Технология получения пробиотиков

Размещено на http://www.allbest.ru/

42

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Термины, обозначения и сокращения

Введение

1. История

2. Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков

2.1 Классификация пробиотиков

3. Технология получения пробиотиков

3.1 Пробиотики на основе молочнокислых бактерий

3.2 Технология изготовления биобактона

3.3 Технология изготовления лактобактерина

3.4 Технология производства бифидумбактерина

3.5 Технология производства пробиотиков на основе бактерий рода Bacillus

4. Унификация технологии пробиотиков: достижения и перспективы

Заключение

Список литературы

Приложения

Термины, обозначения и сокращения

1. Термины:

Пробиотики - живые организмы и/или вещества микробного или иного происхождения, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические функции, а также на биохимические и поведенческие реакции организма хозяина, оптимизируя его микробиологический статус.

Пребиотики - субстраты, стимулирующие естественную микрофлору.

Синбиотики - рациональная комбинация пробиотика и пребиотика.

2. Обозначения:

мг; мл; л; єС.

3. Сокращения:

рН - кислотность раствора;

ВОЗ - всемирная организация здравоохранения;

ГММО - генетически модифицированные штаммы микроорганизмов.

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 [11].

1. История

В 1888 году Илья Мечников, работая в Институте Пастера, обосновал теорию о том, что в кишечнике человека обитает комплекс микроорганизмов, которые оказывают на организм «аутоинтоксикационный эффект». Он полагал, что введение в желудочно-кишечный тракт «здравословных» бактерий способно модифицировать действие кишечной микрофлоры и противодействовать интоксикации. В работе «Этюды оптимизма» (1911 г.) И.И. Мечников писал о том, что многочисленные ассоциации микробов, населяющих кишечник человека, в значительной мере определяют его духовное и физическое здоровье, а кожа и слизистые человека покрыты в виде перчатки биопленкой, состоящей из сотен видов микробов. Он высказал гипотезу о том, что давно установленная большая продолжительность жизни некоторых народов, таких как болгары, турки и армяне, связана с особенностями диеты. Ведь представители этих наций потребляют за сутки большие количества сброженного молока, являющимся прообразом йогурта. И.И. Мечников идентифицировал две бактерии в этом продукте: Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus, которым он и приписал указанные заслуги в области продления жизни. Он считал, что долголетие человека связано с удалением условно-патогенных микроорганизмов из кишечника и предложил проводить с этой целью заселение пищеварительного тракта болгарской молочно-кислой палочкой. В это же время был создан первый кисломолочный продукт -- «Простокваша Мечникова». В начале XX века И.И. Мечниковым было выдвинуто предположение о связи ряда соматических заболеваний, в том числе и онкологических, с деятельностью микроорганизмов, то есть имеющих инфекционную природу. В монографии «Этюды о природе человека» И.И. Мечников изложил концептуальный взгляд о взаимоотношениях человека и его микрофлоры. И.И. Мечников был убежден в том, что «дикие и вредные бактерии в кишечнике» могут и должны быть «удалены» при помощи простокваши и содержащихся в ней молочнокислых бактерий. При этом часть его практических выводов отличалась крайностью суждений, за что подвергался справедливой критике со стороны И.П. Павлова. Вот как реагировал Иван Петрович Павлов (лауреат Нобелевской премии 1904 года) на идею Мечникова о вреде кишечной бактериальной флоры: «Между продуктами разложения пищи есть много веществ, получающихся не за счет химических разложений, а за счет деятельности микроорганизмов -- продукты гниения.

За последнее время, благодаря Мечникову, выдвинулся вопрос об этих веществах. Мечников стал на крайне скользкую точку зрения, что это есть недостаток организма, ошибка природы. По его мнению, организм выиграл бы, если бы этого не было. Он считает, что здесь природа сделала промах и что его необходимо даже исправить, удалив всю толстую кишку как место, где совершаются процессы разложения остатков пищи микробами. Мечников в гниении, в этой деятельности микроорганизмов, видит главным образом причину недолговечности современного человека. Он предлагает средство для уничтожения этих микроорганизмов. Он предлагает есть простоквашу, в которой находятся бактерии, вредные гнилостным. Микробы простокваши если и не уничтожают гнилостные бактерии, то, во всяком случае, сильно стесняют их деятельность. Как же к этому относиться? Правда, бывают патологические проявления, связанные с присутствием в кишке бактерий, но из этого вовсе не следует, что кишечные микроорганизмы совершенно не нужны. На исходе XIX столетия французский педиатр Анри Тиссье доказал, что у детей, находящихся на грудном вскармливании, основным компонентом кишечной микрофлоры являются бифидобактерии. Первое промышленное производство кисломолочного продукта питания -- йогурта, в основе создания которого были научные достижения И.И. Мечникова, было начато в 1919 году испанцем Исааком Карассо, который приобрел йогуртовую закваску в Пастеровском институте, где ранее и работал великий микробиолог. А уже его сын Даниэль (от его имени произошло название компании «Данон») добился признания йогурта во всей Европе. Значительный вклад в развитие микробиологии и микроэкологии человека внес германский ученый Альфред Ниссле, который с 1912 года активно занимался изучением антагонистического действия бактерий. Им же в 1916 году был впервые введен термин «дисбактериоз» для обозначения снижения антагонистических функций кишечной микрофлоры. А. Ниссле удалось установить, что коли-бактерии могут подавлять патогенные штаммы своего же вида. Большую роль в развитии учения о симбионтной кишечной микрофлоре человека сыграли работы Германского микробиотического общества. В 1922 году А. Беккер начал опыты по использованию комплексной вакцины из флоры кишечника в лечебных целях. Он полагал, что состав микробной флоры слизистых оболочек человеческого организма различной локализации тесно взаимосвязан. Совместно с коллегами X. Кольбом и Х.-П. Рушем им были созданы первые препараты на основе энтерококков и Escherichia coli. «Пробиотики дают нам возможность проводить биологическую антисептическую обработку, тем более эффективную, чем более поверхностной является воспалительная реакция, вызванная патогенными бактериями, -- писал Х.-П. Руш. -- Но при этом виде дезинфекции мы имеем то неоценимое преимущество, что воздействие оказывается только на патогенные, а не на физиологические организмы. Второе преимущество заключается в том, что при этом не поражаются, а поддерживаются клетки за счет методов, не ослабляющих, а усиливающих конституцию». Данная методика в противоположность антибактериальной терапии была названа «пробиотическим лечением». Непосредственно термин «пробиотик» впервые ввел в литературу в 1954 году Фердинанд Виржин. Для автора этого термина греческие корни «pro» -- «содействующий» и «bios» -- «жизнь» означали, что такие вещества способствуют жизни в самом широком смысле в противоположность антибиотикам с их отрицательными побочными эффектами.

