Изобретение относится к медицине и биотехнологии и может быть использовано для приготовления лечебно-профилактических средств пробиотической направленности, предназначенных для коррекции дисбиотических нарушений микрофлоры желудочно-кишечного тракта и поддержания ее колонизационной резистентности у детей в возрасте от 3 до 12 лет.
В настоящее время неоспоримо доказана роль микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека, в особенности бифидобактерий, в поддержании гомеостаза человеческого организма. Это позволяет рассматривать бифидобактерий как эффективный биокорректор и основу для создания препаратов, обладающих многофакторным регулирующим и стимулирующим воздействием на организм.
В России традиционным подходом к бактериотерапии является назначение больным препаратов на основе чистых монокультур фармакопейных штаммов - преимущественно Bifidobacterium (В) bifidum 1, а также B.bifidum 791, B.bifidum ЛВА-3, B.longum B379M, B.adolescentis MC-42. Это прежде всего широко применяющийся лечебный препарат "Бифидумбактерин" [1].
Вместе с тем в микробиоценозе кишечника человека бифидобактерий представлены одновременно многими видами как отдельными, так и в ассоциациях. Это позволяет предположить, что введение в состав пробиотических препаратов сразу нескольких видов бифидобактерий будет способствовать повышению их лечебной и профилактической эффективности за счет увеличения вероятности устойчивой локализации и заселения различными видами бифидобактерий.
Подобный подход предлагается в Российском патенте [2], касающемся консорциума на основе 9 штаммов бифидобактерий В.bifidum 791, В.bifidum ЛВА-3, B.longum B379M, B.longum Я-3, B.breve 79-119, B.breve 79-88, B.infantis 73-15, B.infantis 79-43, B.adolescentis Г7513.
Рецептуростроение многовидового пробиотического препарата должно основываться на тех видах, которые обеспечат максимальный пробиотический эффект, идти по пути индивидуализации препарата, учитывать множество факторов, влияющих на формирование микробиоценоза конкретного человека, как от генетически детерминированных физиологических особенностей, так и возникших под влиянием внешних причин.
Изучение механизма формирования микробиоценоза у детей и его дальнейшее становление было и продолжает быть предметом пристального изучения в течение многих лет.
Процесс формирования микробиоценоза желудочно-кишечного тракта у детей идет сложно, ступенчато, зависит от множества факторов. При этом видовая перестройка бифидофлоры закономерно совпадает с критическими периодами в становлении организма ребенка. Так, у детей грудного возраста, кроме вида Bifidobacterium bifidum, который встречается в микробиоценозах людей всех возрастных групп, обнаруживаются преимущественно виды B.infantis и В. breve. У детей более старшего возраста "младенческие виды" постепенно вытесняются видом B.longum. Вид B.adolescentis свойствен взрослым людям и детям старшего возраста. Этот вид становится преобладающим у пожилых людей.
Таким образом, перспективным направлением развития бактериотерапии являются препараты, в состав которых входят виды бифидобактерий, наиболее физиологичные для разных возрастных групп людей.
Такие препараты обеспечивают индивидуализацию подхода к бактериотерапии и повышение ее эффективности, способствуя устойчивой локализации или новому заселению биотопа теми видами бифидобактерий, которые преобладают в микробиоценозе конкретного человека.
Использование в качестве действующего начала консорциумов симбиотических ассоциациий нескольких штаммов бифидобактерий, относящихся к видам, преобладающим в микробиоценозах конкретных возрастных групп людей, не только суммирует полезные свойства, присущие отдельным штаммам, но и обеспечивает их синергидный эффект.
Данный принцип лежит в основе консорциума бифидобактерий и лактобацилл Bifidobacterium bifidum 1, В.bifidum 791, B.breve 79-88, B.infantis 79-43, B.longum B379M, Lactobacillus plantarum 8-PA-3, L.fermentun 90-TC-4, Lactobacillus acidophilus К3ш24, предназначенного для приготовления бактерийных препаратов, кисломолочных продуктов, биологически активных добавок для коррекции микрофлоры у детей в возрасте от 3 до 12 лет [3].
