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

Лактобактерии (Lactobacillus) – это род молочнокислых бактерий, насчитывающий 130 различных видов. Лактобактерии – это непатогенные грамположительные облигатные или факультативные анаэробы с высокой ферментативной активностью. Многие виды лактобактерий входят в состав нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Наибольшее количество лактобактерий находится в толстом отделе кишечника (10⁶–10⁷ КОЕ/г фекалий). Они представлены главным образом 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, этот показатель выше – 10⁸ КОЕ/г исследуемого материала [1].

Лактобактерии представляют меньшую часть микрофлоры кишечника, однако выполняют не менее важные метаболические функции, чем основной представитель нормальной микрофлоры толстого кишечника – бифидобактерии. Лактобактерии угнетают в кишечнике рост гнилостных и условно-патогенных микроорганизмов (УПМ) за счет способности образовывать такие вещества, как молочная кислота, 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, ДНК-синтез и синтез протеина в слизистой оболочке кишечника. В ходе клинических и экспериментальных исследований установлено, что лактобактерии подавляют размножение патогенной микрофлоры и УПМ – Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhosa, S. schottmuelleri, Sarcina lutea, Shigella dysenteriae, Sh. paradysenteriae, Serratia marcescens, Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, S. lactis, Vibrio comma и др. [2–4].

Лактобактерии обладают способностью активировать клеточный иммунитет и подавлять продукцию иммуноглобулинов (Ig) класса E. Иммуномодулирующее действие лактобактерий связывают с присутствием в их клеточной стенке пептидогликанов и тейхоевых кислот, известных поликлональных индукторов и иммуномодуляторов. Показано также, что введение внутрь мышам лактобактерий сопровождалось увеличением количества плазматических клеток, усилением синтеза антител к вирусу гриппа и ротавирусу, а также увеличением синтеза IgA и IgM клетками слизистых оболочек бронхов. Защитные свойства секреторных IgA (sIgA) связаны с их способностью предупреждать адгезию и инвазию патогенных бактерий, а также проникать в энтероциты кишечника и воздействовать на репликационный цикл внутриклеточных вирусов. В отличие от остальных иммуноглобулинов, sIgA выполняют функции специфического иммунологического барьера, связывая антигены на поверхности эпителия и препятствуя их проникновению внутрь организма, и тем самым уменьшают вероятность как воспалительных, так и аллергических процессов [5–9].

В ходе клинических исследований установлено, что разные виды лактобактерий оказывают различный по степени выраженности иммуномодулирующий эффект. Например, L. casei служат мощным стимулятором продукции интерлейкинов (ИЛ) 6 и 12, фактора некроза опухоли альфа (ФНО-альфа) и экспрессии маркеров созревания различными клетками. В то же время 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 ИЛ-10 и ослаблению клинических проявлений заболевания. Одновременно снижался и характерный для таких больных высокий уровень провоспалительного цитокина – ФНО-альфа [10]. Установлено, что ингибирование этими бактериями лимфоцитов периферической крови приводит к снижению выброса провоспалительных цитокинов (ФНО-альфа, ИЛ-2 и др.) и повышению уровня регуляторных цитокинов – TGF-бета (transforming growth factor beta, трансформирующий ростовой фактор 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, ограничивающей скорость синтеза холестерина. Лактобактерии принимают активное участие в метаболизме лактозы [13, 14], вырабатывая ферменты: В-галактозидазы, гликолазы и молочные дегидрогеназы. Это имеет большое клиническое значение у детей с врожденной, а также развивающейся после перенесенных кишечных инфекций или курсов антибиотикотерапии лактазной недостаточностью. Патогенетически обоснованным считается включение в состав комплексной терапии вирусных диарей биопрепаратов или лечебно-профилактических детских смесей, обогащенных лактобактериями, поскольку основным «пусковым» механизмом диареи и инфекционного процесса при вирусных диареях (ротавирусной инфекции и др.) является дисахаридазная недостаточность.

В настоящее время лактобактерии широко применяются 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 при введении в организм человека оказывают благотворный эффект за счет восстановления кишечной микрофлоры [15]. Лактобактерии – международное непатентованное наименование (МНН) лекарственного средства. По фармакологическому указателю лактобактерии входят в группу «Средства, нормализующие микрофлору кишечника». По анатомо-терапевтическо-химической классификации лактобактерии отнесены:

а) к группе «Микроорганизмы, продуцирующие молочную кислоту», код A07FA01;

б) группе «Лактобациллы», код G01AX14.

В клинической практике в качестве пробиотиков используются различные виды и штаммы лактобактерий. Лактосодержащие пробиотики можно условно разделить на две группы:

• первая – в качестве основного действующего вещества используется один или несколько видов (штаммов) лактобактерий;
• вторая – в состав входят и другие представители нормальной микрофлоры кишечника.

