Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ СТРУКТУР НА БАЗЕ ПРОБИОТИКОВ

Корочинский А.В. Верниковский В.В. Степанова Э.Ф.
Рассмотрена современная классификация и номенклатура пробиотических средств. Проведен анализ по составу и форме выпуска препаратов, представленных на российском фармацевтическом рынке. Даны рекомендации по оптимальному дозированию препаратов пробиотиков и повышению их устойчивости с помощью метода иммобилизации.
кишечнорастворимые лекарственные формы
распадаемость
модификация хитозаном
технологические свойства
альгинатные гранулы
иммобилизация клеток

Человек и окружающая среда представляют единую экологическую систему, находящуюся в состоянии биологического равновесия. В процессе эволюции произошел отбор определенных видов микроорганизмов, сформировавших нормальную микрофлору. Микробы-симбионты, входящие в состав экосистемы макроорганизма принимают участие в регуляции и поддержании гомеостаза, обеспечивая колонизационную резистентность слизистых оболочек и предотвращая адгезию, размножение и транслокацию патогенных микробных клеток и токсинов во внутреннюю среду организма.

Для полного здоровья характерно состояние биологического равновесия между микрофлорой и клетками человеческого организма. Однако, под воздействием неблагоприятных факторов различной природы, такое равновесие может подвергаться частым нарушениям в качественном и количественном отношении.

Термин «дисбактериоз», введенный в 1916 году A. Nissle, характеризует патологическое состояние кишечной микрофлоры, проявляющееся в выраженном сдвиге видового и количественного соотношения микробов. Такое состояние, приводящее к подавлению нормальной микрофлоры и размножению условно патогенных бактерий, является пусковым механизмом для расстройства обменных процессов, развития аллергических реакций и возникновения различных соматических заболеваний.

Восстановление нормального кишечного биоценоза является важнейшей задачей в терапии больных с заболеваниями, протекающими на фоне дисбактериоза. Традиционное лечение больных предусматривает предварительную деконтаминацию кишечника при помощи противомикробных средств, нередко вызывающих различные побочные эффекты. В большинстве случаев возможна эффективная и безопасная деконтаминация кишечника от патогенных и условно-патогенных бактерий путем замены противомикробных средств на более безопасные и высокоэффективные бактерийные препараты.

С целью нормализации микрофлоры рекомендуется применять препараты содержащие живые микроорганизмы и вещества микробного происхождения, а также продукты различной природы, стимулирующие рост и активность микроорганизмов облигатной микрофлоры.

Идея корректирующего влияния на внутреннюю среду организма человека путем целенаправленного изменения состава микрофлоры принадлежит основоположнику отечественной и мировой микробиологии И.И. Мечникову (1908). Предложенный им метод энтерального введения живых культур молочнокислых бактерий в качестве антагонистов гнилостных микробов явился фундаментом современных работ по созданию биопрепаратов.

В настоящее время пробиотические препараты разделяют на следующие группы:

Пробиотики - содержат живые микроорганизмы, оказывающие положительный результат на физиологические, биохимические и иммунные реакции организма, посредством стабилизации и оптимизации нормальной микрофлоры.

Пребиотики - препараты микробного и немикробного происхождения, способные позитивно влиять на организм хозяина, стимулируя рост и метаболическую активность нормальной микрофлоры.

Синбиотики - комбинация пробиотиков и пребиотиков [1, 2].

Был проведен анализ по составу и форме выпуска препаратов, представленных на российском фармацевтическом рынке. Нами было отобрано 58 пробиотических средств, содержащих 29 видов микроорганизмов различной формы выпуска.

Таблица 1.

