VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Пробиотики и пребиотики

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Легченко  А.В. 1Легченко  У.В. 1

---

1МОУ «Гимназия №10»

Могилина  Т.Г. 1

---

1МОУ «Гимназия №10»

Работа в формате PDF

2.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Тема проекта: «Пробиотики и пребиотики»

Цель проекта: изучить положительное влияние пробиотиков и пребиотиков на микрофлору кишечника.

Задачи:

выяснить, что такое пробиотики и пребиотики и каковы их различия;

рассмотреть классификацию средств, нормализующих микрофлору кишечника;

изучить механизм воздействия пробиотик - хозяин;

выяснить положительные эффекты про-и пребиотиков на физиологические функции и общее состояние человека;

исследовать про-и пребиотические терапевтические препараты, а также их наличие в продуктах питания;

проделать эксперимент по определению «живучести» бактерий в пробиотических препаратах;

провести социологический вопрос о нарушении микрофлоры кишечника.

Гипотеза: если при антибиотикотерапии принимать пребиотики и пробиотики, то это избавит человека от дисбактериоза кишечника.

Актуальность исследования

Нарушение микрофлоры организма человека вследствие широкого применения антибиотиков повлекло за собой появление устойчивости к ним патогенной микрофлоры. Положительное влияние препаратов, нормализующих микрофлору кишечника (пробиотиков и пребиотиков)  на естественные защитные силы организма и снижение риска инфекционных заболеваний являются в настоящее время одним из самых серьезных аргументов для их широкого использования среди здорового населения.

Это явилось одной из причин нашего интереса к роли микроорганизмов, которые участвуют в поддержании здоровья человека.

Материалы и методы исследования

Теоретический метод (изучение литературы по данному вопросу, беседа с фармацевтами аптеки в процессе посещения экскурсии);

Метод социологического опроса (подготовка кратких вопросов, анализ и обработка информации);

Экспериментальный метод (проведение опыта по определению «живучести» бактерий в пробиотиках);

Метод наблюдения (в ходе эксперимента наблюдали за изменениями в молоке с сухими пробиотическими препаратами, на основании которых делали выводы);

Метод фотосъёмки.

2. Основная часть

2.1. Что такое пробиотики и пребиотики

Впервые термин «пробиотик» был предложен Д. Лилли и Р. Стиллуэллом в 1965 г. как «антоним» антибиотику. Он применялся для обозначения микробных метаболитов, обладающих способностью стимулировать рост каких-либо микроорганизмов.

В 1971 г. A. Sperti использовал слово «пробиотик» для обозначения различных тканевых экстрактов, оказывающих стимулирующее действие на микроорганизмы. В дальнейшем первоначальное определение пробиотиков претерпело изменения.

В 1974 г. Р. Паркер термином «пробиотики» обозначал микробные препараты, обладающие способностью регулировать микробную экологию кишечника. Согласно его определению, пробиотики— это микроорганизмы или их компоненты, способные поддерживать баланс кишечной микрофлоры.

Позднее, в 1989г. Рой Фуллер называл пробиотиками все препараты из живых микроорганизмов, оказывающие при введении в организм хозяина благотворный эффект за счет коррекции кишечной микрофлоры.

Пробиотики - это биологические препараты, состоящие из микроорганизмов, которые, обладающие антагонистической активностью по отношению к патогенной микрофлоре кишечника.

Пребиотики - это неперевариваемые ингредиенты продуктов питания, которые способствуют улучшению здоровья за счет избирательной стимуляции роста и метаболической активности пробиотиков в толстой кишке, т.е. промоторы или стимуляторы пробиотиков. Пребиотики не гидролизуются и не абсорбируются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта; они являются селективным субстратом одного или ограниченного количества полезных представителей нормальной микрофлоры кишечника, стимулируя их рост и метаболическую активность; обладают способностью улучшать состав кишечной микрофлоры, а также индуцировать эффект, улучшающий состояние организма, т.е. здоровье человека. Иными словами, пребиотики - невсасывающиеся вещества, которые оказывают положительный физиологический эффект на хозяина, селективно стимулируя необходимый рост или активность кишечной микрофлоры.

2.2. Различия пробиотиков и пребиотиков

Отличие пребиотиков и пробиотиков состоит в том, что это принципиально разные биологические структуры, просто дополняющие терапевтические эффекты друг друга и имеющие сходные названия.