При этом описанные выше консорциумы обладают недостаточной метаболической активностью и не обеспечивают полноценную усваиваемость субстратов растительного происхождения. Вместе с тем при нарушенном микробиоценозе кишечника снижается интенсивность анаэробной микробной ферментации пищевых волокон. Приемом, обеспечивающим нормализацию функциональной активности кишечной микрофлоры, может быть введение в состав консорциума штамма бифидобактерий, обладающего повышенной метаболической активностью.
Задачей настоящего изобретения является создание средства лечебно-профилактического назначения для коррекции нарушений микрофлоры желудочно-кишечного тракта при явлениях дисбактериоза и инфекционных болезнях, которое обеспечит быстрое и эффективное восстановление нормальной микрофлоры кишечника, устойчивое поддержание ее колонизационной резистентности, обладает повышенной метаболической активностью за счет утилизации широкого спектра углеводов у детей в возрасте от 3 до 12 лет.
Предметом изобретения является новый биопрепарат для профилактики и лечения дисбактериозов и инфекционных болезней желудочно-кишечного тракта у детей в возрасте от 3 до 12 лет, содержащий сухую биомассу консорциума бифидобактерий штаммов Bifidobacterium bifidum 1, B.bifidum 791-ИН, B.breve 79-88, B.longum Я-3, витаминный комплекс, микрокристаллическую целлюлозу, пектин, гидрофосфат кальция, фруктозу, вкусоароматическую добавку.
В качестве пектина он может содержать пектин яблочный при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Предметом изобретения является также новая биологически активная добавка к пище для профилактики дисбактериозов и восстановления нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта после антибиотикотерапии и других неблагоприятных воздействий у детей в возрасте от 3 до 12 лет, содержащая сухую биомассу консорциума бифидобактерий штаммов Bifidobacterium bifidum 1, B.bifidum 791-ИН, B.breve 79-88, B.longum Я-3, витаминный комплекс, микрокристаллическую целлюлозу, пектин, гидрофосфат кальция, фруктозу, вкусоароматическую добавку.
В качестве пектина она может содержать пектин яблочный при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Описывается также новый консорциум бифидобактерий Bifidobacterium bifidum 1, B.bifidum 791-ИН, B.breve 79-88, B.longum Я-3 для приготовления биопрепарата "Бифистим от 3 до 12 лет" для профилактики и лечения дисбактериозов и инфекционных болезней желудочно-кишечного тракта у детей в возрасте от 3 до 12 лет и биологически активной добавки к пище "Бифистим от 3 до 12 лет" для профилактики дисбактериозов и восстановления нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта после антибиотикотерапии и других неблагоприятных воздействий у детей в возрасте от 3 до 12 лет.
В состав консорциума входят следующие штаммы:
1. Штамм Bifidobacterium bifidum 1, выделен из кишечника здорового грудного ребенка, депонирован в ГИСК им. Тарасовича.
2. Штамм Bifidobacterium bifidum 791-ИН, получен из производственного штамма Bifidobacterium bifidum 791 путем селекции на синтетической питательной среде с углеводами растительной природы, депонирован в ГКНМ МНИИЭМ им. Г.Н.Габричевского под №162.
3. Штамм Bifidobacterium breve 79-88, выделен из кишечника здорового грудного ребенка, депонирован в ГКНМ МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского под №150.
4. Штамм Bifidobacterium longum Я-3, выделен из содержимого кишечника здорового взрослого человека, депонирован в ЦМПМ ВНИИгенетика под № В-3301.
Особенностью данного консорциума, повышающей биологическую ценность биопрепарата и биологически активной добавки к пище, является содержание в нем штаммов тех видов, которые наиболее физиологичные для детей в возрасте от 3 до 12 лет, а также штамма Bifidobacterium bifidum 791-ИН, полученного без применения методов генной инженерии из производственного штамма Bifidobacterium bifidum 791 путем селекции на синтетической питательной среде с углеводами растительной природы.
Использование в консорциуме данного штамма обеспечивает его более высокую метаболическую активность за счет утилизации большего спектра углеводов. Штамм Bifidobacterium bifidum 791-ИН обладает повышенной продукцией инулиназы, что обеспечивает более полноценное усвоение растительных субстратов, содержащих инулин (полимер фруктозы), обладающих ценными диетическими и лечебными свойствами.
