Введение

Коррекция биоценозов различных биотопов организма человека, в первую очередь желудочно-кишечного тракта, является неотъемлемой частью профилактической и лечебной стратегии, применяемой при заболеваниях внутренних органов.

Микрофлора в настоящее время рассматривается как самостоятельный дополнительный многоклеточный орган, играющий важную роль в обеспечении гомеостаза организма человека. Общая численность микроорганизмов, обитающих в различных отделах, составляет 10¹⁵ (100 трлн), что на два порядка больше, чем количество клеток собственно организма человека ¹.

Активно применяются пробиотические микроорганизмы в продуктах с различным регистрационным статусом: лечебное питание, пищевая добавка (БАД), лекарственный препарат, биологический препарат. В состав БАД входят определенные пробиотические штаммы, благотворное влияние которых на здоровье человека подтверждено в рандомизированных клинических исследованиях, метаанализах, крупных обсервационных исследованиях. Продовольственная и Сельскохозяйственная организации ООН (FAО/ФАО), Всемирная организация здравоохранения предъявляют следующие требования к БАД, содержащим пробиотики: идентификация рода и вида пробиотических штаммов, в т. ч. и с применением генетических тестов; доказанная эффективность в исследованиях in itro; наличие положительных результатов клинических исследований с участием людей ².

Воздействие, которое оказывают пробиотические бактерии, входящие в состав БАД, сходно с воздействием нормальной микрофлоры: обеспечение колонизационной резистентности; регуляция газового состава, редокс-потенциала кишечника; синтез ферментов метаболизма; биосинтетическая функция, влияние па перистальтику кишечника; регуляция водно-солевого обмена; энергообеспечение; участие в процессах детоксикации; протективное действие на слизистую кишечника; формирование специфического и неспецифического иммунного ответа организма.

Согласно определению Всемирной организации здравоохранения, «пробиотики – это живые микроорганизмы, прием адекватных количеств которых обеспечивает положительное влияние на организм хозяина».

Для оказания эффекта бактерии должны быть живыми, число пробиотических бактерий в продукте – достаточным для оказания положительного эффекта – на конец срока годности 10⁶–10⁹ ³ .

Штаммы, на основе которых производятся пробиотические препараты, выделены от здоровых людей, идентифицированы до вида по фено- и генотипическим признакам, имеют генетический паспорт.

Высокий профиль безопасности пробиотика является одним из ключевых требований. Статус GRAS (Generally Regarded As Safe), который подразумевает использование без ограничений, в т. ч. и в фармацевтической сфере, имеют два микроорганизма: B. lactis BB-12 и S. thermophilus TH-4. EFSA (Европейское агентство по контролю за качеством пищевых продуктов) разработало свои крите рии безопасности и качества для пробиотиков с возможностью присвоения им специального статуса – QPS. Наличие статуса QPS – своеобразная гарантия безопасности того или иного микроорганизма, основанная на «разумных» доказательствах. Полный список микроорганизмов, имеющих статус QPS, представлен на официальном сайте EFSA. Данный список регулярно обновляется.

Стратегия применения только пробиотических микроорганизмов для нормализации биоценоза ЖКТ, по сути дела, представляет собой заместительную терапию. В ряде случаев при экзогенном поступлении пробиотические штаммы не колонизируются в кишечнике после окончания курса пробиотикотерапии. Для того чтобы пробиотические бактерии заселили биотоп, необходимо, чтобы они, совершив пассаж по ЖКТ и преодолев кислотный барьер и влияние желчных кислот, добрались до места, что обеспечивает форма выпуска препарата либо использование пробиотических штаммов с доказанной устойчивостью к агрессивным средам верхних отделов ЖКТ. Помимо этого, должны иметь место дополнительные благоприятные условия, а именно: наличие питательной среды (пребиотиков), достаточное энергообеспечение (коферментные витамины). В связи с этим комбинированные препараты – синбиотики обладают видимыми преимуществами. Примером синбиотика, имеющего рациональный состав, является БАД Витастронг Флориоза, в состав которой входят пробиотические штаммы (Lactobacillus acidophilus La-14, Lactobacillus rhamnosus Lr-32, Bifidobacterium lactis Bl-04); пребиотик-инулин; витамины группы В (В1, В2, В6, В12).

