Блог

Иммунитет и микрофлора кишечника


Как бактерии кишечника влияют на иммунитет?

Нормальная микрофлора – это микроорганизмы, которые живут в кишечнике человека и выполняют ряд функций, оказывающих благоприятное влияние на макроорганизм. К ним относится и полезное воздействие на местный и общий иммунитет.

В чем заключается иммунологическая функция микрофлоры?

Удивительно, но микроорганизмы кишечника не являются чужеродными элементами и не считаются угрозой для иммунитета. Напротив, они считаются частью иммунной системы. Бактерии в составе нормальной микрофлоры являются важными объектами изучения для «молодых» клеток защитной системы.

Лейкоциты, обеспечивающие защиту организма от инфекционных агентов, постоянно обновляются, срок их «жизни» довольно непродолжительный. Поэтому в костном мозге образуются новые клетки, которые не имеют опыта работы с возбудителями болезней. Иммунокомпетентные клетки должны научиться отличать здоровые элементы организма от патогенных бактерий. Для этого они должны составить «картотеку» специфических белков, которые находятся на поверхности клеток, – антигенов.

В кишечнике иммунные клетки могут без вреда для организма контактировать с условно-патогенными и симбиотическими бактериями. Микроорганизмы практически не способны проникнуть в кровь и другие органы, поэтому такое сотрудничество полностью безопасно для организма. Благодаря контакту с бактериями “юные” лейкоциты узнают их антигенную структуру и смогут в дальнейшем отличить строение микроорганизма от нормальных структур человеческих клеток.

С этим связана одна из интересных теорий о происхождении аутоиммунных заболеваний. Если в детском возрасте ограничивать контакты с микроорганизмами (употреблять только «стерильные» продукты), то функция иммунитета может быть нарушена. Иммунные клетки не узнают своего «врага» в виде бактерий и начнут атаковать собственные ткани тела. Это еще раз подтверждает важную функцию кишечных бактерий, которые участвуют в дифференцировке иммунокомпетентных элементов. Они сдерживают защитную систему от непродуманных действий и делают агрессию иммунитета более избирательной.

Дополнительные функции кишечных бактерий

  • Влияние на выработку иммунных клеток. Постоянное соседство с микроорганизмами заставляет иммунитет всегда пребывать в состоянии полной готовности к инфекции. Образование лейкоцитарных клеток отчасти определяется наличием бактерий в кишечнике.
  • Ограничение микробиома в пищеварительной системе. Среди бактерий действует строгая конкуренция за питательные ресурсы. Полезные микроорганизмы занимают экологическую нишу, закрепляются на поверхности слизистой органа и ограничивают размножение других видов. Поэтому даже если некоторые патогенные микроорганизмы проникают в кишечник, они просто не выживают в условиях ограниченных ресурсов. Таким образом, бактерии микрофлоры помогают нейтрализовать потенциально опасный объект даже без вмешательства иммунных клеток.

Методы улучшения местного иммунитета кишечника

Воздействие на микрофлору кишечника возможно с помощью правильного питания, лекарственных препаратов и правильного образа жизни.

Питание

Правильный рацион – это основная составляющая здорового пищеварительного тракта и, во многом, иммунной системы. Редкие погрешности вполне допустимы, важно придерживаться правил рационального питания.

Общие принципы
  • питаться регулярно, желательно в одно и то же время;
  • избегать больших перерывов между приемами пищи;
  • включать в ежедневный рацион сезонные фрукты и овощи, содержащие много клетчатки;
  • выпивать 1,5 литров воды и более, если возрастает физическая нагрузка или температура окружающей среды.

Рациональное питание – это не постоянная невкусная диета, а система бережного отношения к своему здоровью, учет индивидуальных особенностей, уменьшение вредного внешнего влияния. Например, можно доставить себе удовольствие в виде пачки чипсов или банки пива, но однократно, а не каждый день.

Список рекомендуемых и нерекомендуемых продуктов

Правильнее было бы сказать продукты, которые рекомендуются в неограниченном количестве, и те, долю которых следует свести к минимуму.

Рекомендуемые продуктыНерекомендуемые продукты
  • молочные продукты с небольшим процентом жирности, кисломолочные изделия;
  • любые каши, блюда из круп;
  • сезонные овощи и фрукты;
  • кулинарные блюда из нежирных сортов мяса и рыбы в запеченном виде или приготовленные на пару;
  • макаронные изделия из твердых сортов пшеницы.
  • полуфабрикаты;
  • различные соусы с усилителями вкуса и другими химическими добавками;
  • маринады, копчености;
  • сладости, кондитерские изделия, сдобное тесто;
  • любые снеки;
  • алкогольные напитки.

Лекарственные препараты

Даже в самом названии заключается главное – это средства для лечения. Для профилактики большинство препаратов не используется, так как в этом нет необходимости. Дополнительная польза сомнительна, а вот в случае необходимости такие лекарства могут не подействовать должным образом. Единственным исключением являются ситуации, когда кишечник испытывает повышенную нагрузку, можно помочь ему с помощью лекарственных средств.

  • Пребиотики. Так называются лекарственные средства, которые содержат вещества, способствующие росту нормальной микрофлоры кишечника. Чаще всего это лактулоза. Использовать пребиотики для профилактики целесообразно, если есть склонность к запорам.
  • Пробиотики. Это так называемые «полезные бактерии», которые являются нормальными представителями микробиома. Нет смысла вводить их в избытке, так как в здоровом кишечнике для них не будет свободного места на поверхности слизистой, и они выйдут наружу с каловыми массами. Пробиотики необходимы для профилактики дисбактериоза, например, после курса мощных антибиотиков.
  • Синбиотики. Это комбинированные средства, сочетающие свойства про- и пребиотиков. Показания к их использованию – только различные болезни. Для профилактики они не используются.
  • Ферменты. Пищеварительные ферменты могут помочь кишечнику переварить съеденное после обильного застолья или другой избыточной нагрузки (тяжелая жирная еда). 1-2 кратный прием пищеварительных ферментов поможет избежать дискомфорта в животе.

Сохранение местного иммунитета кишечника основано также на здоровом образе жизни, отказе от вредных привычек, психологическом комфорте и прочих общеизвестных вещах.

Взаимодействие между кишечной микрофлорой / пробиотиками и иммунной системой

Пищеварительный тракт является домом для миллионов микроорганизмов и является главной и наиболее важной частью колонизации бактерий. С одной стороны, многочисленное бактериальное сообщество в тканях кишечника может создавать потенциальные проблемы для здоровья, такие как воспаление и сепсис в случаях оппортунистической инвазии. Таким образом, иммунная система эволюционировала и адаптировалась для поддержания симбиотических отношений между хозяином и микробиотой.С другой стороны, микрофлора кишечника также выполняет иммунорегуляторную функцию для поддержания иммунного гомеостаза хозяина, которым нельзя пренебрегать. Кроме того, взаимодействие микробиоты или пробиотиков с иммунной системой в терапевтических целях представляет собой область большого интереса, и новые терапевтические стратегии еще предстоит изучить. В обзоре будут выявлены взаимодействия между кишечной микрофлорой / пробиотиками и иммунной системой, а также новые терапевтические стратегии.

1. Кишечная иммунная система

Кишечная лимфоидная ткань (GALT) состоит из эпителия, собственной пластинки и мышечного слоя [1]. Энтероциты составляют большую часть эпителиальных клеток кишечника и способны поглощать сахар, аминокислоты и многие другие питательные вещества. Некоторые энтероциты экспрессируют Toll-подобные рецепторы (TLR) и будут секретировать ряд провоспалительных хемокинов (IL-8), цитокинов (IL-1, IL-6, IL-7, IL-11 и TNF) и факторов роста ( SCF и G-CSF) при контакте с патогенами или токсинами.Эти молекулы будут привлекать периферические нейтрофилы и тучные клетки к субэпителиальным областям кишечника и ускорять активацию и дифференцировку местных лимфоцитов. Например, IL-7 и SCF, секретируемые клетками кишечного эпителия, могут действовать синергетически, активируя γδ интраэпителиальных лимфоцитов кишечника (iIELs). Затем активированный γδ –iIEL может также секретировать цитокины и хемокины, чтобы активировать αβ –iIEL, тем самым инициируя более устойчивый адаптивный иммунный ответ [2–4].Между эпителиальными клетками кишечника находятся энтероэндокринные клетки, клетки панета и бокаловидные клетки. Когда патоген проникает в организм, клетки панета высвобождают определенные антибактериальные молекулы, такие как дефенсины, в ворсинки в просвете тонкой кишки, в то время как бокаловидные клетки выделяют слизь на поверхность кишечника, что способствует поддержанию кишечного барьера [5, 6]. Внутриэпителиальные αβ T и γδ T-лимфоциты, NK-клетки и NKT-клетки также могут собираться среди эпителиальных клеток кишечника.Кишечные интраэпителиальные лимфоциты (ИИЭЛ) представляют собой уникальный кластер клеток, которые находятся в эпителии слизистой оболочки кишечника и имеют два разных источника клеток. Приблизительно 40 процентов iIEL являются зависимыми от тимуса αβ Т-клетками, и их фенотип аналогичен периферическим Т-клеткам. Около 60 процентов iIEL являются тимус-независимыми γδ Т-клетками. γδ Т-клетки - это клетки врожденного иммунитета с сильной цитотоксичностью, а также способностью секретировать различные цитокины. Следовательно, iIEL играет жизненно важную роль в иммунном надзоре и клеточном иммунитете слизистых оболочек [7–9].

