Пробиотики: технология, оценка качества, лекарственные формы

 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

тема  Пробиотики: технология, оценка качества, лекарственные формы. 

Исполнитель: студентка Гусева Лидия Васильевна

52 группы V курса 

Руководитель: Сперанская Вера Николаевна 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь, 2011г.

План. 

1. Введение.
2. Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков.
3. Классификация пробиотиков.
4. Технология получения пробиотиков. Технологическая схема получения пробиотиков.
5. Оборудование для производства пробиотиков.
6. Номенклатура выпускаемых препаратов.
7. Заключение.
8. Список литературы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

     Проблема  неуклонного ухудшения здоровья населения всё больше волнует  медицинскую общественность. Несмотря на бурное развитие фармацевтической промышленности, насыщающей медицину огромным количеством лекарственных  препаратов, тенденция к увеличению заболеваемости не снижается. Это явилось одной из причин возросшего в последние десятилетия интереса учёных к роли микроорганизмов, обитающих в организме человека, в поддержании его здоровья.

     Достижения  зародившейся на рубеже ХХ - ХХI столетий и интенсивно развивающейся современной медицинской науки - микробной экологии человека - способствовали появлению принципиально новых «микробных» лечебно-профилактических препаратов, получивших название пробиотики.

     Из  продолжающейся более столетия жестокой войны с миром микроорганизмов - эры антибиотиков - медицина перешла в эру пробиотиков, призванную улучшить качество жизни людей за счёт восстановления созданных Природой дружественных взаимоотношений человеческого сообщества с микроорганизмами [1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Общая характеристика и биологическая роль пробиотиков

     Согласно  определению ВОЗ, пробиотики – апатогенные для человека бактерии, обладающие антагонистической активностью в отношении патогенных и условно патогенных бактерий и обеспечивающие восстановление нормальной микрофлоры.

     Пробиотики – это продукция микробного происхождения, содержащая живые или убитые микроорганизмы или их компоненты и метаболиты [3]. Она включает бактерии, которые апатогенны для человека, обладают антагонистической активностью в отношении патогенных и условнопатогенных микроорганизмов и обеспечивают восстановление нормальной микрофлоры (из приказа МЗ РФ №388 от 01.11.01 «О государственной стандартизации качества лекарственных средств», 2001 г.). Пробиотики широко используются при острых кишечных инфекциях и дисбактериозе кишечника, в гинекологической практике для интравагинального введения. Существуют зарубежные разработки по их применению в стоматологии для регуляции микробиоценоза ротовой полости, в хирургии – для лучшего заживления ран. Т.к. действие пробиотиков основано не только на коррекции микрофлоры, но и на иммуномодулирующей активности и участии в обмене веществ, препараты и продукты назначают также при внекишечной патологии: ОРВИ, инфекционном мононуклеозе, атопическом дерматите, при вторичном иммунодефиците, у детей при подготовке к вакцинации, для оптимизации физического развития и др. 

     Общей характеристикой пробиотиков является их способность восстанавливать нормальную микрофлору кишечника. Попавшие в кишечник микробы, начинают активно размножаться, выделяя кислоту и специфические факторы (родственные антибиотикам) тормозящие развитие патогенных или условнопатогенных бактерий, заселивших кишечник в состоянии дисбактериоза. Постоянно увеличивающаяся популяция «полезных» бактерий начинает конкурировать с патогенной флорой за питание и место обитания, что, в конце концов, приводит к вытеснению патогенной флоры и заселению кишечника нормальной флорой. [3]

Основные  группы пробиотиков:

• Пробиотики на основе живых микроорганизмов (монокультуры или их ассоциации);
• Пробиотики на основе метаболитов или структурных компонентов микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры;
• Пробиотики на основе соединений микробного или иного происхождения, стимулирующих рост и активность бифидобактерий и лактобацилл - представителей нормальной микрофлоры;
• Пробиотики на основе комплекса живых микроорганизмов, их структурных компонентов, метаболитов в различных сочетаниях и соединений, стимулирующих рост представителей нормальной микрофлоры;
• Пробиотики на основе генно-инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов с заданными характеристиками;
• Пробиотические продукты питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов, других соединений микробного, растительного или животного происхождения, способные поддерживать и восстанавливать здоровье через коррекцию микробной экологии организма хозяина.

