Пробиотики: наука и применение¶
Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при введении в достаточных количествах приносят пользу здоровью хозяина. К ним относятся прежде всего бактерии, продуцирующие молочную кислоту (лактобациллы, бифидобактерии), а также некоторые дрожжи и спорообразующие бактерии. Термин происходит от греческих слов «pro bios» — «для жизни», в противовес антибиотикам («против жизни»). Пробиотики являются предметом изучения микробиологии, гастроэнтерологии и пищевой биотехнологии и широко применяются в пищевой промышленности, медицине и ветеринарии.
¶История изучения
Первые научные представления о роли молочнокислых бактерий сформулировал в начале XX века российский учёный Илья Мечников. Изучая долгожительство болгарских крестьян, он связал его с регулярным употреблением кисломолочных продуктов и выдвинул гипотезу о том, что молочнокислые бактерии подавляют гнилостную микрофлору кишечника. За эти работы Мечников в 1908 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Термин «пробиотик» в 1965 году предложили Д. Лилли и Р. Стиллвелл для обозначения веществ, выделяемых одними простейшими и стимулирующих рост других. Позднее, в 1989 году, Рой Фуллер сформулировал современное определение — живые микробные добавки, благотворно влияющие на организм. В России значительный вклад в изучение пробиотиков внесли работы по кишечной микрофлоре и созданию лечебных препаратов на основе лактобацилл и бифидобактерий.
¶Виды и классификация
Пробиотические микроорганизмы подразделяют по нескольким признакам.
| Группа | Представители | Особенности |
|---|---|---|
| Лактобациллы | Lactobacillus acidophilus, L. casei | Кисломолочное брожение, устойчивость в тонком кишечнике |
| Бифидобактерии | Bifidobacterium bifidum | Преобладают в толстом кишечнике, синтез витаминов |
| Дрожжи | Saccharomyces boulardii | Устойчивы к антибиотикам |
| Спорообразующие | Bacillus subtilis | Образуют споры, выживают в агрессивной среде |
По составу различают монокомпонентные (один штамм) и поликомпонентные (несколько штаммов) препараты, а также синбиотики — комплексы пробиотиков с пребиотиками (веществами, питающими микрофлору).
¶Механизмы действия
Полезные эффекты пробиотиков реализуются через несколько механизмов:
- Конкуренция за субстрат и места адгезии — полезные бактерии вытесняют патогены из кишечника.
- Продукция антимикробных веществ — молочной и уксусной кислоты, бактериоцинов, перекиси водорода.
- Укрепление барьера слизистой — стимуляция выработки муцина и защитных белков.
- Модуляция иммунитета — активация макрофагов, синтеза иммуноглобулина А.
- Синтез метаболитов — витаминов группы B, витамина K, короткоцепочечных жирных кислот.
¶Применение
¶Пищевая промышленность
Пробиотические штаммы используются при производстве кисломолочных продуктов: кефира, йогурта, ряженки, простокваши, а также в составе функциональных продуктов питания и биологически активных добавок.
¶Медицина
Пробиотики применяют при дисбактериозе, антибиотик-ассоциированной диарее, синдроме раздражённого кишечника, для профилактики инфекций у детей. В России выпускаются препараты на основе лактобацилл, бифидобактерий и их комбинаций.
¶Ветеринария и сельское хозяйство
Пробиотические добавки вводят в корм сельскохозяйственных животных и птицы для повышения продуктивности и снижения применения антибиотиков.
¶Требования к пробиотикам
К эффективным пробиотическим штаммам предъявляют ряд требований: способность выживать в кислой среде желудка и желчи, адгезия к эпителию кишечника, безопасность для человека, устойчивость при хранении. Штаммы должны быть точно идентифицированы и депонированы в коллекциях.
¶Критика и ограничения
Эффективность многих пробиотиков подтверждена неодинаково: часть клинических исследований демонстрирует умеренный эффект, часть — отсутствие значимой пользы. Для иммунокомпрометированных пациентов и новорождённых возможны редкие нежелательные реакции. Регулирование пробиотиков как лекарственных средств и как добавок различается между странами, что затрудняет сопоставление результатов.
¶Современное состояние
Активно развивается направление персонализированной микробиологии — подбор пробиотиков с учётом индивидуального состава микробиоты. Исследуются постбиотики (метаболиты полезных бактерий) и их применение. В России научные работы по пробиотикам ведут профильные институты микробиологии и пищевой биотехнологии.
Источники: работы И. И. Мечникова по молочнокислому брожению; публикации Р. Фуллера по определению пробиотиков; обзоры по кишечной микробиоте; материалы по пищевой биотехнологии.