Дебра Л. Зоран, д.м.н., д-р, DACVIM

Отдел за клинични науки за дребни животни

ролята

Този преглед ще представи историята на пробиотиците, тяхната безопасност и регулаторен фон, ще предостави информация за механизмите им на действие и ще представи възможните начини, по които пробиотиците могат да се използват за лечение на клинични заболявания.

Чревният тракт на бозайниците съдържа сложно, динамично и разнообразно общество от патогенни и непатогенни бактерии. Изследователите са изчислили, че човешкото тяло съдържа 1 014 клетки - само 10 процента от които не са бактерии и принадлежат на правилното човешко тяло.1 Голяма част от изследванията са фокусирани върху механизмите, чрез които патогенните бактерии влияят върху чревната функция и предизвикват заболяване; наскоро обаче вниманието беше насочено към местните непатогенни микроорганизми и как те могат да бъдат от полза за гостоприемника. Първоначалната колонизация на стерилното новородено черво се осъществява с вагинална и фекална бактериална флора на майката. Първите колонизатори могат да включват видове ентеробактерии, стрептококи и стафилококи. Тези бактерии метаболизират кислорода и благоприятстват растежа на анаеробни бактерии, включително лактобацили и бифидобактерии. Този преглед ще представи историята на пробиотиците, тяхната безопасност и регулаторен фон, ще предостави информация за техните механизми на действие и ще представи възможните начини, по които пробиотиците могат да се използват за лечение на клинични заболявания.

История на пробиотичните здравни претенции

Документацията за здравословното потребление на бактерии в храната датира от Стария Завет (Бит. 18: 8). Плиний, римски историк през 76 г. пр. Н. Е., Препоръчва използването на ферментирали млечни продукти за лечение на гастроентерит.2 В началото на 20-ти век, Ели Мечников, руски учен, носител на Нобелова награда, предполага, че поглъщането на кисело мляко, съдържащо лактобацили до дълголетието на българските селяни чрез намаляване на патогенните бактерии в червата.3 Тези наблюдения доведоха до концепцията за „пробиотик“, получен от гръцки, което означава „за цял живот“. Терминът пробиотик е използван за първи път през 1965 г., за да дефинира вещества, секретирани от един микроорганизъм, който стимулира растежа на друг. Значението на думата пробиотици впоследствие се е развило, за да се приложи към онези бактерии, които допринасят за чревния баланс. Световната здравна организация определя пробиотиците като „живи микроорганизми, които, когато се прилагат в адекватни количества, осигуряват полза за здравето на гостоприемника“ 4.

Различните щамове пробиотични бактерии могат да упражняват различни ефекти въз основа на специфични способности и ензимни дейности - дори в рамките на един вид.5, 6 Различните микроорганизми изразяват предпочитанията на местообитанията, които могат да се различават при различните видове гостоприемници. Четирите местообитания в стомашно-чревния тракт са: повърхността на епителните клетки; криптите на илеума, цекума и дебелото черво; слузният гел, който покрива епитела; и лумена на червата.7. Просветното съдържание на бактериите зависи до голяма степен от преминаването на червата, което води до относително ниска микробна плътност в тънките черва.

Тъй като пробиотиците имат множество механизми на действие, много от тях имат потенциални приложения за управление на различни заболявания. Тези пробиотици, които са преминали най-много клинични тестове при хора и животни и се използват широко, включват видове Lactobacillus (като L. acidophilus, L. rhamnosus, L. delbrueckii ssp. Bulgaricus, L. reuteri и L. casei); Видове Bifidobacterium; Enterococcus faecium и Saccharomyces boulardii, който е непатогенна мая. При кучета и котки лактобацилите и бифидобактериите също са използвани клинично. Въпреки това, Enterococcus faecium също е привлякъл внимание при клинична употреба в Европа и в Съединените щати (вж. Фигура 1). Въпреки интереса към пробиотиците за клинична употреба, разбирането на тяхното клинично приложение във ветеринарната медицина е ограничено от оскъдността на добре проектирани лабораторни, транслационни и клинични проучвания.

