Научная статья на тему 'Влияние пробиотической культуры Lactobacillus rhamnosus gg на иммунный ответ организма'

Влияние пробиотической культуры Lactobacillus rhamnosus gg на иммунный ответ организма Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
4669
393
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОБИОТИКИ / ИММУННЫЙ ОТВЕТ / LACTOBACILLUS RHAMNOSUS GG / PROBIOTICS / IMMUNE RESPONSE

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Суржик Александра Витальевна

В статье приводится обзор данных о влиянии пробиотической культуры Lactobacillus rhamnosus GG на состояние кишечного биоценоза. Особо отмечено влияние L rhamnosus GG на функционирование иммунной системы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF PROBIOTIC CULTURE LACTOBACILLUS RHAMNOSUS GG (LGG) ON IMMUNE RESPONSE OF ORGANISM

This article presents review of data of influence of probiotic culture Lactobacillus rhamnosus GG on intestinal biocenosis. Main attention was given to influence of L. rhamnosus GG on functions of immune system.

Текст научной работы на тему «Влияние пробиотической культуры Lactobacillus rhamnosus gg на иммунный ответ организма»

VSP 2

54

Є

_BLOK_136_polos_coll.qxd 22.04.2009 21:00 Pag^ 54

Обзор литературы

А.В. Суржик

ОАО «Компания Юнимилк», Москва

Влияние пробиотической культуры Lactobacillus rhamnosus GG на иммунный ответ организма

Контактная информация:

Суржик Александра Витальевна, кандидат медицинских наук, научный менеджер ОАО «Компания Юнимилк» Адрес: 127015, Москва, ул. Вятская, д. 27, корп. 13/14, тел.: (495) 775-66-05 Статья поступила: 21.01.2009 г., принята к печати: 01.04.2009 г.

В статье приводится обзор данных о влиянии пробиотической культуры Lactobacillus rhamnosus GG на состояние кишечного биоценоза. Особо отмечено влияние L. rhamnosus GG на функционирование иммунной системы. Ключевые слова: пробиотики, Lactobacillus rhamnosus GG, иммунный ответ.

Задолго до начала масштабного изучения микробиоты человека и ее роли в формировании здоровья было известно, что кисломолочные продукты не только усваиваются лучше пресного молока, но и препятствуют развитию нарушений пищеварения, ускоряют процессы выздоровления после ряда инфекционных заболеваний. Еще в начале ХХ века И.И. Мечников обратил внимание на пользу кисломолочных продуктов, помогающих повысить устойчивость организма к инфекциям и образованию опухолей, благотворно влияющих на нервную систему, обмен веществ, защищающих от преждевременного старения. Эти наблюдения получили широкое развитие в современной нутрициологии и послужили основой для нового направления в пищевой индустрии — создания пробиотических продуктов для профилактики, а также для лечения определенных заболеваний.

В настоящее время под пробиотиками понимают живые микробные ингредиенты пищи, которые благоприятно влияют на организм человека, способствуя формированию полноценного барьера слизистой оболочки кишечника (препятствующего адгезии патогенов), модуляции защитных механизмов организма и улучшению баланса кишечной микрофлоры. Действие пробиотиков не сводится только к заселению кишечника. Доказано, что они положительно влияют на формирование неиммуноген-

ного защитного барьера кишечника, включающего конкуренцию с другими бактериями за эпителиальные рецепторы и пищевые субстраты, синтез антимикробных факторов, а также ацидификацию химуса, стимуляцию выработки муцина и регенерацию эпителия [1].

Особое место в процессе формирования и функционирования иммунной системы отводится интестинальной микрофлоре. Существует точка зрения, что для полного созревания кишечника, лимфоидная ткань которого является частью иммунной системы, необходимо воздействие не только и не столько антигенов пищи, сколько антигенов нормальной микрофлоры. Бактерии-комменсалы определяют дифференцировку Т супрессоров в пейеровых бляшках, они играют огромную роль в формировании пищевой толерантности, воздействуя на баланс ТИ1/ТИ2 лимфоцитов. Причем ключевую роль в данном процессе играют лактобактерии [2].