Сходства пребиотиков и пробиотиков заключаются в том, что и те, и другие оказывают благоприятное воздействие на организм человека за счет нормализации микрофлоры кишечника. Благодаря этому положительному влиянию пребиотики и пробиотики широко используются в составе комплексной терапии заболеваний кишечника, характеризующихся наличием дисбактериоза, дискомфорта, метеоризма, вздутия, поноса, болезненных спазмов и т.д. Возвращаясь к отличиям пробиотиков и пребиотиков, необходимо сказать, что первые – это живые микроорганизмы, а вторые – это химические органические соединения.

Причем пробиотиками называются микроорганизмы, которые составляют нормальную микрофлору кишечника человека. Пребиотиками же являются органические соединения, которые обеспечиваются наиболее благоприятные условия для роста и размножения именно бактерий нормальной микрофлоры, одновременно угнетая патогенные и условно-патогенные микроорганизмы.

2.3. Классификация пробиотиков и пребиотиков

В зависимости от природы и форм использования пробиотики можно поделить на следующие группы:

Препараты, содержащие живые микроорганизмы (монокультуры или их комплексы);

Препараты, содержащие структурные компоненты микроорганизмов- представителей нормальной микрофлоры или их метаболиты;

Препараты микробного или иного происхождения, стимулирующие рост и активность микроорганизмов-представителей нормальной микрофлоры;

Препараты на основе живых генно-инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов в различных сочетаниях и соединениях, с заданными характеристиками;

Продукты функционального питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов и других соединений микробного происхождения.

Наиболее часто применяемые в пробиотических препаратах микроорганизмы:

Лактобактерии — L. acidophilus, L. bulgaricus, L. casei, L. rhamnosus, L. brevis, L. celloblosus, L. fermentum, L. plantarum.

Бифидобактерии — B. bifidum, B. infantis, B. breve, B. adolescentis, B. longum, B. animals, B. thermophilum

Грамположительныекокки — Streptococcus salivarius, Str. Thermophilus, Str. Diacetylactis, Enterococcus faecium, Lactococcus lactis sp. Cremoris.

Дрожжи — Saccharomyces boulardii, S. Cerevisiae.

К пребиотикам, в основном, относятся неперевариваемые человеком олигосахариды, представляющие собой класс углеводов со степенью полимеризации от двух до десяти, причем большей активностью обладают фруктоолигосахариды. Достигая толстой кишки человека без существенных изменений вследствие отсутствия или низкой активности ферментов, способных к их расщеплению, они являются субстратом для развития пробиотиков, вырабатывающих ферменты типа гидролаз.

Таблица № 1. Основные виды пребиотических соединений

2.4. Механизм взаимодействия пробиотик - хозяин

Симбиоз между микрофлорой и хозяином происходит за счёт вмешательств про- или пребиотиков, которые осуществляют:

активацию локальных макрофагов для увеличения презентации антигенов В лимфоцитам и увеличение производства секреторного иммуноглобулина А IgA местно и системно;

переваривание пищи и конкуренцию за питательные вещества с патогенами;

изменение локальной pH для создания невыгодного местного окружающего пространства для развития патогенов;

производство бактериоцинов для подавления патогенов;

защиту рецепторов клеток кишечника от патогенной микрофлоры;

стимуляцию продукции эпителиального муцина;

усиление барьерной функции кишечника;

конкуренцию с патогенами за адгезию;

модификацию патогенных токсинов.

Пребиотики осуществляют также усиление иммунитета хозяина за счёт продукции иммуноглобулина IgА и метаболические эффекты, такие как: продукция коротко­цепочечных жирных кислот, жировой метаболизм, абсорбция ионов (Са. Fe, Mg).

2.5. Положительные эффекты на физиологические функции и общее состояние человека

Пробиотики оказывают следующие положительные эффекты на физиологические функции и общее состояние человека:

Заселение толстого кишечника представителями нормальной микрофлоры, которые приживаются, начинают расти и размножаться, подавляя, а впоследствии и не позволяя активизироваться патогенным или условно-патогенным бактериям, вирусам, дрожжам или грибкам. По сути, благодаря заселению кишечника представителями нормальной микрофлоры происходит излечение дисбактериоза;

Улучшение баланса между представителями нормальной микрофлоры и патогенными или условно-патогенными микроорганизмами в пользу первых, что профилактирует рецидив дисбактериоза;

Бактерии нормальной микрофлоры, расщепляя компоненты пищи в толстой кишке, продуцируют витамин К, биотин, ниацин и фолиевую кислоту;