Lamina propria содержит большое количество макрофагов и нейтрофилов, а также небольшое количество NKT-клеток, тучных клеток и незрелых дендритных клеток. Определенное количество зрелых αβ Т-клеток и В-клеток, а также несколько γδ Т-клеток также находятся в собственной пластинке [10, 11]. Лимфоциты в собственной пластинке обычно собираются вместе с образованием кишечного фолликула, который содержит зародышевые центры, населенные В-клетками и фолликулярными дендритными клетками, увенчанными незрелыми дендритными клетками, макрофагами, Т-клетками CD4 + и зрелыми В-клетками [12, 13] .На одной стороне кишечного фолликула, близко к просвету кишечника, расположены специализированные фагоцитарные клетки, называемые М-клетками, которые могут транспортировать антигены через эпителий в сторону базальной мембраны посредством трансцитоза. Следовательно, антигены взаимодействуют с местными иммунными клетками и инициируют иммунные ответы слизистых оболочек, при которых В-клетки дифференцируются в плазматические клетки, секретирующие IgA [14–16]. Элементы иммунитета слизистой оболочки кишечника приведены в таблице 1.

Lamina propria 90 033

Структуры Конституция Эффект и механизм

Просвет Комменсальные бактерии Конкурентоспособно подавляет патогенные бактерии
Вырабатывает антимикробные вещества
Слизь Улавливает патогены
Препятствует доступу к эпителиальному слою
Содержит секреторный иммуноглобулин A
Гликокаликс Гликокаликс
Эпителиальный слой Энтероциты Соединены плотными контактами
Поверхностные TLR индуцируют секрецию провоспалительных хемокинов, цитокинов и факторов роста
Capt Некоторые антигены
Бокаловидные клетки Секретные слизи
Клетки Панета Вырабатывают дефензины и антибиотические вещества
Энтероэндокринные клетки Вырабатывают нейроэндокринные медиаторы
γδs 39 Активация iIEL через секрецию цитокинов и хемокинов
Выработка антимикробных эффекторов и защита от патогенов
Предотвращение вызванного воспалением повреждения эпителия
M-клетки Захват и транспортировка антигена

39
αβ Т-клетки, В-клетки, DC и другие APC Инициируют адаптивные иммунные ответы в лимфоидных фолликулах
Treg-клетки Подавляют активацию и эффекторную функцию иммунных клеток

Кишечник - уникальный орган, который находится в тесном контакте с микроорганизмами.Большинство микробов разрушаются и убиваются резкой средой желудочного сока, но некоторые все еще могут пройти через кишечник. Поверхность кишечника покрыта большим количеством пальцевидных выступов, называемых микроворсинками (также называемыми щеточной каймой), основной функцией которых является поглощение питательных веществ. Кайма кисти обернута молекулой, называемой гликокаликсом [17]. Поскольку гликокаликс представляет собой отрицательно заряженный мукоидный гликопротеиновый комплекс, микроворсинки могут предотвратить вторжение патогенных бактерий.Кроме того, апикальные плотные соединения кишечных эпителиальных клеток также гарантируют, что патогены не проходят через кишечник [18]. Внутри этих и лежащих в основе структур находится огромная популяция иммунных клеток. Как наиболее важные кишечные стражи, пятна Пейера состоят из фолликулов В-клеток, межфолликулярных областей, макрофагов и дендритных клеток [19]. Ключевой функцией пластыря Пейера является отбор образцов антигенов в виде частиц, в основном бактерий и пищи, через специализированные фагоцитарные клетки, называемые М-клетками, которые могут транспортировать материал из просвета в субэпителиальный купол [20].Затем местные дендритные клетки способны отбирать антигены и представлять их эффекторным иммунным клеткам [21]. Тем не менее, кишечная толерантность в основном опосредуется CD4 + Treg-клетками в контексте поглощения пищевых антигенов. Эти Treg-клетки секретируют IL-10 и TGF- β , который оказывает подавляющее действие на иммунные клетки в собственной пластинке. Однако нарушение процесса иммунного гемостаза приведет к патологии кишечника, такой как пищевая аллергия и воспалительное заболевание кишечника [22, 23]. Кишечные барьеры, включая муцин, антимикробные пептиды и секреторный IgA, предотвращают прямой контакт между микроорганизмами и эпителиальным слоем кишечника.Разрушение барьера может способствовать притоку бактерий, активации эпителия и воспалительным реакциям [24]. Провоспалительные антиген-презентирующие макрофаги и дендритные клетки активируются и высвобождают воспалительные цитокины, такие как IL-6, IL-12 и IL-23. Подмножества эффекторных Т-клеток Th2 и Th27 поляризованы и продуцируют воспалительные цитокины, такие как TNF-α , IFN-γ и IL-17 [25]. Кроме того, нейтрофилы рекрутируются и подвергаются драматической форме разрушения клеток, называемой НЕТозом, с образованием внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET) и повреждениями тканей [26].

2. Кишечная микрофлора и пробиотики

В кишечнике обитает большое количество микроорганизмов, которые в основном распространяются в толстой кишке. Подсчитано, что более 40 триллионов бактерий (включая архебактерии) обитают в толстой кишке взрослых, с небольшой долей грибов и простейших. В целом каждый человек несет в среднем 600 000 генов кишечных микробов [27, 28]. Что касается бактериальных штаммов, существует явное разнообразие среди людей. У каждого человека есть своя уникальная микрофлора кишечника, которая определяется генотипом хозяина, начальной колонизацией посредством вертикальной передачи при рождении и диетическими привычками [29–32].У здоровых взрослых состав бактериальной флоры в кале стабильный независимо от времени. Bacteroidetes и Firmicutes - две основные бактерии в экосистеме кишечника человека, на которые приходится более 90 процентов всех микроорганизмов. Остатки - актинобактерии, протеобактерии, веррукомикробии и фузобактерии [33, 34]. Пробиотики - это микроорганизмы, которые могут быть полезны для здоровья при употреблении в достаточном количестве [35]. Лактобациллы и бифидобактерии - наиболее часто применяемые пробиотики в клинической практике.Также широко используются дрожжи видов Saccharomyces boulardii и Bacillus [36, 37]. Функция пробиотиков тесно связана с видами микроорганизмов, которые колонизируют кишечник. Взаимодействие между пробиотиками и клетками хозяина, а также кишечной флорой является ключевым фактором, влияющим на здоровье хозяина. Пробиотики влияют на экосистему кишечника, регулируя иммунитет слизистой оболочки кишечника, взаимодействуя с комменсальной микрофлорой или потенциально опасными патогенами, производя метаболиты (такие как короткоцепочечные жирные кислоты и желчные кислоты) и воздействуя на клетки-хозяева через сигнальные пути ( Таблица 2).Эти механизмы могут способствовать ингибированию и устранению потенциальных патогенов, улучшению микросреды кишечника, укреплению кишечного барьера, ослаблению воспаления и усилению антиген-специфического иммунного ответа [38, 39].