В отечественной литературе в 40--50 годах двадцатого столетия вопросу нарушения микроэкологии кишечника большое внимание уделял известный микробиолог Л.Г. Перетц. В. Коллат в 1954 году использовал термин «пробиотик», понимая под ним все важные для жизни организмы, в отличие от опасных «антибиотиков». Основатели же направления микробиологической терапии вкладывали в него содержание «культуры симбионтов» или «бактериальные препараты», понимая под этим свои вакцины для перорального и парентерального применения, а также созданные позже готовые препараты физиологических бактерий. Почти десять лет спустя, в 1965 году, Д. Лилли и Р. Стилуэлл опубликовали результаты своих исследований в журнале «Сайенс» и показали, что пробиотики выделяют факторы, способствующие росту прочих микроорганизмов. Собственно, и сам термин «пробиотики» в современной трактовке стал применяться по их предложению. Под пробиотиками следовало понимать живые микроорганизмы, которые, будучи приняты внутрь в адекватном количестве, улучшают процессы пищеварения и нормализуют микробный состав.

Пробиотики -- это прежде всего представители естественной микрофлоры человека, не представляющие опасности для здоровья и относящиеся к группе молочнокислых бактерий (Lactobacilli, Bifidobacteria, Streptococci). Молочная кислота является основным конечным продуктом метаболизма этих видов. Сегодня, новые пробиотики также включают непатогенные штаммы Escherichia coli, Clostridium butyricum и небактериальные микроорганизмы, такие как грибы Saccharomyces boulardii. Однако в настоящее время само определение понятия «пробиотики» уже сегодня нуждается в коррекции. Так, нашли свое применение препараты на основе продуктов метаболизма бактерий, а в будущем тот же эффект может быть получен с помощью погибших микроорганизмов и их составных частей, например, пробиотических ДНК или генетически модифицированных микроорганизмов. Поэтому специалисты, занимающиеся этой проблемой, полагают, что лучше пользоваться термином алиментарные фармакобиотики. Критерии для включения в эту группу были сформулированы экспертами ВОЗ в начале XXI столетия. Несмотря на столь длительный период изучения и достигнутые впечатляющие результаты, «пробиотическая концепция» все еще остается гипотетической. И прежде всего потому, что механизмы, благодаря которым пробиотические штаммы бактерий проявляют in vivo свои протективные свойства, изучены еще недостаточно.

2. Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков

Пробиотики - препараты, содержащие живые микроорганизмы, относящиеся к нормальной, физиологически и эволюционно обоснованной флоре кишечного тракта. Они положительно влияют на организм хозяина, способствуют восстановлению пищеварения, биологического статуса, иммунного ответа, повышают эффективность вакцинаций. При их применении снижаются заболеваемость, количество фармакологических обработок и связанные с ними материальные издержки. К числу наиболее известных пробиотиков относятся молочно-кислые бактерии, бифидобактерии, стрептококки. Многие из предлагаемых в настоящее время на ветеринарном рынке препаратов рекламируют как пробиотики. Они различны по составу, качеству, фармакологической направленности действия, показаниям к применению. Пребиотики - субстраты, стимулирующие естественную микрофлору, которые в норме поступают в организм животных и птицы в составе рациона. Они не перевариваются и не всасываются в желудке и тонком отделе кишечника, а, попадая в толстый отдел кишечника, используются в качестве питательной среды для нормальной микрофлоры. У млекопитающих в первые дни после рождения основным пребиотическим субстратом является лактулоза, входящая в необходимом количестве наряду с лактозой в состав молока. С переходом на смешанное кормление субстратом, способствующим росту нормальной микрофлоры, становятся элементы клеточных оболочек растений, свеклы, моркови, пектины, отруби и др. Пищевые волокна выполняют и другие важные функции: нормализуют моторику, предотвращают запоры, адсорбируют токсины.

Синбиотики - рациональная комбинация пробиотика и пребиотика. Следует отметить, что многие авторы относят к пробиотикам препараты, состоящие из отдельных структур клеток микробного происхождения, а также метаболиты, органические кислоты и соединения любой природы, способствующие качественному и количественному восстановлению нормальной микрофлоры. Поэтому, выбирая для использования тот или иной пробиотик, необходимо анализировать его состав. Он определяет основные показания к применению и фармакологическиесвойства [9].

Пробиотические препараты можно разделить на несколько основных групп: Дрожжи и продукты их жизнедеятельности являются источником легкоусвояемого полноценного по составу микробного белка, витаминов, имеют низкую себестоимость при производстве, их можно вводить в состав кормов, подвергающихся термической обработке и гранулированию. Фармакологическое действие заключается в повышении уровня перевариваемого белка и витаминов группы В в составе рациона, стимуляции роста и продуктивности животных. Препараты не способны колонизировать (заселять) кишечник, при прекращении их назначения эффект исчезает сразу. Они не восстанавливают нормальную микрофлору желудочно-кишечного тракта, не являются антагонистами патогенной и условно-патогенной микрофлоры, не вытесняют ее, не влияют на колонизационную резистентность и не устраняют дисбактериозы. Используют дрожжи и продукты их жизнедеятельности в качестве источника легкопереваримого белка и витаминов группы В.