Пробиотики: бифидо- и лактобактерии

Наиболее часто для производства пробиотических препаратов используют штаммы грамположительных кисломолочных микроорганизмов рода Lactobacillus (виды Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. crispatus, L. fermentum, L. lactis, L. paracasei, L. plantarum, L. reuteri, L. rhamnosus, L. salivarius и L. johnsonii), а также неферментирующих бактерий рода Bifidobacterium (виды B. animalis, B. adolescentis, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. lactis, B. longum), населяющих кишечник здоровых людей. Каждый род пробиотических бактерий содержит значительное число видов, в состав которых входят различные штаммы, которые имеют свои специфичные особенности. Эффекты одного штамма нельзя экстраполировать на другой штамм, даже если они принадлежат к тому же виду микроорганизмов ⁴.

Лактобациллы. Антагонистическое действие лактобацилл к патогенным, условно-патогенным микроорганизмам имеет неспецифические и специфические механизмы. Общее свойство молочнокислых бактерий – продукция молочной кислоты (которая сама по себе проявляет определенный бактерицидный эффект) и связанное с 98 2020;5: МЕДИЦИНСКИЙ СОВЕТ Заболевания кишечника этим снижение рН среды до значений, несовместимых с жизнедеятельностью многих групп микроорганизмов. Кроме того, в кислых условиях может усиливаться действие специфических факторов антагонизма. Некоторые штаммы лактобацилл способны с помощью собственных пероксидаз активировать образование перекиси водорода и ряда перекисных соединений (тиоцианат, гипотиоцианат), обладающих сильным бактерицидным действием на многие микроорганизмы, включая эукариоты.

Особый интерес вызывает продуцирование некоторыми штаммами лактобактерий бактериоцинов. Они представляют собой вещества белковой природы, полипептиды с узким спектром бактерицидного действия. На сегодняшний день механизм действия бактериоцинов, вызывающих гибель чувствительных микроорганизмов, остается не до конца изученным. Показано, например, что они могут встраиваться в клеточную мембрану, приводя к нарушению ее проницаемости и протонного потенциала, блокировать репликацию ДНК и белковый синтез, мешать делению клеток, т. е. вызывать изменения, которые несовместимы с жизнедеятельностью клетки.

Для выживания пробиотических бактерий при прохождении через желудочно-кишечный тракт имеют значение разнообразные свойства, наиболее важным из которых является толерантность к высококислотным условиям, присутствующим в желудке, и к концентрациям желчных солей, обнаруживаемых в тонком кишечнике. Помимо своих основных функций, связанных с пищеварением, желчь, точнее содержащиеся в ней желчные кислоты, предупреждает адгезию экзогенных микробов к кишечному эпителию ⁵.

Данные исследований in vitro.

Штаммы лактобактерий, входящие в состав Флориозы, проявляют довольно высокую устойчивость к желчи и демонстрируют высокую колонизационную способность.

Согласно результатам экспериментальных исследований in vitro штаммы Lactobacillus acidophilus La-14 и L. rhamnosus Lr-32 устойчивы к условиям низкого рН и выживают при наличии желчи в концентрациях, присутствующих в двенадцатиперстной кишке. Выживаемость Lactobacillus acidophilus La-14 в соляной кислоте и пепсине (1%) при рН 3 в течение 1 часа при 37°C составила более 90%, Lactobacillus rhamnosus L r-32 – более 70%. Выживаемость в среде, содержащей 0,3% солей желчных кислот, для Lactobacillus acidophilus La-14 составила более 90%, для Lactobacillus rhamnosus Lr-32 – более 80% (табл. 1).

В настоящее время установлено, что адгезионная способность лактобацилл носит выраженный штаммовый характер, а от высокой адгезивности штамма зависит его биосовместимость с организмом хозяина. В экспериментальных исследованиях in vitro штаммы Lactobacillus acidophilus La-14 и L. rhamnosus Lr-32 продемонстрировали высокую адгезию к линиям эпителиальных клеток человека – Caco-2 и HT-29 (табл. 1). Результаты данного исследования демонстрируют потенциал изучаемых штаммов в нарушении адгезии патогенной микрофлоры путем вытеснения ее из рецепторов для адгезии, что обеспечивает колонизационную резистентность и повышает барьерную функцию слизистой оболочки. Устойчивое связывание со слизистой оболочкой кишечника может продлить время пребывания пробиотического штамма в кишечнике. Это взаимодействие со слизистой оболочкой способствует более тесному контакту пробиотика с кишечной иммунной системой, что является определяющим фактором в модуляции иммунного ответа ^27,28.