за питание и адгезию

Пробиотики

Иммунологические функции
Стимулируют кишечные антигенпрезентирующие клетки, такие как секреция макрофагов или дендритных клеток, и повышают секрецию иммуноглобулина A (IgA)
Регулирует поляризацию лимфоцитов и профили цитокинов
Вызывает толерантность к пищевым антигенам

Неиммунологические функции
Переваривание пищи и ингибиторы33 конкурируют с патогенами
Изменить местный PH для создания неблагоприятной микросреды для патогенов
Генерировать бактериоцины для подавления патогенов
Удалять супероксидные радикалы
Стимулировать образование эпителиальных антимикробных пептидов n и усиливают барьерную функцию кишечника

Нарушенная кишечная иммунная ниша является одной из причин заболеваний пищеварительной системы, таких как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), функциональная диспепсия, гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь и неалкогольная жировая дистрофия печени. болезнь.Пациенты с ВЗК характеризуются увеличением потенциально агрессивных штаммов кишечных микробов, а также уменьшением количества регуляторных видов [40–42]. Агрессивные штаммы кишечных микробов активируют воспалительную реакцию, индуцируя эффекторные клетки Th2 и Th27, в то время как уменьшенные регуляторные виды подавляют образование и функцию регуляторных клеток, включая регуляторные Т-клетки (Treg), B-клетки (Breg), макрофаги, дендритные клетки (DC) и врожденные лимфоидные клетки (ИЛК). Это также привело к повышению уровней TNF- α и инфламмасом и снижению уровней IL-10, TGF- β и IL-35 [43].Следовательно, дисбактериоз кишечной флоры способствует дисфункциональной иммунной системе и хроническому воспалению при ВЗК.

3. Регуляция иммунитета с помощью микрофлоры и пробиотиков
3.1. Обеспечение баланса клеток Th2, Th3, Th27 и Treg

На самом деле кишечные микроорганизмы могут вызывать разнообразные сигналы и индуцировать дифференцировку CD4 + Т-клеток. Инвазивные бактерии, такие как эктопическая колонизация видов Klebsiella , могут вызывать фагоцитоз ДК и высвобождение провоспалительных цитокинов (IL-6, IL-12 и TNF), что тесно связано с поляризацией Th2. Bacteroides fragilis - это разновидность симбиотических анаэробных бактерий, которые колонизируются в нижних отделах пищеварительного тракта человека. Полисахарид A (PSA) в его внешней мембране может распознаваться поверхностной молекулой T-клетки TLR2, которая индуцирует дифференцировку CD4 + T-клеток в Treg-клетки. Здесь клетки Treg секретируют молекулы, такие как IL-10 и TGF- β , которые оказывают подавляющее действие на иммунные клетки. Фактически, было продемонстрировано, что введение PSA или кишечной колонизации Bacteroides fragilis может предотвратить воспалительные заболевания кишечника на моделях мышей [44–46].Кроме того, сегментированные нитчатые бактерии могут быть представлены Т-клеткам дендритными клетками и вносить вклад в синтез клеток Th27 в собственной пластинке тонкой кишки, таким образом играя жизненно важную роль в антибактериальном иммунном ответе [47, 48]. Паразиты, например, Heligmosomoides polygyrus , могут способствовать иммунному ответу Th3. Паразит может связываться с клетками пучка и секретировать большое количество IL-25, который затем действует на дендритные клетки. Дендритные клетки продуцируют IL-4 и TGF- β и индуцируют дифференцировку CD4 + T в субпопуляцию Th3 с повышенными уровнями фактора транскрипции IL-4 и GATA3.Иммуномодулирующие эффекты различных проб

.

микрофлоры кишечника животных - Энгормикс


Хорошо развитая микрофлора кишечника имеет решающее значение для здоровья наших животных, особенно если мы ожидаем высокой продуктивности. Здоровая нормальная микрофлора - это первая линия защиты от вторжения патогенов, и поэтому она чрезвычайно важна для способности бороться с инфекциями, вызываемыми кишечными патогенами. Кроме того, это также необходимо для нормального функционирования и эффективного переваривания питательных веществ, что приводит к хорошим параметрам роста.

Помимо всасывания питательных веществ, кишечник играет важную роль как самый большой иммунный орган тела. Следовательно, он является частью защитной системы организма и представляет собой важный барьер против вторжения патогенов. Помимо общих защитных механизмов, иммунная система с ее неспецифическими и специфическими реакциями помогает защищаться от патогенных микроорганизмов. Микрофлора кишечника также подавляет болезнетворные микроорганизмы.


Кишечная микрофлора

Кишечная микрофлора включает в себя все бактерии, простейшие и грибы, присутствующие в желудочно-кишечном тракте, и насчитывает примерно от 400 до 500 различных видов.У животных с однокамерным желудком в кишечнике можно найти около 1014 микробов. Первоначально стерильный пищеварительный тракт заселяется микроорганизмами вскоре после рождения. Разнообразие и общее количество микроорганизмов увеличиваются от тонкой кишки к слепой кишке. Микрофлора подразделяется на основную, вспомогательную и остаточную (Гедек и др., 1993). Основная флора состоит в основном из анаэробных видов (бифидобактерии, лактобациллы, бактероиды и эубактерии), которые продуцируют молочную кислоту и другие короткоцепочечные жирные кислоты.Спутниковая флора составляет примерно 1% и состоит в основном из энтерококков и кишечной палочки. Остаточная флора составляет менее 0,01% и состоит в основном из вредных микроорганизмов.


Эубиоз против дисбиоза

Состав кишечной микрофлоры представляет собой динамическое равновесие между различными видами и изменяется в зависимости от условий в пищеварительном тракте. Когда микрофлора находится в равновесии, доля основной флоры составляет более 90%, вспомогательная флора составляет около 1%, а остаточная флора ниже 0.01% (рисунок 1). Это состояние называется «эубиозом». В этой ситуации хозяин и микрофлора живут вместе в симбиозе, что означает взаимную выгоду. Хозяин обеспечивает хорошие условия жизни. Взамен кишечная микрофлора, находясь в состоянии эубиоза, поддерживает хозяин с необходимыми действиями. Если эти отношения серьезно нарушены, состояние называется «Дисбиоз». Дисбактериоз может оказать значительное негативное влияние на животное-хозяина. Рост потенциальных патогенов, которые обычно удерживаются на очень низком уровне, может резко увеличиться.Вырабатываются бактериальные токсины, которые могут нанести вред хозяину (рис. 2).

Возможные причины перехода эубиоза в дисбактериоз

Питание - важнейший фактор, влияющий на состав и метаболическую активность микрофлоры кишечника. Ошибки кормления и существенные изменения рациона, низкокачественные компоненты корма и несоответствующая гигиена корма - все это снижает эубиоз (рис. 3). Например, переход с диеты с низким содержанием белка на диету с высоким содержанием белка способствует росту некоторых бактерий, таких как клостридии, и снижает условия для лактобацилл или бифидобактерий.Кроме того, любой вид стресса может иметь прямое влияние на микрофлору кишечника, поскольку стресс влияет на выделение пищеварительного секрета, а также на тип и частоту кишечных движений (перистальтику).


Пробиотики

Кормление пробиотиками может использоваться как средство благоприятного воздействия на микробное сообщество кишечника для достижения или восстановления состояния эубиоза. В целом предполагается, что пробиотики действуют следующим образом:

  • Конкуренция с патогенными бактериями за пространство, места прикрепления кишечника и питательные вещества
  • Изменение условий окружающей среды в кишечнике (снижение pH за счет увеличения производства летучих жирных кислот (ЛЖК) и молочной кислоты)
  • Производство антимикробных веществ (лактоферрин, лизоцим, бактериоцины... «Природные антибиотики»)
  • Модуляция кишечного иммунного ответа

Прием пробиотиков должен привести к созданию условий микроэкологии кишечника, которые подавляют вредные микроорганизмы и способствуют развитию полезных микроорганизмов, и, в конечном итоге, улучшают здоровье кишечника.

В исследовании, проведенном Департаментом питания животных Афинского сельскохозяйственного университета (Mountzouris et al, 2007), была изучена эффективность Biomin® Poultry5Star в питании бройлеров в сравнении с AGP Avilamycin.Biomin® Poultry5Star - это хорошо продуманный мультиштаммовый синбиотический продукт, который сочетает в себе полезные эффекты пробиотических штаммов из родов Enterococcus, Pediococcus, Bifidobacterium и Lactobacillus с пребиотиками.

Результаты

Определено влияние обработки на параметры продуктивности бройлеров, состав микрофлоры слепой кишки, концентрацию летучих жирных кислот и активность гликолитических ферментов. Общие показатели роста, выраженные с помощью индекса продуктивности бройлеров, были сопоставимы между группами Biomin® Poultry5Star и группой AGP (Рисунок 4).Введение Biomin® Poultry5Star привело к положительной модуляции микрофлоры слепой кишки (рис. 5). Концентрации бактерий, принадлежащих к Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp. И грамположительных кокков, были значительно (P ≤ 0,05) выше в группе Biomin® Poultry5Star по сравнению с контрольной группой и группой AGP. Группа Biomin® Poultry5Star имела значительно более высокую (P ≤ 0,05) удельную активность α-галактозидазы по сравнению с контролем, а группа AGP и активность β-галактозидазы была значительно выше (P ≤ 0.05) по сравнению с группой AGP (Таблица 1). Бактериальные гликолитические ферменты играют важную роль в ферментации непереваренных углеводов.

