Пробиотические свойства кисломолочных продуктов гетероферментативного брожения

Одним из основополагающих постулатов адекватного питания является то, что эндоэкология принимает участие в метаболических процессах в организме человека. При участии кишечной микрофлоры формируются потоки нутриентов, состоящих из модифицированных микроорганизмами нутриентов, продуктов жизнедеятельности бактерий и модифицированных флорой балластных веществ. В этих потоках содержатся такие биологически ценные

компоненты, как витамины, незаменимые аминокислоты, образованные в основном в результате бактериального метаболизма. О необходимости вторичных нутриентов свидетельствуют данные о повышение потребности в витаминах человека и животных, у которых кишечная микрофлора подавлена антибиотиками. Отсутствие бактериальной флоры приводит к нарушению метаболического баланса [9, 22, 23, 25].

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Обсуждение

По мнению многих исследователей, эндоэкология человека и животных служит своеобразным пищевым гомеостатом, обеспечивающим разрушение некоторых избыточных компонентов пищи и образование недостающих продуктов.

Наиболее исследовано положительное влияние пробиотиков при профилактике и лечении заболеваний, связанных с нарушением баланса кишечной микрофлоры. Согласно регламентированным требованиям термин «пробиотик» означает функциональный пищевой ингредиент в виде полезных для человека непатогенных и нетоксикогенных живых микроорганизмов, обеспечивающий при системном употреблении в пищу в виде препаратов или в составе пищевых продуктов благоприятное воздействие на организм человека в результате нормализации состава и / или повышения биологической активности нормальной микрофлоры [18].

К пробиотикам относятся преимущественно представители родов Lactobacillus и Bifidobacterium , а также отдельные штаммы некоторых видов Streptococcus , Lactococcus , Entercoccus , Bacillus и Saccharomyces [22–25].

Действие пробиотиков в настоящее время является объектом многих исследований. Установлено, что они могут: повышать иммунитет организма, синтезируя бактерицидные вещества, предотвращающие различные инфекции; стимулировать укрепление слизистого слоя в кишечнике – барьера против инфекций и токсинов; тормозить развитие патогенной и гнилостной микрофлоры; продуцировать витамины [7, 9, 26].

Было бы ошибкой предполагать, что пробиотики имеют универсальное действие и одинаково эффективны для всех людей. Их действие зависит от способности адаптироваться к эндоэкологии организма-хозяина. Так, например, изучение биологических свойств микроорганизмов, выделенных из разных биотопов людей, имеющих разные группы крови, показало, что штаммы Bacteroides ovatus и Bacteroides denticola , синтезирующие гликозилтрансферазу, были выделены только от людей со второй группой крови [12].

По мнению P.L. Stark, A. Lee, желудочнокишечный тракт человека колонизирован огромным количеством различных видов микроорганизмов общей массой 1,0–1,5 кг, что составляет около 1013 КОЕ/см3. Плотность бактериальных популяций в различных отделах желудочно-кишечного тракта неоднородна. В ротовой полости их количество составляет от 0 до 103 КОЕ/см3, в нижних отделах желудочнокишечного тракта количество микроорганизмов значительно выше. Основными факторами, влияющими на увеличение количества бактерий в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, являются рН, быстрое движение пищевых масс, секреция желудочного сока и желчи. Экология в толстой кишке диаметрально противоположна, поэтому в толстой кишке количество бактерий достигает 1013 КОЕ/см3 [31].

Многими исследователями указывается что, проблема снижения иммунитета организма тесно связана с нарушением нормальной микрофлоры различных биотопов желудочнокишечного тракта. Многочисленные экспериментальные данные и клинические наблюдения свидетельствуют о том, что совокупность биотопов организма человека является единым органом, и дисбактериоз на одном из биотопов распространяется на другие отделы, нарушая функционирование системы иммунного гомеостаза и повышая вероятность возникновения осложнений [12, 23].

На эффективность колонизационной резистентности, проявляющейся в антагонизме к чужеродным микроорганизмам и препятствию их адгезии к слизистым оболочкам желудочнокишечного тракта, большое влияние оказывается возраст и тип питания человека.

Пробиотики широко применяют в терапии острых кишечных инфекций у детей. Установлено, что применение Lасtоbасillus. rhamnosus strain GG, Еntеrососсus faecium, Saccharomyces boulardii, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium bifidum совместно с Streptococcus thermophilus и др. при ротавирусной инфекции и остром гастроэнтерите детей ускоряет выздоровление пациентов [27].

Однако у взрослых чаще всего эффективным оказывалось применение комплексных препаратов на основе энтерококков ( E. faecium ), стрептококков ( Streptococcus thermophilus ) в комбинации с бифидобактериями и лактобациллами или сахаромицетов ( Saccharomyces boulardii , Энтерол). Выбор конкретного пробиотического препарата обусловлен рядом причин, однако при диареях большей эффективностью обладают комплексные пробиотики [2].