Используя положительные эффекты пробиотиков, следует помнить, что они являются живыми микроорганизмами, которые при определенных условиях в организме могут вызывать нежелательные эффекты. К настоящему времени зарегистрированы единичные случаи генерализации пробиотических штаммов микроорганизмов, но эти эпизоды описаны у тяжелобольных с иммунодефи-цитными состояниями [3].

A.V. Surzhik

Public Corporation «Company Unimilk», Moscow

Influence of probiotic culture Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) on immune response of organism

This article presents review of data of influence of probiotic culture Lactobacillus rhamnosus GG on intestinal biocenosis. Main attention was given to influence of L. rhamnosus GG on functions of immune system.

Key words: probiotics, Lactobacillus rhamnosus GG, immune response.

О

О

У детей, вследствие незрелости защитного барьера слизистой оболочки их желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), безопасность используемых штаммов пробиотиков является ключевым показателем выбора. Производственные штаммы должны быть человеческого происхождения, обладать достаточной антагонистической активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным организмам, высокой устойчивостью к агрессивному воздействию кислот и ферментов ЖКТ. Производственные штаммы должны обладать хорошей адгезией, иметь стабильные генетические характеристики (в частности, не должны содержать R-плазмид, т.е. внехромосомных генетических элементов, детерминирующих множественную устойчивость к антибиотикам). Штаммы не должны иметь аллергезирую-щих или иных нежелательных антигенных свойств, а также подавлять рост кишечной микрофлоры макроорганизма. Приведенным требованиям соответствует наиболее изученная бактерия Lactobacillus ramnosus, штамм LGG. Эффекты и безопасность этого пробиотика были доказаны многочисленными исследованиями, проведенными у животных, а также у человека. Эта бактерия была выделена из ЖКТ человека в 1985 г. и относится к нормальной микрофлоре. Для обогащения продуктов LGG используется с 1990 г. Штамм характеризуется хорошей выживаемостью и высокими адгезивными свойствами (рис. 1, 2). Являясь естественным представителем микрофлоры кишечника, LGG не конкурирует с другими бактериями-комменсалами, не вытесняет другие виды лактобацилл. Кроме того, в исследовании in vitro показано положительное влияние LGG на адгезию бифидобактерий [4].

LGG достоверно повышают колонизационную резистентность, что включает в себя как предотвращение адгезии патогенов к стенке кишечника, так и препятствие транслокации патогенов. Данные эффекты клинически доказаны в отношении Salmonella, Candida albicans, Clostridium difficile, Escherichia coli [5, 6].

В литературе (более 400 научных работ) описан целый ряд положительных эффектов LGG на организм человека и их роль в профилактике ряда состояний (табл. 1). Подтверждено профилактическое действие LGG в отношении «диареи путешественников» и кишечных инфекций, кариеса и аллергических заболеваний. Отмечено, что этот пробиотик эффективен для предотвращения побочных эффектов антибактериальной терапии.

Доказано также, что LGG ускоряют выздоровление больных с острой диареей. Основное внимание в большинстве исследований было уделено ротавирусной инфекции как наиболее частой причине диареи. В частности, положительное влияние LGG на результаты лечения ротавирусной диареи подтверждено в многоцентровом исследовании (n = 876 детей), выполненном «рабочей научной группой по изучению диареи» ESPGHAN [14, 15]. В заключительном обзоре научной группы указано, что в настоящее время LGG, является единственным пробиотическим штаммом, снижающим риск развития диареи и продолжительность заболевания более 3 дней, — результат, который был получен во всех проведенных исследованиях. Наилучшие показатели отмечены при максимально раннем приеме пробиотика после появления первых симптомов, до развития дегидратации. Следует отметить, что эффект лечения не зависит от формы препарата: порошок или кисломолочный обогащенный продукт.