Заключение

Лечение Biomin® Poultry5Star показало стимулирующий рост эффект, сравнимый с лечением авиламицином. Кроме того, введение Biomin® Poultry5Star модулировало состав и, в некоторой степени, активность микрофлоры слепой кишки, что приводило к улучшению эубиоза и улучшению здоровья кишечника.


Об авторе

Имя: Микаэла Монл
Должность: Менеджер по продукту
Образование: BOKU - Университет природных ресурсов и прикладных наук о жизни, Вена, спец. Пищевые продукты и биотехнология
Магистерская диссертация: Разработка среды и оптимизация процесса ферментации детоксифицирующих дрожжей охратоксина А
С 2003 г. Докторская диссертация: Разработка процесса ферментации для производства конкурентоспособного продукта исключения для птицы, отвечающего нормативным требованиям для регистрации в ЕС
С марта 2005 года: Менеджер по продукции, Biomin GmbH, Австрия
Адрес: Biomin GmbH, Industriestrasse 21, 3130 Herzogenburg, Austria

.

Микрофлора кишечника - Скачать PDF бесплатно

Почему недоношенность вызывает беспокойство?

Недоношенность Что такое недоношенность? Недоношенным считается ребенок, родившийся до 37 недель беременности. Примерно 12% всех детей рождаются преждевременно.Термины, относящиеся к недоношенным детям: недоношенные

. Дополнительная информация

Глава 43: Иммунная система

Имя Период Наши студенты считают эту главу особенно сложной и важной. Ожидайте, что вы будете медленно прорабатывать первые три концепции. Будьте особенно осторожны с Concepts 43.2

Дополнительная информация

Да здравствует диабет:

Дайте NOD диабету: белки NOD связывают иммунитет и метаболизм tbli Джонатан Шертцер Университет Макмастера Университет Макмастера Факультет медицинских наук Департамент биохимии и биомедицины

Дополнительная информация

Канадская инициатива по микробиому

Канадская инициатива в области микробиома История вопроса Человеческое тело является домом для триллионов микробов, включая бактерии, вирусы и протистов.Эти микробы составляют микробиом человека, в котором обитает

Дополнительная информация

Основы иммунологии

Основы иммунологии 2 Основы иммунологии Что такое иммунная система? Биологический механизм для выявления и уничтожения патогенов в более крупном организме. Возбудители: возбудители болезней Бактерии,

Дополнительная информация

Уход за недоношенными детьми

Уход за недоношенными детьми Введение Недоношенный ребенок рождается до 37-й недели беременности.Недоношенных детей еще называют недоношенными. Недоношенные дети могут иметь проблемы со здоровьем из-за их внутренних органов

Дополнительная информация

Отсроченное зажимание шнура

Позиция ICEA Положение отсроченного зажима пуповины Международная ассоциация родовспоможения признает, что первые минуты после рождения имеют решающее значение как для матери, так и для новорожденного. Оптимальный уход

Дополнительная информация

Глава 3 Диабет 1 типа

Глава 3 Диабет 1 типа Диабет 1 типа - одно из наиболее распространенных хронических заболеваний детского возраста.К сожалению, заболеваемость увеличивается, особенно среди детей раннего возраста. Причина -

Дополнительная информация

ПРЕИМУЩЕСТВА грудного вскармливания

ПРЕИМУЩЕСТВА грудного вскармливания У кормления грудью много преимуществ. Даже если вы можете делать это в течение короткого времени, иммунная система вашего ребенка может получить пользу от грудного молока. Вот много других преимуществ

Дополнительная информация

Грудное вскармливание.Медсестринское образование

Грудное вскармливание AWHONN поддерживает грудное вскармливание как оптимальный метод питания младенцев. AWHONN считает, что следует поощрять женщин к грудному вскармливанию и получать инструкции и поддержку от всего

. Дополнительная информация

ОБЗОР АВСТРАЛИИ И НОВОЙ ЗЕЛАНДИИ

ФАКТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ АВСТРАЛИИ И НОВОЙ ЗЕЛАНДИИ Что такое мертворождение? В Австралии и Новой Зеландии мертворождением считается смерть ребенка до или во время родов, начиная с 20-й недели беременности, или 400 граммов веса при рождении.

Дополнительная информация

Gestione della dermatite atopica

Gestione della dermatite atopica Peroni Diego Clinica Pediatrica di Verona Патогенез атопической экземы Гены Окружающая среда Аномальный иммунный ответ Th3 на аллергены окружающей среды Гиперчувствительность кожи

Дополнительная информация

Беременность и злоупотребление психоактивными веществами

Беременность и злоупотребление психоактивными веществами Введение Во время беременности вы не просто «едите для двоих».«Вы также дышите и пьете за двоих, поэтому важно тщательно продумать, что вы кладете в свой

. Дополнительная информация

В-клетки и антитела

В-клетки и антитела Эндрю Лихтман, доктор медицинских наук, доктор медицинских наук, Бригам, и женская больница Гарвардской медицинской школы План лекции Функции антител Активация В-клеток; роль хелперных Т-клеток в продукции антител

Дополнительная информация

Проблема пищевой аллергии

14:15 15:00 Пищевая аллергия и пищевая непереносимость: обновленная информация о правилах. Раскрытие информации ведущим Следующие отношения связаны с этой презентацией: Мария Гарсия-Льорет, доктор медицины: нет финансовых

Дополнительная информация

Оценка роста плода

Отделение оценки роста плода / Доверие: 1.ВВЕДЕНИЕ Целью данного шаблона руководства является описание методов, используемых для оценки роста плода, и путей направления к специалистам с использованием индивидуализированного антенатального

Дополнительная информация

ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО?

ГЛАВА 1 ЧТО ТАКОЕ МИКРОБИОЛОГИЯ И ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО? КТО / TDR / Crump ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО? В современном мире микробиология актуальна как никогда. Инфекционные болезни занимают ведущее место в сфере здравоохранения

Дополнительная информация

Дизайн исследований общей токсичности

Дизайн исследования общей токсичности Яна Виллема ван дер Лаана Секция по безопасности лекарств и тератологии Центр биологических препаратов и медицинских технологий Национальный институт общественного здравоохранения и

Дополнительная информация

3.0 Лечение инфекции

3.0 Лечение инфекции Антибиотики и медицина Ссылка на национальную учебную программу SCN 3-13b SCN 3-20b HWB 3-15a HWB 3-16a HWB 3-17a Результаты обучения Все учащиеся будут знать: наиболее распространенные инфекции получают

Дополнительная информация

Подходы к инфекционному контролю

Подходы к инфекционному контролю для ПТА в клинике Задачи Описать основные характеристики бактерий, вирусов, грибов и паразитов.Обсудить расположение, преимущества и недостатки

Дополнительная информация

Иммунная система и болезнь

Глава 40 Иммунная система и заболевание Раздел 40 1 Инфекционное заболевание (страницы 1029 1033) В этом разделе описываются причины заболевания и объясняется, как передаются инфекционные заболевания. Введение

Дополнительная информация .

пробиотиков и иммунитет | IntechOpen

1. Введение

Пробиотики определяются Всемирной организацией здравоохранения как «живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина». Основное преимущество пробиотиков в том, что они помогают восстановить баланс кишечной микробиоты. Пробиотики играют роль в определении и поддержании тонкого баланса между необходимыми и избыточными защитными механизмами, включая врожденные и адаптивные иммунные реакции.Иммунологические механизмы, поддерживающие эффекты пробиотиков и пребиотиков, продолжают лучше определяться с помощью новых механизмов, описанных для дендритных клеток, эпителиальных клеток, регуляторных Т-клеток, эффекторных лимфоцитов, естественных Т-клеток-киллеров и В-клеток [1].

В поисках пробиотиков для поддержки иммунного здоровья нет ничего нового; идея существует более 100 лет [2]. На протяжении тысячелетий люди потребляли микроорганизмы через ферментированные продукты. Человек и кишечная микробиота находятся в симбиотических отношениях, и недавно была предложена гипотеза «суперорганизма», состоящего из человеческого организма и микробов.Микробиота кишечника выполняет важные метаболические и иммунологические задачи, и нарушение ее состава может изменить гомеостаз и привести к развитию заболеваний, связанных с микробиотой [3].