Многими исследователями указывается, что применение поликомпонентных пробиотиков с первых дней кишечной инфекции ускоряет сроки выздоровления, улучшает прогноз и исход заболеваний, снижает риск и длительность обострения фоновой аллергической патологии, уменьшает выраженность микроэкологических нарушений кишечника [19].

Многие авторы считают, что молочнокислые бактерии являются бактериальной основой закваски большинства ферментированных продуктов питания, постоянными обитателями желудочно-кишечного тракта и способны успешно конкурировать с гнилостными бактериями, обитающими в кишечнике, часто устойчивыми к антибиотикам [16, 17, 22, 24].

Можно предположить, что многокомпонентные пробиотики обладают более высоким адаптационным потенциалом в условиях желудочно-кишечного тракта, поскольку содержат микроорганизмы с различными физиологическими особенностями (температура жизнедеятельности, оптимальная рН среды, потребности к питательной среде и т. д.).

Большой интерес к пробиотикам – естественным симбионтам вызван тем, что после прекращения поддерживающей терапии препаратами на основе штаммов монокультур последние быстро прекращают развиваться и замещаются случайной микрофлорой. Введение симбиотических комплексов для образования в организме более мощных кластерных связей и более устойчивых биорезонансных систем эндосимбионтов на практике дает стабильные результаты [8, 21].

Традиционно основными источниками новых эффективных пробиотических штаммов являются самоквасные кисломолочные продукты. В этом отношении внимания заслуживают естественно сформированные популяции микроорганизмов в кефире, кумысе, чегене, шубате и курунге.

Некоторые национальные кисломолочные продукты (кумыс, курунга) издавна используются как общеукрепляющее средство при легочных заболеваниях, лечении туберкулеза [1, 3].

Исследование кумыса из различных частей Северного Казахстана свидетельствует о высокой антагонистической активности микрофлоры. Выделенные из кумыса молочнокислые бактерии задерживали рост Staphylococcus aureus в диаметре 25 мм [3].

Л.Г. Стояновой обнаружено, что лактококки, выделенные из бурятского национального кисломолочного продукта смешанного брожения (штаммы 194, К-205, IR3, IR4), отличались высоким уровнем ингибиторной активности, обладали широким спектром антибактериального действия: эффективно подавляли рост как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий: Alcaligenes faecalis, Proteus vulgaris, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens . Эти штаммы проявляли и фунгицидное действие – подавляли рост мицелиальных грибов и дрожжей: Aspergillus niger, Penicillium chrysogenum, Fusarium oxysporum, Candida guilliermondii, Rhodotorula aurantiaca [15].

Высокая биохимическая активность микроорганизмов, выделенных из национальных кисломолочных продуктов, подтверждается исследованиями по изучению способности выделенных из чегена молочнокислых бактерий продуцировать антибиотические вещества. Полученные Л.Ч.Букачаковой и Т.П. Арсеньевой антибиотики диплококцин, низин и лактолин подавляли рост возбудителей кишечных заболеваний и туберкулезной палочки [1].

О.В. Кригер установила, что искусственно созданное симбиотическое сообщество из лактобактерий Lactobacillus gallinarum , Streptococcus thermophilus , Lactococcus lactis subsp . Lactis и Lactobacillus fermentum , выделенных из национальных кисломолочных продуктов курунги, кумыса, айрана и чегена, проявляет антимикробное действие по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. Так, зона ингибирования роста Escherichia coli B-6954 – 33,2 мм, Bacillus fastidiosus B-5651 – 32,4 мм, Pseudomonas fluorescens B-3502 – 27,0 мм, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 – 34,6 мм, Leuconostoc mesenteroides B-8404 – 31,7 мм, Candida albicans ATCC 885 – 653 – 32,2 мм, Staphylococcus aureus ATCC 25923 – 30,2 мм. Предполагается, что антагонистические свойства симбиотической консорции молочнокислых бактерий обусловлены синтезом веществ белковой природы, преимущественно бактериоцинов [5].

Возможность формирования симбиотического сообщества микроорганизмов, обладающего высокой антибиотической активностью, подтверждается данными по изучению антагонистической активности микробной консорции, состоящей из культур лактозосбраживающих дрожжей, микробной ассоциации кефирных грибков и ацидофильной палочки, к штамму E. соli J53. Было отмечено бактерицидное действие в разведении 1:4, бактериостатическое – 1:16 [20]

В результате обследования 138 пациентов с риском развития атеросклероза в течение 3 мес. приема кумыса было обнаружено снижение значения продуктов окисления липидов со снижением диеновых коньюгатов на 34,89% (р < 0,05), кетодиенов и сопряженных триенов – на 32,75% (р < 0,05) от исходных значений. На основании проведенных исследований авторы установили, что кумыс способствует лимитированию интенсивности протекания перекисного метаболизма, что обеспечивает возрастание регуляторных возможностей организма по поддержанию метаболических факторов риска атеросклероза. Гиперхолестеринемический эффект кумыса подтвержден активацией супероксиддисмутазы и каталазы, подавлением процессов перекисного окисления липидов. Антиоксидантное действие авторы связывают с действием витаминов С, Е, полиненасыщенных жирных кислот и каротина, продуцируемых микрофлорой кумыса [6].