LGG сравнивали с другими штаммами L. rhamnosus, применяемыми для лечения и ферментирования молочных продуктов. Установлено, что выздоровление при диарее ускоряет только LGG. Это еще раз подтверждает то наблюдение, что штаммы одного вида различаются по свойст-

Рис. 1. Выживаемость LGG и L. bulgaricus в кислой среде (рН 3,0) [4]

Рис. 2. Способность разных видов бактерий к адгезии [4]

%

50

Клетки линии Клетки слизистой Клетки в зоне

Caco-2* оболочки кишечника илеостомы

■ LGG □ L. casei Shirota

□ L. johnsonii LA1 □ B. lactis BB12

□ L. casei DN □ L. bulgaricus

Примечание.

* Клетки, экспрессирующие фенотипические маркеры нормальных человеческих энтероцитов.

вам, и доказанные эффекты одного штамма не могут быть экстраполированы на другой. То есть клиническая эффективность каждого штамма должна быть подтверждена специальными исследованиями.

Особое место в научной литературе занимает изучение влияние LGG на иммунный ответ. Клиническими маркерами влияния того или иного агента на иммунную систему in vivo являются: динамика заболеваемости, модуляция вакцинального ответа (уровень выработки вакциноспецифических антител), общий уровень выработки антител, а также патогенспецифических антител, формирование толерантности к антигенам и степень аллергизации организма [16]. Перечисленные характеристики были описаны и для LGG (табл. 2). Например, в исследовании Н. Szajewska и соавт. дети, госпитализированные по различным (неинфекционным) причинам в гастроэнтерологическое отделение, получали LGG или плацебо дважды в день [7]. Частота ротавирусной инфекции была в обеих группах схожей, но риск развития ротавирусного гастроэнтерита оказался значительно ниже в группе LGG.

О

ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ/ 2009/ ТОМ 8/ № 2

Page 5 б

Таблица 1. Эффекты LGG на организм человека

Эффект Клинические проявления Исследование

Антиинфекционное действие • Снижение заболеваемости бактериальными кишечными инфекциями • Снижение заболеваемости/облегчение течения ротавирусной диареи [7, 8]

Снижение частоты развития «диареи путешественников» 3,9% — в группе, получавшей пробиотик и 7,4% в контрольной группе (р = 0,05) [9]

Положительное влияние на работу кишечника • Профилактика запора • Снижение метеоризма, в том числе при приеме растительной клетчатки [10]

Усиление иммунного ответа • Снижение заболеваемости респираторными вирусными инфекциями в детских коллективах • Активация поствакцинального иммунитета [1]

Антиаллергическое действие • Положительное влияние на течение атопического дерматита (на фоне традиционного лечения) • Профилактический эффект в отношении развития атопии у детей, в том числе при назначении беременным женщинам и кормящим матерям [11]

Антиканцерогенное действие • Расщепление токсинов в кишечнике • Связывание афлатоксинов [12]

Антикариозное действие Положительное влияние на состав микрофлоры полости рта [9]

Снижение частоты развития диареи, ассоциированной с антибактериальной терапией • Снижение частоты жидкого стула с 48 до 18% (р < 0,01) • Снижение частоты болей в желудке с 15 до 4% (р < 0,05) [13]

56

Таблица 2. Влияние LGG на риск развития инфекционных заболеваний

Эффект Ежедневная доза LGG Длительность исследования Характеристика группы Возраст Исследование

Снижение частоты развития острой диареи, особенно у детей на искусственном вскармливании 3,7 X1010 15 мес Здоровые дети 6-24 мес [17]

Снижение частоты развития диареи различной этиологии, в том числе ротавирусной 1-2X108 Во время пребывания в стационаре Дети, госпитализированные по различным причинам (неинфекционным) 11,6 ± 8,7 мес [8]

Уменьшение числа дней пропуска вследствие респираторной инфекции, снижение общей заболеваемости, уменьшение числа случаев назначения антибиотиков 1-2X108 7 мес Здоровые дети в детском учреждении 1-6 лет [7]