Способствуют расщеплению солей желчных кислот, что позволяет понизить концентрацию холестерина в крови;

Улучшают пищеварение, а также нормализацию моторной функции кишечника, устранение вздутия живота, метеоризма, колик и др.;

Устраняют интоксикацию за счет активации компонентов местной иммунной системы;

Стимулируют и улучшают функции местного иммунитета (пейеровых бляшек кишечника);

Губительно воздействуют на бактерию Helicobacter pylori, которая провоцирует развитие язвенной болезни и хронического гастрита;

Уменьшают количество и выраженность побочных эффектов антибиотиков, используемых в лечении язвы желудка;

Восстанавливают микрофлору кишечника после антибиотикотерапии;

Пребиотики оказывают следующие положительные эффекты на функционирование пищеварительного тракта и общее состояние человека:

Способствуют 10-кратному увеличению количества представителей нормальной микрофлоры (бифидо-, лактобактерий, кишечной палочки и др.) на фоне одновременного сокращения числа условно-патогенных микробов (стафилококков, немолочно-кислых стрептококков и т.д.);

Подавляют рост и размножение патогенных микробов в кишечнике, таких, как сальмонеллы, листерии, кампилобактеры, шигеллы или холерные вибрионы;

Устраняют избыточное количество слизи со стенок и из просвета толстого кишечника;

Ускоряют процессы заживления стенки толстой кишки;

Поддерживают оптимальную для жизнедеятельности бактерий нормальной микрофлоры кислотность (рН);

Стимулируют перистальтику кишечника;

Уменьшают газообразование в кишечнике, избавляя человека от вздутия живота;

Стимулируют синтез витаминов группы В и К;

Оказывают умеренное антибактериальное действие на представителей патогенной микрофлоры за счет стимуляции механизмов местного иммунитета;

Восстанавливают нормальную микрофлору кишечника.

Как видно, пробиотики и пребиотики оказывают сходные терапевтические эффекты на организм человека, улучшая функционирование кишечника и нормализуя процессы переваривания пищи. Однако пробиотики и пребиотики часто используются совместно, поскольку их эффекты являются взаимодополняющим, а не взаимоисключающими.

3. Практическая часть

3.1. Пребиотические препараты

Сцельюизучить лекарственные препараты и биологически активные добавки, содержащие пребиотики мы посетили аптеку.

Нами было выяснено, что пребиотики классифицируются в зависимости от состава препарата на две большие группы:

1. Чистые пребиотики. В данных препаратах в качестве активных компонентов содержатся только пребиотики. Примерами таких лекарств являются сиропы лактулозы, выпускаемые под разными коммерческими названиями, например, Дюфалак, Нормазе, Лактусан и т.д.;

2. Пребиотики, комбинированные с пробиотиками. Примером комбинированных пребиотиков являются Нормобакт, Лактофильтрум, Лактофильтрум-Эко, Максилак и др.

Лекарственные препараты пребиотиков выпускаются в различных формах – сиропах, таблетках, порошках, гранулах и т.д. На каждом препарате обычно указывается, какие именно пребиотики он содержит (см. Приложение № 1).

3.2. Пребиотики в продуктах питания

Нами было выяснено, что пребиотики содержатся в довольно широком спектре продуктов питания. Наибольшее количество пребиотиков содержится в молочных продуктах, кукурузе, крупах, хлебе, луке, чесноке, фасоли, горохе, артишоке, аспарагусе, бананах и др. Кроме того, многие продукты, имеющиеся в продаже (детское питание, каши, бисквиты, молочные продукты и др.), обогащены пребиотиками, что всегда указывается на этикетке (см. Приложение № 2).

3.3. Пробиотические препараты

Некоторые лекарственные средства группы пробиотиков содержат только один вид микроорганизмов нормальной микрофлоры, а другие препараты – сразу несколько. В зависимости от вида микробов, содержащихся в том или ином пробиотике, определяется его терапевтическая активность и сфера применения.

В настоящее время в России зарегистрировано большое количество пробиотиков, успешно использующихся в терапевтической практике.

Цель: познакомиться с терапевтическими лекарственными препаратами, содержащими пробиотики и их составом, а также формой выпуска (см. Приложение № 3).

Таблица № 2. Пробиотики в терапевтических препаратах

3.4. Пробиотики в продуктах питания

Пробиотики – это не только лекарственные препараты. Существует ряд продуктов, содержащих микроорганизмы-пробиотики.

