GI-flóra: A probiotikumok szerepének megértése az állatgyógyászatban (szponzor: Nestle Purina)

Debra L. Zoran, DVM, PhD, DACVIM

Kisállat Klinikai Tudományok Tanszék

Ez az áttekintés bemutatja a probiotikumok történetét, biztonságosságát és szabályozási hátterét, információkat nyújt hatásmechanizmusaikról, és bemutatja a probiotikumok klinikai betegségek kezelésének lehetséges módjait.

Az emlős bélrendszer komplex, dinamikus és sokféle kórokozó és nem kórokozó baktériumot tartalmaz. A kutatók becslése szerint az emberi test 1 014 sejtet tartalmaz - amelyeknek csak 10 százaléka nem baktérium, és az emberi testhez tartozik.1 Számos kutatás összpontosított azokra a mechanizmusokra, amelyek révén a patogén baktériumok befolyásolják a bélműködést és betegségeket okoznak; a közelmúltban azonban a figyelem középpontjában az őshonos nem patogén mikroorganizmusok álltak, és arra, hogy ezek miként szolgálhatnak a gazdának. A steril újszülött bél kezdeti kolonizációja az anya hüvelyi és fekális baktériumflórájával történik. Az első gyarmatosítók lehetnek enterobaktériumok, streptococcusok és staphylococcusok. Ezek a baktériumok metabolizálják az oxigént, és elősegítik az anaerob baktériumok, köztük a laktobacillusok és a bifi-dob baktériumok szaporodását. Ez az áttekintés bemutatja a probiotikumok történetét, biztonságosságát és szabályozási hátterét, információkat nyújt hatásmechanizmusaikról, és bemutatja a probiotikumok klinikai betegségek kezelésének lehetséges módjait.

A probiotikus egészségre vonatkozó állítások története

Az ételekben található baktériumok egészséges fogyasztásának dokumentálása az Ószövetségig nyúlik vissza (1Móz 18: 8). Plinius, a Kr. E. 76-ban született római történész erjesztett tejtermékek alkalmazását javasolta a gasztroenteritis kezelésére.2 A 20. század elején Elie Metchnikoff, Nobel-díjas orosz tudós javasolta, hogy a Lactobacillus-tartalmú joghurt elfogyasztása hozzájáruljon a bolgár parasztok hosszú élettartamára a bélben található kórokozó baktériumok csökkentésével.3 Ezek a megfigyelések a "probiotikum" fogalmához vezettek, amely a görögből származik, vagyis "egy életre". A probiotikum kifejezést először 1965-ben használták az egyik mikroorganizmus által kiválasztott anyagok meghatározására, amelyek serkentik a másik növekedését. A probiotikumok szó jelentése később kibontakozott azokra a baktériumokra, amelyek hozzájárulnak a bél egyensúlyához. Az Egészségügyi Világszervezet a probiotikumokat "élő mikroorganizmusokként" határozza meg, amelyek megfelelő mennyiségben történő beadásukkal egészségügyi előnyökkel járnak a gazdaszervezet számára 4.

Különböző probiotikus baktériumtörzsek különféle hatásokat fejthetnek ki a specifikus képességek és az enzimatikus aktivitások alapján - még egy fajon belül is. A gyomor-bél traktus négy élőhelye: a hámsejtek felülete; az ileum, a vakbél és a vastagbél kriptái; a hámréteget borító nyálka gél; és a bél lumenje.7 A baktériumok luminális tartalma nagymértékben függ a béltranzitól, ami viszonylag alacsony mikrobiális sűrűséget eredményez a vékonybélben.

Mivel a probiotikumok többféle hatásmechanizmussal rendelkeznek, sokaknak lehetőségük van különféle betegségek kezelésére. Azok a probiotikumok, amelyeken a legtöbb klinikai tesztet elvégezték az embereken és az állatállományon, és amelyeket széles körben használnak, magukban foglalják a Lactobacillus fajokat (például a L. acidophilus, L. rhamnosus, L. delbrueckii ssp. Bulgaricus, L. reuteri és L. casei); Bifidobacterium fajok; Az Enterococcus faecium és a Saccharomyces boulardii, amely nem patogén élesztő. Kutyáknál és macskáknál a lactobacillusokat és a bifidobacte-ria-t klinikailag is alkalmazták. Az Enterococcus faecium azonban a klinikai használat során is figyelmet szentelt Európában és az Egyesült Államokban (lásd 1. ábra). A klinikai alkalmazásra szánt probiotikumok iránti érdeklődés ellenére a jól megtervezett laboratóriumi, transzlációs és klinikai vizsgálatok kevéssége korlátozta azok klinikai alkalmazásának megértését az állatgyógyászatban.

