Методический электронный файл

16 Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию РФ ГОУ ВПО «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИ ВЕРСИТЕТ РОСЗДРАВА» Кафедра фармацевтической технологии Реферат по биотехнологии Нормофлор а (выращивание, препараты) Исполн итель: студентка 6 курса 64 группы Крыпаева Евгения Александровна Руководитель: зав. кафедрой фармацевтической технологии, доктор фармацевтических наук, профессор Первушкин С.В. Самара 2009 Содержание Введение 3 1.В иды и функции нормальной микрофлоры человека 4 2. П репараты нормофлоры 7 3. Техно логия получения пробиотиков 11 За ключение 15 Сп исок литературы 16 Введение Организм человека и населяющие его микроорганизмы я вляются единой экосистемой. Поверхности кожи и слизи стых оболочек тела человека обильно заселены бактериями. При этом колич ество бактерий, населяющих покровные ткани, во много раз превосходит чис ло собственных клеток хозяина. Количественные колебания бактерий в био ценозе могут достигать для некоторых бактерий нескольких порядков и, те м не менее, укладываю т ся в принятые нормативы [3] . В организме человека в соответствии с условиями обит ания формируются биотипы с определенными микробиоценозами. Любой микр обиоценоз- это сообщество организмов, существующее как единое целое, свя занное цепями питания и микроэкологией. Нормальная микрофлора (нормофлора) - это совокупность множества микробиоценоз ов, характеризующихся определенными взимосвязями и местом обитания. Велика защитная роль нормофлоры в обеспечении здоро вья, поэтому нарушение равн о в есия между отдельными видами микроорганизмов в местах их постоянного о битания за счет более интенсивного размножения или гибели какого-либо в ида может повлечь нарушение гомеостаза с соответствующими последствия ми патологического характера. При определенных условиях микрофлора человека може т оказать неблагоприятное влияние на жизнедеятельность и состояние ор ганизма человека. Возможно возникновение гнойно-воспалительных реакци й, сенсибилизации организма со многими клиническими проявлениями алле ргического порядка, формирование в организме банка плазмид и генов с про явлениями мутагенной и антимутагенной активности. 1. Виды и функции нормальной микрофлоры человека Существует два вида нормальной микрофлоры: 1)резидентная – постоянная, характерная для данного вида. К оличество характерных видов относительно невелико и относительно стабильно. Резидентная микрофлора обнаружива ется в определенных местах тела человека, при этом важным фактором являе тся его возраст; 2)транзиторная – временно попавшая, не характерная для данного биотопа; она активно не размножается, поэтому , хотя видовой со став транзиторных микроорганизмов и разнообразен, но они не являются мн огочисленными. Характерная особенность этого вида м икрофлоры заключается в том, что, попадая на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды, не вызывает заболеваний и не обитает постоянно на п оверхностях тела человека . Она представлена сапрофитными условно-патогенными микроорганизмами, которые обитают на коже или слизистых оболочках в теч ение нескольких часов, дней или недель. Присутствие транзиторной микроф лоры определяется также состоянием иммунной системы организма хозяи на [8]. Состав транзиторной микрофлоры не является постоянным и зависит от возраста, вне ш ней среды, условий труда, рациона питания, перенесенн ых заболеваний травм и стресс о вых ситуаций. Нормофлора формируется с рождения, заселение ее бакт ериями продолжается в течение всей жизни. При качественный и количестве нный состав нормальной микрофлоры регулируется сложными антагонистич ескими и синергическими отношениями между отдельными ее представителя ми в составе биоценозов. В норме многие ткани и органы здорового человека сте рильны, в частности кровь, ликвор, суставная жидкость, плевральная жидко сть, лимфа грудного протока, внутренние органы. Стерильность обеспечива ется неспецифическими клеточными и гуморальными факторами иммунитета , препятствующими проникновению микробов в эти ткани и органы. На всех открытых поверхностях и в о всех открытых полостях формируется относительно стойкая микрофлора, специфичная для данного органа, биотипа или его участка [1] . Наибольшей обсемененностью характеризуются: 1)толстый кишечник. В составе нормальной микрофлоры