Пробиотики, включающие споровые микроорганизмы, чаще В. subtilis. Штаммы в составе пробиотических препаратов отбирают по выраженности антагонистических свойств к патогенной микрофлоре. Они продуцируют большое количество антибиотических и других веществ, подавляющих многие микроорганизмы. Количество антибиотиков, продуцируемых аэробными спорообразующими бактериями рода Bacillus, приближается к 200, а видов В. subtilis около 70. В. subtilis используют в промышленности при производстве антибиотиков класса полимиксины (с бактерицидным действием в отношении грамотрицательных бактерий).

Препараты улучшают переваримость корма, имеют выраженные ферментативные и протеолитические свойства. Их часто рекомендуют вместо антибиотиков для вытеснения патогенных микроорганизмов, что не всегда фармакологически корректно. Антагонистическая активность препаратов на основе В. Subtilis зависит от свойств используемых штаммов продуцировать определенный спектр антибиотиков. При этом иногда проявляется активность даже в отношении патогенных штаммов, которые утратили чувствительность к обычным антибиотикам. Препараты не стандартизируются по антимикробной активности, которая зависит от условий культивирования, питательной среды, поэтому в производственных условиях часто получают вариабельный эффект. Если нет глубокого нарушения микробиоценоза и слизистой кишечника, то нормальная микрофлора может восстановиться самопроизвольно после курса использования пробиотиков, содержащих В. subtilis. В некоторых случаях, иногда при длительном применении такие препараты могут провоцировать развитие дисбактериозов, привыкание и селекцию устойчивых патогенных штаммов, поражающих как кишечник, так и другие органы. Основоположник идеи об использовании живых микроорганизмов для восстановления пищеварения И. И. Мечников установил, что с возрастом в нижних отделах кишечника увеличивается число микроорганизмов с протеолитическими свойствами (то есть гнилостных). Они продуцируют азотсодержащие субстраты с токсическим эффектом. И. И. Мечников в 1907 г. предложил их вытеснять, применяя транзиторно или постоянно обитающие в кишечнике живые молочнокислые бактерии. Препараты используют с лечебной целью при диареях, как источник ферментов для улучшения переваривания корма, в первую очередь клетчатки.

Производители многих препаратов на основе В. subtilis заявляют, что их можно подвергать нагреванию и гранулированию. Следует иметь в виду, что при 100°С гибнет вегетативная форма любого микроорганизма, разрушаются все ферменты, продуцируемые им (являясь белками при нагревании они подвергаются коагуляции). При нагревании сохраняются только споры. Но для этого необходимо, чтобы препарат был изготовлен с достаточным выходом спор (микроорганизм переходит при культивировании в форму споры при специально созданных неблагоприятных условиях, что возможно только при грамотной технологии производства). Так как В. subtilis аэроб, поэтому условия в толстом отделе кишечника животных и птиц, где молекулярный кислород отсутствует, не являются для него оптимальными. Спора в составе гранулированного корма требует для активизации времени. Это надо учитывать, особенно если транзит по кишечнику значительно сокращен во времени в связи с диареей.

Многие пробиотики на основе В. subtilis включают генетически модифицированные штаммы микроорганизмов (ГММО). Использование ГММО, их интродукция в окружающую среду, в том числе и путем использования в составе пробиотических препаратов, должны быть крайне осторожными. Кишечный микробиоценоз - сложная экосистема. В ее состав входит более 400 видов микроорганизмов. Возможные изменения в этой ассоциации микроорганизмов при внесении в нее ГММО, последствия влияния на макроорганизм остаются фактически неизученными. Очевиден и тот факт, что ГММО из кишечника животных быстро попадают в окружающую среду и могут представлять потенциальную опасность для других природных экосистем. Пробиотические препараты на основе ГММО, предложенные для ветеринарной практики, до настоящего времени официально не зарегистрированы в стране. Имеется лишь разрешение для их широких производственных испытаний. Пробиотики, восстанавливающие пристеночное пищеварение и колонизационную резистентность. В кишечнике человека, млекопитающих и птиц обитает более 400 видов микроорганизмов, которые выполняют различные функции. По численности и физиологической значимости преобладают бифидо- и лактобактерии. Лактобактерии - аэротолерантные анаэробы, бифидобактерии - облигатные анаэробы. В норме они заселяют слои, прилежащие к клеткам ворсин в нижних отделах тонкого и в толстом отделах кишечника. Постоянно, находясь там, они участвуют в при мембранном пищеварении, создают колонизационную резистентность: закрепляясь на поверхности слизистой, препятствуют ее заселению патогенной и условно-патогенной флорой, безвредны. Но "не вредны" не означает "полезны", или способны оказывать лечебный и профилактический эффект. Дело в том, что бифидо- и лактобактерии, так же как и другие микроорганизмы, не все одинаковы. Род бифидобактерии, например, объединяет 24 вида микроорганизмов. Род лактобактерии еще больше. Одни виды обитают только у животных определенных видов, другие у животных многих видов, третьи у животных и человека, четвертые только у человека. Соответственно способность заселять кишечник у человека, животных или птиц различна. При селекции штаммов для пробиотиков учитывают эти и многие другие биологические свойства. Поэтому физиологическая активность и эффективность разных препаратов зависят от состава штаммов, технологии производства, способов сушки. Иногда в составе пробиотиков, регулирующих кишечное пищеварение, используют энтерококки, непатогенные эшерихии, другие микроорганизмы. Фармакологическое действие:

?заселяют с первых дней жизни организма животных и птиц нормальной микрофлорой (стимуляция пищеварения, иммунитета, профилактика колибактериоза, сальмонеллеза, других инфекций, вызываемых патогенной и условно-патогенной микрофлорой);

?восстанавливают микробиоценоз и пристеночное пищеварение при инфекционных заболеваниях. Можно использовать одновременно с антибиотиками, если пробиотики включают устойчивые к антибиотикам штаммы (например, лактобифадол). Если штаммы, входящие в препарат, не устойчивы к антибиотикам, то его применяют после антибиотикотерапии для восстановления нормальной микрофлоры. Антагонизм к патогенной флоре проявляется в разной степени у разных препаратов за счет продукции органических кислот, перекисей, низкомолекулярных пептидов. При легких формах диареи иногда достаточно применение пробиотика на фоне ограничения диеты без антибиотиков. Но в промышленном животноводстве и птицеводстве для профилактики распространения инфекции, на наш взгляд, необходима комбинация эффективного антибиотика и пробиотика;

?нормализуют пищеварение при дисбактериозах различной природы, после кормовых отравлений, использования фармакологических препаратов (антибиотиков, антгельминтиков, кокцидиостатиков и др.);

?способствуют повышению иммунитета.