1. ábra Fortiflora kutyáknak és macskáknak

A probiotikumok biztonsága és szabályozása

Az Egyesült Nemzetek Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete és az Egészségügyi Világszervezet ajánlott irányelveket tett közzé arról, hogy mi minősül az emberekben történő felhasználásra szánt probiotikumnak. A követelmények lehetővé teszik, hogy a mellékelt törzseket egyedileg jelöljék és megfelelően specifikálják. A készítményeknek az élettartamuk végén meg kell őrizniük az életképes törzsszámot, és bizonyított klinikai végpontot kell biztosítaniuk.8 Egyes emberi termékek továbbra is kétes minőségűek és nem támogatott egészségre vonatkozó állításokkal rendelkeznek, ami arra utal, hogy egyes gyártók nem érvényesítik az ajánlott irányelveket. Ezt a problémát súlyosbítják azok a különféle kategóriák, amelyek az emberi probiotikus termékeket magukban foglalják, beleértve az élelmiszert, funkcionális élelmiszert, új élelmiszert, természetes gyógymódot (Dánia, Svédország és Finnország), természetes egészségügyi terméket (Kanada), diétás ételt (Olaszország), közvetlen táplálékot mikrobiális (állati takarmány), étrend-kiegészítő (emberi táplálék) (USA), valamint bioterápiás és gyógyszerkészítmények (probiotikus gyógyszerek kaphatók Kanadában, Kínában és számos európai országban).

Egy igazi probiotikum tartalmaz élő mikrobákat, amelyeknek megalapozott jótékony hatása van. Jóllehet az életképtelen baktériumok előállítása közvetíthet fiziológiai előnyöket, a jelen definíció szerint nem tekinthetők probiotikumnak. Ezenkívül minden olyan törzset, amely nem jár előnyökkel, nem szabad probiotikumnak nevezni. A hatásmechanizmusok megállapítására szolgáló in vitro tesztek nem elégségesek a mikrobiális törzs probiotikumként történő osztályozásához. A probiotikumnak nevezett mikroba alapját az ajánlott alkalmazási feltételek mellett bizonyítani kell hatékonyságának és biztonságosságának, figyelembe véve a célpopulációt, az alkalmazás módját és az alkalmazott dózist.

A probiotikus termékek hosszan tartó forgalmazása ellenére viszonylag sok emberi terméket hibásan jelölnek meg a nemzetségek és a fajok nómenklatúrájának pontatlan használata, pontatlan sejtszám vagy megalapozatlan szerkezet- és funkciómegállapítások.9 Tudományos szempontból a probiotikumok megfelelő leírása tükröződik a címkén a következő információkat kell tartalmaznia:

nemzetség és faj azonosítás, a jelenlegi tudományosan elismert nevekkel összhangban

törzs megnevezése

az egyes törzsek életképes száma az eltarthatósági idő végén

ajánlott tárolási feltételek

ajánlott adag

a fiziológiai hatás pontos leírása (amennyiben a törvény megengedi)

elérhetőség a forgalomba hozatalt követő felügyelethez.

Az Egyesült Államokban a kutyákban vagy macskákban történő felhasználásra jelölt probiotikus készítményeket az AAFCO (American Feed Control Officials Association) és az FDA Állatorvosi Központja (CVM) közvetlen táplált mikroorganizmusokként vagy mikrobákként osztályozza, nem pedig gyógyszerészeti termékeket. A CVM felsorolta azokat a baktériumfajokat, amelyek biztonságosnak tekinthetők, ha direkt táplált mikrobiális (DFM) termékekben használják őket. Ide tartoznak a Lactobacillus, a Bifidobacterium és az Enterococcus több faja. Az engedélyezett fajok és a fermentációs termékek meghatározott összetevőinek felhasználása mellett az AAFCO meghatározta a DFM-termékek, például a probiotikumok címkézési követelményeit.

A probiotikumok kritériumai

Minden terméknek, amely DFM-forrást jelent, biztosítania kell az egyes mikroorganizmusok hatékonysági garanciáit a kolóniaképző egységekben grammonként (CFU/g), a mikroorganizmus-fajok külön felsorolásával együtt. Ezenkívül az AAFCO megköveteli, hogy "az élő (életképes) természetben előforduló mikroorganizmusok forrását tartalmazza" a biztonság és a hatékonyság jelzésére.