Консорциум получен путем двукратного раздельного и последующего совместного культивирования входящих в него штаммов на питательных средах с накоплением биомассы совокупной микрофлоры до lg 8-9.
Культурально-морфологические признаки консорциума
Клетки представляют Грам+ полиморфные палочки, расположенные преимущественно в виде скоплений; в стационарной фазе роста часто отмечаются клетки с раздвоениями на концах или булавовидными утолщениями.
При выращивании в ферментере в экспоненциальной фазе роста при микроскопии культура имеет вид ровных палочек, расположенных цепочками или скоплениями.
В полужидких питательных средах биомасса консорциума бифидобактерий растет по всему объему питательной среды, кроме зоны аэробиоза. Морфология колоний неоднородна и зависит от входящих в консорциум штаммов, сохраняя признаки каждого из них в совокупной культуре.
Физиолого-биохимические признаки микроорганизмов, входящих в консорциум
Облигатные анаэробы. Оптимальная температура выращивания составляет 37,5-38°С, рН питательных сред 7,2-7,4. Каталазу не образуют, желатин не разжижают, газообразование отсутствует. Сбраживают глюкозу с образованием кислоты без образования газа, закисляя среду выращивания до рН 4,1-3,9.
Консорциум ферментирует лактозу, ксилозу, маннозу, инулин, арабинозу, вариабельно маннит, целлобиозу; не сбраживает сорбит, салицин, целлобиозу.
Консорциум активно размножается как на средах, принятых в производстве, так и питательных субстратах на основе фруктоолигосахаридов, к концу экспоненциальной фазы культивирования достигая числа микробных клеток lg 8,0-9,3 в 1 мл; сквашивает молоко, достигая при этом высокой концентрации бифидобактерий.
Улучшение массообменных характеристик при культивировании консорциума в ферментере - периодическое барботирование азотом, перемешивание, углеводная и аминокислотная "подпитка", автоматическая регуляция значения рН - позволяют сократить экспоненциальную фазу роста до 6-8 часов (см. табл. 1).
Накопление микробной биомассы и активность кислотообразования консорциума на средах разного состава к 6-8 часам культивирования в ферментере
Консорциум антагонистически активен по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам (табл.2). В опытах in vitro при этом отмечено, что консорциум ингибирует рост тест-штаммов в большей степени, чем наиболее широко используемый штамм-продуцент препарата "Бифидумбактерин" B.bifidum 1 (табл.2).
Зоны задержки роста тест-культур (в мм) - сравнительные величины консорциума и штамма B.bifidum 1
Таким образом, заявляемый консорциум бифидобактерий высокотехнологичен, накапливает биомассу на субстратах растительного происхождения и производственных питательных средах в короткие сроки с высокой концентрацией бифидобактерий, обладает антагонистическими свойствами в отношении патогенной микрофлоры. Это должно обеспечить высокий пробиотический эффект и нормализацию микробиоценозов желудочно-кишечного тракта детей от 3 до 12 лет при клиническом использовании в составе биопрепарата "Бифистим от 3 до 12 лет" и биологически активной добавки к пище "Бифистим от 3 до 12 лет".
Клинические испытания
Клинические испытания препарата "Бифистим от 3 до 12 лет" подтвердили данные, полученные в модельных опытах, и показали большую лечебную эффективность по сравнению с препаратом на основе монокультуры штамма B.bifidum 1, что обусловлено использованием в его составе консорциума бифидобактерий, видовой состав которого максимально приближен к микробиоценозу детей данной возрастной группы, обладает более высокой антагонистической активностью и коррегирующим воздействием препарата на микрофлору кишечника. Биологическая ценность препарата обусловлена также включением в его состав пектина, микрокристаллической целлюлозы и витаминного комплекса. Пектин и микрокристаллическая целлюлоза способствуют выведению из организма токсинов, регулируют моторику кишечника. Пектин также оказывает выраженное бактерицидное действие на патогенные и условно-патогеные микроорганизмы, стимулируя при этом рост нормальной микрофлоры. Витаминный комплекс, включенный в состав препарата, обеспечивает 10-100% суточной потребности витаминов А, D3, Е, B1, B6, B12, С, фолиевой кислоты, пантотената кальция, никотинамида, биотина, оказывая тем самым общеукрепляющее действие на организм и повышая его иммунный статус.
