Пробиотици – критерии за ефективност и клиничен подбор. Клинична ефективност на Bifidobacterium animalis subspecies lactis BB-12®



01/09/2017

Д-р Ралица Георгиева

Клиника по неонатология, Медицински университет - София

Човешкото тяло се състои от приблизително 10 трилиона клетки, а човешкият микробиом съдържа над 500 различни видове бактерии и 100 трилиона клетки, кодиращи 3.3 милиона различни гени. Чревните бактерии (интестиналната микробиота) са най-голямата част от човешкия микробиом (1).

Пробиотиците се дефинират като „живи микроорганизми, които приложени в адекватно количество, оказват благоприятен здравословен ефект върху организма“. Пребиотиците са хранителни компоненти, с положително въздействие по отношение на здравето и то е асоциирано с модулиране на микробиотата (2).

Какво представляват пробиотиците и каква е тяхната клинична роля?

Надеждният пробиотичен продукт трябва да разполага с точна идентификация на бактериалните видове и щамове, концентрация и жизнеспособност на микроорганизмите, както и с данни за необходимите ефективни дози. Пробиотиците изискват непрекъснат контрол, тъй като малки промени в производствения процес или хранителните среди могат съществено да повлияват функционалните им качества.

Отправна точка за разработката на пробиотични препарати е подробна характеристика на интестиналната микробиота при таргетната популация. За кърмаческата възраст естествен образец е чревната микробна флора на здравото кърмено дете.

Доказани промени в чревния микробиом, предшествуващи развитието на някои заболявания (например атопия и алергии), поставят задачата чрез приложението на пробиотици да се осъществи ефективна първична и вторична профилактика.

Развитие на чревната микробиота при кърмачета

Непосредствено след раждането, червата на новороденото дете са стерилни, но се колонизират много бързо (3). Основни фактори, повлияващи спектъра на чревната бактериална колонизация, са: механизъм на раждането - вагинално или цезарово сечение, както и храненето - кърма или мляко за кърмачета (4).

Чревните микроби оказват значително въздействие върху различни физиологични, имунни, метаболитни и поведенчески процеси, а също повлияват и възприемчивостта към различни заболявания (5).

Чревната колонизация преди и след раждането е най-ранният контакт с микроорганизми от майчин произход и от околната среда. Формирането на чревната микробиота оказва стимулиращо въздействие върху съзряването на чревната имунна система, развитието на червата и оптимизирането на хранителния толеранс (6, 7). Спомага за подържането на чревната хомеостаза и лигавичната бариерна функция.

Забавяне или отклонения в развитието на тези взаимодействия може да доведе до абнормно формиране на микробиотата и това е предпоставка за развитието на заболявания в по-късна възраст (8).

Кърмените деца по-рядко имат алергии, диария, дихателни и стомашночревни инфекции в сравнение с изкуствено хранените кърмачета. Най-съществените различия са по отношение на състава на чревния микробиом и метаболитната активност на бифидобактериите, което се обяснява с наличието на бифидогенни фактори в майчиното мляко.

Кърмата също съдържа бактерии, включително бифидобактерии, които имат способността да модулират микробиотата. Техният произход е дискусионен, но преобладава мнението, че е ендогенен. Млечната жлеза може да бъде колонизирана от бактерии, произхождащи от червата, кожата и самото новородено дете.

Дендритните клетки пенетрират през чревния епител и директно транспортират бактериите от лумена, пренасят ги в кръвното русло, позволявайки им да достигнат различни органи. Освен това, към края на бременността се установява увеличена чревна бактериална транслокация, която също обяснява наличието на майчини чревни бактерии в кърмата (9, 10, 11).

При здравите кърмени кърмачета, бифидобактериите могат да са 60-90% от общата чревна микробиота (12, 13). Доминирането на бифидобактериите има важно значение за здравословното състояние в по-късна възраст. Освен това децата с алергични заболявания и здравите имат различни бифидобактерии (14).

Използването на антибиотици през първите две години и развитието на чревна дисбиоза може да доведе до трайни промени в метаболизма, например повишено усвояване на енергия от различни източници, респективно - развитие на затлъстяване (15).

Микробиотата има и метаболитна функция, предизвиквайки ферментация на несмилаемите фибри и повишена продукция на късоверижни мастни киселини, стимулира ангиогенезата, има ефект по отношение на чревния мотилитет, механизмите на резистентност към патогенна колонизация и подобряване на мукозната бариерна функция (16).