Наиболее распространенные заболевания, связанные с изменениями микробиоты кишечника, включают воспалительные заболевания кишечника, желудочно-кишечные инфекции, синдром раздраженного кишечника и другие функциональные заболевания желудочно-кишечного тракта, колоректальный рак, метаболический синдром и ожирение, заболевания печени, аллергию и неврологические заболевания [4,5 ].

Нервные пути и сигнальные системы центральной нервной системы (ЦНС), согласно новым исследованиям, могут быть активированы бактериями желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), включая комменсалы, пробиотики и патогенные бактерии. Новые подходы к профилактике и лечению психических заболеваний, включая тревогу и депрессию [6], могут быть предоставлены в ходе реальных и будущих исследований на животных и клинических исследований, направленных на понимание оси микробиота – кишечник – мозг. Теоретически любое заболевание, связанное с нарушением микрофлоры кишечника, может выиграть от терапевтического воздействия на микробиоту кишечника.

Цель этого обзора - рассмотреть самые последние открытия, касающиеся пробиотической регуляции иммунного здоровья. Пробиотические гены и производные от пробиотиков факторы, участвующие в регуляции иммунитета хозяина, молекулярные мишени пробиотического действия, ответственные за иммунные ответы хозяина, а также роль и механизмы пробиотиков в профилактике и лечении заболеваний [7], которые включены в клинические приложения и механизмы действия, представляют особый интерес.

Роль конкретных микроорганизмов и общее разнообразие микробиоты во многих человеческих заболеваниях можно в значительной степени понять благодаря быстрому развитию стратегий метагеномики.Развитие этих знаний может помочь терапии, направленной на специфическое воздействие различных пробиотиков и пребиотиков на микробиоту кишечника [8].

2. Пробиотики и иммунное здоровье

Гиппократ (460–370 EC) заявил: «Все болезни начинаются в кишечнике». Как микробное разнообразие, так и изобилие в кишечнике играют важную роль в поддержании здоровья человека. Прикрепление, рост и проникновение патогенных микроорганизмов на поверхность кишечника можно существенно предотвратить с помощью микробиоты.На устойчивость к патогенам, как за счет прямого взаимодействия с патогенными бактериями, так и путем воздействия на иммунную систему, сильно влияет кишечная микробиота [9, 10]. Многие заболевания начинаются с первоначального дисбаланса резидентной микрофлоры человека и связанной с ним иммунобиологической реактивности [11]. Одним из ключевых факторов, влияющих на иммунное здоровье, является кишечник, часть тела, которая постоянно подвергается воздействию токсинов и чужеродных антигенов, например, из пищи и микробов. По словам эксперта по питанию и иммунитету Мейдани, «Кишечник - самый большой иммунный орган в организме, на него приходится 25% иммунных клеток в организме, которые обеспечивают 50% иммунного ответа организма.Мейдани назвал кишечную флору «забытым органом» из-за ее жизненно важных, но все еще недооцененных функций здоровья [12]. В кишечнике обитает более 400 видов бактерий, и они имеют симбиотические отношения с телом. В нашем кишечнике 100 триллионов бактерий. «Они образуют экосистему, подобную« цветнику », - сообщил Харуджи Савада, директор Центрального института Якульт, на Международной конференции по питанию и здоровью Якульт 17 мая 2010 года в Токио. Иммунную систему кишечника млекопитающих следует рассматривать как сложное взаимодействие между физическими, химическими и клеточными барьерами, огромным сообществом бактерий и множеством иммунных клеток хозяина, которые опосредуют врожденный и адаптивный иммунитет.Микробиота кишечника помогает в правильном развитии иммунной системы хозяина, которая, в свою очередь, регулирует гомеостаз микробиоты [13]. Накопление доказательств за последнее десятилетие указывает на то, что взаимодействие иммунной системы и микробиоты должно быть точно сбалансировано, и любые нарушения этого взаимодействия могут привести к микробиоте и иммунному дисбиозу, что приведет к воспалительным расстройствам Быстрый всплеск новых заболеваний, таких как воспалительные процессы в кишечнике Болезнь (ВЗК), ревматоидный артрит, сердечно-сосудистые заболевания и метаболический синдром побудили исследователей изучить их этиологию во многих направлениях, таких как генетика, диета и факторы окружающей среды, а также взаимодействия иммунной системы и микробиоты.Кроме того, соблюдение строгих гигиенических и санитарных условий и потребление продуктов с высокой степенью переработки, содержащих большое количество жиров, углеводов и клетчатки, с многочисленными пищевыми добавками и консервантами, может быть причиной изменения микробного состава, метаболизма и взаимодействия с иммунитетом хозяина. Почти все вышеперечисленные заболевания характеризуются как местным, так и системным хроническим или субклиническим воспалением слабой степени, при котором воспаление возникает в кишечнике в результате взаимодействия между иммунной системой хозяина и микробиотой.

Было выявлено несколько положительных эффектов пробиотиков на защитную систему слизистой оболочки кишечника хозяина, включая блокирование патогенных бактериальных эффектов за счет производства бактерицидных веществ и конкуренции с патогенами и токсинами за прилипание к кишечному эпителию. Пробиотики способствуют выживанию кишечных эпителиальных клеток, усиливают барьерную функцию и стимулируют защитные реакции со стороны кишечных эпителиальных клеток [14–16] в случае гомеостаза кишечного эпителия. Важнее всего то, что модуляция иммунной системы - один из наиболее разумных механизмов, лежащих в основе благотворного воздействия пробиотиков на здоровье человека.Повышение врожденного и адаптивного иммунитета и модуляция воспаления, вызванного патогенами, являются обнаруженными эффектами пробиотиков.

Штаммы, строго определенные с использованием генетических, серологических, микробиологических и биохимических анализов; отсутствие патогенности, отсутствие канцерогенности, наличие полезных факторов; возможность колонизации толстой кишки; жизнеспособные культуры; кислотостойкость и желчеустойчивость; доказанная клиническая эффективность - одно из требований к микроорганизмам, которые будут использоваться в качестве пробиотиков [17].

Установленные пробиотики, которые соответствуют этим критериям, как правило, представляют собой молочнокислые бактерии (LAB), чаще всего виды Lactobacillus и Bifidobacterium , но также виды Lactococcus, Streptococcus, и Enterococcus и некоторые штаммы дрожжей. Многие другие LAB продемонстрировали пробиотический потенциал в исследованиях на животных. Было показано, что для лечения ВЗК эффективны несколько пробиотиков: Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, и Lactobacillus acidophilus ; три штамма Bifidobacteria и S.Ашхабад . В последние годы накопились доказательства того, что штаммы пробиотиков могут проявлять ту же активность, что и комменсальные бактерии, включая иммуномодуляцию [5,11].

Молочнокислые бактерии присутствуют во многих кормах, таких как йогурт, и часто используются в качестве пробиотиков для улучшения некоторых биологических функций организма-хозяина. Благоприятное воздействие лактобацилл на организм было выявлено при лечении или профилактике острого вирусного гастроэнтерита, после диареи, связанной с антибиотиками, некоторых детских аллергических заболеваний, некротического энтероколита и воспалительных заболеваний кишечника, таких как болезнь Крона и послеоперационные грыжи.Давно сообщалось, что пробиотики помогают в лечении многих дисфункций желудочно-кишечного тракта, и недавно были выяснены механизмы, с помощью которых работают пробиотики. Имеются экспериментальные и клинические данные [18-24]. Пробиотики также полезны для борьбы с окислительным стрессом, улучшения иммунитета слизистых оболочек [25] и общего иммунитета [26]. Желаемые изменения кишечной микробиоты были достигнуты, поскольку йогурт смог ослабить симптомы острого воспаления за счет снижения воспалительных цитокинов и увеличения регуляторных цитокиновых клеток, продуцирующих IL-10.Использование моделей на мышах продемонстрировало, что потребление ферментированного молока может модулировать иммунную систему и поддерживать ее в состоянии наблюдения, что может противостоять различным патологиям, таким как рак и воспаление кишечника со своей стороны.

3. Роль кишечника в иммунной функции

Вклад кишечной микробиоты в развитие иммунной системы подробно изучен. Одна из этих характеристик предполагает, что хозяин способен переносить большое количество антигенов, присутствующих в кишечнике [27], благодаря скоординированной перекрестной связи между кишечной микробиотой и иммунной системой.