Показания к применению:

?становление нормобиоза в пищеварительном тракте после рождения;

?профилактика и лечение при кишечных инфекциях, дисбактериозах, стимуляция пищеварения, колонизационной резистентности, иммунитета, продуктивности;

?восстановление нормальной пристеночной микрофлоры после применения фармакологических препаратов, вакцинаций, кормовых отравлений;

?повышение продуктивности и эффективности производства.

Пробиотики являются неотъемлемым компонентом при организации фармакологического обеспечения в условиях промышленного животноводства и птицеводства. В настоящее время в России функционируют современные предприятия, использующие новейшие технологии, одновременно восстанавливаются производства с более старым, приобретенным в прошлом оборудованием. Однако во всех случаях отмечают действие факторов, способствующих нарушению нормальной микрофлоры у животных и птицы. Действие патогенетических факторов быстро приводит к функциональным срывам со стороны различных систем и органов; в условиях крупномасштабного производства с высокой концентрацией поголовья на ограниченных территориях создается необходимость многочисленных вакцинаций, что приводит к высокой антигенной нагрузке; вакцинальный и технологический стрессы резко снижают резистентность, способствуют персистенции условно-патогенной микрофлоры в желудочно-кишечном тракте и других биотопах (легкие, мочеполовые пути, кожный покров); многие живые аттенуированные вакцины (особенно из так называемых горячих штаммов) приводят к прямой колонизации клеток кишечника, респираторной и других систем и к поствакцинальным сдвигам в микрофлоре соответствующих областей; резкое возрастание фармакологической нагрузки на животных и птицу. Вопреки сложившимся стереотипам нарушать микробиоценоз могут не только антибиотики, антгельминтики и кокцидиостатики, но и избыточно назначаемые несбалансированные кормовые добавки; существенное ухудшение экологической ситуации. Корма, воздух, вода могут быть дополнительными источниками токсических веществ, пестицидов, которые нарушают слизистую оболочку различных полостей и прямо влияют на микробиоценоз; широкое распространение кормовых микотоксикозов.

Таким образом, действует комплекс факторов, которые нарушают естественные защитные свойства нормальной пристеночной микрофлоры. Питаясь гранулированными, часто обработанными термически кормами, животные в замкнутых помещениях полностью лишены контакта с естественными донорами нормальных микроорганизмов, доступными в природе (почва, насекомые, растения). В связи с циклическими дезинфекциями, бессистемным и длительным использованием антибиотиков, особенно широкого спектра действия, в окружающей среде происходит селекция резистентной к антибиотикам микрофлоры. Часто создается ситуация, которую мы можем сравнить с так называемой стационарной "госпитальной инфекцией" в медицине. Возникли ассоциированные инфекции, которые могут протекать как остро, так и латентно, атипично без высокой смертности.

Естественно, нельзя отказаться от вакцинаций, дезинфекций, применения антибиотиков, антгельминтиков, кокцидиостатиков при соответствующих показаниях. Но восстановить нормальную микрофлору после их применения необходимо. Если слизистая пищеварительного тракта нарушена, эффективное производство невозможно, так как пищевые компоненты корма просто не усваиваются. При выборе пробиотика целесообразно учитывать его фармакологические свойства. При необходимости нормализовать примембранное пищеварение, не следует использовать препараты на основе дрожжей. Сильные антагонисты на основе В. subtilis будут эффективны только при отдельных содержаниях. Нельзя полностью отказаться от антибиотиков, так как возможна реальная угроза распространения инфекции на все поголовье с резким снижением производственных показателей. Препараты, включающие лакто- и бифидобактерии, могут быть неэффективны, если производятся на основе медицинских или фармакологически неактивных в кишечнике животных и птицы штаммов микроорганизмов.

2.1 Классификация пробиотиков

Таблица № 1

Классификация пробиотиков (Г.Г. Онищенко, 2002)

Бифидумбактерин - лиофильно взвешенная взвесь живых бифидобактерий (B.bifidum). В одной дозе содержится не менее 100 млн. живых микробных клеток. Форма выпуска для энтерального применения - флаконы с сухой биомассой, пакеты с порошком и таблетки. Противопоказаний для препарата и побочных реакций на его прием нет.

Показания:

- для лечения детей, особенно первого года жизни, перенесших острую кишечную инфекцию, страдающих длительной кишечной дисфункцией неустановленной этиологии, детей, находящихся с первых дней жизни на искусственном вскармливании, недоношенных;

- для применения через 3-5 дней после отмены антибиотиков, при назначении совместно с антибиотиками надо учитывать совместимость;

- при отягощенном фоне (рахит, гипотрофия, анемия);

- в комплексной терапии больных тяжелыми инфекционными заболеваниями, локальными гнойничковыми поражениями, при любых дисфункциях кишечника (метеоризм, изменение частоты и характера стула);

- больным с заболеваниями органов пищеварения (независимо от возраста);

- людям, страдающим ферментопатиями, наследственными заболеваниями обмена веществ;

- при длительной гормонотерапии;

- при облучении.

Содержимое флакона разводят кипяченой водой комнатной температуры за 20-30 мин до еды. Недопустимо разводить горячей водой и хранить в растворенном виде.