Тенденция к снижению общей заболеваемости, снижение частоты и длительности диареи после марафона 4X1010 3 мес Здоровые спортсмены 23-69 лет [18]

К. На1акка и соавт. изучали влияние молочного продукта, содержащего LGG, на детей, посещающих детские учреждения дневного пребывания [8]. Заболеваемость острыми респираторными инфекциями в таких учреждениях традиционно высокая, особенно в зимний период. Исследование длилось 7 мес, в нем участвовали 570 детей из 18 детских учреждений. Обследованные были разделены на 2 группы, одна получала обогащенный молочный продукт, другая — обычный. Среднее потребление продукта составило 260 мл/сут с концентрацией пробиотика —

1-2Х108. Контроль состояния здоровья и проводимой (в случае необходимости) терапии осуществлялся ежедневно родителями и медицинским персоналом. Отмечено, что дети, получавшие обогащенный продукт, реже пропус-

кали посещения детского учреждения по причине инфекционных заболеваний. На 17% снизилась заболеваемость респираторными инфекциями, на 21% — заболеваниями среднего уха. Необходимость назначения антибиотиков уменьшилась на 19% [8].

Влияние LGG на активность вакцинального иммунитета также служит достоверным признаком, подтверждающим активацию иммунного ответа пробиотиком. Повышение выработки антител при вакцинации показано как у детей, так и у взрослых волонтеров [19, 20] (табл. 3).

Влияние пробиотика на выработку антител подтверждается достоверным увеличением числа плазматических клеток в слизистой оболочке кишечника у лиц, получавших LGG в период ротавирусной инфекции. Увеличение

Таблица 3. Влияние LGG на выработку антител

Характеристика группы Иссле- дова- ние Возраст, мес Ежедневная доза LGG Длитель- ность исследо- вания, дни Число Ig-продуцирующих клеток (острый период) Число антиген специфических Ig-продуцирующих клеток (восстановление)

IgA IgG IgM IgA IgG IgM

Острая диарея (ротавирусная инфекция) [20] 16 і 6 1010X1011 26 tt tt tt tt і і

1,3-38,4 2X1010 35 t t t tt і і

[21] 18 і 9 1010 26 tt tt tt tt tt і

Здоровые дети (противоротавирусная вакцинация) [8] 2-4 1011 35 і і і і Нет данных* tt (на 8-й день)

Здоровые взрослые (противополиомиели тная вакцинация) [11] 20-30 лет 1010 35 Нет данных Нет данных Нет данных tt t і

Примечание:

* Повышение уровня специфического — статистически значимое повышение (р < 0,05);

| — повышение, не подтвержденное статистически (р < 0,1); ± — различий нет.

продукции IgA (а в одном исследовании — IgG) сохранялось в течение 3-4 нед после инфекции [21, 22]. Механизм иммуномодулирующего влияния LGG частично показан в исследованиях in vitro. Указанный пробиотик индуцирует продукцию провоспалительных цитокинов, синтезируемых Th1 лимфоцитами, тогда как в отношение

ТИ2 клеток данный эффект отсутствует. LGG активируют нук-леарный фактор NF-kB, являющийся активатором отдельных механизмов реализации врожденного иммунитета, и Тоіі-рецепторов, отвечающих за распознавание бактериального лиганда. В исследованиях у животных установлено усиление пролиферации Т и В лимфоцитов селезенки [23].

57

J

a

>

н

n

a

v

a.

