Физиологические функции лактобактерий в организме и эффективность их применения в составе пробиотиков в педиатрической практике

Лактобактерии (Lactobacillus) – это род молочнокислых бактерий, который в настоящее время насчитывает 130 различных видов. Бактерии семейства Lactobacillus – непатогенные грамположительные облигатные или факультативные анаэробы с высокой ферментативной активностью. Многие виды лактобактерий являются нормальной микрофлорой желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), в том числе полости рта и толстой кишки. Наибольшее количество лактобактерий находится в толстом отделе кишечника (106–107 КОЕ/г фекалий). Главным образом, они представлены L. acidophilus, L. casei, L. bulgaricus, L. plantarum, L. salivarius, L. reuteri и L. rhamnosus. Количество лактобактерий в испражнениях во многом зависит от характера питания. У здоровых детей, находящихся на грудном вскармливании, лактобактерии обнаруживаются в кале в количестве 106–107 КОЕ/г, в то время как у детей, находящихся на искусственном вскармливании, уровень лактобактерий часто бывает более высоким, достигая 108 КОЕ/г фекалий [1]. Лактобактерии представляют собой меньшую часть микрофлоры кишечника, однако они выполняют не менее важные метаболические функции, чем основной представитель нормофлоры толстого кишечника – бифидобактерии. Лактобактерии угнетают рост гнилостных и условно-патогенных микроорганизмов (УПМ) за счет способности выделять целый ряд веществ: молочную кислоту, лизоцим, бактериоцины (лактоцины B, F, J, M, лактобревин, плантарицин и др.). Эти продукты жизнедеятельности лактобактерий обладают выраженным антибактериальным эффектом, а также влияют на мембраны эпителиоцитов, синтез ДНК и протеинов. В клинических и экспериментальных исследованиях установлено, что лактобактерии подавляют размножение патогенной и условно-патогенной микрофлоры – K. pneumoniae, P. vulgaris, P. aeruginosa, S. typhosa, S. schottmuelleri, Sarcina lutea, S. dysenteriae, S. paradysenteriae, S. marcescens, S. aureus, S. faecalis, S. lactis, V. comma и др. [2–4].

Лактобактерии обладают способностью активировать клеточный иммунитет и подавлять продукцию иммуноглобулина (Ig) E. Иммуномодулирующее действие лактобактерий связывают с присутствием в их клеточной стенке пептидогликанов и тейхоевых кислот, которые, как известно, являются поликлональными индукторами и иммуномодуляторами. Кроме того, установлено, что введение лактобактерий мышам сопровождалось увеличением количества плазматических клеток, усилением синтеза антител к вирусу гриппа и ротавирусу, а также увеличением синтеза IgA и IgM на слизистых оболочках бронхов. Защитные свойства IgA связаны с его способностью предупреждать адгезию и инвазию патогенных бактерий, а также проникать в энтероциты кишечника и воздействовать на репликационный цикл вирусов, находящихся внутри клеток. Секреторные IgA, в отличие от остальных иммуноглобулинов, выполняют функции специфического иммунологического барьера, связывая антигены на поверхности эпителия и препятствуя их проникновению внутрь организма и тем самым уменьшая вероятность развития как воспалительного, так и аллергического процессов [5–9]. К настоящему времени в клинических исследованиях установлено, что виды лактобактерий различаются по степени выраженности оказываемого ими иммуномодулирующего эффекта. Например, L. casei служат мощным стимулятором продукции интерлейкина-6 (ИЛ-6), интерлейкина-12 (ИЛ-12), фактора некроза опухоли альфа (ФНО-альфа) и экспрессируют маркеры созревания. L. reuteri являются слабым индуктором ИЛ-12 и подавляют секрецию цитокинов и экспрессию маркеров созревания, вызванную другими видами лактобактерий. Пероральная бактериотерапия L. rhamnosus GG (АТСС 53103) у детей с атопическим дерматитом и непереносимостью коровьего молока приводила к увеличению выработки противовоспалительного цитокина интерлейкина-10 (ИЛ-10) и ослаблению клинических проявлений заболевания. Одновременно снижался и характерный для этих больных высокий уровень провоспалительного цитокина ФНО-альфа [10]. В работах других исследователей было установлено, что ингибирование этих бактерий с лимфоцитами периферической крови приводит к снижению выброса провоспалительных цитокинов (ФНО-альфа, интерлейкина-2 (ИЛ-2) и др.) и повышению уровня регулирующих цитокинов (трансформирующего фактора роста бета (ТФР-бета) и ИЛ-10) [11, 12].