преобладают анаэроб ные бактерии (96-99%), аэробные и факультативно-анаэробные бактерии; 2)ротовая полость. Нормальная микр офлора ротовой полости различна и определяется биологическими особенн остями обитающих здесь видов. Представители ротовой полости делятся на три категории: а)стрептококки, нейссерии, вейлонеллы; б)стафилококки, лактобактерии, нитевидные бактерии; в)дрожжеподобные грибы; 3)мочевыделительная система. Нормальная микрофлора н аружной части уретры у мужчин и женщин представлена коринебактериями, м икобактериями, грамотрицательными бактериями фекального происхожден ия и неспорообразующими анаэробами (пептококки, пептострептококки, бак тероиды). 4)верхние дыхательные пути. Собственная микрофлора но са состоит из коринебактерий, нейссерий, коагулазо-отрицательных стафи лококков, О± - гемолитических стр ептококков. Микрофлора зева более разнообразна из-за смешивания микроф лоры полости рта и воздухоносных путей. В верхних дыхательных путях прео бладают стрептококки и нейссерии, встречаются стафилококки, дифтероид ы, гемофильные бактерии, пневмококки, микоплазмы, бактероиды; 5)кожа, особенно ее волосистая часть. В связи с постоянн ым контактом с внешней средой кожа является местом обитания транзиторн ых микроорганизмов , имея при этом постоянную микрофл ору. Состав резидентной микрофлоры кожи и слизистых оболочек характери зуется наличием Staphylococcus epidermis, S. aureus, Micrococcus spp., Sarcinia spp., Propionibacterium spp., коринеформными бактериями. Нормальная микрофлора рассматривается как самостоя тельный экстракорпоральный орган с определенной анатомической структ урой и следующими функциями [10]. 1.Антагонистическая функция. Нормальная микрофлора обеспечивает устой чивость соо т ветствующих учас тков тела к заселению случайной, в том числе и патогенной, микрофл о рой. 2. Иммуногенная функция. Бактерии, я вляющиеся представителями номофлоры, постоянно поддерживают иммунную систему в должном состоянии своими антигенами. 3.Пищеварительная функция. Нормальная микрофлора при нимает участие в полостном пищеварении за счет своих ферментов. 4.Метаболическая функция. Нормофлора участвует в обмене белков, липидов, уратов, о к салатов, стероидных гормонов, холестерина за счет свих ферментов. 5.Витаминообразующая функция. В процессе метаболизма отдельные предста вители но р мальной микрофлоры образуют витамины. 6.Детоксикационная функция. Нормальная микрофлора об езвреживает образующиеся в организме токсические продукты обмена веще ств или организмы, попавшие из внешней среды. 7.Регуляторная функция. Нормальная микрофлора участвует в регуляции газ ового, водно-солевого обмена, поддержания рН среды. 8.Генетическая функция. Нормофлора является неограниченным банком генетического ма териала. 2. Препарат ы нормофлоры Микроорганизмы, составляющие нормофлору, представл яют собой четкую морфологическую структуру в виде биопленки. Толщина ее 0,1 – 0,5мм. В ней содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микроколоний, образующихся как из ана э робных, так и аэробных бактерий [2]. Формирование биопленки создает для бактерий дополнительную защиту. Внутри биопленки бактерии более устойчивы к действию химических и физ ических факторов, влияющих на состояние нормальной микрофлоры. К ним отн осятся: 1)эндогенные: а)секреторная функция организма; б)гормональный фон; в)кислотно-основное состояние; 2)экзогенные: условия жизни (климатические, бытовые, экологические). Любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормофлоры человека, возникающие в результате воздействия на м акро- или микроорганизм различных неблагоприятных факторов приводят в дисбактериозу. Для коррекции дисбактериоза необходимо устранить п ричину, вызвавшую его, затем использовать эубиотики (п робиотики) и пр е биотики и симбиотики. Пребиотики – это препараты немик робного происхождения, способные оказывать позитивный эффект на орган изм хозяина через селективную стимуляцию роста или метабол и ческой активности нормальной микрофл оры кишечника, стимулирующие рост и размножение так н азываемых дружественных человеку бактерий. Это низкомолекулярные угле воды (фруктозо-олисахариды, инулин, лактулоза и др.), которые не должны под вергаться гидролизу пищеварительными фермен тами [7]. Основные известные препараты: - лактулоза – синтетический диса харид. Микрофлора