Фигура 1. Фортифлора за кучета и котки

Безопасност и регулиране на пробиотиците

Организацията за прехрана и земеделие на ООН и Световната здравна организация публикува препоръчителни насоки за това какво представлява пробиотик продукт, предназначен за употреба при хора. Изискванията позволяват включените щамове да бъдат обозначени индивидуално и да бъдат специфицирани по подходящ начин. Формулировките трябва да запазват броя на жизнеспособните щамове в края на срока им на годност и трябва да осигуряват доказана клинична крайна точка.8 Някои човешки продукти продължават да са със съмнително качество и да имат неподкрепени здравни претенции, което предполага, че някои производители не прилагат препоръчаните препоръки насоки. Този проблем се усложнява от разнообразните категории, които обхващат пробиотични продукти за хора, включително храна, функционална храна, нова храна, натурално лекарство (Дания, Швеция и Финландия), натурален здравен продукт (Канада), диетична храна (Италия), директно хранене микробни (фуражи за животни), хранителни добавки (човешка храна) (САЩ) и биотерапевтични и фармацевтични продукти (пробиотични фармацевтични продукти се предлагат в Канада, Китай и редица европейски страни).

Истинският пробиотик съдържа живи микроби, които имат обоснован полезен ефект. Въпреки че препаратът от нежизнеспособни бактерии може да медиира физиологична полза, те не се считат за пробиотици съгласно настоящото определение. Освен това, всички щамове, които не дават ползи, не трябва да се наричат ​​пробиотици. Тестовете in vitro за установяване на механизми на действие са недостатъчно доказателство за класифициране на микробен щам като пробиотик. Основата за микроб, наречен пробиотик, трябва да бъде доказана ефикасност и безопасност при препоръчаните условия на употреба, като се вземат предвид целевата популация, начинът на приложение и приложената доза.

Въпреки продължителното пускане на пазара на пробиотични продукти, относително голям брой човешки продукти са неправилно етикетирани с неточно използване на номенклатурата за рода и видовете, неточен брой клетки или необосновани изявления за структура и функция.9 От научна гледна точка, подходящото описание на пробиотици отразява върху етикета трябва да включва следната информация:

  • идентификация на родовете и видовете, с номенклатура, съответстваща на настоящите научно признати имена

  • обозначение на щама

  • жизнеспособен брой на всеки щам в края на срока на годност

  • препоръчителни условия за съхранение

  • препоръчителна доза

  • точно описание на физиологичния ефект (доколкото е позволено от закона)

  • информация за контакт за надзор след пускане на пазара.

В САЩ пробиотичните препарати, етикетирани за употреба при кучета или котки, са класифицирани от AAFCO (Асоциация на американските длъжностни лица за контрол на фуражите) и Центъра за ветеринарна медицина (CVM) на FDA като директно хранени микроорганизми или микроби, а не фармацевтични продукти. CVM изброява бактериални видове, които се считат за безопасни, когато се използват в директно хранени микробни продукти (DFM). Те включват множество видове Lactobacillus, Bifidobacterium и Enterococcus. В допълнение към използването на одобрени видове и определени съставки на ферментационния продукт, AAFCO е установил изисквания за етикетиране на DFM продукти като пробиотици.

Критерии за пробиотици

Всички продукти, които са източници на DFM, трябва да предоставят гаранции за потентност за всеки микроорганизъм в единици, образуващи колонии на грам (CFU/g), заедно с отделен списък на видовете микроорганизми. Освен това AAFCO изисква изявлението „съдържа източник на живи (жизнеспособни) естествено срещащи се микроорганизми“ като показател за безопасност и ефикасност.

Въпреки че тези изисквания се прилагат за всички подобни продукти, в индустрията няма универсално съответствие. Този важен момент е най-добре илюстриран от скорошно проучване, при което деветнадесет диети за кучета и котки, за които се твърди, че съдържат пробиотици, са били оценени бактериологично.9 Количествените бактериални култури са извършени върху всички продукти и заявлението за етикетиране на всеки продукт е сравнено с качественото и количествени резултати от култура. За нито един от продуктите не е установено, че съдържа всички заявени организми, докато едно или повече от изброеното съдържание са изолирани от 1 0 от 1 9 (53 процента) продукта. Единадесет (58 процента) диети съдържат допълнителни, свързани продукти, а пет (26 процента) диети не съдържат съответстващ растеж. Тестваните диети съдържат между 0 и 1,8 х 105 CFU/g, с изключение на Enterococcus faecium при кучета и котки. Изглежда, че не са провеждани изпитвания на доза-отговор при хора или животни и въпросът какво представлява ефективна доза пробиотик все още не е дефиниран за повечето пробиотични щамове.