Лактобактерин - препарат, состоящий из лиофилизированных живых лактобактерий (L. аcidophilus), активно подавляющих жизнедеятельность дизентерийных энтеропатогенных палочек, патогенных стафилококков и протея. Одна доза препарата содержит не менее 1 млрд. живых микробных клеток лактобацилл. Антагонистическая активность лактобактерий связана с действием L - молочной кислоты, которая является сильным антисептиком. Создаваемая лактобактерином кислая среда, способствует развитию в кишечнике бифидумфлоры. Лактобактерин выгодно отличается от бифидумбактерина и колибактерина тем, что может применяться одновременно с антибиотиками, так как штаммы лактобактерина устойчивы к наиболее часто применяемым антибиотикам.

Назначается лактобактерин за 1 час до еды. Содержимое флакона разводят 5 мл кипяченой воды комнатной температуры. Новорожденным по 1,5-2 дозы в сутки. Для коррекции дисбактериоза, развившегося в результате антибиотикотерапии, назначают от 1 до 3 доз в сутки в течение 2-3 недель. Больным с неспецифическим язвенным колитом, реконвалесцентам дизентерии и энтероколита по 1 дозе 3 раза в день.

Биобактон (производство России) представляет собой лиофилизированную взвесь живых лактобактерий во флаконе, содержащем не менее 20 млрд. микробных тел на 50-100 мл регенирированной водной взвеси. Предназначается при острых кишечных инфекциях, остром и хроническом гепатите, при длительном лечении антибиотиками, при пищевой аллергии, анемии и др.

Колибактерин - препарат из живой культуры кишечной палочки штамма М-17, выделенного из кишечника здорового человека. Штамм характеризуется антагонистической активностью к патогенным микроорганизмам, возбудителям дизентерии, брюшного тифа и паратифов, холерного вибриона, патогенных стафилококков.

Колибактерин эффективен при различных формах хронического колита, дисбактериозе, особенно с угнетением кишечной палочки, в стадии реконвалесценции различных инфекций.

Детям до 6 месяцев применять колибактерин не рекомендуется, так как препарат может сам вызвать у этих детей дисфункцию кишечника.

Назначается до 1 года перед кормлением по 2 дозы за 30-40 мин до еды 2 раза в день, после 1 года по 2 дозы 3 раза в день, старше 5 лет - по 3 дозы 3 раза в день. Курс лечения в зависимости от тяжести и длительности заболевания продолжается от 3 недель до 2 месяцев.

Мутафлор, Colifant (производство ФРГ)- действующим началом является штамм кишечной палочки «E. coli Nissle 1917», послуживший родоначальником серии штаммов E. coli, использованных в работах Л.Г. Перетца, итогом которых явилась селекция варианта М-17. Препарат прост в употреблении и не вызывает побочных явлений. Его выпускают в кислотоустойчивых капсулах, растворяющихся в толстой кишке. Препарат производится в трех вариантах содержания микробных клеток: 110⁹ в 4 мг биомассы, 510⁹ в 20 мг биомассы и 2510⁹ в 100 мг биомассы.

Биопрепарат из спорообразующих микроорганизмов, выпускаемый рядом зарубежных фирм (Югославии, Франции, США) под названием бактисубтил, представляет собой высушенную биомассу живых микробных клеток штамма IP-5832 со свойствами Bacillus subtilis. Выпускается в твердых желатиновых капсулах, содержащих чистую культуру с 1 млрд. спор. Прорастание спор в вегетативные формы бацилл при поступлении в кишечник сопровождается выделением ферментов, гидролизующих углеводы, жиры, белки и участвующих в расщеплении остатков пищи. Штамм продуцирует фермент, способный лизировать микробные клетки протеев, энтеропатогенных E. coli и патогенных стафилококков, не оказывая влияния на нормальную симбиотическую флору. В связи с резистентностью штамма к большинству антибиотиков широкого спектра действия и сульфаниламидам допустимо применение бактисубтила с проведением антибактериальной терапии. Показаниями к назначению являются диареи различного происхождения у детей и взрослых, колиты, энтероколиты, энтериты, нарушения ферментативной функции пищеварительного тракта, сопровождаемые метеоризмом. Препарат применяют энтерально в капсулах, а для детей младшего возраста и грудных используют биомассу, извлеченную из капсулы, в смеси с небольшим количеством воды, сока или молока.

Энтерол (Франция) содержит лиофильно высушенную биомассу сухой культуры особого рода дрожжей Saccharomyces boulardii с добавлением лактозы и сахарозы, выпускаются в твердых желатиновых капсулах или расфасованных в пакеты. В одной дозе содержится 1 млрд. живых микробных клеток, устойчивых к антибиотикам. Характеризуется наличием антагонистической активности против патогенных и условно- патогенных микроорганизмов: клостридий, золотистого стафилококка, синегнойной палочки, грибов Candida, а также лямблий и Entamoeba histolytica, антитоксическим и ферментативным эффектами, трофическим действием на ткани слизистой кишечника, способностью стимулировать местную иммунную защиту путем повышения продукции секреторного IgA и др. Применение показано для лечения и профилактики дисфункций кишечника, обусловленных антибиотикотерапией, для лечения ОКИ, предупреждения диареи, ассоциированной с кормлением через зонд, лечения синдрома раздраженного кишечника и др. Преимуществом этого препарата является быстрота наступления антидиарейного эффекта (10-20 минут), допустимость одновременного применения с антибиотиками.