Многие штаммы лактобацилл обладают антагонистической активностью по отношению к патогенным, условнопатогенным и технически вредным микробам. Предпо лагаемые механизмы действия пробиотических штаммов против патогенных микроорганизмов разнообразны и включают в себя не только конкуренцию с патогеном за участок прикрепления или источники питания, но и ингибирование синтеза и/или действия бактериальных токсинов, способность коагрегировать с патогенами и стимулировать продукцию иммуноглобулина А. Экспери ментальные исследования in vitro продемонстрировали ингибирующее действие L. acidophilus La-14 и L. rhamnosus Lr-32 на следующие патогены: Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Lis te ria monocytogenes ^{29,30 6}.

Бифидобактерии. Бифидофлора составляет до 40–60% кишечной микрофлоры. Бифидобактерии сохраняют свою жизнеспособность на протяжении всего пищеварительного тракта, в т. ч. при рН 3,5, проявляют устойчивость в среде с низким содержанием кислорода и остаются стабильными в процессе промышленной переработки. Все применяемые штаммы пробиотиков обладают относительно высокой степенью безопасности, но наилучший профиль безопасности имеют бифидобактерии. Совокупность вышеперечисленных свойств объясняет широкое применение бифидобактерий в составе пищевых продуктов и БАД.

Bifidobacterium lactis Bl-04 проявляют довольно высокую устойчивость к желчи и демонстрируют высокую колонизационную способность. Согласно результатам экспериментальных исследований in vitro Bifidobacterium lactis Bl-04 является устойчивым к условиям низкого рН и выживает при наличии желчи в концентрациях, присутствующих в двенадцатиперстной кишке. Выживаемость Bifidobacterium lactis Bl-04 в соляной кислоте и пепсине (1%) при рН 3 в течение 1 часа при 37°C составила более 90%; выживаемость в среде, содержащей 0,3% солей желчных кислот, – более 90% (табл. 2).

В экспериментальных исследованиях in vitro штамм продемонстрировал высокую адгезию к линиям эпителиальных клеток человека – Caco-2 и HT-29 ^5,6.

Данные исследований in vivo. Bifidobacterium lactis Bl-04 является штаммом, эффективность которого в комбинации с другими пробиотиками достаточно хорошо изучена в клинических исследованиях при антибиотикоассоциированной диарее (ААД). Здоровым добровольцам одновременно с аугментином дважды в день назначали плацебо или пробиотическую смесь, в состав которой входили следующие штаммы: Bifidobacterium lactis Bl-04 и Bi-07, Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus paracasei Lpc-37 и Bifidobacterium bifidum BB-12. В результате исследования сделан вывод о том, что пробиотическая смесь такого состава профилактирует развитие ААД и ускоряет восстановление биоценоза ⁷.

В другом исследовании с участием 503 добровольцев изучено влияние комбинации B. lactis Bl-04, B. lactis Bi-07, L. acidophilus NCFM, L. paracasei Lpc-37 на частоту AAД и тяжесть симптомов со стороны ЖКТ. Частота возникновения ААД в группе пациентов, получавших плацебо, в два раза превысила частоту возникновения ААД в группе пациентов, получавших пробиотическую смесь ^{8, 9}.

Всемирная гастроэнтерологическая организация рекомендует штамм Bifidobacterium lactis Bl-04 в составе пробиотических смесей для профилактики ААД ¹⁰.

Ряд опубликованных в литературе результатов исследований открывает новые возможности применения изученных штаммов, которые входят в состав Флориозы.

Перспективным в плане клинического применения является наличие у L. acidophilus La-14 способности расщеплять оксалаты. Данный штамм является потенциально полезным пробиотиком для профилактики заболеваний, связанных с нарушением обмена оксалатов ¹¹.

В экспериментальных исследованиях на животных изучено влияние как живых бактерий, так и истощенного супернатанта клеточной культуры (ИСКК) L. acidophilus La-14 на кишечную флору мышей с диареей, индуцированной интраперитонеальным введением ампициллина в дозировке 2000 мг/кг/день в течение 3 дней. Введение ИСКК, живых бактерий и комбинации ИСКК плюс живые бактерии привело к статистически значимому увеличению численности (в сравнении с таковыми в группе спонтанного восстановления) Lactobacillus и Bifidobacterium, уменьшению численности Escherichia coli и Enterococcus ¹².