Культуры, входящие в состав пробиотических средств

Культуры бактерий

Бифидобактерии

Лактобактерии

Колибактерии

Бациллы

Прочие микроорганизмы

Bifidobacterium bifidum

Bifidobacterium longum

Bifidobacterium lactis

Bifidobacterium infantis

Bifidobacterium breve

Bifidobacterium adolescentis

Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus bulgaricus

Lactobacillus plantarum

Lactobacillus fermentum

Lactobacillus rhamnosus

Lactobacillus gasseri

Lactobacillus GG

Lactobacillus delbrueckii

Escherichia coli

Bacillus subtilis

Bacillus licheniformis

 

Enterococcus faecium

Streptococcus faecalis

Aerococcus viridans

Saccharomyces Boulardii

Candida albicans

Influenzinum-Nosode

микрококк катаральный

Staphylococcus alba

Staphylococcus aureus

Streptococcus pneumoniae

Streptococcus pyogenes

Streptococcus viridans

Таблица 2.

Формы выпуска пробиотических средств

Растворы

Суспензии

Сиропы

Лиофилизат

Суппозитории

Порошок

Таблетки

Капсулы

для инъекций

для приема внутрь

для приема внутрь

в саше

жевательные

Желатиновые

вагинальные

для приема внутрь для наружного примене-ния

для наружного примене-ния

 

во флаконах

кишечно-растворимые

кишечно-раствори мые

ректальные

Организация массового производства эубиотиков в виде порошков, таблеток, капсул, отчасти решает на сегодняшний день одну из важнейших задач обеспечения практического здравоохранения пробиотическими препаратами, хотя и требует решения ряда вопросов.

Дозирование препаратов варьирует в пределах от 1х107 до 1х1010 КОЕ. Внесение столь высокого количества стартовых культур связано с негативным воздействием губительных факторов различного генеза. В данном случае представляется актуальным усовершенствование технологии производства, которое должно затронуть вопрос обеспечения благоприятных условий для бактерий при их хранении и прохождении желудочного барьера.[3] Решение этого вопроса можно осуществить посредством использования адсорбционной и пространственной иммобилизации бактерий в мягких условиях, что позволит сохранить их жизнеспособность и осуществить должный терапевтический эффект.

Проблема использования ферментативной активности иммобилизованных микроорганизмов стоит относительно давно и не потеряла актуальности в настоящее время. Публикации об иммобилизации клеток микроорганизмов появились в 70-х годах XX века. Наибольшее количество исследований по иммобилизации клеток микроорганизмов и первое промышленное применение было осуществлено японскими исследователями.

Иммобилизация по своей сути заключается в фиксировании клеток микроорганизмов в некоторой фазе, отделенной от другой, с возможностью межфазного взаимодействия. Физико-химические принципы, лежащие в основе, позволяют закрепить структуры таким образом, чтобы сохранялась их активность в течение длительного времени, не подвергаясь структурным изменениям. Иммобилизованные клетки имеют ряд преимуществ перед свободными клетками и иммобилизованными ферментами в большей активности и стабильности, а также с экономической стороны. Иммобилизация позволяет создать непрерывные автоматизированные процессы, дает возможность длительно функционировать полиферментным системам, закрытым от экзогенных факторов.[4, 5]

Для иммобилизации клеток микроорганизмов могут быть использованы вещества органической (хитин, древесина, целлюлоза) или неорганической (глины, песок, кремнеземы, угли) природы, искусственные неорганические носители (углеродные материалы, металлические сплавы, керамика) и синтетические полимеры (полиэтилен, нейлон, полиуретаны), а также природные биодеградируемые полимеры (пектин, альгинат, хитозан, каррагинан, фукоидан) [6, 7].

Распространенные методы иммобилизации клеток можно разделить на три группы: связывание на твердом носителе, включение в пространственную структуру носителя и иммобилизация с использованием мембранной технологии [8].

В случае иммобилизации живых клеток следует принимать во внимание возможное вредное влияние используемых агентов на жизнеспособность клеток, а также создание всех условий для поддержания этой жизнеспособности и метаболической активности. Помимо этого, химическая модификация, которой подвергаются клетки в процессе иммобилизации, может нежелательным образом изменять их свойства. Таким образом, положительные стороны при использовании мягких условий иммобилизации, говорят о целесообразности практического применения.