Споробактерин представляет собой лиофилизированную массу живых микробных клеток Bacillus subtilis штамма 534 в ампулах. В одной дозе препарата содержится не менее 1 млрд. клеток бацилл. Данный штамм способен продуцировать антибактериальное вещество широкого спектра действия, подавляющее развитие патогенных и условно-патогенных бактерий, при этом рост нормальной микрофлоры кишечника не угнетается. Применяют при хирургических инфекциях мягких тканей, остеомиелите (при отсутствии крупных секвестров), при дисбактериозах кишечника, при ОКИ (в том числе острой дизентерии, сальмонеллезе и др.). Препарат назначают взрослым пациентам и детям старше 6 месяцев. Перед применением сухую биомассу препарата в ампуле растворяют кипяченой водой комнатной температуры и используют для приема внутрь или местно (для промывания ран и при перевязках). В последнем случае рекомендуется использовать гипертонические растворы натрия хлорида (10%), глюкозы (40%), мочевины (10-30%).

Бактиспорин, биоспорин - это лиофилизированные массы живых микробных клеток Bacillus subtilis штамма 3H в ампулах. Одна доза препаратов содержит 1-5 10⁹ живых клеток бацилл. Бактиспорин и биоспорин характеризуются теми же свойствами, что и споробактерин. Назначают детям с 1 месяца жизни (бактиспорин), с 1 года (биоспорин). Применяют в виде водной суспензии. Взвесь используют для энтерального или интравагинального применения (для лечения бактериального вагиноза).

Вопросы механизма клинической эффективности споровых биопрепаратов являются предметом широкого обсуждения и углубленных исследований. Заслуживают внимания особенности персистирования строго аэробных микроорганизмов данной группы в анаэробных условиях полости кишечника и почти полное отсутствие у них адгезивной активности в отношении колоноцитов и энтероцитов.

К поликомпонентым препаратам относят Бификол, состоящий из бифидумбактерий и кишечной палочки штамма М-17. Имеет сходные показания как и для колибактерина: хронический колит, реконвалесцентный период ОКИ, дисбактериоз после антибиотикотерапии.До 6 месяцев препарат не применяется. Курс лечения при хронических колитах составляет 45-60 дней, для реконвалесцентов -21-30 дней.

В последние годы в России получил известность компонентный препарат Окарин, в который входят три штамма кишечной палочки, не родственные E. coli М-17, и один штамм E. faecum. Препарат представляет собой лиофильно высушенную биомассу во флаконах или ампулах, предназначен для детей старше 3-х лет и взрослым при дисбиотических нарушениях функции пищеварительного тракта.

Бифилонг - это двухкомпонентный пробиотик, состоящий из штаммов B. Bifidum 791 и B. Longum, усовершенствованный бифидумбактерин путем сокращения сроков наращивания биомассы, удешевления питательной среды и повышения выхода препарата с 1 л среды.

В последние годы в практику отечественного здравоохранения внедрен новый препарат Бифидин сухой. Его действующее начало B. Adolescentis и B. Bifidum. Именно штамму Bifidobacterium adolescentis принадлежит непосредственная роль на протяжении всей жизни человека: у искусственно вскармливаемых младенцев с первых дней, а начиная с трех лет у всех детей и взрослых частота выделения бифидобактерий этого вида достигает 56 % и более. Кроме того, эти штаммы обладают высокой природной устойчивостью к антибиотикам.

Ацилакт - это трехкомпонентный препарат L. Acidophilus - NK₁, 100_аш и К₃Ш₂₄. В одной дозе препарата содержится не менее 100 млн. живых микробных тел. Взвесь используют для применения через рот или интравагинально. Ацилакт выпускается также в таблетированной форме и в медицинских свечах. Отличительные особенности - наиболее широкий спектр и наиболее высокий уровень антагонистической активности в отношении шигелл, сальмонелл, протея и др. Ацилакт проявил высокую санацию взрослых пациентов от возбудителя дизентерии до более высокой степени, чем фуразолидон. Накапливается опыт применения ацилакта в комплексной лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, особенно ассоциированной с Helicobacter pylori. По разделу акушерства и гинекологии выявлена эффективность ацилакта на уровне 90-93 % при неспецифических кольпитах, бактериальном вагинозе, вагинальных дисбактериозах в сочетании с воспалением внутренних половых органов, а также в процессе предоперационной подготовки гинекологических больных и при подготовке к родам беременных групп риска с целью предотвращения восходящего инфицирования, обеспечения доношенного ребенка и устранения риска перинатальной патологии. Ацилакт применяют при воспалительных заболеваниях полости рта (глосситы, афтозные стоматиты), при множественном поражении зубов кариесом, пародонтите.

Линекс (Словения) - это трехкомпонентный препарат, в состав которого входят Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum, Enterococcus faecalis, устойчивые ко многим антибиотикам. Показания: острая и хроническая диарея (особенно у детей), при изменении режима и характера питания, при нарушении метаболизма и всасывания, аллергического генеза. Противопоказаний не выявлено. Грудным детям для удобства приема препарата можно давать содержимое капсулы вместе с чаем.

К пробиотикам последнего поколения относят комбинированные препараты, т.е. симбиотические сообщества доминантных микроорганизмов, в том числе штаммы длительноживущие, устойчивые к действию многих антибиотиков в сочетании с соединениями (питательной средой или иммуноглобулиновыми комплексами), стимулирующие рост представителей нормальной микрофлоры. Эти препараты называют синбиотиками.

Бифидумбактерин форте представляет собой высушенную микробную массу живых бифидобактерий (B. Longum, В. adolescentis и B. Bifidum), иммобилизованных на сорбенте (косточковый активированный уголь «Карболонг»). Интенсивная адгезия микроколоний на эпителии слизистой способствует ускоренному заселению кишечника бифидобактериями. В одной дозе содержится не менее 100 млн. колониеобразующих единиц бактерий. Форма выпуска препарата - пакеты по 5 доз порошка.

Препарат Пробиофор представляет собой вариант будумбактерина форте с пониженным содержанием лактозы. Они предназначены для лечения тяжелых форм дисбактериоза кишечника, синдрома раздраженного кишечника с диареями и запорами, язвенных колитов и проктосигмоидитов. Оказывают быстрый дезинтоксикационный и антидиарейный эффекты. В ряде случаев может быть использован как альтернатива антибактериальной терапии.