Лактобактерии активно участвуют в процессах пищеварения, превращая протеин в легкоусвояемые компоненты. По результатам доклинических и клинических исследований установлено, что L. acidophilus могут расщеплять холестерин в липидах сыворотки. Они также способствуют снижению холестеринемии за счет блокировки фермента гидроксиметил-глутарат-СоА-редуктазы, ограничивающего скорость синтеза холестерина. Лактобактерии принимают активное участие в метаболизме лактозы [13, 14], вырабатывая ферменты: В-галактозидазы, гликолазы и лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Это имеет большое клиническое значение у детей как с врожденной лактазной недостаточностью, так и с развившейся после перенесенных кишечных инфекций или курсов антибиотикотерапии. Исходя из вышесказанного, патогенетически обоснованным является включение в состав комплексной терапии вирусных диарей биопрепаратов или лечебно-профилактических детских смесей, обогащенных лактобактериями, так как основным пусковым механизмом диареи и инфекционного процесса при вирусных диареях (ротавирусной инфекции и др.) является дисахаридазная недостаточность. В настоящее время лактобактерии нашли широкое применение в клинической практике в составе различных пробиотиков, биологически активных добавок к пище (БАД) и пробиотических продуктов функционального питания. Пробиотики – это препараты из живых микроорганизмов, которые оказывают при введении в организм человека благотворный эффект за счет восстановления кишечной микрофлоры [15]. Лактобактерии – международное непатентованное наименование (МНН) лекарственного средства. По фармакологическому указателю лактобактерии относятся к группе средств, нормализующих микрофлору кишечника. По анатомо-терапевтически-химической (АТХ) классификации они относятся к группе «Микроорганизмы, продуцирующие молочную кислоту», код A07FA01, а также к группе «Лактобациллы», код G01AX14.

В клинической практике в качестве пробиотиков используются различные виды и штаммы лактобактерий. Лактосодержащие пробиотики можно условно разделить на две группы: основным действующим веществом представителей 1-й группы является один или несколько видов (штаммов) лактобактерий, в состав пробиотиков 2-й группы входят и другие представители нормальной микрофлоры кишечника. К лактосодержащим пробиотикам 1-й группы относятся Лактобактерин, в состав которого входят L. plantarum (штаммы 38, 8Р-АЗ) или L. fermentum (штамм 90Т-С4); Ацилакт – L. acidophilus (штаммы NK1, 100АШ и КЗШ24); Биобактон – L. acidophilus (штамм 126); Наринэ – L. acidophilus (штамм Er 317/402); Аципол – L. acidophilus (штаммы NKI, NK2, NK5 и NK12); Нутролин B – L. sporogenses; Гастрофарм – L. bulgaricus (штамм 51); БАД Нормофлорин-Л – L. acidophilus; БАД Витанар – L. acidophilus (штамм КА R-08); БАД Эуфлорин-L – L. acidophilus и L. plantarum. Вторая группа на отечественном рынке представлена главным образом БАД, которые широко используются в клинической практике для профилактики и коррекции дисбактериозов различной этиологии. Среди них заслуживают внимания Полибактерин (в состав которого входят L. acidophilus, L. plantarum, L. fermentum и B. bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve), Нормофлорин-Д (L. casei, L. rhamnosus и B. bifidum, B. longum), Биовестин-лакто (L. plantarum и B. bifidum, B. adolescentis), Нормоспектрум (L. acidophilus, L. plantarum, L. casei и B. bifidum, B. infantis, B. breve, B. longum), Бифиформ Малыш (Lactobacillus GG и B. lactis ВВ-12), Бифиформ Комплекс (Lactobacillus GG, L. acidophilus, B. lactis, инулин), Примадофилус Детский (L. acidophilus, L. rhamnosus и B. infantis, B. longum), Примадофилус Джуниор (L. acidophilus, L. rhamnosus и B. infantis, B. longum, B. breve).