Виды  микроорганизмов, используемые для приготовления пробиотиков:

• Bacillus subtilis
• Bifidobacterium adolescentis, В. bifidum,B. breve, В. infantis, В. longum
• Enterococcus faecalis, E. faecium
• Escherichia coli
• Lactobacillus acidophilus. L. casei, L. delbrueckii subsp. bulgaricus,
• L. helveticus, L. fermentum,L. lactis, L. rhamnosus, L. salivarius, L. plantarum
• Lactococcus spp.
• Leuconostoc spp.
• Pediococcus spp.
• Propionibacterium acnes
• Saccharomyces boulardii
• Streptococcus cremoris, S. lactis, S. salivarius subsp. thermophilus
• Clostridium butiricum [3]

 
 
 
 
 
 
 
 

Классификация пробиотиков

В зависимости  от природы составляющих пробиотиков, компонентов и форм пользования  их, предложено классифицировать на следующие  группы:

1. препараты, содержащие живые микроорганизмы (монокультуры или их комплексы);
2. препараты, содержащие структурные компоненты микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры или их метаболиты;
3. препараты микробного или иного происхождения, стимулирующие рост и активность микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры;
4. препараты, представляющие собой комплекс живых микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов в различных сочетаниях и соединениях, стимулирующих рост представителей нормальной микрофлоры;
5. препараты на основе живых генно-инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов с заданными характеристиками;
6. продукты функционального питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов и других соединений микробного происхождения, способных поддерживать и восстанавливать здоровье через коррекцию микробной экологии организма хозяина (Бондаренко, 1995). [5]

Существующие  на сегодняшний день средства, активно  влияющие на микробиоценозы человека и животных, условно можно подразделить на 5 групп: пробиотики, пребиотики, синбиотики, бактерийные препараты, обладающие селективной антагонистической активностью, продукты питания с пробиотиками (Калмыкова, 2001).

Микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков, классифицируют  на 4 группы:

- аэробы - спорообразующие  бактерии рода Bacillus;

- анаэробы - спорообразующие бактерии рода Clostridium;

- бактерии, продуцирующие  молочную кислоту (Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus, неспорообразующие);

- дрожжи - используются  в качестве сырья при изготовлении  пробиотиков. [5] 
 
 
 
 
 

Технология  получения пробиотиков.

     Способ  получения пробиотиков базируется на использовании технологической  схемы, которая включает в качестве основных стадий:

     Процесс культивирования штаммов,

     Стабилизацию  бактериальной культуры,

     Изготовление  лекарственной формы препарата.

В пробиотическом производстве для накопления биомассы бактерий чаще всего используется глубинное культивирование, являющееся необходимой технологической стадией. Эффективность этого процесса зависит от качества питательной среды, маточной культуры и параметров режима культивирования, которые определяются техническим уровнем оборудования.

      Лактобактерии характеризуются высокой требовательностью  к качеству питатель-

ных субстратов, являющихся источником энергии  и веществ, необходимых им для пост-

роения  клетки [10]. Они нуждаются в полном наборе готовых аминокислот, водораство-

римых витаминов группы В, азотистых основаниях, минеральных элементах, углеводах,

неорганических  соединениях и т.д. Этим можно  объяснить относительно многокомпо-

нентный состав питательных сред, которые традиционно используют для культивирова-

ния молочнокислых  бактерий [4, 6].

     Поскольку правильный подбор питательной среды  в значительной степени опреде-

ляет  качество и успех эксперимента, исследования в данном направлении продолжаются.

Разрабатываются новые питательные среды, модифицируются уже известные и широко

применяемые: молочно-дрожжевая среда (МДС), модифицированная гидролизатно-мо-

лочная  среда (ГМС) и т.д. [7].

Для культивирования  лактобактерий наиболее широко используемой является классическая МРС-среда, предложенная Де-Меном и другими соавторами в 1960 году,

а также  ее различные модификации: среда MRS, среда РС для выделения лактобацилл  и

лактококков, среда с Твин-80 [7].

      Следующей основной стадией в производстве пробиотиков после культивирования является стадия стабилизации бактериальной культуры, которая должна обеспечить сохранность жизнеспособность клеток. В препарате на протяжении всего срока годности.