Резистентност към антибиотици

Пробиотична терапия

Една важна характеристика на пробиотиците е способността им да потискат разпространението и вирулентността на патогенните организми. Тази характеристика е все по-добре документирана при пробиотични бактерии в стомашно-чревния тракт и пикочо-половите пътища. Смята се обаче, че пробиотиците имат и пряко въздействие върху човешката физиология и имунитет, включително алергични заболявания (напр. Астма, сенна хрема), автоимунни заболявания (напр. Множествена склероза и диабет тип I), заболявания на устната кухина (напр. Пародонтална болест и кариес) и нервната система (напр. аутизъм и депресия) .13 Таблица 1 дава преглед на механизмите на действие на пробиотиците.

Таблица 1. Механизми на пробиотично действие

Пробиотична терапия при кучета

Пробиотична терапия при котки

Lactobacillus Group 2 и E. faecium на 27 млади гепарда е свързано със значително повишено телесно тегло в лекуваната група, докато не е имало увеличение в контролната група.27 В допълнение, приложението на пробиотика е свързано с подобрено фекално качество в пробиотична група. Всички проучвания са проведени при здрави котенца или котки и до момента няма публикувани проучвания за оценка на употребата на пробиотици при котки със стомашно-чревни разстройства като бактериална или свързана с паразити диария, хранителна алергия, диария, свързана с антибиотици, или възпалително заболяване на червата. Въпреки оскъдността на проучванията на пробиотици при котки, клиничната употреба на пробиотици на практика за предотвратяване на диария при котенца или котки, получаващи антибиотици, за котенца или котки, подложени на промени в диетата, и за котенца с паразитни диарии вероятно е безопасна и в много случаи може да бъде ефективен за лечение на диария.

Бъдещи съображения

Препратки:

1. Savage DC. Микробна екология на стомашно-чревния тракт на човека. Annu Rev Microbiol 1 977; 31: 107-1 33.

2. Bottazzi V. Производство на храни и фуражи с микроорганизми. Биотехнология 1983; 5: 31 5-363.

3. Metchnikoff E. Удължаването на живота: Оптимистични изследвания. Лондон: Butterworth-Heinemann, 1907.

4. Насоки на ФАО/СЗО за оценка на пробиотиците в храните в производството. Доклад на Съвместна работна група на ФАО/СЗО за изготвяне на насоки за оценка на пробиотиците в храните. Лондон, Онтарио, Канада 2002. http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/probiotics2/en/index.html.

5. Ouwehand AC, Kirjavainen PV, Grönlund M-M, et al. Адхезия на пробиотични микроорганизми към чревната слуз. Int Dairy J 1999; 9: 623-30.

6. Bernet MF, Brassart D, Neeser JR, et al. Адхезия на човешки бифидобактериални щамове към култивирани човешки чревни епителни клетки и инхибиране на ентеропатоген-клетъчните взаимодействия. Appl Environ Microbiol 1993; 59: 4121-4128.

7. Freter R. Фактори, влияещи върху микроекологията на червата. В: Fuller R, изд. Пробиотиците, научната основа. Лондон: Chapman & Hal l 111 -44, 1 992.

8. ФАО/СЗО. Насоки за оценка на пробиотиците в храните. В: Съвместен доклад на работната група на ФАО/СЗО за изготвяне на насоки за оценка на пробиотиците в храните. 2002. http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/probiotics2/en/index.html.

9. WeeseJS, Arroyo L. Бактериологична оценка на диетите за кучета и котки, за които се твърди, че съдържат пробиотици. Can Vet J 2003; 44: 212-216.

10. Curragh HJ, Collins MA. Високи нива на спонтанна лекарствена резистентност при Lactobacillus. J Appl Bacteriol 1 992; 73: 31 -36.