Лактобактерин и Ацилакт – пробиотики первого поколения, применяющиеся для коррекции дисбактериоза кишечника с заместительной и лечебной целью. Установлена клиническая эффективность этих препаратов при стафилококковой и клебсиеллезной инфекциях, энтеритах и гастроэнтеритах, протекающих с явлениями бродильной диспепсии, и при ротавирусной инфекции. В исследованиях А.И. Грудяновой и соавт. [16] была изучена способность этих пробиотиков изменять клиническое состояние тканей пародонта и микрофлору полости рта при различных стадиях поражения. Выявлено, что Ацилакт и Лактобактерин оказывают выраженное коррекционное воздействие на микрофлору полости рта при пародонтите, восстанавливая ее до показателей физиологической нормы на более длительный период времени, чем при использовании антисептических средств. Лечебно-профилактическая эффективность этих препаратов подтверждена во многих клинических исследованиях. Так, по данным Н.М. Грачевой и соавт. [17, 18], при включении Ацилакта и Лактобактерина в комплексную терапию у 1189 больных шигеллезом, сальмонеллезом, ротавирусным гастроэнтеритом, эшерихиозами, а также у пациентов с пищевой токсикоинфекцией (ПТИ) неустановленной этиологии отмечен выраженный клинический эффект и отчетливая нормализация микробиоценоза кишечника. Штаммы L. acidophilus, входящие в состав пробиотиков Биобактон, Наринэ и Аципол, имеют высокую антагонистическую активность в отношении широкого круга патогенных и УПМ (шигелл, сальмонелл, эшерихий, стрептококков, стафилококков, протея и др.), повышают устойчивость к инфекционным и другим неблагоприятным факторам, нормализуют микрофлору кишечника. Пробиотик Наринэ используется также при аллергических поражениях кожи и слизистых (диатез, дерматит и др.), воспалительных заболеваниях органов дыхания (бронхит, пневмония и др.), гинекологических заболеваниях (аднексит, оофорит, сальпингит), маститах, лучевой болезни, кишечных инфекциях и дисбактериозах различной этиологии.

Преимущества лактосодержащих пробиотиков по сравнению с бифидосодержащими обусловлены тем, что лактобактерии устойчивы к разрушающему действию желудочного сока, желчных кислот и панкреатических ферментов. Наиболее резистентны L. acidophilus, L. plantarum и L. casei. Они сохраняют жизнеспособность в кислой среде желудка в течение 3 часов, в то время как L. bulgaricus, присутствующие в йогурте, очень чувствительны к кислотности желудочного сока и к желчи, погибая при инкубации в желудочном соке уже через час [19–22]. В отличие от бифидобактерий, лактобактерии обладают большей резистентностью к антибиотикам и могут применяться на фоне антибиотикотерапии [23, 24]. Так, в исследованиях Е.В. Олейниченко и соавт. [25] было показано, что включение лактосодержащего пробиотика в терапию 120 детей, больных острой пневмонией, снижает частоту развития дисбиотических изменений, уменьшает степень дисбактериоза на фоне антибиотикотерапии и предупреждает антибиотико-ассоциированную диарею. При изучении динамики микрофлоры ротоглотки и кишечника у больных с различной респираторной патологией (микоплазменная и хламидийная инфекция, острая респираторная вирусная инфекция (ОРВИ), осложненная ангиной или отитом), получавших антибиотики (макролиды, цефалоспорины), степень снижения общего количества лактобактерий была больше, чем бифидобактерий. Нередко имела место ассоциация грибов рода Candida с грамположительной и грамотрицательной флорой (S. aureus, E. coli и др.) как на слизистой ротоглотки, так и в кишечнике. Дополнительное включение в терапию Аципола предотвращало отрицательное действие антибиотиков на микробиоценоз кишечника и клинические проявления дисбактериоза [26]. При лечении острой кишечной инфекции (ОКИ) бактериальной этиологии инвазивного типа Невиграмоном в комбинации с Ациполом установлено более быстрое исчезновение симптомов интоксикации (анорексия, лихорадка) и гастроинтестинальных нарушений (диарея и патологические примеси в стуле) [27].

Положительное воздействие лактосодержащих пробиотиков Линекс и Флорин форте на динамику клинических симптомов и микробиоценоз кишечника было установлено при их включении в состав базисной терапии ротавирусной инфекции у детей [28–30]. Эти пробиотики способствовали более быстрому, чем в группе сравнения, купированию симптомов интоксикации и диареи. Во всех группах у больных снижалось содержание грибов рода Candida, S. aureus и лактозонегативной E. coli в испражнениях. Изучение элиминации ротавирусов в зависимости от лечения показало, что у детей, получавших Флорин форте, элиминация и снижение титра антител в копрофильтратах отмечались в 1,4 раза чаще, чем у больных группы сравнения, получавших Линекс. Эффективным оказалось использование в комплексной терапии ротавирусной инфекции у детей и пробиотика Бифилактрин, в состав которого входят L. plantarum и B. bifidum. В исследованиях Е.Ю. Серединой и соавт. [31–32] пробиотик Бифилактрин был применен в составе комплексной терапии ротавирусной инфекции, а также в качестве этиотропной монотерапии среднетяжелых форм ОКИ бактериальной этиологии. Авторами установлено, что Бифилактрин способствует нормализации жизнедеятельности нормофлоры кишечника, а также ферментовыделительной функции кишечника и всасывания, оказывает быстрое (в отличие от антибиотиков) выраженное положительное воздействие по купированию основных симптомов заболевания. 