Пробиотические штаммы B. lactis Bl-04 и L. acidophilus способны влиять как на локальный, так и на системный иммунный ответ и усиливать его при проведении вакцинации. Изучены иммуномодулирующие свойства комбинации пробиотических штаммов B. lactis Bl-04 и L. acidophilus у здоровых добровольцев, которым проводили оральную вакцинацию против холеры. В сыворотке крови определяли специфические IgA, IgG и IgM, а в слюне — IgA. Назначение добровольцам пробиотиков привело к более быстрой и высокой индукции специфических IgA и IgG в сравнении с контрольной группой, что указывает на участие данных штаммов в стимуляции специфического иммунитета ¹³.

Пребиотик инулин

Под понятием «пребиотик» подразумевают неперевариваемые пищевые ингредиенты, которые благотворно влияют на здоровье хозяина, выборочно стимулируя рост и/или активность одного или нескольких видов бактерий в толстой кишке ¹⁴.

Продовольственная и Сельскохозяйственная организации Объединенных Наций (Food and Agriculture Organization, FAO) и ВОЗ определяют пребиотики как пищевые компоненты, которые приносят пользу здоровью хозяина, связанную с изменением микробиоты ¹⁵.

Согласно ГОСТ Р 56201-2014 «Продукты пищевые функциональные. Методы определения бифидогенных свойств», «пребиотические вещества – это неперевариваемые пищевые вещества, избирательно стимулирующие рост и/или биологическую активность одного или ограниченного числа представителей защитной микрофлоры кишечника человека, способствующие поддержанию ее нормального состава и биологической активности» ³¹.

Изначально в качестве критериев выбора пребиотика рассматривалась концепция «resistant – fermentation – selectivestimulation», т. е. устойчивость к кислой среде желудка, ферментам в верхних отделах желудочнокишечного тракта и адсорбции в тонкой кишке; ферментируемость кишечной микрофлорой с выборочной стимуляцией роста и/или активности полезных для здоровья кишечных бактерий ^{12, 13}. Основываясь на таких положениях, как специфическая ферментация только бактериальным пулом и изменение активности/численности в основном бифидо- и лактобактерий, к пребиотикам можно отнести фруктоолигосахариды и галактоолигосахариды. Согласно мнению ряда авторов, полностью этим критериям соответствует только инулин и трансгалактоолигосахариды, частично лактулоза ¹⁶.

Инулин – вещество природного происхождения. Сырьем для получения инулина являются корни и клубни цикория и топинамбур. Полученные из инулина низкомолекулярные фракции называют олигофруктозой. Молекулы инулина соединены особыми связями, которые не расщепляются пищеварительными ферментами человека в верхних отделах ЖКТ, в толстой кишке они ферментируются с образованием энергии и таких конечных продуктов, как молочная кислота и короткоцепочечные жирные кислоты. Пребиотики расщепляются исключительно здоровой микрофлорой кишечника, т. е. являютсяпитанием для микробиоты.

По данным зарубежных исследований, препараты на основе инулина, полисахарида растительного происхождения, являясь пребиотиками, избирательно стимулируют рост бифидобактерий и лактобацилл, подавляют рост условно-патогенных микроорганизмов, а также способствуют нормализации моторной функции кишечника. Инулин увеличивает объем и повышает увлажнение каловых масс, задерживает жидкость в просвете кишечника, за счет активных метаболитов стимулирует и регулирует моторику кишечника ¹⁷.

Инулин влияет: на метаболизм липидов, уменьшая риск атеросклеротических изменений в сердечно-сосудистой системе; на углеводный обмен, возможно, предотвращая или отодвигая дебют сахарного диабета 2-го типа ¹⁸.

Инулин за счет стимуляции апоптоза колоноцитов может влиять на воспалительные процессы в кишечнике. Прием инулина и фруктоолигосахаридов улучшает всасывание кальция и магния, снижает риск остеопороза. Модуляция инулином секреции гастроинтестинальных пептидов, в частности участвующих в метаболизме жиров, рассматривается в настоящее время в качестве фактора усиления антиканцерогенной и противовоспалительной активности организма ¹⁹.

Витамины группы В

Согласно определению, витамины – это вещества, которые не вырабатываются в организме хозяина или вырабатываются в количествах, недостаточных для обеспечения жизнедеятельности. В связи с этим необходимо обеспечивать экзогенное поступление этих микронутриентов в организм на уровне физиологической суточной потребности. Витамины в качестве коферментов задействованы в фундаментальных биологических процессах, в т. ч. и у кишечного микробного сообщества.