К лактосодержащим пробиотикам первой группы относятся:

• Лактобактерин (L. plantarum штаммы 38, 8Р-АЗ или L. fermentum штамм 90Т-С4);
• Ацилакт (L. acidophilus штаммы NK1, 10Оаш и КЗШ24);
• Биобактон (L. acidophilus штамм 126);
• Наринэ (L. acidophilus штамм 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 БАДами, широко используемыми в клинической практике не только для профилактики и коррекции дисбактериозов различной этиологии, но и в лечебных целях. Среди них заслуживают внимания Полибактерин (в состав которого входят L. acidophilus, L. plantarum, L. fermentum и Bifidobacterium 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, применяются для коррекции дисбактериоза кишечника, с заместительной и лечебной целью. Клиническая эффективность этих препаратов установлена при стафилококковой и клебсиеллезной инфекции, энтеритах и гастроэнтеритах, протекающих с явлениями бродильной диспепсии, и при ротавирусной инфекции. В исследованиях А.И. Грудянова и соавт. [16] было изучено влияние этих пробиотиков на изменение клинического состояния тканей пародонта и микрофлоры полости рта при различных стадиях патологического процесса. 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 также во многих клинических исследованиях. Так, по данным Н.М. Грачевой и соавт. [17, 18], при включении Лактобактерина и Ацилакта в комплексную терапию 1189 больным шигеллезом, сальмонеллезом, ротавирусным гастроэнтеритом, эшерихиозами отмечены 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 микроорганизмов и УПМ (шигеллы, сальмонеллы, эшерихии, стрептококки, стафилококки, протей и др.), повышают устойчивость к инфекционным и другим неблагоприятным факторам, нормализуют микрофлору кишечника. Пробиотик Наринэ используется также при аллергических поражениях кожи и слизистых оболочек (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 применения лактобактерий перед бифидобактериями заключаются в том, что лактобактерии устойчивы к разрушающему действию желудочного сока, желчных кислот и панкреатических ферментов. Наиболее резистентными являются 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 и погибают уже через час при инкубации в желудочном соке [19–22]. В отличие от бифидобактерий, лактобактерии обладают большей резистентностью к антибиотикам, их можно применять на фоне антибиотикотерапии [23, 24]. Так, в исследованиях Е.В. Олейниченко и соавт. [25] было показано, что включение в терапию 120 детей, больных острой пневмонией, лактосодержащего пробиотика снижает частоту развития дисбиотических изменений и уменьшает степень дисбактериоза на фоне приема антибиотиков и предупреждает антибиотик-ассоциированную диарею. При изучении динамики микрофлоры ротоглотки и кишечника у пациентов с различной респираторной патологией (микоплазменная и хламидийная инфекция, острая респираторная вирусная инфекция, осложненная ангиной, отитом), получавших антибиотики (макролиды, цефалоспорины), было выявлено в большей степени снижение общего количества лактобактерий, чем бифидобактерий. Нередко имела место ассоциация грибов рода Candida с грамположительной и грамотрицательной флорой (S. aureus, Escherichia coli и др.) как на слизистой оболочке ротоглотки, так и в кишечнике. Дополнительное включение в терапию Аципола предотвращало отрицательное воздействие антибиотиков на микробиоценоз кишечника и клинические проявления дисбактериоза [26]. При лечении острых кишечных инфекций (ОКИ) бактериальной этиологии инвазивного типа Невиграмоном в комбинации с Ациполом сокращалась длительность симптомов интоксикации (анорексия, лихорадка) и снижались гастроинтестинальные нарушения – диарея и патологические примеси в стуле [27].

Положительное воздействие на динамику клинических симптомов и микробиоценоз кишечника наблюдалось при включении лактосодержащих пробиотиков Линекс и Флорин форте в состав базисной терапии ротавирусной инфекции у детей [28–30]. В отличие от групп сравнения, в основных группах эти пробиотики способствовали более быстрому купированию симптомов интоксикации и диарейного синдрома. Во всех группах больных снижалось содержание в испражнениях грибов рода Candida, S. aureus, лактозонегативной E. coli. Изучение элиминации ротавирусов в зависимости от лечения показало, что у детей, получавших Флорин форте, элиминация и снижение титра антител в копрофильтратах происходили в 1,4 раза чаще, чем у пациентов 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] Бифилактрин был применен в составе комплексной терапии ротавирусной инфекции, а также в качестве этиотропной монотерапии среднетяжелых форм ОКИ бактериальной этиологии. Установлено, что Бифилактрин способствует нормализации изменений ферментовыделительной функции кишечника, всасывания и нарушений жизнедеятельности нормальной микрофлоры кишечника, оказывает быстрое (в отличие от антибиотиков) выраженное положительное воздействие на купирование основных симптомов заболевания.