      Для стабилизации бактериальной массы  в технологии пробиотиков традиционно  используют лиофилизацию – высушивание из замороженного состояния. Сохранение жизнеспособности клеток обеспечивается за счет естественной, выработанной в процессе эволюции способности микроорганизмов впадать в анабиоз в засушливый период. Это наиболее надежный способ сохранения биоматериалов. Лиофилизированные культуры могут поддерживаться в живом состояние в течение ряда лет при положительных температурах, сохраняя при этом все биологические свойства, с минимальными потерями по количеству живых клеток. Поэтому данный вид стабилизации бактериальных культур получил широкое распространение.

      Высушенные  и замороженные требуют обязательного  применения протекторов, защищающих мембранные структуры клеток от потери воды. Наиболее значительные успехи в повышении  выживаемости микробов в процессе лиофильного высушивания били достигнуты благодаря подбору эффективных защитных сред.

      Общепринятый  способ получения лекарственных  форм пробиотиков базируется на использовании  сухой биомассы, получаемой, как  правило, лиофилизацией производственных культур с добавлением защитных средств. Технологические исследования с живыми культурами бифидобактерий показали возможность изготовления суппозиториев на основе лиофильно-высушенной биомассы с добавлением ряда стабилизаторов. С целью замены масла какао, было изучено несколько видов пищевых жиров с различными добавками. Выбор был сделан в польз гидрированного жира на хлопковом масле, обеспечивающего высокую сохранность бифидо- и лактобактерий. 

      В качестве альтернативного технологического варианта представляет интерес способ стабилизации жидких бактериальных взвесей с помощью компонентов носителей, обеспечивающих анабиоз живых клеток. В качестве стабилизирующих композиций могут выступать гидрофильные компоненты мазевых и суппозиторных основ. Сущность предлагаемого решения в том, что в состав мягких лекарственных форм вводят жидкую культуру штаммов, применяемых в производстве пробиотиков, а стабилизация жидкой бактериальной культуры осуществляется путем ее перевода в гелеобразное состояние с помощью ПАВ. В качестве ПАВ используется Na-КМЦ и аэросил, имеющие щелочной характер, и обеспечивают получение устойчивого геля.

      С помощью усовершенствования технологических  приемов, применяемых при стабилизации культур лактобактерий, для получения  сухой биомассы с улучшенными показателями по гигроскопичности и сыпучести материала возможно производство порошковых и других лекарственных форм. В качестве ксеропротекторов и наполнителей используют различные варианты, отличающихся по структурообразущему компоненту (желатин, натрий карбоксиметилцеллюлоза, поливинилпиролидон, крахмал картофельный, аэросил, лактозу). [2] 
 
 

Технологическая схема получения пробиотиков.

 

 

 
 

 

 

 
 

 
 
 
 
 
 

Оборудование для производства пробиотиков

     Для глубинного культивирования используют ферментаторы:

1. Ферментатор с механических перемешиванием барботажного типа.

Данный  тип широко применяется для стерильных процессов выращивания микроорганизмов  – продущентов биологически активных веществ.  
 
 
 
 
 

2. Ферментатор с пневматическим перемешиванием и аэрированием.

 
 

       В ферментаторе вихревая - система аэрации с засасыванием воздуха мешалкой через полый вал, трубу-инжек-тор и т. д. Имеются конструкции ферментов, в которых стерильный воздух подается по крышке аппарата вентилятором. 
 
 
 

3. Ферментатор с турбинными мешалками
4. Ферментатор с механическим перемашиванием и вращающимися аэраторами. [8]

 
 
 
 
 
 
 

Номенклатура  выпускаемых препаратов

Наринэ-Форте содержит живые микроорганизмы - ацидофильные лактобактерии и бифидобактерии. В состав Биовестина и Биовестина-Лакто входят живые микроорганизмы бифидобактерии (Биовестин), бифидо - и лактобактерии (Биовестин-Лакто). Концентрация живых микроорганизмов в препаратах  высокая до 1010 микробных тел в 1 мл.

Дозировка и длительность приёма рассчитываются индивидуально в зависимости  от выраженности дисбактериоза, основного  заболевания, сопутствующей патологии.

Биовестин.

Широкий оздоровительный эффект «биовестина» определяют содержащиеся в нем в живой активной форме бифидобактерии Bifidobacterium adolescentis МС-42 . Этот штамм бифидобактерии отличается высокой скоростью роста, кислотообразующей способностью и высокой антагонистической активностью к целому ряду условно-патогенных и патогенных микроорганизмов, таких как Staph. aureus 209 р. (золотистый стафилококк), Sh. flexneri 170, Sh. flexneri 337, Sh. sonnei 174 b, Proteus vulgaris F-30, Proteus mirabilis F-196, E. coli 0-147.