11. Sarra PG, Vescovo M, Morel l i L, et al. Антибиотична резистентност при L. acidophilus и L. reuteri от животинските черва. Ann Microbiol Enzymol 1 982; 32: 71-76.

12. Morel l i L, Sarra PG, Bottazzi V. In vivo трансфер на pAM бета1 от Lactobacillus reuteri към Enterococcus faecalis. I Appl Bacteriol 1 988; 65: 371 -375.

13. Spinler JK, VerslovicJ. Пробиотиците в хуманната медицина: Общ преглед. В: VersalovicJ, Wilson M eds. Терапевтична микробиология: Пробиотици и свързани стратегии. Вашингтон: ASM Press, 2008; 225-229.

14. Strompfova V, Laukova A, Ouwehand AC. Лактобацили и ентерококови потенциални пробиотици за кучета. Folia Microbiol (Praha) 2004; 49: 203-207.

15. Sauter SN, Benyacoub J, Allenspach K, et al. Ефекти на пробиотичните бактерии при кучета с диария, реагираща на храна, лекувана с елиминираща диета. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl) 2006; 90: 269-277.

16. Perelmuter K, Fraga M, Zunino P. In vitro активност на потенциален пробиотик Lactobacillus murinus, изолиран от кучето. J Appl Microbiol 2008; 104: 1 71 8-1 725.

1 7. Pascher M, Hellweg P, Khol-Parisini A, et al. Ефекти на пробиотичния щам Lactobacillus acidophilus върху толерантността към фуражите при кучета с неспецифична хранителна чувствителност. Arch Anim Nutr 62: 107-116, 2008.

18. Vahjen W и Manner K. Ефектът на пробиотичния продукт Entercoccus faecium в диети на здрави кучета върху бактериологичния брой на Salmonella spp., Campylobacter spp. И Clostridium spp. в изпражненията. Arch Tierernahr 2003; 57: 229-233.

19. Swanson KS, Grieshop CM, Flickinger EA, et al. Фруктоолигозахаридите и Lactobacillus acidophilus модифицират микробните популации на червата, общата смилаемост на хранителните вещества в тракта и концентрациите на катаболит на фекален протеин при здрави възрастни кучета. J Nutr 2002; 132: 3721-3731.

20. Biagi G, Cipollini I, Pompei A, et al. Ефект на щам Lactobacillus animalis върху състава и метаболизма на чревната микрофлора при възрастни кучета. Vet Microbiol 2007; 1 24: 1 60-1 65.

21. Baillon MLA, Marshall-Jones ZV, Butterwisk RF. Ефекти на пробиотичния щам Lactobacillus acidophilus DSM13241 при здрави възрастни кучета. Am J Vet Res 2004; 65: 338-343.

22. Benyacoub J, Czarnecki-Maulden GL, Cavadini C, et al. Добавянето на храна с Enterococcus faecium (SF68) стимулира имунните функции при младите кучета. J Nutr 2003; 133: 11 58-11 62.

23. Чарнецки-Молден, GL. Enterococcus faecium SF68 като пробиотик за кучета и котки в сборника. Форум за хранене на Пурина 2008.

24. Weese J S, Sharif S, Rodriguez-Palacios A. Пробиотици във ветеринарната медицина. В: Versalovic J и Wilson M eds. Терапевтична микробиология: Пробиотици и свързани стратегии. Вашингтон, окръг Колумбия: ASM Press, 2008; 341-356.

25. Marshall-Jones ZV, Baillon ML, Croft JM, et al. Ефекти на Lactobacillus acidophilus DSM13241 като пробиотик при здрави възрастни котки. Am J Vet Res 2006; 67: 1 005-1012.

26. Veir JK, Knorr R, Cavadini D, et al. Ефект на добавките с Enterococcus faecium (SF68) върху имунната функция при котките. Vet Ther 2007; 8: 229-238.

27. Koeppel KN, Bertschinger H, van Vuuren M, et al. Използването на пробиотик при гепарди в плен (Acinonyx jubatus). J S Afr Vet Assoc 2006; 77: 12 7-130.