В состав Бифилиза (Россия) входят живые бифидобактерии штамма B. Bifidum I и лизоцим. В одной дозе препарата содержится не менее 100 млн. живых бифидобактерий и 10 мг лизоцима. Лизоцим оказывает бифидогенное, иммуномодулирующее, противовоспалительное действие, стимулирует метаболические, репаративные процессы и эритропоэз, проявляет синергизм со многими антибиотиками. Бифилиз применяют взрослым больным и детям без ограничения возраста при дисбактериозах различного генеза, в том чилсе у новорожденных, при ОКИ, при хронических колитах различной этиологии.

Примадофилиус (производство США)- препарат, содержащий специально отобранные виды бактерий L. аcidophilus и L. rhamnosus на высококонцентрированной, не содержащей молока ацидофильной среде. Эффективен против 25 видов вредных бактерий, включая сальмонеллу, стрепто - и стафилококк. Обладает также способностью противодействовать развитию простудных заболеваний, вызываемых вирусом герпеса I типа. Примадофилиус - гипоаллергенное средство, поэтому его принимать даже люди, страдающие от аллергии на различные белки. Противопоказаний нет.

Полибактерин (производство России) - лиофильно высушенная микробная масса из 7 значимых штаммов живых бифидобактерий и лактобацилл в среде культирования (инулина и яблочного пектина).

Примечание: инулин представляет собой пищевые волокна углеводной природы образованный, чаще всего, из 30-36 молекул фруктозы. Инулин содержится в более чем 36000 растений, обычно в корнях, и является резервным источником энергии, обеспечивающим прорастание и развитие растений. В значительных количествах содержится в артишоках, спарже, топинамбуре, лопухе, одуванчике, луке, чесноке, цикории. Способность инулина увеличивать число бифидобактерий и отчасти лактобацилл убедительно доказана во многих исследованиях. Помимо стимулирования роста бифидобактерий и лактобацилл, повышает всасывания Са (+21%) и Mg (+19%) в тонком кишечнике, снижает риск развития сахарного диабета, атеросклероза, обладает антиканцерогенными свойствами. Инулин и другие короткоцепочечные углеводные пищевые волокна не усваиваются нашим организмом. Они полностью «съедаются» в толстом кишечнике позитивной флорой - бифидобактериями и лактобациллами. Действие пектина основано на закислении просвета кишечника, что оказывает блокирующее влияние на физиологические процессы всасывания - экскреции, являясь следствием прекращения диареи и ослабления токсического синдрома.

Назначается в комплексной терапии заболеваний полости рта, желудочно-кишечного тракта, женских гениталий, сопровождающихся нарушениями нормальной микрофлоры, как общеукрепляющее средство при длительных курсах антибиотико- и химиотерапии, рентгеновском и радиационном облучении. Препарат назначают детям от 3 лет и взрослым. Противопоказания к приему препарата не выявлены.

Бактистатин состоит из трех взаимоусиливающих компонентов и представляет собой смесь стерилизованной культуральной жидкости Bacillus subtilis 3, цеолита и гидролизата соевой муки. Bacillus subtilis 3 (200мг) обладает бактерицидным и бактериостатическим действием, продуцирует лизоцим, липазу, амилазу и протеолитические ферменты, которые способствуют очищению воспалительных очагов от некротизированных тканей. Цеолит (195 мг) участвует в селективном ионном обмене, регулируя негативное влияние на содержание ионов алюминия, синергически взаимодействуя с магнием и фтором за счет входящих в состав цеолита. Гидролизат соевой муки (100 мг) является источником хорошо усвояемого растительного белка и аминокислот, создает благоприятные условия для увеличения количества бифидобактерий. Назначается взрослым по 1-2 капсулы 2 раза в день во время еды. Противопоказаний не выявлено.

Аципол (Россия) - лиофилизированная масса живых микробных клеток L. аcidophilus NK₁, NK₂, NK₅ в среде культивирования штаммов в сочетании с биомассой инактивированных прогреванием кефирных грибков. Одна доза препарата содержит нее менее 100 млн. живых клеток лактобацилл и 3-5 мг биомассы кефирных грибков. Выпускается в виде сухой биомассы во флаконах и в форме таблеток. Препарат обладает антагонистической активностью против многих патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, повышает иммунологическую реактивность человека. Аципол назначают взрослым и детям без ограничения возраста, начиная с первых дней жизни.

Для повышения иммунологической резистентности у ослабленных больных и детей раннего возраста, кровь которых отличается низким содержанием иммуноглобулинов А и М, наиболее обоснованным следует считать применение обогащенных иммуноглобулиновых комплексов с микробными эубиотиками. К ним относится препарат Кипацид. Действие этого микробно-сывороточного препарата наряду с местным влиянием на микрофлору патологического очага направлено на быструю санацию от возбудителя при помощи антимикробных антител через иммунную систему. Препарат содержит антимикробные антитела против кишечной палочки, сальмонелл, шигелл, псевдомонад и менингококка. Изготовлен в 2 формах: в таблетках для орального приема и медицинских суппозиториях для интравагинального или ректального применения [10].

пробиотик микрофлора фармакологический

3. Технология получения пробиотиков

3.1 Пробиотики на основе молочнокислых бактерий

К молочнокислым бактериям, широко используемым для производства пробиотиков, относятся молочнокислые стрептококки и лактобактерии.

В молочной промышленности для изготовления различных продуктов из молочнокислых стрептококков наиболее часто применяют мезофильные стрептококки S. lactis и S. cremoris, которые относятся к группе гомоферментативных, разлагающих молочный сахар до молочной кислоты. В отдельных случаях они образуют небольшие количества летучих жирных кислот и ацетона; являются активными кислотообразователями, оптимальной температурой их роста является 30єС - для S. lactis и 25єC - для S. cremoris.

Мезофильные гетероферментативные стрептококки при расщеплении лактозы образуют молочную кислоту, при расщеплении лимонной кислоты образуют диацетил. Оптимальной температурой их роста является 30єС, а для S. citrovorus и S. paracitrovorus - 21-25єС.