толстой кишки гидролизует лакт у лозу до молочной (в основном) и частично до муравьиной и уксусной кислот. Она спосо б ствует понижению рН содержимого толст ого кишечника, снижению концентрации гнилостных бактерий, стимулирует перистальтику кишечника и усиливает рост бифидо- и ла к тобактерий ; - кальция пантотенат участвует в п роцессах ацетилирования и окисления в клетках, угл е водном и жировом обменах, синтезе ацети лхолина, стимулирует образование кортикост е роидов в коре надпочечников; - лизоцим способствует нормализации нарушений микро флоры. наиболее активен в отношении грамположительных патогенных и усл овнопатогенных бактерий. Лизоцим обладает бифидогенным, имунномоделир ующим, противовоспалительным действием, улучшает пищеварение, стимули рует метаболические процессы и эритропоэ, проявляет сине р гизм со многими антибиотиками. Симбиотики – комплексные препараты, со держащие пробиотик и пребиотик [4]. Пробиотеки – это препараты норма льной микрофлоры человека. пробиотики имеют в своем составе живые клетк и специально подобранных штаммов микроорганизмов растительного или жи вотного происхождения; они выживают в условиях кишечного окружения, неп атогенны, нетоксичны, стабильны в течение длительного срока хранения. Механизм положительного влияния пробиотиков включает: - подавление микробных патогенов за счет продукции антибактериальных веществ, конкуренции за лимитиру емые питательные вещества и сайты адгезии на кишечной стенке; - влияние на ферментативную активность кишечных микр оорганизмов; - стимуляцию иммунной системы макроорганизма. В России производят в основном моновалентные препар аты: бифидумбактерин (на основе Bifidobacterium bifidum), апилак (на основе Lactobacillis acidophillus), колибак терин (на основе кишечной палочки E. Coli M-17), лактобактерин (на основе Lactobacillus plantarum, fermentum). комплексные препараты, например бификол (Bifidobacterium и E. Coli M -17). За рубежо м производя поливалентные (комплексные) препараты: симбиофтор, бификор, примадофилюс (содержит комплекс микроорганизмов симбионтов) и другие. Они предназначены в основном для профилактики и лечения дисбактериоза. Особенно широко применяют в клинике детских болезне й (при острой дизентерии, сальмонеллезе, эшерехиозе, вирусных диареях, ди атезе и др.). При несформировавшейся микроэколог и ческой системы ЖКТ у детей применение препаратов про биотиков оказывается очень эффективным. Препараты пробиотиков также применяют в комплексно м лечении кишечных инфекций, энероколитах на фоне нарушения микрофлоры с дефицитом или полным отсутствием б и фидофлоры и др.). Пробиотики также назначаются ослаб л енным людям после соматических заболеваний и по заве р шении лечения антибиотиками, лицам прекло нного возраста , так как у них в связи с изменением горм онального статуса уменьшается количество бифидо- и лактобактерий. Действующим началом лактосодержащих препаратов явл яются живые лактобациллы, о б л адающие антагонистическим действием против широкого спектра патогенн ых и условнопатогенных бактерий за счет продукции кислот, перекиси водо рода, лизоцима и антибиотическихвеществ. локтобациллы выделяют фермен ты, витамины, способствуют пищ е варению, улучшают обмен веществ, обладают иммуномоделирующим действием, нормализуя естественную резистентность организма. Лактосод ержащие препараты целесообразно назначать детям и взрослым при лечени и ОКИ, хрогических заболеваниях ЖКТ с выраже нными ди сбиотическими явлениями, особенно в случае дефицита лактофлоры или при использовании этих препаратов в комбинированной терапии с антибиотика ми [5] . К лактосодержащим препаратам относится лактобакте рин, апилакт, аципол, линекс, гас т рофарм, биобактон. Среди колисодержащих препаратов следует отметить к олибактерин , лечебное действие которого обусловлено антагонистической активностью кишечной палочки в отношении патогенны х и условнопатогенных микроорганизмов, включая шингеллы, сальмонеллы, п ротей и др., бификол и бифилор. Препараты из апатогенных представителей других такс ономических групп или микробных метаболит о в. В этой группе относятся препараты из апатогенных предста вителей р о дов Bacillus, Aerococcus и Saccharomyces. Из спорообразующих бацилл готовят препараты бактисубти л, споробактерин, бактиспорин и биоспорин. Лечебное свойство споровых пр епаратов