Иммобилизация путем адсорбции и включение в пространственную структуру биодеградируемых полимеров наиболее мягкий и предпочтительный для живых клеток способ фиксации. Клетки можно включать в полимерную сетку путем проведения полимеризации или реакции поперечного сшивания геля в присутствии клеток. Поскольку размеры клеток относительно велики, то имеет смысл использование носителей с низкой степенью сшивки для сохранения нужных диффузионных свойств. Также представляется возможным проведение модификации иммобилизованных форм природными полимерами, создающими защиту от разрушающих факторов среды.

На сегодняшний день в качестве усовершенствования пробиотических препаратов используется либо адсорбция на частицах активированного угля, либо кишечнорастворимые таблетки или капсулы
(табл. 3). Поэтому этот вопрос не теряет актуальности и привлекает к себе внимание.

Биотехнологические процессы являются ярким примером высоких технологий, с которыми связывают перспективы развития многих производств. Иммобилизацию следует рассматривать как процесс обеспечения сохранности, стабильности и высокой биологической доступности биотехнологического продукта. Несомненно, направления биотехнологии, связанные с иммобилизацией клеток, будут развиваться, расширяя возможности применения микроорганизмов в медицине, промышленном производстве и защите окружающей среды.

Таблица 3.

Усовершенствованные пробиотики

Виды усовершенствования

Адсорбционная иммобилизация

Ацидорезистентная оболочка

Порошок

Таблетки

Капсулы

Название

состав

Название

Состав

Название

состав

Бифидум бактерин форте

B. bifidum сорбированные на активированном угле, лактоза

БИОН 3

L. gasseri, B.bifidum, B.longum, глюкоза, витамины макро-, микро-элементы

Бифиформ

B.longum, E.faecium, молочно кислая закваска, лактулоза

Пробифор

B. bifidum, сорбированные на активированном угле, лактоза

Примадофилус

L.rhamnosus, L.acidophilus

Примадофилус Бифидус

L.rhamnosus, L.acidophilus, B.breve, B.longum

Флорин форте

B. bifidum, сорбированные на активированном угле, лактоза

Примадофилус Джуниор

L. rhamnosus, L.acidophilus, B.breve, B.longum, B.infantis аскорбиновая кислота

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Зрячкин Н.И. Новый подход к классификации пребиотиков, пробиотиков и синбиотиков; // Фарматека 2007, №2. С. 58.
  2. Бондаренко В.М. По поводу нового подхода к классификации фармакопейных лекарственных пробиотических препаратов, биологически активных добавок к пище и продуктов функционального питания // Фарматека. 2007. №2. С. 62.
  3. Ананьева Н.В. Совершенствование технологии пробиотических культур прямого внесения для молочных продуктов // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Гоу впо Московский государственный университет прикладной биотехнологии. 2007.
  4. Mortazavian A. // Iranian journ. of Biotechnology - 2007 - Vol. 5, №1. - P. 3.
  5. Демаков В.А., Максимова Ю.Г., Максимов А.Ю. Иммобилизация клеток микроорганизмов: биотехнологические аспекты // Биотехнология. 2008. №2. С. 30.
  6. Хотимченко Ю.С., Ермак И.М., Бедняк А.Е., Хасина Э.И., Кропотов А.В., Коленченко Е.А., Сергущенко И.С., Хотимченко М.Ю., Ковалев В.В. Фармакология некрахмальных полисахаридов // Вестник ДВО РАН. 2005. № 1 С.72.
  7. Nam Sun Wang Cell Immobilization with calcium alginate // Department of Chemical & Biomolecular Engineering University of Maryland College Park.
  8. Степанова Э.Ф Иммобилизация ферментов и других биологически активных веществ // Учебное пособие, Пятигорск, 2001.

Библиографическая ссылка

Корочинский А.В., Верниковский В.В., Степанова Э.Ф. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ СТРУКТУР НА БАЗЕ ПРОБИОТИКОВ // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 5. – С. 34-38;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8108 (дата обращения: 16.04.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074