Прогресс в современных знаниях о биоразнообразии кишечной микробиоты позволяет нам понять механизмы того, как различные микроорганизмы влияют на функции организма и влияние этих механизмов. Измененная микрофлора (дисбактериоз) обычно связана с желудочно-кишечными расстройствами, а микробный дисбаланс связан с распространенными заболеваниями, которые не ограничиваются желудочно-кишечным трактом [28, 29]. Исследования на мышах без микробов (GF) дают много доказательств того, как микрофлора формирует иммунную систему, поскольку мыши GF полностью лишены микрофлоры.У этих мышей обнаруживаются глубокие иммунные дефекты, такие как меньшее количество пейеровских бляшек и брыжеечных лимфатических узлов, а также сниженный иммунный ответ B- и T-клеток [30-32]. Следовательно, уровни сывороточного иммуноглобулина (Ig) G и IgA у мышей GF кишечника были снижены [33, 34]. Более того, многие исследования на мышах и людях показывают, что определенные воспалительные заболевания связаны с измененной микрофлорой [9, 35, 36].

Воспалительные заболевания часто вызываются микробным дисбактериозом. В проспективном исследовании детей с высоким риском развития астмы было обнаружено, что изменения в микробиоте происходят до развития болезни [37].Для регуляции иммунных ответов требуются определенные виды кишечной комменсальной микробиоты, а нарушения в микробиоте могут привести к отсутствию иммунной регуляции, росту более патогенных микробов и развитию воспаления. Микробный состав микробиоты кишечника взрослого человека в основном определяется микроорганизмами, воздействию которых новорожденный ребенок подвергается в первые годы жизни. Было показано, что стратегии манипулирования микробиотой в младенчестве предотвращают развитие аллергических и атопических заболеваний в более зрелом возрасте [38-40].Таким образом, использование пробиотиков и пребиотиков в ранний постнатальный период было предложено для преднамеренного изменения состава микробиоты. Кроме того, диета и воздействие микробов во время беременности могут повлиять на метаболический и иммунологический профили беременной матки и риск развития заболевания у потомства [41]. Также было предложено применение пробиотиков и пребиотиков во время беременности [42–44]. Различия в этом составе связаны с колонизацией; факторы хозяина, такие как пол и возраст; генетические факторы; и состояние здоровья.Динамическое состояние экологии микроба все чаще связывают с растущим числом заболеваний. Новые высокопроизводительные методологии, такие как метагеномика, транскриптомика, протеомика и метаболомика, в постгеномную эру в значительной степени помогли понять механизмы, с помощью которых микробиота способствует физиологии хозяина у здоровых и больных людей. Метагеномные исследования микробиоты кишечника человека, например, показали, что на метаболизм хозяина влияет низкое бактериальное разнообразие, которое также связано с ожирением и другими заболеваниями [45, 46J.

4. Пробиотическая модуляция иммунной системы слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта

Возможно, одним из наиболее важных аспектов пробиотических бактерий является способность локально и системно модулировать иммунную систему слизистой оболочки ЖКТ хозяина. Взаимодействие между пробиотическим микробом и резидентной микробиотой желудочно-кишечного тракта. эпителий и иммунные клетки кишечника, вызывающие иммуномодулирующий ответ, довольно сложны и были подробно рассмотрены [34, 47-49].

Экспрессия цитокинов и генов хемокинов осуществлялась с помощью активированного ядерного фактора каппа-B (NF-κB) и сигнальных каскадов митоген-активированной протеинкиназы, опосредованных MAMP, PRRS (включая NOD-подобный рецептор, Toll-подобные рецепторы, и рецепторы лектина С-типа).Липотейхоевые кислоты (DMA), пептидогликан и белки S-слоя в основном обнаруживаются в MAMP из пробиотических микроорганизмов. [48, 50] [Рисунок 1].

Рисунок 1.

Пробиотическая модуляция иммунной системы слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. В то время как эпителиальные клетки кишечника (IEC), подвергающиеся воздействию патогенных микробов или связанных с ними стимулов, продуцируют провоспалительные медиаторы, такие как интерлейкин 8 (IL-8) и фактор некроза опухоли a (TNF-a), пробиотики подавляют выработку этих цитокинов и вместо этого вызывают противовоспалительное действие. медиаторы, такие как трансформирующий фактор роста b (TGF-b) и стромальный лимфопоэтин тимуса (TSLP), которые могут способствовать дифференцировке незрелых дендритных клеток (iDC) в регуляторные дендритные клетки (DCreg).Макрофаги в воспаленной слизистой оболочке продуцируют большое количество ИЛ-6, а пробиотики могут снижать выработку ИЛ-6 и увеличивать выработку ИЛ-10.

Иммуномодулирующий эффект этих MAMPs с использованием функциональных геномных методов изучался во многих исследованиях. Различные исследования продемонстрировали значительное снижение количества продуктов провоспалительных цитокинов с одновременным увеличением противовоспалительного IL-10 и подавлением провоспалительного IL-12 и TJMF-H. [23, 51J. Микрофлора в кишечнике способствует барьерной функции слизистой оболочки, а также повышает иммунитет организма к кишечной инфекции.Во время активной инфекции обычно продуцируемым цитокином является IL-1β, который имеет решающее значение для восстановления нейтрофилов и уничтожения патогена. Микрофлора играет жизненно важную роль в производстве гомеостатических уровней про-ИЛ-1β в местных кишечных макрофагах. Микробиота кишечника также может повышать иммунитет хозяина через MyD88-независимые механизмы (MyD88 - ген первичного ответа миелоидной дифференцировки 88). Примечательно, что колонизация мышей GF комменсальными бактериями индуцирует развитие клеток Th-17 в кишечнике, что важно для защиты от инфекции Citrobacter rodentium [52].

5. Иммунные клетки

Пробиотики регулируют врожденные и адаптивные иммунные ответы хозяина, модулируя функции дендритных клеток, макрофагов и Т- и В-лимфоцитов. Пробиотики регулируют иммуномодулярные функции путем активации толл-подобных рецепторов, что является одним из механизмов регуляции. Недавние исследования показывают, что пробиотики активируют врожденный иммунитет за счет усиления адаптивного иммунного ответа [20, 53]. Один из предложенных механизмов - активация толл-подобных рецепторов.

Регуляторные дендритные клетки являются основными профессиональными антигенпрезентирующими клетками (APC), модулирующими адаптивные иммунные ответы. Пробиотики, содержащие L. acidophilus, L. casei, L. reuteri, E. bifidium, и Streptococcus thermophilus , стимулируют дендритные клетки к выработке IL-10, TGF-β, COX-2 и индоламин-2,3-диоксигеназы. , которые, в свою очередь, увеличивают образование регуляторных T-клеток CD4 Foxp3 (Treg) и супрессорную активность природных CD4 CD25 Treg.Они также снижают чувствительность Т- и В-лимфоцитов и количество Т-хелперов (Th) 1, Th3 и Th27 цитокинов, не вызывая апоптоза. Эта смесь подавляла вызванное 2,4,6-тринитробензолсульфоновой кислотой кишечное воспаление, которое было связано с обогащением CD4 Foxp3 Tregs в воспаленных областях, как было обнаружено в исследованиях in vivo. Таким образом, пробиотики, которые усиливают образование регуляторных дендритных клеток, индуцирующих Treg, представляют собой потенциальный терапевтический подход к воспалительным расстройствам [50, 54].

В настоящее время точный механизм взаимодействия между пробиотическими микроорганизмами и клетками-хозяевами остается неясным. Тем не менее, накоплено достаточно информации о том, что микробиота кишечника может влиять на иммунный ответ как на системном уровне, так и на уровне слизистых оболочек. Некоторые предполагаемые механизмы включают: влияние самой микрофлоры, улучшение функции мембранного барьера и прямое воздействие пробиотических микроорганизмов на различные типы эпителиальных и иммунных клеток. Многие пациенты с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) используют пробиотики для лечения этого заболевания кишечника.Подавление выработки провоспалительных цитокинов и других медиаторов воспаления, по-видимому, представляет собой важный механизм частичного облегчения колита, наблюдаемый с многочисленными штаммами LAB на различных моделях. Следует также отметить, что агенты, блокирующие TNF-α, также весьма успешны при лечении пациентов с CD (болезнь Крона) [55]. Однако следует принимать во внимание, что различные виды и штаммы пробиотических бактерий обладают различными полезными эффектами и, следовательно, их необходимо выбирать более рациональным образом для лечения заболеваний человека.