В настоящее время у всех видов молочнокислых бактерий найдены бактериофаги. Они являются строго специфичными, и поэтому с помощью явления бактериофагии можно дифференцировать молочнокислые бактерии. Основополагающим является то, что бактериофаги нарушают молочнокислое брожение при производстве творога, простокваш, сыров с низкой температурой второго нагревания.

Для более точной идентификации молочнокислых бактерий используют серологические методы. Наиболее приемлемой является реакция преципитации. Установлено, что по этой реакции молочнокислые стрептококки более однородны, чем молочнокислые палочки.

Селекция молочнокислых бактерий. Сырное молоко и молочные продукты издавна используются как источники выделения молочнокислых бактерий. Но молоко не является первоисточником этих бактерий.

Молочнокислые бактерии постоянно встречаются в почве, на растениях (цветах, листьях, стеблях, корневой системе). Чаще они сосредотачиваются в прикорневой зоне растений, а затем поднимаются на их надземную часть.

Питательные среды для молочнокислых бактерий и технология их получения. Для селекции молочнокислых бактерий очень важным является правильный выбор питательных сред и условий культивирования. Чаще всего для выделения молочнокислых бактерий из природных источников используют стерильное обезжиренное молоко.

При культивировании гетероферментативных молочнокислых бактерий, для которых характерно сбраживание солей лимонной кислоты, в питательные среды добавляются лимоннокислый натрий (1%), а в отдельных случаях и дрожжевой гидролизат (2%). На таких же средах осуществляют культивирование молочнокислых бактерий с целью получения заквасок для производства различных молочнокислых продуктов - творога, Сметаны, йогурта, простокваши и др.

Кроме обезжиренного молока, для культивирования молочнокислых бактерий в промышленных условиях с целью получения пробиотиков, применяют гидролизованное молоко. Для этого обезжиренное молоко стерилизуют при температуре 120єС в течение 10 - 15 мин и охлаждают до 45єС. Обезжиренное молоко должно иметь слегка кремоватый цвет. Затем устанавливают рН до 7,6 - 7,8 и к обезжиренному молоку добавляют из расчёта на 1 литр 0,5 - 1г панкреатита или 2 - 3 г поджелудочной железы. Через несколько минут в молоко добавляют хлороформ из расчёта 5 мл на 1 л. Такую смесь в бутылях, закрытых резиновой пробкой, выдерживают в термостате при 40єС в течение 24 ч. В первые часы молоко следует периодически перемешивать. Через 24 ч гидролизат фильтруют через бумажный фильтр. Такой гидролизат обычно прозрачный, реакция его нейтральная и слабокислая, содержит 110 - 120 мг% аминного азота, срок хранения 1 - 2 недели.

Для приготовления из гидролизата молоко питательной среды его разводят деминерализованной водой в отношении 1:1 - 1:2 и устанавливают рН = 6,8 - 7,0. При необходимости вводят различные добавки. Питательную среду стерилизуют при 110єС в течение 30 мин. Это делается для предотвращения образования в среде белково-сахарных комплексов, отрицательно влияющих на рост молочнокислых бактерий.

3.2 Технология изготовления биобактона

Биобактон представляет собой лифилизированную культуру ацидофильной палочки, обладающей высокими антибиотическими и кислотообразующими свойствами. Для приготовления используют обезжиренное молоко или среду на основе гидролизата молока по описанному выше методу. Культивируют L. acidophilum при 37єС в течение 10 - 15 ч. При этом в процессе культивирования среду периодически нейтрализуют кальцинированной содой, что обеспечивает накопление микробных клеток до 3 млрд/мл. Отделяют микробные клетки ацидофильных бактерий в стационарную фазу, т.е. через 10 - 15 ч культивирования. В этот период микробные клетки являются более активными и стойкими к замораживанию.

Бактериальную массу концентрируют на суперцентрифугах производительностью 200 - 800 л/ч, работающих при частоте вращения ротора 16000 об/мин. Полученный концентрат ацидофильной палочки обычно содержит 250 - 300 млрд клеток в 1 г.

Чаще всего Биобактон выпускают в лиофильно высушенном виде. В качестве среды высушивания используют молочный обрат с сахаром или сахарозо-желатиновую среду.

Концентрированную биомассу разбавляют средой высушивания 1:6, расфасовывают по флаконам, а затем подвергают лиофильной сушке. После этого флаконы закрывают резиновыми пробками, обкатывают для герметичности алюминиевыми колпачками. Проводят контроль на стерильность, биологическую концентрацию бактерий, антагонистическую активность, влажность и др.

3.3 Технология изготовления лактобактерина

Лактобактерин - это пробиотик, выпускаемый отечественной промышленностью. В состав лактобактерина для животных входят 2 вида лактобактерий - L. plantarum и L. fermenti.

Технология производства лактобактерина во многом аналогична биобактону (рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

42

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Схема производства лактобактерина

Контроль качества лактобактерина проводят по таким показателям, как биологическая концентрация, отсутствие посторонней микрофлоры, антагонистическая активность.

3.4 Технология производства бифидумбактерина

Бифидумбактерин представляет собой лиофилизированную микробную массу живых бифидобактерий. Бифидумбактерин предназначен для лечения и профилактики желудочно-кишечных болезней у человека и животных.

По внешнему виду препарат представляет собой кристаллическую или пористую массу бежевого или беловато-серого цвета. В состав препарата входят сахароза и желатин, которые являются компонентами стабилизирующей среды высушивания. Препарат выпускают в виде сухой биомассы. Лиофилизированной в ампулах или флаконах. Массовая доля влаги сухого препарата должна быть не более 3,5%.

Все работы, связанные с пересевом, разведением, определением физико-химических характеристик бифидумбактерина, требуют соблюдения стерильности и проводятся в вытяжных шкафах или на лабораторных столах над кюветами, на дно которых помещены коврики, смоченные 10%-ным раствором перекиси водорода.