исследования

Сравнительное исследование стабильности и распадаемости
капсул, произведенных с использованием технологии MURE
(мультиустойчивое капсулирование), и других капсул
пробиотиков в модельной среде желудка in vitro
Сравнительное исследование стабильности и распадаемости капсул, произведенных с
использованием технологии MURE (мультиустойчивое капсулирование), и других капсул
пробиотиков в модельной среде желудка in vitro
Jacek Piątek, MD, PhD, Председатель отдела Физиологии человека Медицинского Университета им.
Кароля Марцинковски в г. Познань, Польша
Список используемых сокращений
КОЕ:
МКБ:
MURE:
колонии образующие единицы
молочнокислые бактерии
мультиустойчивое капсулирование
Краткий обзор
Были исследованы несколько видов пробиотиков,
имеющихся на рынке, включая MULTILAC® в капсулах MURE.
Целью данного исследования было изучить выживаемость
микроорганизмов в модельной среде желудка в зависимости от
технологии, использованной при производстве препарата
пробиотика.
Для этого препарата пробиотиков инкубировали в
растворе с рН 1,2 в течение 1 часа. После завершения
инкубации число выживших бактерий оценивали
микробиологическими методами. Микробиологические
испытания проводили в соответствии с рекомендациями и
стандартами Европейской Фармакопеи. Результаты испытаний
in vitro показали, что капсулы MURE, используемые в препарате
MULTILAC® наиболее эффективно защищают микроорганизмы
от разрушающего эффекта кислых рН.
Основания
Согласно общепринятому определению пробиотики – это
живые микроорганизмы, которые при употреблении в
адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина(1).
Пробиотики имеют форму пероральных препаратов. После
приема пробиотики подвергаются действию соляной кислоты
желудка, как и другие пищевые продукты. Среднее время
воздействия соляной кислоты на пищу (включая
лекарственные препараты) составляет 60 минут. За это время
начинаются процессы переваривания и обеззараживания
пищи. Проведенные к настоящему времени исследования
показали, что только несколько продуктов на рынке
достаточно стабильны и устойчивы к действию соляной
кислоты в течение всего времени ее воздействия(2,3).
Что касается пробиотиков, действие соляной кислоты на
микроорганизмы в составе препаратов – отрицательное
явление, которое приводит к уменьшению жизнеспособности
микроорганизмов. Для защиты бактериальных штаммов,
содержащихся в пробиотиках, были использованы различные
защитные технологии. Все эти технологии сводятся к защите
бактериальных штаммов от разрушительного действия
соляной кислоты и других пищеварительных веществ.
Пробиотики, содержащие кроме прочего молочнокислые
бактерий, принимают в пероральной форме для улучшения
здоровья человека через восстановление кишечной
микрофлоры. Прохождение пробиотика через кислую среду
желудка, исключительно губительное для живых бактерий,
необходимо для надлежащей колонизации кишечника этими
микроорганизмами.
Цели исследования
Целью данного исследования было проверить
жизнеспособность бактерий в нескольких пробиотиках,
обычно представленных на рынке, в условиях, моделирующих
среду желудочного сока в зависимости от технологии их
производства.
Материалы и методы
В проведенных исследованиях была создана
экспериментальная модель кислой среды желудка. После
инкубации в этих условиях (раствор с рН 1,2, соответствующий
кислотности желудочного сока) оценивали жизнеспособность
штаммов бактерий из разных пробиотиков.
Таблица 1.
Образцы пробиотиков, использованные для проведения
испытаний
Пробиотик
MULTILAC® - 9 штаммов в
капсуле (технология MURE)
Продукт В – 3 штамма без
капсулы
Продукт С – 3 штамма в
капсуле
Продукт D – 2 штамма в
капсуле
Продукт E – 4 штамма в
капсуле
Содержание штаммов
4 штамма Lactobacillus
3 штамма Bifidobacterium
1 штамм Lactococcus
1 штамм Streptococcus
3 штамма Lactobacillus
2 штамма Lactobacillus
1 штамм Bifidobacterium
2 штамма Lactobacillus
3 штамма Lactobacillus
1 штамм Bifidobacterium
Испытания были проведены по методике, описанной в
«Подсчет микроорганизмов-пробиотиков после воздействия
соляной кислоты»(4).
Исследование количества МКБ до воздействия соляной
кислоты
На первой стадии исследования подсчитывали
среднее число МКБ в одной капсуле. Для этого измельчали и
гомогенизировали 1-10 капсул с пробиотиком, а среднее
содержание живых микроорганизмов подсчитывали
микробиологическими методами.
Затем капсулы с пробиотиками инкубировали в 0,1М р-ре HCl с
рН 1,2 в течение 60 мин. После инкубации капсулы переносили
в фосфатный буфер с рН 6,8 до полного распада, но не дольше
60 минут. Все исследование проводили при температуре 37 ˚С.