обусловлено их выраженными антагонистическими свойствами пр отив широкого спектра патогенных и условнопатогенных бактерий, в том чи сле протеев, стафилококков и грибов рода Candida. Эти препараты содержат компл екс ферментов, стимул и рующих пищеварение, способствуют лучшему усвоению пищи, содержат протеолитич еские и фибринолитические ферменты, чем способствуют очищению воспали тельных очагов от некротических тканей. Наиболее изв естный представитель этой группы – это препарат Хилак-форте. Он содержи т концентрат продуктов метаболизма бактерий тонкой и толстой кишки, в то м числе метаболиты Lactobacillus acidophilus, L.helveticus, E-coli, Enterococcus faecalis, молочную и фосфорную кислоты, ам инокислоты и другие вещества, способствущие нормализации рН, восстанов лению водно-электролитного баланса, состава нормофлоры и поддержанию ф изиологической функции слизистой оболочки кишечника. 3. Технология п олучени я пробиотиков Необходимым условием массового производства препар атов пробиотиков является сохранение их стабильности в течение длител ьного времени. Бактерийные препараты, соде р жащие живые организмы, относятся к наименее стойким. На выживаемость микроорг а низмов в сухих препаратах влияют следующие факторы: - регламентированное содержание остаточной влаги; - наличие защитных сред; - хранение сухих препаратов в атмосфере, не содержаще й кислород. В целях защиты пробиотиков от кислой среды желудка на таблетированные и капсулированные формы наносят ацидорезистентные покрытия или проводя т иммобилизацию ба к терий на с орбенте. Для получения препаратов пробиотиков необходимо иметь штаммы микроорг анизма симбионта. Их выделяют из кишечного содержимого здоровых детей и взрослых . Эти штаммы должны облада ть следующими свойствами: - наличие полезного воздействия н а организм хозяина, подтвержденным лабораторными исследованиями и кли ническими наблюдениями; - штаммы должны быть идентифицированы с учетом генет ических признаков так как для получения пробиотиков разрешены штаммы т олько определенных видов микрооргани з мов; - при длительном использовании они не должны вызыват ь побочных эффектов. Штаммы не должны быть непатогенными и нетоксичными; - наличие колонизационного потенциала, то есть сохра нение в пищеварительном тракте до достижения максимального положитель ного действия (должны быть устойчивы к низким значениям рН, желчным кисл отам, антимикробной субстанциям, продуцируемым индогеннлй микрофлорой с адгезией к эпителию соответствующих слизистых оболочек); - наличие выраженной антагонистической активности п о отношению к патогенным и у с л овно-патогенным микроорганизмам; - наличие стабильных характеристик как в клиническом , так и в технологическом плане; - наличие высокой скорости роста и размножения в усло виях, близких к таковым в к и ше чном тракте; - штаммы молочнокислых палочек должны продуцировать преимущественно L(+) – из о мер м олочной кислоты; - при введении в больших количествах они должны облад ать минимальной способностью к транслокации из просвета пищеварительн ого тракта во внутреннюю среду макроорг а низма; - наличие четкой физиолого-биохимической и генетичес кой маркировки как для исключения фальсификации, так и для периодическо го контроля идентичности свойств исхо д ных и производственных культур. Удовлетворяющие всем этим требованиям штаммы поступают в контрольный институт, откуда их передают в фармацевтическое производство с соответ ствующими документами , отражающими их характеристи ки [6]. В заводских лабораториях штаммы высеивают на искусс твенные питательные среды, проверяют их соответствие паспортным данны м (род, вид, биологические свойства). П осле этого их используют для получения препаратов пробиотиков . В условиях промышленного производства эти штаммы рассеивают и получаю т отдельные колонии, которые затем пересевают на агар изированные или жидкие питательные среды (например, молочнокислые бакт ерии хорошо растут в обезжиренном молоке). Бифидобактерии, лактобациллы, энтерококки – это аук сотрофы . О ни не могут сами синтези ровать аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, витамины, поэ тому их должна содержать питательная среда, в которой они выращиваются. Для культивирования этих бактерий используется сырье, разрешенное в пищевой промышленности, так к ак препарат, выращенный на