Цель: выяснить, какие продукты обогащены пробиотиками.

При изучении этого вопроса нами было выяснено, что пробиотики содержат молочнокислые изделия: кефир, ряженка, йогурты, сыры и др. молочнокислые продукты. Мы выяснили, что на рынке продаж имеются такие полочные продукты, которые специально обогащают тем или иным пробиотиком. Их довольно часто рекламируют, поэтому мы решили познакомиться с их составом подробнее. Это такие продукты, как Активия, Актимель, Био йогурт и др (см. Приложение № 4).

Таблица № 3. Пробиотики в продуктах питания

3.5. Эксперимент по определению «живучести бактерий» в пробиотиках

Сейчас основная технология «упаковки» бактерий – это метод сублимационной сушки (или распылительной). Этот метод переводит бактерии в спящий режим, после чего их инкапсулируют в специальные «контейнеры-капсулы», которые защищают бактерии во время их прохождения сквозь кислую среду желудка. Попадая в кишечник, капсулы распадаются и высвобождают бактерии, которые оживают в «дружественной» питательной среде кишечника.

Многие не верят, что сублиматически высушенные бактерии – живые и их можно долго хранить при комнатной температуре. А ведь в «пробиотической защите» самое главное и важное – это доставить полезные живые бактерии именно в кишечник!

Покупая йогурты, закваски или препараты-пробиотики, хочется знать, насколько там действительно «живые» бактерии. От степени «живучести» пробиотика зависит то, насколько он полезен для нас. Только тогда будет наступать положительная динамика в нашем самочувствии. Проверить «живучесть» полезных бактерий не так уж сложно (см. Приложение № 5).

Цель эксперимента: проверить «живучесть» бактерий в пробиотиках.

Оборудование:стаканы с молоком, пробиотические препараты «Нормобакт», «Бифиформ» (с действующим сроком годности и просроченным сроком годности), «Линекс».

Ход эксперимента

Мы взяли 5 стаканов и налили в них молоко. В первый стакан мы не стали ничего добавлять для сравнения. Во второй высыпали капсулу «Линекса», в третий – порошок «Нормобакт», в четвёртый – «Бифиформ с действующим сроком годности и в пятый – «Бифиформ» с просроченным сроком годности (см. приложение № 5). Оставили стаканы на ночь при комнатной температуре.

Утром наши стаканы стали выглядеть по разному. В первом стакане, где было просто молоко, изменений особых не произошло, кроме того, что молоко скислось и стало более густым. В стакане с просроченным пробиотиком «Бифиформ» сверху тоже ничего особенного не произошло, а снизу произошло разделение молочной смеси на 2 фракции: прозрачную, водянистую и творожистую. В остальных стаканах заметна была «жизнедеятельность» бактерий: по стенкам пошли сгустки, поверхность молока как-то «колонизировалась». Также на поверхности образовались плёночки и пузырьки углекислого газа. Скорость образования таких изменений и качество продукта больше было с пробиотиками «Линекс» и «Бифиформ» с действующим сроком годности. В их стаканах молоко пахло аппетитной простоквашей. Молоко с препаратом «Нормобакт» больше всего имело пузырьков углекислого газа на поверхности, но разделение на фракции в нём не произошло. В стакане был настоящий кефир с ровной и плотной субстанцией.

Вывод: все сухие пробиотические препараты с действующим сроком годности являются «рабочими», а значит хорошо действуют при кишечных заболеваниях. Однако, если пробиотик хранится уже достаточно долго, нет смысла его употреблять, так как препарат, скорей всего, станет совершенно безжизненным, а значит – неэффективным.

3.6. Социологический опрос

Чтобы выяснить, знают ли ребята гимназии о про- и пребиотиках, было принято решение провести опрос в виде анкетирования среди старшеклассников. В опросе приняли участие 60 учеников (см. Приложение № 6).

Вопросы анкеты

Что такое пробиотики и пребиотики?

Были ли у Вас нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта?

Слышали ли Вы о таком заболевании как дисбактериоз?

Какие лекарственные препараты Вы знаете для нормализации микрофлоры кишечника?

Какие известные Вам продукты помогают в нормализации микрофлоры кишечника?

Обработка результатов анкетирования показала следущее:

(см. Приложение № 7).