Под наблюдением находилось 24 ребенка в возрасте от 3 до 14 лет, получавших биопрепарат "Бифистим от 3 до 12 лет" (основная группа) и 23 ребенка, получавших препарат "Бифидумбактерин" (контрольная группа). Возраст детей и сравнительная характеристика групп по нозологическим формам представлены в табл. 3 и 4.
Сравнительная характеристика обеих групп по возрасту
Сравнительная характеристика групп по нозологическим формам
Общим для всех больных являлось наличие дисбактериоза кишечника, который сопутствовал указанным заболеваниям или функциональным расстройствам. Глубина нарушения состояния микрофлоры кишечника в обеих группах представлена в табл. 5.
Степень дисбактериоза кишечника
Эффективность лечения определялась по срокам нормализации стула, уменьшению метеоризма, болей в животе и по сдвигам со стороны дисбиотических нарушений кишечника. Данные, иллюстрирующие эти показатели, представлены в табл. 6, 7 и 8.
Состояние микрофлоры кишечника детей до и после лечения
Содержание бифидобактерий в фекалиях детей до и после лечения
Содержание лактобацилл в фекалиях детей до и после лечения
Переносимость препарата была хорошей. Ни в одном случае не были отмечены диспептические и аллергические реакции.
В результате клинического изучения установлено, что препарат хорошо переносится детьми, способствует регрессу основных клинических проявлений, а также положительным сдвигам в состоянии микробиоценоза кишечника, заключающемся в повышении содержания бифидобактерий и лактобацилл. Сравнение с препаратом "Бифидумбактерин" показывает преимущества "Бифистима" как по срокам наступления лечебного эффекта, так и по лабораторным показателям состояния микробиоценоза.
Пример 1. Получение консорциума
1-й пассаж.
Лиофилизированные культуры штаммов Bifidobacterium bifidum 1, B.bifidum 791-ИН, B.breve 79-88, B.longum Я-3 в количестве 0,1 г сухой биомассы вносят каждый отдельно в среду выращивания и титруют методом десятикратных разведений до 10-7-8. Выращивают 48-72 часа при 37,5-38°С.
2-й пассаж.
Выросшую культуру каждого из штаммов в объеме 5-10% вносят в среду накопления и раздельно культивируют 16-18 часов при 37,5-38°С.
Получение консорциума
Биомассу каждого из штаммов смешивают в равных долях и совокупную биомассу в объеме 5-10% вносят в ферментер со средой выращивания и культивируют 6-8 часов при 37,5-38°С.
Содержание пробиотических микроорганизмов в полученной биомассе симбиотической ассоциации составляет lg 8-9 в 1 мл.
Жидкую биомассу консорциума смешивают с защитной сахарозо-желатиновой средой в соотношении 5:1 и высушивают сублимационно. Высушенную биомассу измельчают и используют для приготовления биопрепарата "Бифистим от 3 до 12 лет" и биологически активной добавки к пище "Бифистим от 3 до 12 лет". Содержание бифидобактерий в 1 г сухой биомассы составляет lg 9-10.
Пример 2. Получение биопрепарата "Бифистим от 3 до 12 лет"
Сухую биомассу консорциума бифидобактерий из примера 1 в количестве 1,0 кг, 10,0 кг микрокристаллической целлюлозы, 2,5 кг витаминного комплекса, 65,5 кг фруктозы, 10,0 кг яблочного пектина и 10,0 кг гидрофосфата кальция, 1,0 кг ароматизатора (персик-абрикос) загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородного порошка, который расфасовывают в герметически запаянные флаконы, ампулы или стики.