Изследвания показват, че наличието на съществени отклонения в ранната чревна микробиота може да предшествува развитието на атопия. Установено е намалено съотношение на бифидобактерии към тези от групата на Clostridium histolyticum при триседмични кърмачета, които по-късно са развили атопични заболявания. Видовото разпределение на бифидобактериите при здрави и атопични кърмачета също може да бъде различно (17, 18).

Нови проучвания показват, че бифидобактериите имат основна роля в развитието на здравословната чревна микробиота. Те са основен компонент на чревната микробиота при здрави кърмени деца, имат отличен профил на безопасност, колонизират тънкото и дебелото черво.

Стимулирането на колонизацията с бифидобактерии е основна цел на хранителните интервенции при кърмачета (19). Щамовете пробиотични бактерии обаче в предлаганите препарати често се различават съществено от тези, изолирани от изпражненията на кърмените деца.

Максималното доближаване до олигозахаридите и пробиотичните бактерии в кърмата изисква много внимателен подбор, детайлна микробиологична и имунологична характеристика, както и подробно изследване на безопасността.

Някои пробиотици могат да влияят директно върху състава на микробиотата. Използването на Bifidobacterium BВ-12® при недоносени новородени деца довежда до нарастване на колонизацията с Lactobacillus (20, 21).

Критерии за оптимална ефективност на пробиотиците

Подходящите пробиотични бактерии за превенция на алергичните заболявания трябва да имат добра преживяемост след перорално приложение до достигане на таргетния сегмент от гастроинтестиналния тракт.

Трябва да повлияват инфламаторните процеси чрез стабилизиране на чревната микробна среда и да подобряват надеждността на чревната мукозна бариера чрез промяна на синтеза на имуноглобулин А и продукция на муцин. Пробиотичният ефект също така може да бъде изменен чрез контрол на баланса между про-инфламаторни и анти-инфламаторни цитокини (17).

Ефективният пробиотик трябва да преживява достатъчно дълго време и в достатъчни концентрации в таргетните зони, за да има желания ефект. Пробиотиците са подложени на сериозни предизвикателства, като рН на стомаха, жлъчни и чревни ензими до достигане мястото си на действие.

Устойчивостта към киселини и жлъчка може да бъде свързана с адхезивността, която се влияе и от различни субстанции, продуцирани от пробиотичните бактерии като калциеви йони и екзополизахариди. Адхезията върху интестиналната повърхност удължава времето на действие на пробиотичните бактерии и е от много важно значение за тънките черва поради късото транзитно време.

Ефективната доза на пробиотиците е определена на базата на относителния афинитет към рецепторните места. Lactobacillus bulgaricus няма добри адхезивни и колонизационни свойства и не повлиява продължителността на диарийния синдром.

Високоадхезивният щам на Bifidobacterium lactis BВ-12® е с висока ефективност. Адхезията и дори временната мултиплификация на пробиотичните бактерии в таргетните зони повишава тяхната концентрация и може да бъде постигнат клиничен отговор и при по-ниски дози (22).

Не е ясно дали всички пробиотици могат да се размножават в червата. Нито един от прилаганите пробиотици не се задържа перманентно в гастроинтестиналния тракт (23). Доказано е, че някои пробиотични бактерии могат да се прикрепят към чревната мукоза и биват изолирани при биопсия, но не и от изпражненията. Преференциалното свързване на пробиотиците с антиген представящи клетки като макрофаги и дендритни клетки може да е по-важно от адхезията върху епителната повърхност.

Много от пробиотичните ефекти са медиирани посредством имунна регулация, а именно баланс между про- и анти-инфламаторни цитокини и механизми за подобряване на чревната имунна бариера, особено чрез IgA.

Имуномодулаторните свойства са видово и щамово специфични - различни бифидобактерии могат да имат различни и дори противоположни въздействия. Могат да индуцират цитокинна продукция на Т-регулаторните клетки in vitro, да предизвикват in vivo индукция на интерлевкин (IL)-10 и трансформиращ растежен фактор (TGF)-betа, както и модификация на Th1 и Th2 цитокините (17).

Пробиотиците могат да противодействат на възпалителните процеси, да стабилизират чревната хомеостаза и да намалят пропускливостта на чревната бариера чрез усилване на разграждането на ентералните антигени (24). Lactobacillus GG и Bifidobacterium lactis ВB-12 имат синергичен ефект за превенция на атопичния дерматит.