Влияние кумыса на нормализацию липидного обмена подтверждено клиническими исследованиями спортсменов и рабочих горнодобывающей отрасли. После курсового лечения было установлено уменьшение содержания продуктов окисления липидов, увеличение содержания аскорбиновой кислоты в крови [10].

Известно, что дрожжи, входящие в состав кефира, проявляют бактерицидное действие на туберкулезную палочку [24].

В настоящее время в России на долю сердечно-сосудистых (ССЗ) заболеваний в структуре общей смертности приходится более 55%. Артериальная гипертония (АГ) является основным фактором риска, определяющим прогноз заболеваемости и смертности от ССЗ среди населения России. Вероятность возникновения таких заболеваний, как острое нарушение мозгового кровообращения и ишемической болезни сердца (ИБС) при гипертонической болезни (ГБ), возрастает в 4–6 и 2–3 раза соответственно. В связи с этим для профилактики АГ и в комплексной терапии этого состояния актуальным является применение кисломолочных продуктов, обладающих гипотензивными свойствами, к числу которых относится кефир. Подтверждением этому служат данные экспериментального исследования воздействия кефира в сочетании с низкими дозами аспирина (10 мг/кг) на величину артериального давления и уровень почечного апоптоза у крыс с экспериментальной гипертензией, спровоцированной гиперсолевой (ГС) 4 недельной диетой (8,0% NaCl). Результаты исследования показали у крыс на ГС диете значительное увеличение систолического, диастолического и пульсового артериального давления по сравнению с контрольными значениями. Введение в рацион кефира существенно снижало уровень этих показателей, а также катепсина-B и уменьшало фрагментацию ДНК. Таким образом, было показано, что кефир и низкие дозы аспирина уменьшают функциональные нарушения почек. При этом кефир играет роль ингибитора ангио-тензин-превращающего фермента (АПФ) [28].

Способность кефира снижать АД и ЧСС за счёт ингибирования АПФ у крыс с экспериментальной гипертензией доказана в работах J.C. Rоdríguеz-Figueroa c соавторами [30].

Доказана клиническая эффективность применения курунги для восстановления биоценоза толстого кишечника у детей с хроническим гастритом. На фоне приема курунги было отмечено значительное снижение условно-патогенных бактерий и увеличение количества бифидобактерий и лактобактерий. Установлено, что выделенные из курунги лактобациллы проявляли выраженный антагонизм по отношению к кишечной палочке и золотистому стафилококку. Исследователями отмечается, что курунга «кустарного производства» проявляла большую антагонистическую активность по отношению к патогенной микрофлоре, чем «ЭМ-курунга» (ТУ 9223–002– 80714073–2001). Установлено, что выделенные культуры L.acidophylus, L.bulgaricus, L.casei, L.plantarum, L.helveticus, Str.lactis, Str.cremoris, Str.lactis vardiacetilactis задерживали рост E.coli и Staph.aureus в зоне от 6,0 до 14,5 мм.

Заключение

Из проведенного анализа литературных источников видно, что исследование действия пробиотиков является одним из перспективных направлений развития науки о лечебно-профилактическом питании.

Употреблением некачественной пищи и воды, антибиотиков, малоподвижный образ жизни современного человека являются причинами нарушения баланса нормальной микрофлоры, возникновения заболеваний желудочно-кишечного тракта, поэтому ежедневное употребление пробиотиков необходимо. Многие исследователи указывают, что плотность и видовой состав бактериальной популяции в различных отделах желудочно-кишечного тракта неоднородны. Так, установлено, что дисбактериоз на одном из биотопов распространяется на другие отделы, нарушая функционирование системы иммунного гомеостаза. Доказано, что многокомпонентные пробиотики-симбиотики более эффективно подавляют рост патогенной и условно-патогенной микрофлоры в сравнении с пробиотиками, состоящими из монокультуры, поскольку монокультуры могут быстро вытесняться случайной микрофлорой.

Высокая профилактическая и клиническая эффективность естественно сформированной популяции микроорганизмов кисломолочных продуктов гетероферментативного брожения доказана многочисленными исследованиями. Установлен целый ряд биологических эффектов: антиоксидантная, гипохолестеринемическая, антибиотическая и витаминсинтезирующая. Поэтому применение естественной популяции микроорганизмов кисломолочных продуктов гетероферментативного брожения при создании бактериальных биологически активных добавок к пище является перспективным подходом при разработке эффективного пробиотика.