Bár ezek a követelmények minden ilyen termékre vonatkoznak, az iparágban nincs egyetemes megfelelés. Ezt a fontos pontot egy közelmúltbeli tanulmány szemlélteti, amelyben tizenkilenc, kereskedelemben kapható kutya- és macska-étrendet állítólag probiotikumokat tartalmazó baktérium-értékeléssel értékeltek. 9 Kvantitatív baktériumtenyészeteket hajtottak végre minden terméken, és az egyes termékek címkézési állításait összehasonlították a minőségi és kvantitatív tenyésztési eredmények. Nem találták, hogy a termékek egyike is tartalmazná az összes igényelt organizmust, míg a felsorolt tartalmak egy vagy többjét izoláltuk 1 0/1 (53 százalék) termékből. Tizenegy (58 százalék) diéta tartalmazott további kapcsolódó termékeket, öt (26 százalék) diéta pedig nem tartalmazott releváns növekedést. A vizsgált étrend 0 és 1,8 x 105 CFU/g között volt, az Enterococcus faecium kivételével kutyákban és macskákban. Úgy tűnik, hogy embereken vagy állatokon nem végeztek dózis-válasz vizsgálatot, és a probiotikus törzsek többségének kérdését még meg kell határozni.

Antibiotikum rezisztencia

Probiotikumok terápiája

A probiotikumok egyik fontos jellemzője, hogy képesek elnyomni a kórokozó organizmusok szaporodását és virulenciáját. Ezt a jellemzőt egyre jobban dokumentálják a probiotikus baktériumok a gyomor-bél traktusban és az urogenitális traktusban. Úgy gondolják azonban, hogy a probiotikumok közvetlen hatással vannak az emberi fiziológiára és immunitásra is, ideértve az allergiás betegségeket (pl. Asztma, szénanátha), autoimmun betegségeket (pl. Sclerosis multiplex és I típusú cukorbetegség), a szájüreg betegségeit (pl. Parodontális betegség). betegség és fogszuvasodás), valamint az idegrendszer (pl. autizmus és depresszió) .13 Az 1. táblázat áttekintést nyújt a probiotikumok hatásmechanizmusáról.

1. táblázat: A probiotikus hatás mechanizmusai

Probiotikus terápia kutyáknál

Probiotikus terápia macskáknál

A Lactobacillus 2. csoport és az E. faecium 27 fiatalkorú gepárdhoz szignifikánsan megnövekedett testtömeg társult a kezelt csoportban, míg a kontroll csoportban nem volt növekedés. 27 Ezenkívül a probiotikum beadása a széklet minőségének javulásával járt együtt. probiotikus csoport. Valamennyi vizsgálatot egészséges cicákon vagy macskákon végezték, és a mai napig nincs publikált tanulmány, amely értékelné a probiotikumok alkalmazását olyan gyomor-bélrendszeri rendellenességekkel küzdő macskáknál, mint például bakteriális vagy parazita-kapcsolódó hasmenés, ételallergia, antibiotikumokkal összefüggő hasmenés vagy gyulladásos bélbetegség. Annak ellenére, hogy a macskákon végzett probiotikumok vizsgálata kevés, a probiotikumok klinikai alkalmazása a gyakorlatban a hasmenés megelőzésére a cicákban vagy az antibiotikumot kapó macskákban, az étrend-változáson áteső cicák vagy macskák, valamint a parazita hasmenésben szenvedő cicák esetében valószínűleg biztonságos sok esetben hatékony lehet a hasmenés kezelésében.

Jövőbeli szempontok

Referenciák:

1. Savage DC. Az emberi gyomor-bél traktus mikrobiális ökológiája. Annu Rev Microbiol 1 977; 31: 107-1 33.

2. Bottazzi V. Élelmiszerek és takarmányok előállítása mikroorganizmusokkal. Biotechnology 1983; 5: 31 5-363.

3. Metchnikoff E. Az élet meghosszabbodása: Optimista tanulmányok. London: Butterworth-Heinemann, 1907.

4. FAO/WHO iránymutatások az élelmiszerekben található probiotikumok értékeléséhez az eljárások során. Az FAO/WHO közös munkacsoport jelentése az élelmiszerekben található probiotikumok értékelésére vonatkozó iránymutatások kidolgozásáról. London, Ontario, Kanada 2002. http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/probiotics2/en/index.html.

5. Ouwehand AC, Kirjavainen PV, Grönlund M-M és mtsai. A probiotikus mikroorganizmusok tapadása a bél nyálkahártyájára. Int Dairy J 1999; 9: 623-30.

6. Bernet MF, Brassart D, Neeser JR és mtsai. Humán bifidobaktérium törzsek tapadása a tenyésztett emberi bélhámsejtekben és az enteropatogén-sejt kölcsönhatások gátlása. Appl Environ Microbiol 199; 59: 4121-4128.

7. Freter R. A bél mikroekológiáját befolyásoló tényezők. In: Fuller R, szerk. A probiotikumok, a tudományos alapok. London: Chapman & Hal 111–44, 1 992.

8. FAO/WHO. Útmutató az élelmiszerekben található probiotikumok értékeléséhez. In: A FAO/WHO közös munkacsoport jelentése az élelmiszerekben található probiotikumok értékelésére vonatkozó iránymutatások kidolgozásáról. 2002. http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/probiotics2/en/index.html.