Витамин B12 имеет в своей структуре порфириноподобное, хромофорное, или корриновое, кольцо, связанное с атомом кобальта четырьмя координационными связями через атомы азота, и является представителем группы корриноидов.

В настоящее время известно двенадцать корриноидов, различия между которыми определяются строением одного нижнего лиганда. Восемь корриноидов присутствуют в желудочно-кишечном тракте человека. Все идентифицированные корриноиды обладают способностью к переносу метильных групп, однако не все они могут быть использованы для выполнения этой функции в организме человека ^{20, 21}. Корриноиды, отличные от кобаламина, плохо распознаются внутренним фактором человека, ключевым белком, необходимым для транспорта кобаламина из просвета тонкой кишки. Эволюционно сформировавшиеся механизмы обеспечивают поступление в клетки человека кобаламина, при этом блокируют поглощение клеткой корриноидов, которые не могут быть использованы в качестве кофакторов ²². Микро организмы, заселяющие желудочно-кишечный тракт, также в качестве кофакторов используют экзогенно поступившие корриноиды кобаламина, а не продукт биосинтеза de novo ²³. Существует предположение, что кишечные микробы используют 80% пищевого кобаламина ^{20, 24}. Исследователями сделан вывод о том, что микробные сообщества кишечника являются вероятными конкурентами для диетического кобаламина, поступающего в организм человека. Данные факты подтверждают необходимость дополнительного экзогенного поступления в организм кобаламина для нормализации микрофлоры.

Витамины группы В обладают коферментными функциями: входят в состав коферментов и простетических групп, обеспечивающих процессы жизнедеятельности организма человека. Коферментной формой витамина В1 является тиаминдифосфат (тиаминпирофосфат); коферментной формой витамина В2 – флавинадениндинуклеотид, витамина В6 – пиридоксаль-5-фосфат.

Тиамин (витамин В1) задействован в процессах клеточного дыхания, ассимиляции, в углеводном, жировом, белковом и минеральном обменах. Рибофлавин (витамин B2) активно участвует в окислительно-восстановительных процессах, клеточном дыхании, окислении углеводов, молочной кислоты, альдегидов, обмене жиров, порфиринов, синтезе белков, окислительном дезаминировании аминокислот. Пиридоксин (витамин B6) является неотъемлемой частью белкового и жирового обмена, реакций переаминирования и декарбоксилирования аминокислот, переноса сульфгидрильных групп, обмена триптофана, гистидина, метионина, цистина, окисления и синтеза жира, ненасыщенных жирных кислот. Может синтезироваться бактериальной флорой кишечника ²⁵.

Известным является факт, что синтез АТФ осуществляется посредством ферментов, кофакторами которых являются и тиамин фосфат, и пиридоксаль фосфат. Идентифицированы белки в организме человека, активность или уровни которых взаимосвязаны с обеспеченностью организма и витамином В1, и витамином В6, и витамином В12. Таким образом, синергидные взаимодействия витаминов группы В проявляются на молекулярном уровне, включают в себя метаболизм аминокислот, углеводов, липидов, синтез АТФ и др. ²⁶.

Заключение

Флориоза представляет собой источник пробиотических штаммов бифидобактерий Bifidombacterium lactis BI-04, лактобактерий Lactobacillus acidophilus La-14 и Lactobacillus rhamnosus Lr-32, предназначенный для восстановления и поддержания нормальной микрофлоры. Разработка пробиотической продукции, содержащей несколько штаммов, является перспективным направлением, т. к. увеличивает потенциал профилактического воздействия. Входящие в состав БАД инулин и витамины группы В обладают собственной активностью, которая является синергичной с активностью пробиотических микроорганизмов. Целесообразно сопровождать применение пробиотиков дополнительным экзогенным поступлением в организм витамина В12, т. к. микробные сообщества кишечника являются вероятными конкурентами в потреблении кобаламина. Комбинация штаммов пробиотиков с изученными и подтвержденными свойствами с пребиотиками, которые представляют собой питательную среду для бифидо- и лактобактерий, заселяющих толстый кишечник, повышает колонизационный потенциал. Рациональный подбор компонентов Флориозы способствует максимальной реализации потенциальных профилактических эффектов пробиотических микроорганизмов.