Лактосодержащие пробиотики второй группы, в состав которых входят 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 пробиотик БАД Полибактерин.

Нами было проведено исследование 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. Показано, что дополнительное включение в базисную терапию ОКИ вирусной этиологии этого пробиотика достоверно сокращает продолжительность острого периода заболевания (с 4,1 ± 0,18 до 2,7 ± 0,12 дня). Клиническая и санирующая эффективность Полибактерина как средства альтернативной этиотропной терапии ОКИ бактериальной и вирусно-бактериальной этиологии существенно выше, чем фуразолидона (или гентамицина при пероральном приеме). 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 по окончании 5-дневного курса лечения независимо от типа диареи наступает у всех больных, в то время как в группах сравнения лишь в 50–60% случаев [33].

В клинической практике при дисбактериозах различной этиологии хорошо зарекомендовали себя поликомпонентные пробиотики Линекс, Бифиформ Малыш, Нормофлорин Л и Д, Нормоспектрум. Линекс – комплексный препарат, в состав которого входят L. acidophilus, B. infantis v. liberorum и Enterococcus faecium. Штаммы микроорганизмов, входящие в состав препарата, специально выведены. Они 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 кишечной микрофлоры во всех отделах кишечника. При приеме препарата создаются неблагоприятные условия для развития патогенной микрофлоры и УПМ, тем самым улучшаются условия жизнедеятельности нормальной микрофлоры кишечника.

Бифиформ Малыш (таблетки жевательные) содержит бактерии двух видов – B. lactis BB-12 и Lactobacillus GG, 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 в комплексную терапию ОКИ вирусной этиологии пробиотика Бифиформ Малыш 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 Th₂- на Th₁-иммунный ответ, что усиливает противоинфекционный иммунитет и способствует профилактике атопии. Именно поэтому пробиотики следует назначать больным не только для коррекции дисбактериоза кишечника различной этиологии, но и для лечения гастроинтестинальных проявлений пищевой аллергии [34–36].

Жидкие концентраты лактосодержащих пробиотиков Нормофлорин Л и Нормофлорин Д содержат L. acidophilus (L), L. casei, B. longum, B. bifidum (D) и их метаболиты, незаменимые аминокислоты, органические кислоты, витамины C, E, PP, H, витамины группы B, микроэлементы. В состав Нормоспектрума входят 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; 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 микрофлоры и УПМ, препятствуют проникновению в организм эндотоксинов, восстанавливают моторику кишечника, снижают уровень холестерина и оксалатов, расщепляют лактозу, стимулируют выработку интерферонов и поддерживают общий пул иммуноглобулинов, улучшают метаболические процессы в организме. Положительное действие этих препаратов на нарушенный микробиоценоз и клиническую симптоматику подтверждено результатами клинических исследований при различных патологических состояниях [37, 38], 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 двенадцатиперстной кишки и др.).

Лактобактерии содержатся в грудном молоке, вызывают молочнокислое брожение и благодаря этому 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 как с профилактической, так и с лечебной целью широко используются лактосодержащие молочнокислые продукты: «Актимель», в состав которого входят L. bulgaricus и L. casei DN114-001, «Имунеле» (L. casei – Россия или L. rhamnosus – США), «Биомакс» (L. acidophilus), а также детские смеси «Агуша кисломолочная» (L. acidophilus и B. bifidum) для детей 0–5 и 6–12 месяцев, сухие молочные смеси «Нестле» (L. rhamnosus и B. longum), а также смеси «НАН 2» и «НАН 3».

В исследованиях А.В. Горелова и соавт. [38] изучалась эффективность кисломолочного продукта «Актимель» в коррекции микроэкологических нарушений у 50 детей, больных ОКИ вирусной и бактериальной этиологии. Показано, 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 – в 13,3%, а также снижению S. aureus и грибов рода Candida. Кроме того, установлено, что в остром периоде ОКИ имеют место значительные изменения профиля короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) в кале. Методом газожидкостной хроматографии выявлено повышение абсолютного и относительного содержания пропионовой и масляной кислот при одновременном снижении 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. 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, прежде всего острой и хронической гастроэнтерологической патологии. Клиническая эффективность и нормализующее действие лактобактерий на микробиоценоз кишечника обусловлены их многочисленными полезными физиологическими функциями. Различные виды и штаммы, входящие в состав пробиотиков, обладают высокой антагонистической активностью в отношении патогенных микроорганизмов и УПМ, активно участвуют в пищеварительном процессе, выполняют важную иммуномодулирующую функцию. Лактосодержащие пробиотики могут быть использованы как средства этиопатогенетической терапии вирусной, а также легких и среднетяжелых форм ОКИ бактериальной этиологии вместо антибиотиков при среднетяжелых формах заболевания.