Создание нового класса бактериальных препаратов - пробиотиков - Производство биоферментных препаратов

Развитие идеи И. И. Мечникова по целенаправленному изменению состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта путем энтерального введения культур молочно-кислых бактерий в качестве антагонистов гнилостных микробов оформилось в направление и привело к созданию нового класса бактериальных препаратов - пробиотиков.

В работе Б. А. Шендерова с соавторами (1997) прослежена история появления термина пробиотики и толкование этого термина различными исследователями. По их мнению, термин пробиотик ввели D. M. Lilly и R. H. Stillwell в 1965 г. для обозначения микробных метаболитов, обладающих способностью стимулировать рост микроорганизмов. В 1970 г. M. Gros, G. Jhielin назвали пробиотиками биологические препараты, представляющие собой стабилизированные культуры симбионтных микроорганизмов или продукты их ферментации, которые способствуют росту последних.

В 1974 г. R. B. Parker назвал пробиотиками микробные препараты (микроорганизмы или их компоненты), регулирующие микрофлору кишечника.

В Дании Т. Riise (1981) предложил под названием пробиотик понимать "...увеличение количества полезных микроорганизмов в пищеварительном тракте животного-хозяина путем введения больших количеств желательных бактерий для переустановления и поддержания идеальной ситуации в кишечнике".

R. Fuller (1989) считает пробиотиками "живую микробную кормовую добавку, которая оказывает полезное действие на животное - хозяина путем улучшения его кишечного микробного баланса".

M. Vanbelle et al. (1990) определяют понятие пробиотик как антоним антибиотиков, т. е. промотор жизни.

По мнению Г. А. Сафонова с соавт. (1992), термин пробиотики был предложен Паркером для обозначения микроорганизмов и продуктов их ферментации, обладающих антагонистической активностью по отношению к патогенной микрофлоре.

По определению G. R. Gibson, M. B. Robertroid (1995), пробиотики - это микробиологические пищевые добавки, которые благотворно влияют на хозяина путем улучшения микробиологического баланса его кишечника.

Рассматривая проблему дисбактериозов, А. А. Воробьев с соавт. (1997) называют биопрепараты из нормальной микрофлоры, используемые для профилактики и лечения этого заболевания, эубиотиками. К ним авторы относят препараты, содержащие бифидо - и лактобактерии, E. coli, споровые формы бактерий. Однако Б. А. Шендеров с соавт. (1997) считают, что эубиотики - термин, который используется в основном российскими исследователями и по своей сути охватывает лишь часть пробиотиков. По мнению Б. А. Шендерова, пробиотики - это препараты и продукты питания, в состав которых входят вещества микробного и немикробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические функции и биохимические реакции организма хозяина через оптимизацию его микробиологического статуса. Это определение предполагает, что любые живые или убитые микроорганизмы, их структурные компоненты, метаболиты, а также вещества другого происхождения, оказывающие позитивное влияние на функционирование микрофлоры хозяина, способствующие лучшей адаптации его к окружающей среде в конкретной экологической нише, могут рассматриваться как пробиотики.

Отсутствие четкого определения препаратов этой группы, по-видимому, можно объяснить недостаточной изученностью их фармакодинамики. Это стало возможным в связи с тем, что большинство авторов относили пробиотики к кормовым добавкам. На основании результатов наших многолетних исследований мы считаем, что пробиотики следует отнести к лекарственным средствам, которые предпочтительнее использовать для превентивной терапии и в качестве эрготропиков.

По нашему мнению, пробиотики - это стабилизированные культуры микроорганизмов и продукты их ферментации, обладающие свойством оптимизировать кишечные микробиоценозы, подавлять рост и развитие патогенной и условно-патогенной микрофлоры, повышать обменные процессы и защитные реакции организма, активизировать клеточный и гуморальный иммунитет.

P. Lyons и R. J. Fallоn (1992) назвали наше время "наступающей эпохой пробиотиков". И действительно, многочисленные исследования по разработке новых биопрепаратов и дальнейшее изучение механизма их лечебно-профилактического действия дают основание утверждать, что в XXI в. пробиотики в значительной степени потеснят на рынке традиционные и небезопасные для организма препараты, особенно те, которые применяются с профилактической целью. В последний период наряду с пробиотиками в ветеринарной медицине применяют пребиотики и синбиотики. По данным А. И. Калмыковой (2001), к пребиотикам относятся препараты немикробного происхождения, способные оказывать позитивный эффект на организм хозяина через селективную стимуляцию роста или активности нормальной микрофлоры кишечника. Пребиотиками, в частности, являются олигосахариды, например фруктоологосахариды, активно стимулирующие рост бифидобактерий. Полагают, что при рациональной комбинации пробиотиков и пребиотиков возможен максимальный позитивный эффект. Получаемые в результате рациональной комбинации пробиотиков и пребиотиков препараты называют симбиотиками (Шендеров, 1997).

Для производства пробиотиков вначале использовали неспорообразующие бактерии, обладающие свойствами выделять при сбраживании углеводов молочную, уксусную, пропионовую и другие кислоты. Поскольку в нормальной микрофлоре теплокровных преобладает ацидофильная палочка, то в качестве пробиотика стали использовать ацидофильную бульонную культуру (АБК) (Мозгов, 1964).