Лактосодержащие пробиотики второй группы, в состав которых входят и различные виды бифидобактерий, оказались высокоэффективными в составе комплексной терапии как средства альтернативной антибиотикам этиотропной монотерапии среднетяжелых форм ОКИ бактериальной этиологии, а также при ротавирусной инфекции. Из них заслуживает внимания БАД Полибактерин. В наших исследованиях [33] было проведено изучение клинической эффективности и воздействия на микробиоценоз кишечника Полибактерина у 50 больных среднетяжелыми формами ОКИ вирусной и бактериальной этиологии в возрасте от 6 месяцев до 14 лет. Установлено, что дополнительное включение пробиотика в базисную терапию ОКИ вирусной этиологии достоверно сокращает продолжительность острого периода заболевания (с 4,1 ± 0,18 до 2,7 ± 0,12 дня). Клиническая и санирующая эффективность Полибактерина в качестве средства альтернативной этиотропной терапии ОКИ бактериальной и вирусно-бактериальной этиологии существенно выше, чем фуразолидона (или гентамицина перорально). Полибактерин, в отличие от антибактериальных препаратов, оказывает выраженное нормализующее воздействие на количественный и качественный состав микрофлоры кишечника и способствует сокращению средней продолжительности острого периода заболевания при ОКИ бактериальной этиологии с 6,3 ± 0,22 до 3,6 ± 0,12 дня. Клиническое выздоровление наступает у всех больных по окончании пятидневного курса лечения, независимо от типа диареи, в то время как в группах сравнения оно имеет место лишь в 50–60% случаев.

В клинической практике при дисбактериозах различной этиологии хорошо зарекомендовали себя поликомпонентные пробиотики Линекс, Бифиформ Малыш, Нормофлорин-Л и Нормофлорин-Д, Нормоспектрум. Линекс – комплексный препарат, в состав которого входят L. acidophilus, B. infantis v. liberorum и S. faecium. Штаммы микроорганизмов, входящие в состав препарата, специально выведены и являются антибиотикоустойчивыми, то есть Линекс можно назначать и на фоне проводимой антибиотикотерапии. Входящие в состав Линекса живые бифидобактерии, лактобациллы и нетоксигенный кисломолочный стрептококк группы D, выделенные из кишечника здорового человека, поддерживают и регулируют физиологическое равновесие микрофлоры во всех отделах кишечника. При приеме Линекса создаются неблагоприятные условия для развития патогенной и УПМ, тем самым улучшаются условия для жизнедеятельности нормофлоры кишечника. Бифиформ Малыш в форме жевательных таблеток содержит бактерии двух видов – B. lactis BB-12 и Lactobacillus GG, – а также витамины B1 и B6. Лактобациллы GG поддерживают естественную защиту человека, стимулируют специфический и неспецифический иммунный ответ, поддерживают барьерную функцию кишечника, снижают риск проникновения антигенов во внутреннюю среду организма, стимулируют выработку секреторных и сывороточных IgA-антител. Включение пробиотика Бифиформ Малыш в комплексную терапию ОКИ вирусной этиологии способствует сокращению продолжительности острого периода, оказывает положительное влияние на показатели клеточного звена иммунитета – повышение фагоцитарного индекса, фагоцитарного числа и уровня IgA в крови. Назначение пробиотиков на основе L. rhamnosus (LGG) приводит также к переключению дифференцировки с Th2- на Th1-иммунный ответ, что вызывает усиление противоинфекционного иммунитета и способствует профилактике атопии, поэтому их следует назначать больным не только для коррекции дисбактериоза кишечника различной этиологии, но и для лечения гастроинтестинальных проявлений пищевой аллергии [34–35].