о

м

VS

о

В ряде исследований, проведенных у людей, показано разнонаправленное влияние LGG на иммунитет при различных состояниях: ускорение формирования рецепторов у фагоцитирующих нейтрофилов здоровых при подавлении аналогичного ответа у гиперчувствительных испытуемых при провокации молоком [22]. Е.А. Корниенко и соавт. показали иммуномодулирующее действие LGG, которое заключалось в усилении фагоцитарной активности и выработки в^, а также — подавлении активности провоспали-тельных цитокинов [24]. Вероятно, именно данный регуляторный эффект частично объясняет эффективность LGG в профилактике аллергических заболеваний. Показательно исследование финских авторов, в которое было включено 159 детей из семей с высоким риском развития аллергии. Были выделены 2 группы — одна получала пробиотик, другая — плацебо. Женщины начинали принимать LGG в период беременности и продолжали прием до 6-месячного возраста ребенка. В случае перехода на искусственное вскармливание пробиотик назначался ребенку. К 2-летнему возрасту детей были выявлены существенные различия: атопические заболевания развились у каждого

2-го ребенка в группе плацебо и лишь у каждого 4-го в группе, получавших LGG. Причем никакой разницы в эффектах при приеме пробиотика матерью или ребенком не отмечено. Наблюдение за детьми проводили до 7-летнего возраста и указанные различия в частоте аллергических заболеваний сохранялись [25, 26].

Полностью механизмы профилактического действия LGG еще не выяснены. Микробная флора влияет на баланс ТИ1/ТИ2, что предопределяет развитие оральной толерантности. Иммунные клетки ТИ2 продуцируют интерлейкин

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Hatakka K., Saxelin M. Probiotics in intestinal and non-intestinal infectious diseases — clinical evidence // Curr. Pharm. Des. — 2008. — № 14. — Р 1351-1367.

2. Hooper L., Wong M. Thelin A. et al. Molecular analysis of commensal host-microbial relationships in the intestine // Science. — 2001. — V. 291. — Р. 881-884.

3. Marteau P, Seksik P Tolerance of probiotics and prebiotics // J. Clin. Gasroenterol. — 2004. — V. 38. — P 67-69.

4. Goldin B.R., Gorbach S.L., Saxelin M. et al. Survival of Lactobacillus species (strain GG) in human gastrointestinal tract // Dig. Dis. Sci. — 1992. — V. 37, № 1. — Р. 121-128.

5. Lim K. Antimicrobial susceptibility of Bifidobacteria // J. Dairy Sci. — 1993. — V. 76. — Р 2168-2174.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Saxelin M. Safety of commercial products with viable Lactobacillus strains // Infec. Dis. Clin. Pract — 1996. — V. 5. — P 331-335.

7. Szajewska H., Kotovska M., Mrukowicz J., et al. Efficacy of Lactobacillus GG in prevention of nosocomial diarrhea in infants // J. Pediatr. — 2001. — V. 138. — P 361-365.

8. Hatakka K., Savilahti E., Ponka A. et al. Effect of long term consumption of probiotic milk on infections in children attending day care centers: double blind, randomized trial // B.M.J. — 2001. — V. 322. — P. 1351-1367.

9. Saxelin M. LGG — Summation: Lactobacillus GG and its health effects. — Helsinki: Valio Lt., 2002. — 60 p.

10. Saavedra J.M., Long term consumption of infants formulas containing live probiotic bacteria: tolerance and safety // Am. J. Clin. Nutr. — 2004. — V. 79. — P 261-267.

11. Isolauri E., Suomalainen H. Probiotics: effects on immunity // Am. J. Clin. Nutr. — 2001. — V. 73. — P. 444-450.

12. Guandolini S. Lactobacillus GG administered in oral rehidratation solution to children with acute diarrhea // J.PG.N. — 2000. — V. 30. — P. 54-60.

13. Vanderhoof J.A., Whitney D.B., Antonson D.L. et al. Lactobacillus GG in the prevention of antibiotic-associated diarroea in children // J. Pediatr. — 1999. — V. 135. — P 564-568.

14. Бельмер С.В., Хавкин А.И. Детская гастроэнтерология на компакт-диске. — М.: Пасомар, 2003. — С. 400.