В дальнейшем для обогащения препарата витаминами группы В к АБК стали добавлять пропионово-кислые бактерии, что, несомненно, улучшило качество препарата и расширило сферу его применения. Этот препарат стали выпускать под названием ПАБК. Применение АБК и ПАБК повышало общую устойчивость животных и улучшало пищеварение, профилактировало развитие инфекционных заболеваний, излечивало желудочно-кишечные заболевания, стимулировало рост молодняка, а также улучшало течение беременности (Мозгов, 1964). В нашей стране в начале 60-х годов XX в животноводстве широко применяли жидкие формы симбионтных микроорганизмов (АБК и ПАБК), которые изготовляли непосредственно во многих хозяйствах и ветеринарных лабораториях. Однако такие недостатки, как нестандартность продукции, неудобства хранения и транспортировки, быстрая потеря активности, способствовали сокращению их выпуска и применения. В настоящее время эти препараты выпускают лишь на отдельных предприятиях и в лабораториях, но эти количества не удовлетворяют спрос, и поэтому некоторые хозяйства, особенно птицефабрики, вновь наладили их производство.

В дальнейшем на основе живых бифидо - и лактобактерий были созданы различные препаративные формы (лактобактерин, бифидумбактерин, ацидофилин, колибактерин и др.), которые до настоящего времени широко используются для восстановления нормальной микрофлоры и лечения желудочно-кишечных заболеваний (Сафонов, Калинина, Романов, 1992; Шубин и соавт., 1994). Бифидо - и лактобактерии, преобладающие в нормальной микрофлоре животных, подавляют размножение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов путем закисления среды обитания и наработки антибиотических веществ. Попадая в желудочно-кишечный тракт, присутствующие в этих препаратах микроорганизмы размножаются, синтезируют многие биологически активные вещества (органические кислоты, липиды, витамины, антибиотики, иммуномодуляторы и т. п.) и повышают неспецифическую резистентность организма-хозяина.

Бифидобактерии предупреждают развитие дисбактериоза. В процессе их жизнедеятельности образуются витамины В1, В2 и К, а также молочная и уксусная кислоты. Кислая среда способствует лучшему всасыванию жиров, витаминов, железа и кальция, задерживает размножение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Со временем расширялся спектр используемых для получения пробиотиков микроорганизмов. Развитие лиофилизационной техники позволило разрешить эти проблемы, теперь пробиотики выпускают в виде сухих препаратов лиофильно высушенных микроорганизмов в чистом виде или в технической форме с питательной средой. В качестве наполнителей для сухих препаратов используют сухое молоко, сахарозу, а для технической формы - кукурузную, рыбную или другую муку. Такие формы наиболее удобны (в отличие от жидких) при групповом назначении животным с кормом.

Создание сухих форм пробиотических препаратов позволило расширить сферу их применения и выпускать более стандартизованные препараты, длительное время сохраняющие свои свойства. Твердые формы бифидобактерина (лиофилизированная биомасса активных бифидобактерий) и лактобактерина (смесь двух штаммов лактобактерий), применяемые для профилактики и лечения у телят желудочно-кишечных заболеваний, показали высокую эффективность (Воронин и соавт., 1990; Зитаре, 1983; Ивановский, 1996; Ихтизаров, 1979).

Следующим этапом в создании препаратов пробиотиков следует считать разработку комбинированных препаратов.

По данным В. В. Поспеловой (1994), совместное культивирование ацидофильной палочки с бифидобактериями совместимо и обеспечивает их сохранение, свойственное для каждого из этих штаммов бактерий. При сочетании бифидобактерий и ацидофильной палочки антагонистический эффект в отношении кишечной палочки значительно выше, чем при использовании каждой культуры в отдельности. Показано также, что ацидофильная палочка стимулирует накопление бифидобактериями специфических антибиотических веществ. Комплексными бактериальными препаратами являются бифилак и бифимол. Эти препараты следует растворять непосредственно перед выпаиванием теплой (37ОС) водой и применять за 30-60 минут до кормления молозивом в течение 5 суток. Препараты, обладая высокой эффективностью в профилактике желудочно-кишечных болезней телят, оказывают стимулирующее действие на их рост и развитие в раннем возрасте.

Продолжается работа по созданию новых, более активных пробиотиков. Большой интерес в качестве основы для пробиотиков представляют бактерии рода Bacillus. Свойства некоторых штаммов этой группы бактерий настолько разнообразны и привлекательны, что только за последние годы на их основе разработано более десятка эффективных препаратов:

    - медицинские: биоспорин (B. subtilis + B. licheniformis), гинеспорин (B. subtilis), споробактерин (B. subtilis), бактиспорин (B. subtilis), энтерогермин (B. subtilis), флонивин (B. subtilis), бактисубтил (B. sereus), цереобиоген (B. sereus); - ветеринарные: бактерин-СЛ (B. subtilis, B. licheniformis), эндоспорин (B. subtilis), БПС-44 (B. subtilis), энтеробактерин (B. subtilis), глоген-8 (B. natto), прималас (B. subtilis), протектин (B. subtilis).

По мнению В. В. Смирнова с соавт. (1995), "наиболее перспективными для создания пробиотиков оказались бациллы, относящиеся к виду Bacillus subtilis, B. pumilus, B. polymyxa. Эти виды стабильно выделяются из разнообразных биотопов, в том числе из организма и тканей теплокровных, насекомых и растений. Для штаммов этих видов характерны высокая устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды, ферментативная и антагонистическая активность. Живые культуры спорообразующих аэробных бактерий из рода Bacillus следует считать экологически чистыми и перспективными для использования в животноводстве.

Похожие статьи




Создание нового класса бактериальных препаратов - пробиотиков - Производство биоферментных препаратов

Предыдущая | Следующая