Друг важен селекционен критерий за пробиотиците е компетитивното действие спрямо патогенни микроорганизми. Пробиотиците се конкурират директно или предотвратяват адхезията на патогените върху стерео-специфичните рецептори на чревната повърхност. Възможни механизми на действие са инхибиране, изместване или агрегация.

Характеристики на добрите пробиотични бактерии (25):

1. Резистентност към панкреатичните ензими, киселата среда и жлъчката

2. Адхезия към интестиналната мукоза

3. Човешки произход

4. Продукция на антимикробни субстрати, предотвратяване на въздействията на патогенни микроорганизми

5. Доказани положителни ефекти за здравето

6. Доказана безопасност, включително и при имунокомпрометирани пациенти

7. Добри технологични характеристики - стабилност на бактериите, добър толеранс към кислород, възможност за масова продукция

Бифидобактерии. Комплексна характеристика на Bifidobacterium animalis subspecies lactis BB-12®

Бифидобактериите са Грам-положителни, продуциращи млечна киселина, неспорообразуващи анаеробни бактерии. За пръв път са изолирани от изпражнения на естествено хранено кърмаче през 1899 година (26). Те са важна съставна част от микробиотата на човешкия интестинален тракт.

Bifidobacterium BB-12 е каталаза-негативен бактерий. След изолирането му е причисляван към Bifidobacterium bifidum, след това е рекласифициран към Bifidobacterium animalis, а след това към Bifidobacterium lactis. Последният, по-късно е определен като подвид на Bifidobacterium animalis и наименованието е Bifidobacterium animalis subsp. lactis ВВ-12.

Използван е специално от биотехнологичната компания за натурални добавки за храни Chr. Hansen за производството на пробиотични млечни продукти. По целия свят се влага в млека за кърмачета, хранителни добавки и пробиотични препарати. Има добри технологични характеристики, ферментационна активност, добра устойчивост на въздух, стабилност, висок толеранс към киселинна среда и жлъчка, както и в замразени продукти.

Пълната геномна характеристика на ВВ-12 бе публикувана през 2010 година (27, 28).

ВВ-12 в експериментални условия показва много добра преживяемост в среда с рН 2, 3, 4, превъзхождаща тази на други изследвани пробиотични бактерии, а също и в 1% разтвор на жлъчка (29).

При използване на експериментален модел, симулиращ пасаж през стомашна киселина и чревно жлъчно съдържимо, 60-80% от ВВ-12 в нормална капсулна доза са преживели. Преобладаващата част от ВВ-12 бактериите могат да преживеят преминаването през стомашната кисела среда и жлъчно съдържимо. Това съществено повишава потенциала им за благоприятно въздействие върху организма.

ВВ-12 съдържа ген, кодиращ ензима хидролаза на жлъчните соли, и по този начин намалява концентрацията на жлъчните соли в тънкочревния лумен. Улеснява се преживяемостта и преминаването на живи бактерии от тънкото в дебелото черво (28).

Адхезията към интестиналната мукоза е от изключително значение за здравословните ефекти на пробиотиците, тъй като е необходимо условие за колонизация, инхибиране на патогени, имунни взаимодействия и подобряване на чревната мукозна бариера. Представлява един от главните селекционни критерии на пробиотиците.

ВВ-12 показва висока адхерентна способност в различни in vitro изследвания, като тя достига до 30% за човешки чревен мукус (30), има способност за транзиторна колонизация на мукозните повърхности в червата, задържа се в тези зони, което увеличава възможността за позитивни ефекти върху здравето. BB-12 има най-висока адхезивна способност в сравнение с изследвани други 24 вида бифидобактерии (31).

Инхибирането на патогени е едно от най-важните качества на пробиотиците. В експериментални проучвания, ВВ-12 показва инхибиторен ефект върху голям брой патогенни микроорганизми - 8 от 12 включени патогени (32).

Резултатите от други изследвания също са в подкрепа на данните, че ВВ-12 има способност да инхибира важни гастроинтестинални патогени чрез продукцията на антимикробни субстанции, а също и чрез компетитивен механизъм относно мукозната адхезия (33, 34).

Подобряване на бариерната функция е също един от трите най-важни механизма на пробиотичното действие. Инвитро проучвания установяват, че ВВ-12 усилва междуклетъчните епителни връзки и има протективен eфект срещу нарушената епителна бариерна функция (35).