(ИЛ) 4, который важен для активации эозинофилов. Казеин (и другие пищевые антигены) усиливают индуцированную митогеном пролиферацию лимфоцитов при атопических заболеваниях. Расщепленные под действием LGG казеины снижают продукцию лимфоцитами ИЛ 4, иРНК ИЛ 2, ИФН 7, подавляют in vitro активацию Т клеток [26]. Традиционно считается, что продукты питания — это одно, а лекарства — совсем другое. Однако появление на рынке «функциональных продуктов» меняет эту точку зрения. Функциональные продукты составляют более половины всех продуктов питания в Японии, широко представлены они и в других странах. В последние годы над обогащением продуктов питания функциональными ингредиентами, в том числе пробиотиками, активно работают отечественные компании. В 2009 г. компания Юнимилк обновила свои хорошо себя зарекомендовавшие свежие кисломолочные продукты Био Баланс, усовершенствовав рецептуру путем включения в продукт пробиотика LGG (106-107 КОЕ/мл). Таким образом, стакан продукта обеспечит 2Х108 КОЕ микроорганизмов штамма LGG, что соответствует минимальной суточной дозе с доказанным клиническим эффектом. Многочисленные исследования показывают, что употребление LGG с кисломолочными продуктами позволяет добиться положительного эффекта при меньшей дозировке, чем в капсульной форме. Вероятно, это связано с «защитными» эффектами молока на пробиотик, которые улучшают его выживаемость.

Таким образом, исследования демонстрируют существенное положительное влияние LGG на организм человека, в первую очередь — в профилактике и лечении инфекционных и профилактике аллергических заболеваний.

15. Szajewska H., Skorka A., Ruszczynski M. et al. Meta-analysis: Lactobacillus GG for treating acute diarrhea in children // Aliment. Pharmacol. Ther. — 2007. — V. 25. — P. 871-881.

16. Albers R., Antoine J. Bourdet-Sicard R. et al. Markers to measure immunomodulation in human nutrition intervention studies // Br. J. Nutr. — 2005. — V. 94. — P 452-481.

17. Oberhelman R. A placebo-controlled trial of Lactobacillus GG to prevent diarrhea in undernourished Peruvian children // J. Pediatr. — 1999. — V. 134. — P 15-20.

18. Kekkonen R., Vasankari T., Vuorimaa T. et al. The effect of probiotic on respiratory infection and gastrointestinal symptoms during training in marathon runners // Int. J. Sport. Nutr. Exerc. Metab. — 2007. — V. 17. — P. 352-363.

19. Isolauri E., Joensuu J., Suomalainen H. et al. Improved immuno-genicity of oral D x RRV reassortant rotavirus vaccine by Lactobacillus GG // Vaccine. — 1995. — V. 13. — P 310-312.

20. De Vrese M., Winkler P., Rautenberg P. et al. Effect of Lactobacillus gasseri PA 16/18, Bifidobacterium longum SP 07/3 // Clin. Nutr. — 2005. — V. 24. — P. 481-491.

21. Kaila M., Isolauri E., Saxelin M. et al. Viable versus inactivated Lactobacillus GG in acute rotavirus diarrhea // Arch. Dis. Child. — 1995. — V. 72. — P. 51-53.

22. Majamaa H., Isolauri E., Saxelin M. et al. Lactic acid bacteria in the treatment of acute rotavirus gastroenteritis // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. — 1995. — P. 20, № 3. — Р 333-338.

23. Miettinen M., Lactobacilli and Streptococci activate NF-kappa B and STAT signaling pathways in human macrophages // J. Immunol. — 2000. — V. 1, № 64. — Р 253-258.

24. Корниенко Е.А., Дроздова С.Н., Серебряная Н.Б. Пробиотики как способ повышения эффективности эрадикации Helicobacter pylori у детей // Фарматека. — 2005. — № 7. — С. 68-70.

25. Kalliomaki M., Salminen S., Poussa T. et al. Probiotics and prevention of atopic disease: 4-year follow-up of a randomized placebo-controlled trial // Lancet. — 2003. — V. 361, № 9372. — Р. 1869-1871.

26. Myllyluoma E. LGG and immune response. — Helsinki: Valio Ltd., 2008.

58

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.