На вопрос, Вы знаете что такое пробиотики и пребиотики, ученики ответили так:

Да, несколько человек (12 учащихся – 20 %)

Нет, большая часть опрошенных (48 учащихся – 80%)

Оказывается, мало кто из ребят знают, что такое и зачем нужны такие препараты.

Второй вопрос: «Были ли у Вас нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта?»

Да, ответили некоторые (19 учеников – 32%)

Нет, ответили многие (41 ученик - 68%)

Мы считаем, что это не очень хороший результат, ведь это ещё детский организм. Многим ребятам стоит задуматься о правильном питании.

Слышали ли Вы о заболевании как дисбактериоз?

Да, ответило более половины опрошенных(48 опрошенных – 80%)

Нет, ответили немногие (12 опрошенных – 20%)

Конечно, многие слышали о заболевании дисбактериоз. Ведь встречается очень много людей с таким заболеванием в разной возрастной категории.

Следующим вопросом, с которым мы обратились к гимназистам: «Какие лекарственные препараты Вы знаете для нормализации микрофлоры кишечника?»

В основном учащиеся отнесли немного препаратов, которые они знают. Ответили на этот вопрос так:

Самым популярным ответом оказался препарат

«Бифиформ» (20 учеников – 33 %)

«Линекс» (5 учеников– 8 %)

«Нормобакт» (4 ученика – 7%)

Но большая часть все-таки не знают никаких лекарственных препаратов (31 человек – 52 %)

В последнем вопросе мы спросили: «Какие известные Вам продукты помогают в нормализации микрофлоры кишечника?»

Чуть меньше половины ответили «кисломолочные продукты» (20 учащихся – 34%)

Детское питание (5 учащихся – 8 %)

Не знаю, ответило большинство (35 учащихся – 58 %)

Выводы: большая часть опрошенных не знают, что такое про- и пребиотики. Здоровье - это самое главное в нашей жизни. Стоит каждому знать и уметь, как укреплять свое здоровье. Для улучшение микрофлоры кишечника лучше всего использовать про- и пребиотические препараты.

Заключение

Итак, распространение заболеваний желудочно-кишечного тракта привело к более тщательным исследованиям микроэкологии кишечника. Важным становится то, что научно обосновываются пути нормализации микрофлоры кишечника, где на первое место выходят именно про-и пребиотики. При антибиотикотерепии уничтожаются как вредные, так и полезные бактерии, что приводит к дисбактериозу. Поэтому приём пробиотических препаратов, содержащих полезные микроорганизмы (в эксперименте их наличие было доказано) является не только эффективными средствами лечения микрофлоры кишечника, но и одними из самых безопасных средств укрепления здоровья.

5. Литература

1. Андреева И. В., Доказательства обоснованности профилактического применения пробиотиков // Фарматека. 2006. № 6(121). C. 56–62.

2. Ардатская М.Д. Дисбактериоз кишечника: понятие, диагностика, принципы лечебной коррекции // Consilium medicum. 2008. № 8. С. 86–92.

3. Бельмер С.В. Антибиотик-ассоциированный дисбактериоз кишечника // РМЖ. 2004. № 12. С. 44–46, 58, 104.

4. Грачева Н.М., Ющук Н.Д., Чупринина Р.П. и др. Дисбактериозы кишечника, причины возникновения, диагностика, применение бактерийных биологических препаратов. Пособие для врачей и студентов. М., 1999.C. 44.

5. Корниенко Е. А. Современные принципы выбора пробиотиков // Детские инфекции. 2007. № 3 С. 64–69.

6. Лыкова Е.А. Характеристика и алгоритм применения пробиотиков. М., 2005.C.

7. Майданник В.Г. Пробиотики: клиническое применение и доказательства эффективности. // Медицина Украины. 2008. № 24(1). С. 8–9.

8. Мазанкова Л.Н., Лыкова Е.А. Пробиотики: Характеристика препаратов и выбор в педиатрической практике //Детские инфекции. 2004. № 1. С. 18–23.

9. Хавкин А.И. Микрофлора пищеварительного тракта. М., 2006. C. 416.

10. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. // Т. 3. Пробиотики и функциональное питание. М., 2001. C. 287.

Приложение № 1. Пребиотические препараты

Приложение № 2. Пребиотики в продуктах питания

Приложение № 3. Пробиотические препараты

Приложение № 4. Пробиотики в продуктах питания

Приложение № 5. Эксперимент по определению «живучести» бактерий в пробиотических препаратах.

Приложение № 6. Анкетирование гимназистов

П риложение № 7. Результаты анкетирования