  наиболее широко используемой является классическая МРС-среда, предложенная Де-Меном и другими соавторами в 1960 году,а также  ее различные  модификации: среда MRS, среда РС для  выделения лактобацилл  и лактококков, среда с Твин-80 [7].

      Следующей  основной стадией в производстве  пробиотиков после культивирования  является стадия стабилизации  бактериальной культуры, которая  должна обеспечить сохранность  жизнеспособность клеток. В препарате  на протяжении всего срока  годности.

      Для стабилизации  бактериальной массы  в технологии  пробиотиков традиционно  используют  лиофилизацию – высушивание из  замороженного состояния. Сохранение  жизнеспособности клеток обеспечивается  за счет естественной, выработанной  в процессе эволюции способности  микроорганизмов впадать в анабиоз  в засушливый период. Это наиболее  надежный способ сохранения биоматериалов.  Лиофилизированные культуры могут  поддерживаться в живом состояние  в течение ряда лет при положительных  температурах, сохраняя при этом  все биологические свойства, с  минимальными потерями по количеству  живых клеток. Поэтому данный  вид стабилизации бактериальных  культур получил широкое распространение.

      Высушенные  и замороженные требуют обязательного   применения протекторов, защищающих  мембранные структуры клеток  от потери воды. Наиболее значительные  успехи в повышении  выживаемости  микробов в процессе лиофильного  высушивания били достигнуты  благодаря подбору эффективных  защитных сред.

      Общепринятый  способ получения лекарственных   форм пробиотиков базируется  на использовании  сухой биомассы, получаемой, как  правило, лиофилизацией  производственных культур с добавлением  защитных средств. Технологические  исследования с живыми культурами  бифидобактерий показали возможность изготовления суппозиториев на основе лиофильно-высушенной биомассы с добавлением ряда стабилизаторов. С целью замены масла какао, было изучено несколько видов пищевых жиров с различными добавками. Выбор был сделан в польз гидрированного жира на хлопковом масле, обеспечивающего высокую сохранность бифидо- и лактобактерий.

      В качестве  альтернативного технологического  варианта представляет интерес  способ стабилизации жидких бактериальных  взвесей с помощью компонентов  носителей, обеспечивающих анабиоз  живых клеток. В качестве стабилизирующих  композиций могут выступать гидрофильные  компоненты мазевых и суппозиторных  основ. Сущность предлагаемого  решения в том, что в состав  мягких лекарственных форм вводят  жидкую культуру штаммов, применяемых  в производстве пробиотиков, а  стабилизация жидкой бактериальной  культуры осуществляется путем  ее перевода в гелеобразное  состояние с помощью ПАВ. В  качестве ПАВ используется Na-КМЦ  и аэросил, имеющие щелочной  характер, и обеспечивают получение  устойчивого геля.

      С помощью  усовершенствования технологических   приемов, применяемых при стабилизации  культур лактобактерий, для получения   сухой биомассы с улучшенными  показателями по гигроскопичности  и сыпучести материала возможно  производство порошковых и других  лекарственных форм. В качестве  ксеропротекторов и наполнителей  используют различные варианты, отличающихся по структурообразущему  компоненту (желатин, натрий карбоксиметилцеллюлоза, поливинилпиролидон, крахмал картофельный, аэросил, лактозу). [2]

 

 

 

Оборудование  для производства пробиотиков

     Для глубинного  культивирования используют ферментаторы:

1. Ферментатор с механических перемешиванием барботажного типа. Данный  тип широко применяется для стерильных процессов выращивания микроорганизмов  – продущентов биологически активных веществ. 
2. Ферментатор с пневматическим перемешиванием и аэрированием. В ферментаторе вихревая - система аэрации с засасыванием воздуха мешалкой через полый вал, трубу-инжектор и т. д. Имеются конструкции ферментов, в которых стерильный воздух подается по крышке аппарата вентилятором.
3. Ферментатор с турбинными мешалками
4. Ферментатор с механическим перемешиванием и вращаюшимися аэраторами.[2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номенклатура  выпускаемых препаратов

Наринэ-Форте содержит живые микроорганизмы – ацидофильные лактобактерии и бифидобактерии. В состав Биовестина и Биовестина-Лакто входят живые микроорганизмы бифидобактерии (Биовестин), бифидо - и лактобактерии (Биовестин-Лакто). Концентрация живых микроорганизмов в препаратах высокая до 1010 микробных тел в 1 мл. Дозировка и длительность приёма рассчитываются индивидуально в зависимости от выраженности дисбактериоза, основного заболевания, сопутствующей патологии.