Биовестин-лакто - комплексный препарат, содержащий в своем составе представителей нормальной микрофлоры человека - бифидо - и лактобактерии. «Биовестин-лакто» содержит 2 штамма бифидобактерии: фармакопейный Bifidobacterium Bifidum 792 и Bifidobacterium adolescentis MC-42, обладающих высокой антагонистической активностью в отношении условно-патогенных и патогенных микроорганизмов и устойчивостью к терапевтическим дозам наиболее распространенных антибиотиков. Кроме того, «биовестин-лакто» содержит 1 штамм лактобактерии, такой как фармакопейный Lactobacillus plantarum 8P A3, известный своими позитивными свойствами при лечении дисбиозов человека.

Поликомпонентные  лекарственные препараты-пробиотики, зарегистрированные в РФ (лиофильно  высушенные препараты)

Из  существующих на рынке пробиотических культур достаточно полно исследованы штаммы L.rhamnosus GG, L.reuteri, B.longum ATCC 15707, B.bifidum Bb-12, E.faecium SF68, некоторые штаммы L.acidophilus. Обычно при приеме бифидобактерий в сквашенном молоке они сохраняют жизнеспособность, проходя через желудок и кишечник, и определяются через 8 ч после приема в дистальных отделах подвздошной кишки в количестве, составляющем 34-37% от общего количества бифидобактерий. Принятые перорально однократно бифидобактерий появляются в фекалиях на второй день, достигая стабильного уровня на третий день. При многократном приеме бифидобактерий их выделение с фекалиями увеличивается примерно в 30 раз.

Продолжительность выживания в кишечнике (транзиторная колонизация) после окончания приема препарата пробиотика B.lactis Bb-12 составляет в среднем не более недели

Различия  в сроках сохранения в ЖКТ вводимых пробиотических культур тесным образом  связаны с особенностями селекционированных производственных штаммов и лекарственной  формы препарата. Для эффективного действия препарата-пробиотика важным является сохранение жизнеспособности бактерий при воздействии низких рН, желчи, синтез производственным штаммом антибиотикоподобных веществ, способных диффундировать через биопленку, формируемую патогенными и условно патогенными бактериями.

Важное  значение имеют адгезивная активность и широкий спектр антимикробного действия пробиотических бактерий. Так, в отношении бифидобактерий показана утрата способности к адгезии  и аутоагрегации, важной для приживления микробных клеток на слизистой и, по-видимому, образования ими биопленки, экранирующей рецепторы для патогенов. Капсулы, устойчивые к действию кислой среды желудка, в которые заключены пробиотические культуры препарата "Бифиформ", обеспечивают лучшее выживание бифидобактерий и лактобацилл при их прохождении через ЖКТ. Препарат предназначен для нормализации микрофлоры кишечника, вызванными различными причинами у детей и взрослых, а также для предупреждения и лечения кишечных диспепсий у детей старше 2 лет. Бифирорм применяется при острых кишечных инфекциях вирусной и бактериальной природы, хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта, протекающих с явлениями дисбактериоза кишечника, в том числе при синдроме избыточного бактериального роста в тонкой кишке, синдроме раздраженного кишечника, постинфекционном синдроме раздраженного кишечника, синдроме нарушенного всасывания, воспалительных заболеваниях кишечника, хронической диареи, неспецифическом язвенном колите и др.

Линекс - изготовлен на основе трех видов бактерий: Bifidobacteruim infantis var.liberorum, Lactobacillus acidophilus и Enterococcus faecium SF68, лиофильно высушенных и расфасованных в капсулы. В одной капсуле содержится не менее 1,2 х 107 КОЕ каждого штамма.

Терапевтический эффект связан с широким спектром антагонистической активности каждой из включенных в состав пробиотика культур, подавляющих рост и развитие патогенных и условно патогенных микроорганизмов. Линекс применяется при острых кишечных инфекциях вирусной и бактериальной природы, хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта, протекающих с явлениями дисбактериоза кишечника.