6. Lactobacillus bulgaricus - вклад в современное здоровое питание

Lactobacillus bulgaricus - единственный пробиотический микроорганизм, названный в честь определенной территории и нации. Размножается она только в районе современной Болгарии, совпадающем с древней Фракией. Мутирует и прекращает размножение после 1-2 ферментаций в других регионах мира. Болгарская традиционная еда включает болгарских бактерий Lactobacillus. Lactobacillus bulgaricus используется для производства болгарских пищевых продуктов на основе молочной кислоты, таких как йогурт, фета-йогурт, белый рассольный сыр, другие сыры и сливки, гуманизированное детское питание, пробиотические функциональные продукты и цельные пищевые добавки [56-58] .

Lactobacillus bulgaricus была известна фракийцам - древнему населению, которое проживало на территории нынешних болгарских земель более 7–8 тысяч лет назад. Слово «йогурт» по-фракийски означает твердое, твердое молоко. Во время своего путешествия по Фракии греческий ученый Геродот (484–425 до н.э.) писал, что фракийцы готовят особую кисломолочную пищу, которая является подарком их богов [59].

Отец пробиотиков и лауреат Нобелевской премии - Илья Мечников (русский ученый) в своей работе «Продление жизни» приписывает долгую и здоровую жизнь болгар главным образом потреблению йогурта и, в частности, местной бактерии в йогурте [Рисунок 2]. .

Рисунок 2.

Проф. И. Мечников

В 1905 году в Женеве болгарский студент Стамен Григоров выделил Lactobacillus bulgaricus из йогурта, привезенного из Болгарии [Рисунок 3].

Рисунок 3.

Доктор Стамен Григоров

BSS (Болгарский государственный стандарт) для йогурта был создан в Болгарии в соответствии с европейскими стандартами происхождения. В соответствии с этим стандартом, ферментация молочной кислоты должна выполняться с использованием только Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus .Йогурт представляет собой кисломолочный продукт с типичными бактериальными культурами Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus (стандарты идентификации, опубликованные в Своде федеральных правил США).

В Постановлении Комиссии (Эльф) № 432/2012 в список разрешенных заявлений о пользе для здоровья пищевых продуктов включены только пробиотические микроорганизмы: Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus . Согласно заявлению, в дозах, превышающих 10 8 колониеобразующих единиц, они улучшают переваривание лактозы [60].

В 1990-х годах Lactobacillus bulgaricus использовалось в производстве пробиотического функционального питания для космонавтов, которое было испытано во время полета второго болгарского космонавта в космос [61],

До недавнего времени считалось, что Lactobacillus bulgaricus можно выделить из растений - кизила, розовой чаши и др. Болгарские ученые Н. Александров и Д. Петрова выделили Lactobacillus bulgaricus и другие пробиотические микроорганизмы ферментированного молока из родниковой воды Болгарии [62, 63].Имеются экспериментальные и клинические научные доказательства со всего мира положительного воздействия Lactobacillus bulgaricus на стимулирование иммунной системы, регулирование функций и микробной флоры желудочно-кишечного тракта, включая диарею и дисбактериоз, снижение риска рака, защитный эффект лучевой терапии. , регулирование уровня холестерина, конкурентное ингибирование патогенных штаммов, вызывающих инфекции, уменьшение непереносимости лактозы и антимутагенный эффект. Lactobacillus bulgaricus благотворно влияет на здоровье женщин из-за его сходства с флорой Додерлейна во влагалище женщины [64]. Lactobacillus bulgaricus , в отличие от других пробиотических микроорганизмов, которые секретируют только L (+) молочную кислоту, секретирует L (+) и D (-) молочную кислоту во время ферментации. Это определяет его мощный антиоксидантный и противоопухолевый эффект. Lactobacillus bulgaricus производит антимикробное вещество, известное как булгарикан, устойчивое к нагреванию и активное против высоковирулентных (патогенных) штаммов микроорганизмов [56, 57].Было показано, что Lactobacillus bulgaricus лучше всего прилипает к слизистой оболочке толстой кишки, после чего происходит быстрое размножение в организме. Это имеет решающее значение для его более мощного лечебного и детоксического эффекта, чем у других пробиотиков молочнокислых бактерий.

Lactobacillus bulgaricus лучше всего воспроизводится с Streptococcus thermophilus . Для быстрого получения биомассы и биологически активных веществ и усиления их действия необходимо совместное культивирование Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus .В Болгарии было проведено множество научных исследований дрожжей, содержащих Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus , используемых в производстве йогуртов. Результаты показывают, что эти специфические бактерии йогурта стабильны и выживают после прохождения через желудочно-кишечный тракт человека.

Некоторые болгарские компании используют современные биотехнологии и во время ферментации покрывают штаммы Lactobacillus bulgaricus и других пробиотических микроорганизмов естественной оболочкой, состоящей из компонентов питательной среды.Это помогает производить пробиотики и изолировать новые штаммы пробиотиков из родниковой воды, которая обычно выживает в меняющихся климатических условиях. Эти пробиотические микроорганизмы должны сохранять свою стабильность и жизнеспособность при прохождении через желудочно-кишечный тракт, а также при хранении в магазинах при температуре до 24 o C в течение всего срока годности.

Lactobacillus bulgaricus - это древний вклад человечества в современную науку и создание первых в мире здоровых продуктов питания.

7. Пробиотики и пробиотические функциональные пищевые продукты - Законодательство и современные проблемы

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), пробиотики представляют собой живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах способствуют здоровью выгода для хозяина [65].

За последние десятилетия наблюдается быстрый рост применения пробиотиков как среди людей, так и среди животных. Они используются в производстве кисломолочных продуктов (молока, сыра), в качестве ингредиентов в адаптированном молоке для младенцев и детей, в хлебобулочных или кондитерских изделиях или в качестве материала для производства пищевых добавок.Еще одно современное направление в аграрной науке - использование пробиотиков в животноводстве и птицеводстве для снижения заболеваемости молодняка, максимального использования питательных ингредиентов кормов и быстрого набора мышечной массы без лечения гормональными препаратами и антибиотиками, так как а также для увеличения объема дополнительных продуктов, которые дают животные и птица - яйца, молоко и др.

Пробиотические микроорганизмы относятся к семейству Lactobacillus, Lactococcus, Bifidobacterium, Pediococcus, или Bacillus с микроорганизмами из семейства Lactobacillus наиболее часто используются в качестве пробиотиков.

По словам Клэр М. Хасслер из Университета Иллинойса, пробиотики семейства Lactobacillus представляют собой функциональные ингредиенты, содержащиеся в йогурте и других молочных продуктах, которые улучшают состояние здоровья желудочно-кишечного тракта. Многие исследования подтверждают пользу пробиотиков для поддержания здоровья желудочно-кишечного тракта, предотвращения инфекций за счет конкурентного подавления развития патогенных штаммов, укрепления иммунной системы, предотвращения колоректального рака, снижения уровня холестерина в сыворотке, снижения непереносимости лактозы и т. Д.

Пробиотики обладают здоровым эффектом, если их принимать в определенных количествах. По мнению японских ученых Н. Ишибаши и С. Шимамура, рекомендуемое количество живых микроорганизмов в пробиотическом продукте должно составлять не менее 107 живых микроорганизмов на грамм или на миллилитр. По мнению других ученых, Гомеса и Виндерола, минимально необходимая концентрация живых клеток в каждом грамме пробиотического продукта в момент употребления должна составлять от 10 6 до 10 9 , чтобы иметь какой-либо благоприятный эффект.

Сегодня рынок предлагает широкий ассортимент пробиотических продуктов, большинство из которых находится в сухих формах. Ряд факторов влияет на сроки годности сухих пробиотических продуктов и их последующее действие при употреблении. Создание пробиотических формул с длительным сроком годности штаммов и более длительным сроком годности по-прежнему остается проблемой. Производители пробиотических продуктов постоянно применяют инновации, направленные на сохранение жизнеспособности пробиотических штаммов в процессе сушки (лиофилизации), регидратации, при прохождении через желудочно-кишечный тракт и при сильно меняющемся pH в желудке и желчных солях, а также при их хранении в точки продаж.Существует множество исследований молекулярных характеристик штаммов пробиотиков и их воздействия на здоровье.

Компании применяют различные подходы для создания новых формул пробиотиков с сохранением жизнеспособности штаммов и полезных эффектов. Некоторые корейские и японские компании делят пробиотические продукты на четыре поколения:

  • Первое поколение - пробиотические микроорганизмы без покрытия

  • Второе поколение - пробиотические микроорганизмы с одинарным синтетическим покрытием, которое защищает их при прохождении через желудочно-кишечный тракт

  • Третье поколение - микрокапсулированные пробиотические микроорганизмы с синтетической капсулой

  • Четвертое поколение - пробиотические микроорганизмы с двумя синтетическими оболочками, белком и мукополисахаридами, которые защищают их при прохождении через желудочно-кишечный тракт и от высокого давления и температуры

Некоторые ученые применяют генетические манипуляции с известными штаммами для увеличения их стойкости.Американские компании тестируют возможные пробиотические эффекты известных спороносных микроорганизмов из семейства Bacillus.