Жидкие концентраты лактосодержащих пробиотиков Нормофлорин-Л и Нормофлорин-Д содержат L. acidophilus (-Л), L. casei, B. longum, B. bifidum (-Д) и их метаболиты, незаменимые аминокислоты, органические кислоты, витамины C, E, PP, H и группы B. В состав Нормоспектрума входят также микроэлементы L. plantarum 8-РА-3, L. acidophilus NK-1, L. casei КНМ-12, B. bifidum 1, B. bifidum 791, B. longum B379M, B. breve 79-88, B. infantis 79-43, а также витамины и минералы: С, Е, В1, рибофлавин, В6, В12, фолиевая и пантотеновая кислоты, ниацинамид, биотин, цинк, селен; пищевые волокна: инулин, микрокристаллическая целлюлоза. Эти препараты при пероральном приеме подавляют активность патогенной и УПМ в ЖКТ, препятствуют проникновению в организм эндотоксинов, восстанавливают моторику кишечника, снижают уровень холестерина и оксалатов, расщепляют лактозу, стимулируют выработку интерферонов и поддержание общего пула иммуноглобулинов, улучшают метаболические процессы в организме. Положительное действие этих препаратов при нарушенном микробиоценозе и наблюдаемое при их приеме улучшение клинической симптоматики было подтверждено клиническими исследованиями при различных патологических состояниях [36–37], в том числе при острой (шигеллез, сальмонеллез, ротавирусная инфекция и др.) и хронической гастроэнтерологической патологии (гастродуоденит, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, панкреатит, холецистит, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки и др.). 

Лактобактерии содержатся в грудном молоке, вызывают молочнокислое брожение и благодаря этому своему качеству широко используются при изготовлении кисломолочных продуктов питания. В последние годы пробиотикотерапия получила новое развитие в плане создания современных продуктов питания, обогащенных пробиотиками, – продуктов функционального питания. На отечественном рынке широко представлены использующиеся как с профилактической, так и с лечебной целью лактосодержащие молочнокислые продукты: Актимель, в состав которого входят L. bulgaricus и L. casei DN114-001; Имунеле, содержащие L. casei (Россия) или L. rhamnosus (США); Биомакс, содержащий L. acidophilus, а также детские смеси Агуша кисломолочная, в состав которых входят L. acidophilus и B. bifidum, для детей в возрасте 0–5 и 6–12 месяцев, сухие молочные смеси Нестле, содержащие L. rhamnosus и B. longum, в том числе смеси NAN 2 и NAN 3.

В исследованиях Д.В. Усенко и соавт. [38] была проведена оценка эффективности кисломолочного продукта Актимель для коррекции микроэкологических нарушений у 50 детей, больных ОКИ вирусной и бактериальной этиологии. Установлено, что включение в питание детей этого продукта 1 раз в день по 100 мл курсом 14 дней способствует нормализации уровня лактобактерий и энтерококков в 30% случаев, бифидобактерий – у 13,3% больных, а также снижению степени колонизации/контаминации (lg) S. aureus и грибов рода Candida. Авторами также установлено, что в остром периоде ОКИ значительно изменяется профиль короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) в кале. Методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) выявлено повышение абсолютного и относительного содержания в кале больных пропионовой и масляной кислот при одновременном снижении содержания уксусной кислоты по сравнению с группой здоровых лиц. Эти изменения свидетельствовали о нарушении утилизации данных кислот колоноцитами, а также о повышении численности и активности анаэробного звена микрофлоры кишечника. После проведенного курса лечения с использованием пробиотического продукта Актимель отмечалась тенденция к нормализации абсолютного содержания уксусной, пропионовой и масляной кислот, а также достоверное повышение относительного содержания пропионовой и масляной кислот при снижении доли уксусной кислоты. 

Эти изменения свидетельствовали о восстановлении функциональной активности и численности толстокишечной микрофлоры и утилизации КЖК на фоне купирования диарейного синдрома. Таким образом, лактосодержащие пробиотики, БАД и продукты функционального питания могут быть использованы в педиатрической практике не только для профилактики дисбактериозов различной этиологии, но и с лечебной целью в составе комплексной терапии различных заболеваний, в первую очередь при острой и хронической гастроэнтерологической патологии. Клиническая эффективность и нормализующее действие лактобактерий на микробиоценоз кишечника обусловлены их многочисленными физиологическими функциями, полезными для организма человека. Различные виды и штаммы лактобактерий, входящие в состав пробиотиков, обладают высокой антагонистической активностью в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, активно участвуют в пищеварении, выполняют важную иммуномодулирующую функцию. Результаты клинических исследований свидетельствуют, что лактосодержащие пробиотики могут применяться как средства этиопатогенетической терапии не только вирусной инфекции, но и легких и среднетяжелых форм ОКИ бактериальной этиологии вместо антибиотиков.