Бифилиз. Препарат содержит жизнеспособные бифидобактерии в дозе 108 КОЕ и 10 мг лизоцима. Оптимальное сочетание бифидобактерии и лизоцима усиливает лечебное действие каждого компонента в препарате и позволяет применять его при более тяжелых формах заболевания и ограничить в тоже время применение антибиотиков для лечения кишечных инфекций. Назначают детям с первых дней жизни и взрослым при дисбактериозах, острых кишечных инфекциях и хронических заболеваниях различной этиологии. Особенно препарат показан ослабленным, недоношенным детям с отягощенным преморбидным фоном, при наличии смешанной патологии (инфекционно-воспалительные заболевания, угроза сепсиса, гипотрофия, анемия), при вторичных иммунодефицитных состояниях, в том числе после терапии цитостатиками или антибиотиками широкого спектра. Бифилиз назначают новорожденным для профилактики инфекционных и деструктивных осложнений, в том числе язвенно-некротического колита, а также при раннем искусственном или смешанном вскармливании. (Производитель: РФ).

Ацилакт. Препарат представляет собой лиофилизированную микробную массу L. acidophilus (штаммы NK1, КЗШ24 и 100АШ). Одна доза содержит не менее 108 КОЕ лактобацилл. Ацилакт во флаконах содержит 5 доз, в таблетке и в свече по 1 дозе. Препарат оказывает корригирующее действие при нарушениях нормальной микрофлоры ротовой полости, желудочно-кишечного и урогенитального трактов.

Ацилакт сухой и в таблетках рекомендуют детям и взрослым при ОКИ установленной, в том числе, ротавирусной, и не установленной этиологии. В тяжелых случаях показано его совмещение с химио- и антибиотикотерапией из-за высокой резистентности к ним используемых штаммов. Ацилакт назначают при затяжных и хронических колитах и энтероколитах инфекционной и неинфекционной этиологии, сопровождающихся дисбактериозом, при неспецифическом язвенном колите у взрослых. (Производитель: Покров, РФ).

Аципол. Препарат представляет собой биомассу, состоящую из смеси живых антагонистически активных бактерий L. acidophilus и полисахарида кефирных грибков. Препарат выпускают во флаконах или в таблетках, он имеет специфический кисломолочный запах и вкус. В одной таблетке содержится не менее 107 КОЕ лактобактерий и 0.8 мг полисахарида прогретых кефирных грибков, потенцирующих лечебное действие аципола. По механизму действия аципол является многофакторным лечебным средством; обладает ингибирующей активностью в отношении патогенных и условно патогенных микроорганизмов; что обусловливает корригирующий эффект на микрофлору кишечника, усиливает процессы пищеварения и обмена веществ; обладает иммуномодулирующим действием за счет полисахарида кефирных грибков.

Аципол  сухой применяют для профилактики и лечения детей с первых дней жизни и взрослых, в таблетках - с трехлетнего возраста. Препарат назначают для коррекции микроэкологических изменений в кишечнике, при ОКИ установленной (шигеллез, сальмонеллез, ротавирусная инфекция) и неустановленной этиологии, в том числе после проводимой антибактериальной терапии. (Производитель: Биокад, РФ).

Сорбированные препарты-пробиотики.

К сорбированным препаратам-пробиотикам  относятся бифидумбактерин форте, пробифор и флорин форте, а также экофлор.

Бифидумбактерин форте и пробифор представляют собой высушенную микробную массу живых бифидобактерий, иммобилизованных на активированном угле. Одна доза бифидумбактерина форте содержит, не менее 5,0 х 107 КОЕ, пробифора - 5,0 х 108 КОЕ бифидобактерий (штамм B.bifidum

1. Флорин форте содержит бактерии двух разных видов: B.bifidum 1 и L.plantarum 8RA-3, адсорбированных на активированном угле в дозе 5,0 х107 КОЕ каждого штамма.

Механизм  терапевтического действия этих препаратов отличается тем, что искусственно созданные  сорбированные на частичках угля микроколонии пробиотических бактерий находятся в ином физико-химическом состоянии, что обеспечивает более интенсивное их взаимодействие с пристеночным слоем слизистой кишечника, что, по-видимому, повышает их антагонистическую активность.

Объединение пробиотических бактерий в микроколонии обеспечивает также их высокую выживаемость при прохождении через кислую среду желудка, позволяет добиться высоких локальных концентраций на поверхности слизистой кишечника.