9. WeeseJS, Arroyo L. A probiotikumokat állító kutyák és macskák étrendjének bakteriológiai értékelése. Can Vet J 2003; 44: 212-216.

10. Curragh HJ, Collins MA. Magas szintű spontán gyógyszerrezisztencia a Lactobacillusban. J Appl Bacteriol 1 992; 73: 31-36.

11. Sarra PG, Vescovo M, Morel l i L és mtsai. Antibiotikum-rezisztencia L. acidophilus és L. reuteri állati bélből. Ann Microbiol Enzymol 1 982; 32: 71-76.

12. Morel l i L, Sarra PG, Bottazzi V. A pAM béta1 in vivo transzferje a Lactobacillus reuteri-ből az Enterococcus faecalis-ba. I Appl. Bacteriol 1 988; 65: 371-375.

13. Spinler JK, VerslovicJ. Probiotikumok az emberi orvoslásban: áttekintés. In: VersalovicJ, Wilson M szerk. Terápiás mikrobiológia: Probiotikumok és kapcsolódó stratégiák. Washington DC: ASM Press, 2008; 225–229.

14. Strompfova V, Laukova A, Ouwehand AC. Lactobacillusok és enterococcus-potenciális probiotikumok kutyák számára. Folia Microbiol (Praha) 2004; 49: 203-207.

15. Sauter SN, Benyacoub J, Allenspach K és mtsai. A probiotikus baktériumok hatásai eliminációs étrenddel kezelt, táplálékra reagáló hasmenésben szenvedő kutyáknál. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl) 2006; 90: 269-277.

16. Perelmuter K, Fraga M, Zunino P. A kutyából izolált potenciális probiotikus Lactobacillus murinus in vitro aktivitása. J Appl Microbiol 2008; 104: 1 71 8-1 725.

1 7. Pascher M, Hellweg P, Khol-Parisini A és mtsai. A probiotikus Lactobacillus acidophilus törzs hatása a takarmánytűrésre nem specifikus táplálkozási érzékenységű kutyáknál. Arch Anim Nutr 62: 107-116, 2008.

18. Vahjen W és Manner K. A probiotikus Entercoccus faecium termék hatása egészséges kutyák étrendjében a Salmonella spp., Campylobacter spp. És Clostridium spp. ürülékben. Arch Tierernahr 2003; 57: 229-233.

19. Swanson KS, Grieshop CM, Flickinger EA és mtsai. A fruktooligoszacharidok és a Lactobacillus acidophilus egészséges felnőtt kutyákban módosítják a bél mikrobiális populációit, a traktus teljes tápanyag-emészthetőségét és a székletfehérje-katabolit-koncentrációt. J Nutr 2002; 132: 3721-3731.

20. Biagi G, Cipollini I, Pompei A és mtsai. A Lactobacillus animalis törzs hatása a bél mikroflóra összetételére és anyagcseréjére felnőtt kutyákban. Vet Microbiol 2007; 1 24: 1 60-1 65.

21. Baillon MLA, Marshall-Jones ZV, Butterwisk RF. A probiotikus Lactobacillus acidophilus DSM13241 törzs hatásai egészséges felnőtt kutyákban. Am J Vet Res 2004; 65: 338-343.

22. Benyacoub J, Czarnecki-Maulden GL, Cavadini C és mtsai. Az étel kiegészítése Enterococcus faeciummal (SF68) stimulálja az immunfunkciókat fiatal kutyákban. J Nutr 2003; 133: 11 58-11 62.

23. Czarnecki-Maulden, GL. Enterococcus faecium SF68 mint probiotikum kutyáknak és macskáknak az eljárásban. Purina Nutrition Forum 2008.

24. Weese J S, Sharif S, Rodriguez-Palacios A. Probiotikumok az állatgyógyászatban. In: Versalovic J és Wilson M szerk. Terápiás mikrobiológia: Probiotikumok és kapcsolódó stratégiák. Washington, DC: ASM Press, 2008; 341-356.

25. Marshall-Jones ZV, Baillon ML, Croft JM és mtsai. A Lactobacillus acidophilus DSM13241 mint probiotikum hatása egészséges felnőtt macskákban. Am J Vet Res 2006; 67: 1 005-1012.

26. Veir JK, Knorr R, Cavadini D és mtsai. Az Enterococcus faeciummal (SF68) történő kiegészítés hatása macskák immunfunkciójára. Vet Ther 2007; 8: 229-238.

27. Koeppel KN, Bertschinger H, van Vuuren M és mtsai. Probiotikum használata fogságban lévő gepárdokban (Acinonyx jubatus). J S Afr Vet Assoc 2006; 77: 12 7-130.