этих средах, используется для внутреннего при менения. Источником аминокислот обычно служит белок молока (казеин), который гидр олизуют с помощью ферментов (трипсина и пепсина) и получают, соответственно триптол ил и пептол. Как источник витаминов, а также пиримидиновых и пуриновых оснований используют дрожжево й экстракт, который получают из дрожжей Saccharomyces (пивных ли бо пекарстких). В качестве микроэлементов используют соли магния, марган ца, цинка, которые добавляют в питательную среду для культивирования мол очнокислых бактерий. И с точни ком энергии служит лактоза или глюкоза. М олочнокислые бактерии культиви руют от 8 до 16часов, собирают штаммы в той фазе роста, при которой выживание клеток будет наиболее длительным. Это обеспечит дл и тельное хранение полученного препара та. По сле процесса культивирования п олучают бактериальную суспензию, содержащую в 1 мл 10 9 и более клеток. Эти клетки собирают , используя поточные центрифуги или сепараторы, в которой образуется пох ожая на сметану с кремовым оттенком масса со специфическим запахом кисл ого молока. Раствор криопротекторов (вещества белковой природы - обезжир енное молоко или желатин, углеводы – лактоза, сахароза) добавляют в прот очную массу и получают густую суспензию клеток, которую разливают в ампу лы. Затем их замораживают в жидком азоте и подвергают лио фильной сушке. Сухая масса приобретает пузырчатый вид. Ее измельчают и о пределяют титр, в соответствии с которым вносят во флаконы или смешивают с культурой другого штамма. Для увеличения сроков жизнеспособности бактерий по казана сублимационная сушка, проходящая в условиях низкой температуры (-400 Вє С) и глубокого вакуума. Укупорку сухих биопрепаратов в виду их гигроскопичности производят под вакуумом или в токе инертного газа. Форма выпуска – флаконы (бифидумбактерин), или ампул ы (бификол), или капсулы («Нутролин В»), или пакетики (бифидумбактерин фирм ы «Партнер»). Заключение Велика защитная роль нормофлоры в обеспечении здоро вья, поэтому нарушение равнов е сия между отдельными видами микроорганизмо в в местах их постоянного обитания за счет более интенсивного размножен ия или гибели какого-либо вида может повлечь нарушение гомеостаза с соот ветствующими последствиями пат о логического характера. Дисбиотические состояния пр иводят к изменениям количественного и качественного состава нормофлор ы человека. Нормальная микрофлора кишечника в процессе эволюци и приобрела исключительно важную роль в формировании колонизационной резистентности организма. Одним из главных механизмов защиты от колонизации ус ловно-патогенными и патогенными бактериями является присутствие в орг анизме достаточного количества собстве н ной полезной микрофлоры. Нормальная микрофлора кишечника играет важную роль в конверсии желчных пигментов м желчных кислот, абсорбции питательных в еществ и продуктов их расщепления. Ее представители продуцируют аммиак и другие продукты, которые могут адсорбироваться и участвовать в развит ии печеночной комы. Нормофлора кишечника выполняет и регулирует многие функции организма, которые можно уподобить работе лаборатории, осущест вляющей многие сотни биохимических процессов. Поэтому очень важно поддерживать нормальную работу микрофлоры организма челов е ка. Список литературы 1. Альбертс Б. Молекул ярная биология клетки: Пер. с англ. / Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис. – М.: Мир, 1994. – Т.1. – 515с. 2. Барзашка – Попова С.Н. К оррекция микрофлоры кишечника при дисбактериозе с пом о щью лактобацилл / С.Н. Барзашкина-Попова: Автореф. Дис. …к.б.н. – М., 1990. – 22с. 3. Биотехнология: Учебное пособие для вузов / Под. ред. Н.С. Егорова. – М.: 1987. 4. Качура В.И. Способы высу шивания молочнокислых бактерий // Виноделие и виноградо р ство СССР.- 1985. – №2. – С. 49-50. 5. Михайлов И.Б. Клиническ ая фармакология / И.Б. Михайлов. – СПб., 1998. – 473с. 6. Промышленная технолог ия лекарств: В 2-х т. / Под. ред. В.И. Чуешова. – Харьков: НФАУ, МТК-книга, 2002, - Т.1. – 557 с.; Т.2. – 714с. 7. Северин С.Е. Биохимия и м едицина – новые подходы и достижения / С.Е. Северин. – М.: Русский врач, 1998. – 94 с. 8. Сорокулова И.Б., Белявск ая В.А. Рекомбинантные пробиотики: проблемы использования в медицине и в етеринарии.//Вест.Рос. АМН. – 1997. - №3 – с.17-19.

Приложенные файлы


Добавить комментарий