Результаты
Количество МКБ до и после воздействия 0,1 М
раствора HCl с рН 1,2
Таблица 2. Уменьшение числа КОЕ/капсулу
Продукт
Первоначально,
КОЕ/капсулу
MULTILAC®
(технология
MURE)
Продукт В
Продукт С
Продукт D
Продукт Е
4,9 х 109
После
воздействия
соляной
кислоты,
КОЕ/капсулу
3,9 х 109
7,3 х 108
4,8 х 108
3,8 х 109
7,6 х 108
2,9 х 102
7,6 х 106
1,5 х 107
1,2 х 106
Таблица 3. Уменьшение числа КОЕ/капсулу в
логарифмическом выражении
Продукт
MULTILAC
®
(технологи
я MURE)
Продукт В
Продукт С
Продукт D
Продукт Е
Первоначальн
о, log
КОЕ/капсулу
9,69
После
воздействи
я соляной
кислоты, log
КОЕ/капсул
у
9,59
Уменьшени
е, log
0,1
8,86
8,68
9,58
8,88
2,46
6,88
7,18
6,08
6,4
1,8
2,4
2,8
Рисунок 1.
Сравнение уменьшения числа жизнеспособных МКБ в капсулах
MURE и четырех других пробиотиках, представленных на
рынке, после 1 ч воздействия 0,1М раствор HCl с рН 1,2 –
логарифмическая шкала
Типичный пример – пероральный прием
пробиотиков. В идеальных условиях живые микроорганизмы в
составе препаратов должны миновать желудок без потери
своей жизнеспособности, чтобы достичь кишечника и
колонизировать его.
Толстая кишка – это часть желудочно-кишечного
тракта, наиболее колонизированная бактериями. Она содержит
до 1012 живых микроорганизмов на 1 г содержимого. Бактерии
ЖКТ составляют сложную экосистему, которая оказывает
существенное влияние на организм хозяина. В метаболических
процессах бактерий могут образовываться вещества как
полезные, так и вредные для макроорганизма(6). Основное
условие, которое предъявляют к пероральным пробиотикам,
это их способность проходить в кишечник в форме живых
бактериальных колоний. Сильнокислая среда желудка
является существенным барьером, который необходимо
преодолеть микроорганизмам при пероральном приеме. Для
защиты пробиотиков от разрушающего действия соляной
кислоты желудка используют различные защитные капсулы.
На основании полученных результатов можно
безошибочно установить, что воздействие кислы рН на
бактериальные штаммы значительно ухудшает их
жизнеспособность. Особенно это относится к
микроорганизмам без особой защиты, попадающих в среду,
сходную со средой желудка. Представленные выше результаты
подтверждают, что жизнеспособность бактериальных
штаммов, не защищенных капсульной оболочкой, была
наименьшей. Также необходимо отметить, что
жизнеспособность микроорганизмов в данном опыте сильно
зависела от типа капсулы, используемой для защиты
пробиотических культур. Наиболее эффективна для защиты
микроорганизмов от воздействия соляной кислоты в течение 1
ч инкубации оказалась технология MURE, используемая при
производстве препарата с торговым названием MULTILAC®.
Результаты исследования показали, что по сравнению с
другими коммерческими препаратами жизнеспособность
микроорганизмов в составе MULTILAC® намного выше.
Выводы
Полученные результаты испытания показали, что при
инкубации в среде с кислым рН, сходной со средой
желудочного сока жизнеспособность микроорганизмов в
составе коммерческих пробиотиков значительно уменьшилась.
Исследование in vitro свидетельствует о том, что по
сравнению с другими продуктами технология MURE®,
используемая при производстве препарата MULTILAC®
является наиболее эффективной для защиты пробиотиков от
разрушающего действия соляной кислоты желудка. Это
способствует лучшей колонизации кишечника
микроорганизмами и повышает эффективность перорального
продукта MULTILAC®, содержащего живые бактериальные
штаммы. Низкая жизнеспособность бактерий в коммерческих
препаратах, не имеющих специальных защитных капсул или
имеющих капсулы, произведенные по старым технологиям,
может привести к худшей колонизации кишечника, что
объясняет иногда наблюдающуюся низкую эффективность
традиционных пробиотиков.
Ссылки
Обсуждение
Как нам всем хорошо известно, пища (включая
лекарственные препараты) через пищевод попадает в
желудочно-кишечный тракт, где подвергается воздействию
желудочного сока. Основным компонентом желудочного сока
является хлористоводородная кислота с рН около 1,2. При
нормальной перистальтике ЖКТ среднее время воздействия
соляной кислоты на пищу составляет около 60 минут.
Очевидно что, такая среда оказывает сильное влияние на все
пищевые продукты, которые попадают в желудок. С одной
стороны, это влияние положительно, потому что в желудке
начинается переваривание и обеззараживание пищи. С другой
стороны бывают случаи, когда эти процессы негативно
сказываются на состоянии организма: необходимо доставить
полезные вещества, которые разрушаются в кислых условиях
желудка.
1. FAO/WHO, 2002 Guidelines for the evaluation of probiotics in
food. World Health organization, Geneva, Switzerland.
2. A. Lillie and A.K. Johansen, 1990, Disintegration and in- vitro acid
stability testes on nine lactic acid bacteria preparations. XXIII,
Nordic Gastroenterology. Meeting in Reykjavik, Iceland
3. L. Corneliussen, R. Skov and F. Espersen, 1999, Effect of low pH on
survival of lactic producing bacteria in oral formulation. The 9th
European Congress of Clinical Microbiology and infectious Diseases,
Berlin, Germany
4. Sorensen et al, 2010. Report: Enumeration of probiotics
microorganisms exposed to acidic condition.
5. European Pharmacopoeia 6.0 Vol. 1.:718;2.9,1:263
6. Finegold,S. M. Sutter, V. L, Mathisen, G. E. 1983 Normal indigenous
intestinal flora. In: Human Intestinal Microflora in Health and
disease pp. 3-31 Academic press, London, UK