Пример 3. Получение биологически активной добавки к пище "Бифистим от 3 до 12 лет"
Сухую биомассу консорциума бифидобактерий из примера 1 в количестве 1,0 кг, 10,0 кг микрокристаллической целлюлозы, 2,5 кг витаминного комплекса, 65,5 кг фруктозы, 10,0 кг яблочного пектина и 10,0 кг гидрофосфата кальция, 1,0 кг ароматизатора (персик-абрикос) загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородного порошка, который расфасовывают в герметически запаянные флаконы, ампулы или стики.
Пример 4. Получение биопрепарата "Бифистим от 3 до 12 лет"
Сухую биомассу консорциума бифидобактерий из примера 1 в количестве 2,0 кг, 5,0 кг микрокристаллической целлюлозы, 5,0 кг витаминного комплекса, 62,5 кг фруктозы, 15,0 кг яблочного пектина и 10,0 кг гидрофосфата кальция, 0,5 кг ароматизатора (персик-абрикос) загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородного порошка, который расфасовывают в герметически запаянные флаконы, ампулы или стики.
Пример 5. Получение биологически активной добавки к пище "Бифистим от 3 до 12 лет"
Сухую биомассу консорциума бифидобактерий из примера 1 в количестве 2,0 кг, 5,0 кг микрокристаллической целлюлозы, 5,0 кг витаминного комплекса, 62,5 кг фруктозы, 15,0 кг яблочного пектина и 10,0 кг гидрофосфата кальция, 0,5 кг ароматизатора (персик-абрикос) загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородного порошка, который расфасовывают в герметически запаянные флаконы, ампулы или стики.
Пример 6. Получение биопрепарата "Бифистим от 3 до 12 лет"
Сухую биомассу консорциума бифидобактерий из примера 1 в количестве 5,0 кг, 10,0 кг микрокристаллической целлюлозы, 7,5 кг витаминного комплекса, 64,5 кг фруктозы, 5,0 кг яблочного пектина и 7,5 кг гидрофосфата кальция, 0,5 кг ароматизатора (персик-абрикос) загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородного порошка, который расфасовывают в герметически запаянные флаконы, ампулы или стики.
Пример 7. Получение биологически активной добавки к пище "Бифистим от 3 до 12 лет"
Сухую биомассу консорциума бифидобактерий из примера 1 в количестве 5,0 кг, 10,0 кг микрокристаллической целлюлозы, 7,5 кг витаминного комплекса, 64,5 кг фруктозы, 5,0 кг яблочного пектина и 7,5 кг гидрофосфата кальция, 0,5 кг ароматизатора (персик-абрикос) загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородного порошка, который расфасовывают в герметически запаянные флаконы, ампулы или стики.
Источники информации
1. Руководство по вакцинному и сывороточному делу, М., 1978, стр.96-98.
2. Патент России №2196174, 10.01.2003.
3. Патент России №2180348, 28.04.2002.
Изобретение относится к области медицины и биотехнологии и касается биопрепарата "Бифистим от 3 до 12" для профилактики и лечения дисбактериозов и инфекционных болезней желудочно-кишечного тракта у детей в возрасте от 3 до 12 лет. Биопрепарат содержит сухую биомассу консорциума бифидобактерий Bifidobacterium bifidum 1, B.bifidum 791-ИН, B.breve 79-88, B.longum Я-3, витаминный комплекс, микрокристаллическую целлюлозу, пектин, гидрофосфат кальция, фруктозу, вкусоароматическую добавку в заданном соотношении компонентов. Биологически активная добавка к пище "Бифистим от 3 до 12" для профилактики дисбактериозов и восстановления микрофлоры желудочно-кишечного тракта после антибиотикотерапии и других неблагоприятных воздействий у детей в возрасте от 3 до 12 лет приготовлена на основе указанного консорциума, витаминного комплекса, микрокристаллической целлюлозы, пектина, гидрофосфата кальция, фруктозы, вкусоароматической добавки в заданном соотношении компонентов. Консорциум бифидобактерий Bifidobacterium bifidum 1, B.bifidum 791-ИН, В.breve 79-88, B.longum Я-3 характеризуется повышенной биологической активностью за счет усвоения широкого спектра углеводов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 табл.