Много проучвания са доказали и имуномодулаторните свойства на ВВ-12. Той е имал способността да индуцира всички тествани цитокини, като ефектът е бил дозoзависим. Индуцира антиинфламаторен отговор, взаимодейства с имунните клетки и респективно има благоприятно въздействие върху имунните функции (36, 37).

BB-12 е най-детайлно изследваният пробитик от род Bifidobacterium. Описан е в повече от 300 публикации и е изследван в клинични проучвания повече от 30 години, при това в много широк възрастов диапазон на пациентите - от недоносени бебета до възрастни.

Клиничната ефективност на ВВ-12 е доказана в няколко различни аспекта:

1. Доказан благоприятен здравословен ефект, както по отношение на гастроинтестиналната функция, така също и по отношение на имунната защита (38)

2. Преживяемост в гастроинтестиналния тракт - доказана е много добра прежияемост, с установена транзиторна колонизация на колона (39)

3. Модулиране на интестиналната микробиота. Няколко клинични изследвания са доказали, че ВВ-12:

- води, самостоятелно или в комбинация с други пробиотици, до повишаване на броя на „добрите“ бактерии и намаляване на потенциално патогенните бактерии (40)

- съдейства за повишаване на общия брой бифидобактерии и потиска развитието на неблагоприятни за чревното здраве микроорганизми

4. Ефект върху чревната функция - увеличава честотата на дефекациите и омекотява изпражненията в клинични проучвания, т.е. има позитивно действие, особено в случаи с лека до умерена констипация (41)

5. Ефект при диария при кърмачета и малки деца. При изследване на кърмачета, получаващи мляко с ВВ-12 и контролна група, в суплементираната група се установява по-ниска честота на диарията и намаляване на броя на дните с диария (42).

Друго изследване показва, че мляко за кърмачета обогатено с ВВ-12 и S. thermophilus намалява епизодите с остра диария и отделянето на ротавируса при хоспитализирани деца (43). Използването на обогатени с Bifidobacterium lactis млека за кърмачета води до намален риск от неспецифични гастроинтестинални инфекции. Пробиотиците са безопасни и ефективни за превенция на Clostridium difficile асоциирана диария при деца и възрастни (44).

Синбиотичен йогурт с пробиотични бактерии Bifidobacterium animalis subspecies lactis BB-12 в клинични проучвания значимо намалява дните с фебрилитет, благоприятно регулира честотата на дефекация при деца, отглеждани в детски заведения (45).

Използването на пробиотици при недоносени деца намалява риска за некротизиращ ентероколит (НЕК) с 49%, общата смъртност с 27%, сепсиса с 8% и времето за достигане на пълно ентерално хранене с 1.2 дни. Комбинацията от пробиотика B. lactis и пребиотика инулин съществено намалява риска за НЕК (46, 47).

6. Ефект при антибиотик-асоциирана диария. Рандомизирано проучване доказа, че ВВ-12 и LA-5 могат съществено да намалят продължителността и тежестта на антибиотик асоциираната диария, както и нейната честота.

За четири седмици пробиотиците възстановяват броя на бифидобактериите в чревната микробиота, намаляват страничните ефекти на антибиотичното лечение, възстановяват нормалния състав на микробиотата и имат антагонистичен ефект по отношение на H. pylori, улеснявайки неговата ерадикация (48, 49, 50).

7. Ефект по отношение на респираторните инфекции. ВВ-12 е прилаган при 109 кърмачета от под двумесечна възраст до 8 месеца в рандомизирано двойно сляпо и плацебо контролирано проучване. В групата с пробиотична суплементация са установени по-малко респираторни инфекции в сравнение с плацебо-групата (51).

В друго изследване, 81 кърмачета на възраст до 2 месеца са рандомизирани да получават пробиотици (BB-12 или LGG) или не за период от 12 месеца. В пробиотичната група са отчетени по-малко инфекции като приложението на антибиотици на 7-месечна възраст, а и през цялата първа година от живота е довело до по-малко рекурентни респираторни инфекции (52).

Заключение

Bifidobacterium animalis subspecies lactis BB-12® е високоефективен пробиотик, с отлични характеристики по отношение на всички основни изисквания и критерии, добри клинични резултати при недоносени, новородени, кърмачета и малки деца. Може да се прилага самостоятелно или в комбинация с други пробиотични бактерии и пребиотици.

Използването на BB-12® като пробиотичен препарат е гаранция за положителен ефект въху чревното здраве и общото състояние на детския организъм.

В статията са използвани 52 източника, които са на разположение в редакцията