Болгарские производители пробиотиков покрывают штаммы молочнокислых микроорганизмов естественным покрытием, состоящим из ингредиентов пищевых сред, с целью повышения их стойкости при изменении pH и температуры. Болгарский ученый Никола Александров и его коллеги-исследователи впервые в мире выделили 8 полностью естественных пробиотических штаммов семейства Lactobacillus из чистой родниковой воды в Болгарии [62,63] [Рисунок 4].

Рис. 4.

Пробиотики из родниковой воды

Исследования в этой области будут иметь большое значение для производителей пробиотиков, которые хотят добиться более длительного срока службы и лучшего воздействия на здоровье своих пробиотических продуктов. Эти исследования также чрезвычайно важны для конечных потребителей, которым нужны качественные функциональные продукты для улучшения качества своей жизни.

8. Пробиотические функциональные продукты питания

Старейшая концепция функциональных продуктов питания была создана отцом медицины - Гиппократом.Он написал: «Пусть пища будет вашим лекарством, а лекарство - вашей пищей».

Основная роль пищи заключается в обеспечении достаточного количества питательных веществ, которые удовлетворяют потребность человеческого организма в пище. Сегодня наука о питании сталкивается с новыми проблемами, выходящими далеко за рамки концепции недостаточности питания.

В мире происходят как социально-экономические изменения, так и изменения в демографической структуре населения - рост числа пожилых людей и увеличение расходов на здравоохранение.Поэтому правительства, исследователи, эксперты в области здравоохранения и пищевая промышленность в целом направляют свои усилия на выявление и создание функциональных продуктов питания, которые могут улучшить здоровье местного населения, снизить риск заболеваний с социальными последствиями, таких как сердечно-сосудистые заболевания. болезней, рака, остеопороза и улучшения качества жизни людей. В сочетании со здоровым образом жизни ежедневное употребление этих функциональных продуктов питания может иметь положительное влияние на здоровье как работающих людей в активном возрасте, так и их семей, а также пожилых людей.Это приведет к резкому снижению затрат на здравоохранение и оптимизации физического и психического здоровья населения.

В настоящее время научные данные доказывают, что некоторые продукты питания и пищевые ингредиенты обладают благоприятным физиологическим и психологическим эффектом, помимо содержания основных пищевых веществ. Современные исследования сосредоточены на выявлении в пище биологически активных компонентов, которые поддерживают здоровье человека и снижают риск заболеваний. Было обнаружено, что многие традиционные продукты питания, такие как яйца, молоко, цельнозерновые продукты, фрукты, овощи, соя и т. Д.содержат компоненты, потенциально полезные для здоровья. Помимо этих продуктов, существуют новые продукты, которые были разработаны для увеличения или объединения этих полезных компонентов из-за их преимуществ или желаемых физиологических эффектов.

Функциональные пищевые продукты - это продукты, которые потребляются как часть нормального процесса питания. Они обладают полезным действием при употреблении в нормальных количествах в рамках диетического режима. Функциональная пища может быть:

  • Пища натурального происхождения - молоко цельнозерновое, цельнозерновой хлеб и т. Д.

  • Пищевые продукты, технологически или биотехнологически обогащенные каким-либо ингредиентом

  • Пищевые продукты, из которых ингредиент был извлечен технологически или биотехнологически

  • Пищевые продукты, в которых природа одного или нескольких веществ была изменена

  • Пищевые продукты, в котором была изменена биодоступность одного или нескольких веществ

  • Пища, представляющая собой комбинацию двух или более пищевых продуктов, описанных выше

Функциональная пища может быть адресована всему населению или отдельным группам, определенным с точки зрения возраст (e.g., дети или взрослые), генетические и ферментные модификации (непереносимость глютена, непереносимость лактозы), функциональное состояние (например, беременность) и т. д. Функциональные продукты питания должны соответствовать общему значению питания - потенциальным взаимосвязям с другими продуктами питания. вещества и ингредиенты или возможные нежелательные эффекты, включая аллергию и непереносимость.

Основы современной науки о функциональных продуктах питания были заложены в Японии в 1980 году. Концепция продуктов питания для особого здоровья (FOSHU) была создана в 1991 году.Продукты питания, обозначенные как FOSHU, утверждаются министром здравоохранения и социальной защиты Японии после предоставления подробных и достаточных научных доказательств. Такие продукты употребляются в рамках стандартной диеты [66]. В США требования по «снижению риска заболеваний» для определенных пищевых продуктов были закреплены законом в 1993 году. Мнения и заключения, касающиеся здоровья, подлежат утверждению Управлением по контролю за продуктами и лекарствами на основе научных данных и их цель - помочь потребителям, предоставляя информацию о здоровом питании, тем самым избегая риска заболеваний [67].В Европейском союзе разработка и утверждение функциональных пищевых продуктов регулируются специальной организацией Европейской комиссии, известной как FUFOSE (Наука о функциональном питании в Европе) в сотрудничестве с Европейским ILSI (Международным институтом наук о жизни), который в основном работает над вопросы, касающиеся гармонизации законодательства в области функциональных пищевых продуктов в странах-членах ЕС. Европейская комиссия разработала два типа медицинских требований к функциональным продуктам питания: «повышенная функциональность» и «снижение риска заболеваний» [60].В Болгарии разрешение на производство пищевых продуктов со специальным назначением выдается Болгарским агентством по безопасности пищевых продуктов (BFSA) после предоставления научных данных Министерству здравоохранения Республики Болгарии [63, 67].

Самая большая проблема, стоящая перед учеными в области питания сейчас и в будущем, состоит в том, чтобы исследовать взаимосвязь между данным пищевым продуктом или пищевым ингредиентом и улучшением здоровья и снижением риска различных заболеваний. Предоставление доступной и подробной информации о качествах функциональных пищевых продуктов имеет исключительное значение для выбора продуктов питания потребителями.

9. Заключение и направления на будущее

Пробиотики - надежные средства профилактики и лечения иммунных нарушений. Существует множество обнадеживающих данных, основанных на анализе исследований на людях и моделях животных, о том, что пробиотики обладают клинической эффективностью при язвенном колите и синдроме раздраженного кишечника, а также при других кишечных заболеваниях, таких как инфекционная диарея, диарея, связанная с антибиотиками, некротический энтероколит. Самые последние исследования предполагают захватывающую возможность того, что пробиотики можно модифицировать для доставки вакцин и усиления эффектов вакцинации [68].В то время как парадигма основанной на открытиях геномики пробиотических LAB раскрыла важные аспекты пробиотических механизмов, она также выявила сложность этих взаимодействий с резидентной микробиотой и иммунной системой слизистой оболочки. Тем не менее, этот вызов открыл прекрасную возможность. Например, пробиотические бактерии в настоящее время исследуются как подходящие модели для производства вакцин / лекарств из-за их тесной связи с иммунитетом хозяина и иммуномодулирующим действием [45, 69]. Последние открытия показывают, что роль пробиотических бактерий и резидентной микробиоты выходит далеко за рамки здоровья желудочно-кишечного тракта.Выявлено нейрохимическое значение гомеостаза кишечника. Есть исследования, которые показывают перекрестную связь между желудочно-кишечным трактом и мозгом (ось мозг – кишечник) [70]. Наряду с этими достижениями важно, чтобы клинические испытания на людях продолжались с экспериментальным дизайном, который был хорошо контролируемым и четко определенным, отражая большой прогресс, достигнутый в области исследований пробиотиков и микробиома ЖКТ [71]. Спустя более века после наблюдений Мечникова, тщательный экспериментальный дизайн с использованием интегрированной геномики привел к более четкому определению пробиотических бактерий, а также к модели для дальнейших открытий.Болгария стала известна в мире благодаря Lactobacillus bulgaricus , и болгарская территория по-прежнему является важным резервуаром для выделения природных штаммов молочнокислых бактерий, которые после дополнительной селекции используются в качестве заквасок для производства различных ферментированных продуктов и пробиотических продуктов. . Самая большая проблема для исследователей в области питания в настоящее время и в будущем - это изучение взаимосвязи между определенным продуктом питания или питательным веществом и улучшением здоровья или снижением риска различных заболеваний.Предоставление доступной и исчерпывающей информации о свойствах функциональных пищевых продуктов имеет решающее значение при выборе продуктов питания потребителями.

.

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec